針對我國部分灌區(qū)長期引用中水灌溉農(nóng)田,置疑重金屬污染問題以及地膜覆蓋被大面積推廣的事實,本文以山西省水利廳《農(nóng)藝節(jié)水措施對作物產(chǎn)量及ET的影響效果研究》項目為載體,以山西省汾河灌溉管理局二壩汾西灌區(qū)和其它地區(qū)不同地貌單元農(nóng)田土壤為研究對象,基于裸地、覆蓋普通地膜和覆蓋滲水地膜三種地膜條件下的年度跟蹤試驗,分析了重金屬在不同地覆蓋條件下的時空分布特性、不同地膜覆蓋條件對重金屬垂向運移過程的影響、各類重金屬在土壤中的遷移特性和重金屬在地下水波動帶的運移規(guī)律等。主要研究成果如下:(1)各種重金屬在土壤中的垂向分布特性較為相似,但在不同地貌條件下表現(xiàn)出一定差異。汾河灌溉管理局二壩汾西灌區(qū)土壤表現(xiàn)出重金屬在土壤剖面上均表現(xiàn)出在0~40cm深度范圍內(nèi)含量最高,在40cm深度以下含量迅速減少,即在40cm~160cm土層范圍內(nèi)重金屬含量保持較低水平,在160cm深度以下,平原區(qū)試驗田重金屬含量又會緩慢增加,并保持穩(wěn)定,而淺丘區(qū)和洪積區(qū)試驗田土壤中重金屬含量在200cm深度以下才會保持穩(wěn)定。這是由于不同地貌特征條件下試驗田的地下水位不同。同時參照土壤環(huán)境質(zhì)量二級標準,不同地貌單元試驗田土壤均存在輕度的重金屬污染,其主要重金屬污染物是Ni和Cr。(2)重金屬在土壤中的垂向運移與土壤種水分的對流運移密切相關。非雨季時期重金屬在土壤中會隨水分向上運移,在表層聚集,雨季時期或在大量灌水條件下,重金屬會在淋濾作用下向下運移,這兩類運移方式均依靠土壤種水分的運移。此外,不同的土壤環(huán)境也會影響重金屬的運移,特別是Cu和Pb會被土壤中有機質(zhì)吸附,因此土壤有機質(zhì)的含量會對其運移過程產(chǎn)生的一定影響。(3)不同種類的重金屬在土壤中的遷移能力不同,遷移能力從強到弱依次為CdCu、PbZnNiCr,但Cu和Pb的遷移能力受土壤中有機質(zhì)含量的影響較大,因此在有機質(zhì)含量較高的土壤中,Cu和Pb的遷移能力會降低。(4)在試驗田施加地膜覆蓋措施,可以有效減緩表層土壤的重金屬污染,但會加劇重金屬在20~40cm深度范圍內(nèi)犁底層土壤中聚集的現(xiàn)象,而且在覆蓋滲水地膜條件下此現(xiàn)象更明顯,但地膜覆蓋會增加農(nóng)田土壤中的Cd含量,造成土壤的Cd污染。此外地膜覆蓋對地下水波動帶中的重金屬分布影響較小,不會加深地下水中的重金屬污染。(5)不同的地膜覆蓋條件會通過改變土壤的中水分的運移來對土壤中重金屬的運移造成影響,同時地膜覆蓋會加快植物的生長過程,并對土壤的溫度、容重、有機質(zhì)含量等土壤理化性質(zhì)造成影響,同時覆蓋地膜還會對土壤中的氧氣含量以及微生物活動造成影響,這些都會對重金屬在土壤中的運移造成影響。特別是滲水地膜可以利用小雨量資源的特點,會直接影響土壤水分的運移過程,在改變重金屬運移過程的同時也可以在旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮巨大作用。(6)地下水波動帶中重金屬的含量較高,層間變化幅度較小,且地下水位以下這一特征更加明顯。重金屬在地下水波動帶中始終向地下水水位運移,與水分的運移過程相反,土壤水分向上運移時,地下水位下降,地下水波動帶中的重金屬向下運移,因此導致地下水位下降時,會加重地下水中的重金屬污染。本文結(jié)合了地膜覆蓋和重金屬污染兩大研究熱點,實現(xiàn)了對不同地膜覆蓋條件下0~300cm深度(包括地下水波動帶)范圍內(nèi)土壤重金屬垂向分布和運移規(guī)律的研究,特別是研究了新型的滲水地膜透水透氣的特點對土壤中重金屬運移的影響。但重金屬污染只是土壤無機污染物中的一種,為明確地膜對土壤環(huán)境產(chǎn)生的影響,保持農(nóng)田的可持續(xù)性利用,后續(xù)還需要研究不同地膜覆蓋條件對土壤中無機鹽和有機質(zhì)分布的影響。此外,在測定重金屬含量時只測得土壤中重金屬含量總量,在以后的研究中應該明確重金屬在土壤中的各種存在形態(tài),從而進一步研究重金屬的形態(tài)分布、生物有效性及其對土壤環(huán)境的危害。
【學位單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X53;S153
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 選題來源與研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)
        1.2.1 重金屬污染的現(xiàn)狀及其危害
        1.2.2 對土壤中重金屬分布及運移規(guī)律的研究進展
        1.2.3 地膜覆蓋技術的研究進展
        1.2.4 土壤重金屬對地下水污染的研究
    1.3 研究的技術方案
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 技術路線
第二章 不同地膜條件下重金屬污染試驗
    2.1 試驗區(qū)概況
        2.1.1 試驗區(qū)氣候條件
        2.1.2 試驗區(qū)土壤條件
        2.1.3 .試驗作物
        2.1.4 田間管理條件
    2.2 試驗方案與方法
        2.2.1 試驗方案
        2.2.2 試驗和測定方法
        2.2.3 試驗儀器與設備
第三章 不同地貌單元土壤中重金屬的垂向分布特征
    3.1 不同地貌單元土壤重金屬分布特征
    3.2 分析與討論
    3.3 不同地貌單元試驗田重金屬污染的評價與分析
        3.3.1 評價方法與標準
        3.3.2 結(jié)果與分析
    3.4 小結(jié)
第四章 不同地膜條件下重金屬在農(nóng)田土壤的垂向運移規(guī)律
    4.1 玉米生育期內(nèi)土壤水分運移規(guī)律
        4.1.1 玉米生育期內(nèi)試驗田溫度和降雨量的分析
        4.1.2 裸地條件下土壤水分的運移規(guī)律
        4.1.3 覆蓋普通地膜條件下土壤水分的運移規(guī)律
        4.1.4 覆蓋滲水地膜條件下土壤水分的運移規(guī)律
    4.2 不同地膜覆蓋條件下重金屬在土壤中的運移規(guī)律
        4.2.1 不同地膜覆蓋條件下Zn、Ni、Cr在土壤中的運移規(guī)律
        4.2.2 不同地膜覆蓋條件下Cu和Pb在土壤中的運移規(guī)律
        4.2.3 不同地膜覆蓋條件下Cd在土壤中的運移規(guī)律
        4.2.4 小結(jié)
    4.3 不同地膜條件下重金屬的表層運移規(guī)律與遷移能力
        4.3.1 不同地膜條件下Zn、Ni、Cr的表層運移規(guī)律與遷移能力
        4.3.2 不同地膜條件下Cu和Pb的表層運移規(guī)律與遷移能力
        4.3.3 不同地膜條件下Cd的表層運移規(guī)律與遷移能力
        4.3.4 小結(jié)
第五章 重金屬在地下水波動帶土壤中的遷移規(guī)律
    5.1 地下水位的測定
    5.2 裸地土壤中重金屬在地下水波動帶的遷移規(guī)律
    5.3 不同覆蓋條件對地下水波動帶重金屬遷移的影響
    5.4 小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 不足與展望
參考文獻
致謝
碩士期間所獲得的成果

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 李洪偉;鄧一榮;劉麗麗;;青海湖典型濕地土壤重金屬分布特征[J];山東工業(yè)技術;2017年11期

2 孟兆龍;周振;呂子琳;;黃河河口流路重金屬分布及作用機理[J];中國科技信息;2017年19期

3 周若薇;;湘江水體中常見重金屬離子濃度的空間分布[J];湖南教育(D版);2016年12期

4 洪繼華,章申;廣東南部地理景觀中土壤重金屬垂直分異及其地球化學分層性[J];地理研究;1988年04期

5 應衛(wèi)明,章申;海南島瓊山熱帶土壤中重金屬分布和礦物特征的關系[J];土壤學報;1988年04期

6 邱禮生;珠江口海區(qū)表層沉積物中重金屬的分布模式[J];海洋通報;1989年01期

7 祝建中,胡志華;垃圾焚燒過程中影響重金屬分布因素的研究[J];環(huán)境污染治理技術與設備;2004年12期

8 陳超;劉漢羽;郝俊;趙麗麗;程巍;;不同種植年限香根草對煤矸石山基質(zhì)中重金屬分布的影響[J];煤炭學報;2016年12期

9 郭德英;;黃河三角洲重金屬分布狀況及分析評價[J];中國環(huán)境管理干部學院學報;2007年01期

10 康勤書,吳瑩,張經(jīng),周俊麗,程和琴;崇明東灘濕地重金屬分布特征及其污染狀況[J];海洋學報(中文版);2003年S2期

相關博士學位論文 前10條

1 潘尚霞;南方某工業(yè)區(qū)環(huán)境重金屬暴露對兒童神經(jīng)和腎臟早期影響[D];中國科學院大學(中國科學院廣州地球化學研究所);2017年

2 黃星;紅樹林土壤有機碳、重金屬特征對紅樹林景觀格局變化的響應[D];華東師范大學;2017年

3 孫曉艷;鉛鋅礦區(qū)土壤重金屬植物有效性研究[D];中國地質(zhì)大學(北京);2018年

4 鐘道旭;土壤污染修復植物熱處置及其重金屬遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究[D];東南大學;2017年

5 李正文;鎘處理下不同水稻品種對兩種土壤中鉛、鎘的吸收及其生育期動態(tài)[D];南京農(nóng)業(yè)大學;2003年

6 胡振宇;珠江三角洲重金屬排放及空間分布規(guī)律研究[D];中國科學院研究生院（廣州地球化學研究所）;2004年

7 王昌全;成都平原城市化土壤重（類）金屬演變及其環(huán)境效應研究[D];西南農(nóng)業(yè)大學;2005年

8 張鑫;安徽銅陵礦區(qū)重金屬元素釋放遷移地球化學特征及其環(huán)境效應研究[D];合肥工業(yè)大學;2005年

9 施加春;浙北環(huán)太湖平原不同尺度土壤重金屬污染評價與管理信息系統(tǒng)構(gòu)建[D];浙江大學;2006年

10 李靜;重金屬和氟的土壤環(huán)境質(zhì)量評價及健康基準的研究[D];浙江大學;2006年

相關碩士學位論文 前10條

1 張?zhí)鹛?昌平南口地區(qū)土壤重金屬分布及地球化學特征[D];中國地質(zhì)大學(北京);2018年

2 郝玉;生活垃圾焚燒飛灰特性及重金屬螯合穩(wěn)定/水泥固化處理研究[D];華東理工大學;2018年

3 張江燕;福建斗湖沉積物重金屬元素特征及其環(huán)境意義研究[D];福建師范大學;2017年

4 李雪雙;環(huán)青海湖區(qū)植物穩(wěn)定碳氮同位素與重金屬空間分布規(guī)律及影響因素研究[D];魯東大學;2018年

5 徐辰星;宜興市土壤重金屬分布特征與不確定性分析[D];南京大學;2018年

6 李昊哲;不同地膜條件下重金屬在農(nóng)田土壤的垂向分布特性研究[D];太原理工大學;2018年

7 李麗;基于GIS的銀都礦區(qū)土壤重金屬空間分布與污染評價[D];中國地質(zhì)大學(北京);2018年

8 李玉恬;施用石灰對雷竹林土壤重金屬活性和部分礦質(zhì)元素含量的影響[D];浙江農(nóng)林大學;2018年

9 張運;新豐江水庫沉積物重金屬的污染特征及吸附釋放規(guī)律研究[D];湖南大學;2017年

10 劉丹;陜西延川縣農(nóng)地土壤重金屬含量與污染研究[D];陜西師范大學;2017年

本文編號：2836070