首页

> 学术论文知识库

首页 学术论文知识库 问题

花岗岩残积土研究进展论文范文

发布时间:

花岗岩残积土研究进展论文范文

、一般是用标贯试验吧。残积土小于30、全风化大于30、强风化大于50,如果连标贯试验都不做,那你说根据什么?凭感觉?2、残积土:岩芯比较松散,无法看到原岩结构,一般像这样的土定粉质黏土都不会错。 全风化:原岩结构构造以被破坏,岩芯呈土状,如果有风化残留物,可以看到原岩结构的可以定为全风化,如果没有那就是粉质粘土了,一般全风化可以打标贯。强风化:强风化的东西明显有岩的结构和构造,强风化节理裂隙很发育,岩芯比较破碎,呈碎块状,局部可能有短柱状,一般强风化只能打动探。二楼标贯试验残积土小于30、全风化大于30、强风化大于50这个只适合花岗岩,别的岩石并不适合3、根据各种规范,残积土和岩石已经是两家人了,但是全风化还属于岩石,施工单位的收费也不一样。 在某些地方,全风化和残积土是谈判桌上的重要话题。 我在野外施工,只要掰开样品,发现有原岩结构,就划进全风化,要求按照岩石钻进给钱。全风化有的监理不让做硬度描述。 但原岩结构十分不清晰,只能看到残留的细小石英长石颗粒等-比如片麻岩的,就不做挣扎了。4、不同的地方各有不同。花岗岩地区采用标准贯入试验锤击数的修正值作为判定的依据《福建省地方标准-岩土工程勘察规范》中有明确说明,N<击的属于残积土,30==50击的属于散体状强风化花岗岩。 当然上述方法适用于福建地区的花岗岩、凝灰岩等火山或沉积形成的硬质岩石。 对于软质岩石其方法不尽相同,我在厦门工作,在合肥、南京、扬州、福建各地等做过不少项目,关于外地的判定方法略知一二:合肥:做明发商业广场时,场地30m范围内的岩石母岩属中砂岩,颜色呈红褐色,这种岩石我没有划分残积土、全风化,而将其化分至粉质粘土层,对于强风化砂岩层,从其颜色和标准贯入试验按N>30击的位置划分。南京:做滨江新城时,为泥岩,深度>50m,属于软质岩石,划分时按照N>30击划分为强风化泥岩,也没有划分残积土和全风化岩层。扬州类似。5、经验比较重要,一般来说,残积土,掰开岩芯,断面看不到岩石纹理,也会含一些岩石风化残留硬块,但多呈斑点状点缀;全风化,掰开岩芯,断面可看到岩石纹理且全断面分布(与斑点状点缀相对),颜色比较纯,手捻易成土状(粉末状);强风化,比较容易判定,一般矿物颜色明显变色,手捏易散、易碎、锤击易碎的,岩芯破碎的多判定为强风化。

一、原位测试技术在工程勘察中的作用

原位测试是在岩土体原来所处的位置基本保持岩土体的天然结构、天然含水量以及天然应力状态下测定岩土的性能。

1.原位测试的优点

1)可以测定难以采取不扰动试样的土层(如碎石土、砂土、流塑淤泥等)的有关工程参数。

2)避免采样过程中应力释放和结构扰动的影响。

3)原位测试的试样体积远比室内试样大,因此代表性也强。

4)试样体受力状态更接近工程实际,试验数据更具合理性。

5)可大大缩短勘探试验的周期。

2.原位测试的不足之处

1)各种原位测试都有其适用条件,如使用不当则会影响其效果。

2)有些原位测试所获得的参数与土的工程性质间的关系往往是建立在统计经验关系上。

3)影响原位测试成果的因素较为复杂(如周围应力场、排水条件等),使得对测量定值的准确判断造成一定的困难。

4)原位测试的主应力方向往往与实际岩土工程问题中的主应力方向并不一致。

5)某些原位测试设备复杂、庞大。

因此,土的室内试验与原位测试,二者各有其技术优势,在全面研究岩土体的各项性状中,二者不可偏废,而应相辅相成。

随着科学技术的进步,原位测试的理论、方法和仪器设备必将有更大的发展和提升,原位测试在工程勘察中将会发挥越来越大的作用,其介入的深度和广度会更加充分。可以说,原位测试手段是工程勘察技术进步的发展方向,也是勘察技术更加成熟的标志。

二、原位测试方法

岩土体的原位测试方法很多。随着岩土工程技术和计算机技术的不断发展,新的原位测试理论、仪器设备和试验方法不断出现,使得岩土工程原位测试技术在工程实践中越来越受到重视。

在工程中经常采用的原位测试方法见表2-2-69至表2-2-71。

表2-2-69 岩体原位测试方法

表2-2-70 土体原位测试方法

表2-2-71 水文地质原位测试方法

续表

由于原位测试是勘察工作的重要和必不可少的技术手段,所以有关工程勘察的规程规范,都有关于原位测试的技术要求和工作方法。不同的原位测试方法适用于不同的工程和地质条件,取得的岩土参数也有侧重。表2-2-72为部分测试方法的适用范围。

表2-2-72 原位测试方法适用范围

三、原位测试在深圳地区的应用

自建立特区始,原位测试一直是深圳工程勘察的一个重要手段。1980年,便有专门的原位测试队随勘察队伍进入深圳,在大量工程勘察项目中使用原位测试手段。1983年,航空部综合勘察单位用原位测试手段对花岗岩残积土进行了系统的研究,得出了花岗岩残积土的含水量、变形模量的确定方法,揭示了花岗岩残积土本应具有的较高承载力。1985年,地质矿产部“深圳市区域稳定性评价”编写组在区内多处进行地应力测量,为区域稳定性分析提供了可靠资料。而后的二十多年中,深圳市的勘察单位在软土地基勘察中使用十字板剪切、静力触探、旁压、螺旋板载荷试验等方法测定软土特性,用标准贯入试验判定花岗岩风化程度、砂土液化,用平板载荷试验判定地基加固处理的效果等等。近年来引进扁铲侧胀试验等新方法。可以说,原位测试是工程勘察工作常规的、不可缺少的手段。

(一)金城大厦挖孔桩孔底平板载荷试验

罗湖区金城大厦共6栋26层塔式住宅楼,建筑面积约58000m2,采用框架剪力墙结构体系。每座塔楼总荷重达2万余吨,基底压力达50t/m2。拟建场地地质条件复杂,有数条高倾角破碎带通过,局部破碎带深度40~50m,勘察工作进行于1981年。

时值特区建设初期,罗湖区开始动工兴建的几栋高层建筑均采用直径的冲孔灌注桩,以微风岩为桩端持力层。如果金城大厦采用此类桩型,不仅桩距过密且不少桩长超过50m。经过详细的技术方案比较,金城大厦决定采用大直径挖孔灌注桩基础,以强风化岩为桩端持力层。由于当时国内对强风化岩的桩端承载力的取值并无成功经验可以参考,仅就强风化岩的原位载荷试验的资料也不多,可资利用的资料极少。为了准确获取强风化岩的极限承载力和变形模量作为桩基设计参数,由深圳市勘察设计联合公司设计四室提出要求,深圳市房地产公司资助,在市建委总工程师室、罗湖工程建设指挥部的直接领导下,委托冶金部建筑研究单位进行强风化岩的载荷试验工作。

试验在工程桩内进行,以桩孔护壁加反力梁作为反力装置,采用遥控高压加荷,应变自动记录系统和闭路电视监视现场试验情况。圆形压板面积1225mm2和1250mm2。

1982年4月开始试验挖孔施工,5月5日开始安装试验设备,5月15日完成2个桩位、3种深度的强风化岩的载荷试验,试验结果见表2-2-73。

表2-2-73 金城大厦强风化岩载荷试验成果

(二)罗湖山风化岩平板载荷试验

1983年11月,受深圳火车站建设有限公司的委托,根据香港胡应湘设计事务所对拟建联检大楼挖孔桩底强-中风化千枚岩作载荷试验的要求,以研究其承载力及变形特征,深圳市勘察设计联合公司勘察经理部在罗湖山(现已挖平)进行了4处平板载荷试验。

试验在罗湖山工事洞内进行,以洞顶作为反力装置,采用FQ100型分离式油压千斤顶施加垂直压力,加荷压力值由标准压力表观测,沉降值由百分表量测。圆形压板面积800cm2,试验结果见表2-2-74。

表2-2-74 罗湖山强-中风化千枚岩平板载荷试验成果

通过上述两处7点的载荷试验结果,对强风化岩和中风化岩能否作为桩基持力层及其承载能力和变形特性有了新的认识。编制提出了深圳特区不同风化程度基岩的桩基容许端承力表(表2-2-75)。该表在1984年开始试行的《深圳地区钢筋混凝土高层建筑结构设计试行规程》(SJG 1-84)被采纳编入规程中,后继续编入《深圳地区建筑地基基础设计试行规程》(SJG 1-88)中。

表2-2-75 深圳特区桩基基岩容许端承力表 kPa

应该注意到,两处载荷试验的圆形压板面积都不大,试验点板下平面直径远大于压板直径的3倍。所以说,两处载荷试验机理仍属于浅层载荷板试验,试验结果一般用于天然地基的计算,用于桩端承载力的确定,理论上是偏安全的。

(三)花岗岩残积土的试验研究

花岗岩残积土用常规土工试验所得到的孔隙比大、压缩系数大、压缩模量小的特征,从而出现按常规程试验指标查表求承载力偏低的结果,与实际情况相差较大。在特区建立伊始,就开始了利用原位测试手段对花岗岩残积土的研究。首先由航空部综合勘察单位将原位测试手段运用在上步工业区、上海宾馆和白沙岭住宅区的勘察工程中,继而有华新小区花岗岩残积土的试验研究。在这些项目的勘察研究中,除钻探、取样外,采用了一定数量的平板载荷、旁压、标准贯入和静力触探等试验。华新小区的载荷试验在井内进行,以井孔护壁加钢梁作反力装置,油压千斤顶施加垂直荷载,位移传感器量测沉降值。圆形压板面积为2500 cm 2,试验井旁另设降水井。综合各项试验成果,见表2-2-76,77。

应该说明,下表仅说明采用多种原位测试手段可以更全面地了解土的特性。表中数值不宜作为具体工程引用。

通过数个工程的试验研究,证实花岗岩残积土具有较高承载能力和总体变形较小。航空部综合勘察单位提出了花岗岩残积土变形模量(Eo)与标准贯入击数的关系式:

Eo=(MPa)

上式被《深圳地区建筑地基基础设计试行规程》(SJG 1-88)采用,并列入规程条文中。根据大量标准贯入击数与现场土的状态及矿物风化程度的对比,深圳市勘察测量单位提出以标贯击数50击(修正后)作为花岗岩残积土和强风化岩的界线标准。这一标准也列入SJG 1-88规程中。此后,通过大量工程实践,现行《岩土工程勘察规范》(G B 50021-2001)规定花岗岩类岩石按标准贯入击数(不修正)划分风化程度,N大于等于50为强风化岩;N小于50,大于等于30为全风化岩;N小于30为残积土。

表2-2-76 上步工业区残积土砾质黏性土原位测试综合简表(1983年)

表2-2-77 华新村残积土砾质黏性土原位测试综合简表(1985年)

(四)地应力测量

1985年,地质矿产部“深圳市区域稳定性评价”编写组,为了取得区内地应力状态的资料,采用压磁电感法和水压致裂法,进行了区内地应力测量。压磁电感法使用SYL-2数字压磁应力代和卧式围压率定机等设备,水压致裂法使用定向印模器确定压裂方向。测量结果见表2-2-78,2-2-79。

表2-2-78 1985年深圳市压磁电感法地应力测量结果一览表

表2-2-79 1985~1986年深圳经济特区水压致裂法地应力测量结果一览表

(五)软土地基勘察的原位测试

因为软土(淤泥和淤泥质土)很难取得保持自然状态的试样,更难以保证试样在运输、保存和试验过程中不被扰动破坏,所以用原位测试手段(主要是静力触探和十字板剪切)来确定软土的工程特性,并与室内试验结果互为补充和印证,就显得尤为重要。特别是由于软土的不均匀性,常夹有薄层的粉细砂,采用静力触探试验方法,可以从上而下获得连续的贯入(强度)参数。深圳有大面积的软土分布,在保税区、深圳机场、后海前海填海工程等大面积开发区域,工程勘察单位在软土地基上作了数量可观的原位测试工作,获得了大量试验数据,为软基的加固处理提供较为准确的设计参数。以后海深港西部通道工程勘察为例,在采取大量土样进行室内试验,获得了淤泥的物理指标和力学特性(抗剪强度、固结系数等)的同时,进行了相当数量的静力触探和十字板剪切试验。试验结果见表2-2-80,2-2-81。

表2-2-80 淤泥静力触探试验结果

表2-2-81 淤泥十字板剪切试验结果

在大面积软基加固处理的工程中,处理前和处理后原位测试工作更是不可缺少的,并以此判断加固处理的时效和质量。

试验结果表明,花岗岩残积土抗拉强度与含水量呈负相关关系,并且随着含水量的增大,抗拉强度的减小幅度会随干密度大而增大;抗拉强度与干密度呈正相关关系,并且随着干密度的增大,抗拉强度的增大幅度会随含水率增大而增大;砂质花岗岩残积土(粉黏土质砂)的抗拉强度普遍低于黏性花岗岩残积土(含砂黏土)的抗拉强度;黏性花岗岩残积土(含砂黏土)的抗拉强度与其粘聚力呈正相关关系,与内摩擦角相关性不大。花岗岩经过物理化学等风化作用残留在原地的碎屑物叫做花岗岩全风化层。其与一般黏性土性质不同,因其石英砂砾含量高,孔隙比很大,如果按照常规的方法采取土样,那么因为土样往往会在钻探、取样和运输过程中容易受到扰动,这样所得的土样和实际情况就会差别较大,室内实验所得到的压缩模量、抗剪强度等实验数值往往会低于实际数值,所以如果只是简单的按一般黏性土的经验来处理,就会产生比较大的误差。目前,不少专家学者对于全风化花岗岩地基处理与改良进行了探讨研究。赵建军与王景芝借助固结试验来研究全风化花岗岩所具有的压缩变形特性。刘祖富则对福厦铁路路段全风化花岗岩的物理力学性质进行研究后,指出了全风化花岗岩的地段路基设计与施工时应格外注意沉降量对地基处理工程的影响。肖红兵则采用离心模型试验来研究全风化花岗岩地基在强夯处理、不处理与水泥搅拌桩处理这三种方案的沉降特性,并得出强夯处理效果优于其他处理方式的结论。

土壤有积碳研究进展论文

土壤是陆地生态系统的核心,是连接大气圈、水圈、生物圈以及岩石圈的纽带。全球大约有1SO OGt的碳是以有机质的形态存在于土壤中(Eswarran等,1993),土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库(汪业动等,1999。金锋,2001),是陆地植被碳库(500^-6000t)的2-3倍,是全球大气碳库(750Gt)的2倍多,IPCC估计土壤凋落物对大气C Oz年通量的贡献是燃烧化石燃料贡献量的10倍(IPCC, 1990)。由于土壤有机碳贮量的巨大库容,其较小幅度的变化就可能影响到碳向大气的排放,以温室效应影响全球气候变化,同时也影响到陆地植被的养分供应,进而对陆地生态系统的分布、组成、结构和功能产生深刻影响。据统计,农业利用使土壤损失的有机碳在410亿一500亿t之间(Cole等,1996)。一般地讲,利用方式转变后自然土壤有机碳含量在40^-50年内将降低20%^-50%(Davidson等,1993; Hass等,1957)。低水平的农业生产,肥料使用不足,去除、lei烧植物残留物,以及缺少水土保持措施,是历史上土壤有机碳降低的主要原因(杨学明。2000)。为了减少人为碳排放、增加土壤碳贮存延长土壤碳的固定时间等问题,就必须了解土坡有机碳库的库容及其动态变化过程,因此,自20世纪80年代以来,上壤有机碳库的分布及其转化日益成为全球陆地碳循环研究的热点〔王艳芬等,1998)。由于缺乏土壤有机碳含量、土壤容重和土壤砾石含量资料,对不同土壤或植被类型的面积估计不够准确,从而影响了土壤有机碳储量估算的精确度。研究土壤碳库的空间分布特征,对于准确估算土壤碳库储量,正确评价土壤在陆地生态系统碳循环、全球碳循环以及全球变化中的作用具有重要意义。土壤有机质(SOM)是农田土壤的重要组成部分。农田土壤的物理、化学、生物等许多特性都直接或间接地与有机质的存在有关。同时,土壤有机质是土壤肥力的重要标志之一,在土壤的发生、分类和农业土壤肥力等方面的研究中,土壤有机质的组成、性质和有机碳、氮的转化一直受到人们的重视[1]。长期以来,人们已经在有机质的数量方面作了大量的研究工作。但是,土壤有机质的含量只是一个有机质积累和矿化分解的平衡结果,不能很好地反映土壤质量的变化和转化速率等。20世纪70~80年代,人们从有机质的分解转化方面, 对有机质分组进行了深入的研究, 提出了土壤活性有机质( ASOM )的概念。土壤活性有机质是指土壤中有效性较高、易被土壤微生物分解利用、对植物养分供应有最直接作用的那部分有机质,主要包括微生物生物量( MB)、轻组有机质( L FOM )、易矿化的碳和氮、容易浸提的碳氮及碳水化合物[2]。土壤活性有机质可以表征土壤物质循环的特征, 可以作为土壤潜在生产力和土壤管理措施变化引起土壤有机质变化的早期指标[3]。许多研究者发现土壤活性有机质对土壤碳的变化较非活性有机质敏感得多,与土壤性质的关系比总有机质密切。土壤质量是土壤在生态系统的范围内,维持生物的生产力、保护环境质量(降低环境污染物和病菌损害) 以及促进动植物和人类健康的能力, 可反映各种利用和管理条件下土壤恢复与退化的能力[4]。土壤活性有机质在指示土壤质量和土壤肥力的变化时比总有机质更灵敏,能够更准确、更实际的反映土壤肥力和土壤物理性质的变化、综合评价各种管理措施对土壤质量的影响。本文对土壤活性有机质的概念、组分以及与土壤质量的关系作了初步的阐述,以期进一步了解土壤活性有机质,并真正认识到其生态学意义,加强对活性有机质的研究。广义的土壤有机质是指土壤中一切生物残体和其转化、降解的有机化合物,即纤维素、半纤维素、糖类、粗蛋白等以及各种各样的降解产物等非特殊性化合物和腐殖质类物质;狭义的土壤有机质,是指土壤中有机质经生物化学作用而生成的一类特殊的高分子聚合物,即腐殖质。土壤有机质含量是由土壤形成过程和农业措施所决定。每一个地带和地区,有着一定的生物气候特点,因此具有一定的生物循环水平和特征。而农业措施则可以在不同程度上起着调节和干预的作用。土壤有机质本身含有植物所需要的各种大量元素(如氮、磷、钾、钙、镁、硫等)和微量元素(如铜、锌、铁、锰等)。但因测定方法及时空变异等因素的影响,有机质中的元素组成及含量的差异很大。斯蒂文森(1991)的实验结果表明:富里酸中含碳量为40~45%,含氧量为44~50%,含氢量为4~6%,氮的含量<1~3%,硫的含量最低大约为0~2%;而胡敏酸中含有较高的碳量为50~60%,含氧量相对较少为30~35%我这也是复制的找全难度很大别指望别人给你找了,去看几篇综述吧!这方面研究很多的1汇总前人的主要研究成果--看综述2对物理化学性质进行分析 --问题不明确3在环境中的存在形态,方式,对动植物的影响进行分析 -- 存在形态可以看土壤学书,有简介,南京农大有相关研究,主要是对植物的多,4对其转化规律分析--查看长期定位田的研究吧5对人体健康的影响 --没听说过6国家地方标准-- 土壤总有机碳 《中国土壤**》这类书上有,常为第二次土壤普查的结果

首先你得确定下你的论题吧,你可以通过查阅资料等等方式来找灵感,可以看下(土壤科学)等等这样的资料参考吧

由于回答限制,很多出处的页面网址不能加上去,见谅。1.中国土壤环境污染问题突出地区的污染现状及成因:据不完全调查,目前全国受污染的耕地约有亿亩,污水灌溉污染耕地3250万亩,固体废弃物堆存占地和毁田200万亩,合计约占耕地总面积的十分之一以上,全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨,造成的直接经济损失超过200亿元。其中,一些地区土壤污染已呈严重态势,甚至出现了土壤重污染区和高风险区。1.重金属污染重金属是指密度 4.0以上的约 60种元素或密度在 5.0以上的45种元素。As和 Se是非金属,但是它们的毒性及某些性质与重金属相似,所以将 Se和硒列入重金属污染物范围内。污染土壤环境的重金属主要是指生物毒性显著的Hg、Cd、Pb、Cr以及类金属 As,还包括具有毒性的重金属 En、Cu、Co、Ni、Sn、V等污染物。当前最引起人类关注的是 Hg、Cd、Pb、Cr、As,它们被称为“五毒”(农田土壤重金属污染及防治研究进展)。土壤中重金属的来源是多途径的,首先是成土母质本身含有重金属,不同的母质、成土过程所形成的土壤含有重金属量差异很大。此外,人类工农业生产活动,也造成重金属对大气、水体和土壤的污染(土壤中重金属污染现状与防治方法)。我国 Cd 污染的土地涉及11 个省市的 25 个地区。 如江西省某县多达 44 % 的耕地受污染,形成670hm2 的“镉米”区;沈阳某污灌区农田土壤中 Cd 含量高达 130mg/kg ;成都东郊污灌区内米中含Cd 量高达165mg/kg 。 农业部农业环境监测总站 1996 ~ 1998 年的监测结果表明,污灌区 Cd 污染面积最大,占重金属超标面积的569 % ,而农产品 Cd 超标率达102 % (曹仁林等,2001)。我国各大城市的耕地土壤均存在不同程度的Cd 污染,其中沈阳市郊区和西安污灌区土壤 Cd 污染尤为严重,如沈阳市农田土壤中Cd 含量为088mg/kg ,西安污灌区土壤中Cd 含量为0628mg/kg(土壤镉污染特征及污染土壤的植物修复技术机理)蛐岩县主要的土壤污染物为Mg和B.43%的采样点土壤 Mg含量达重度污染水平,最高超标21.16倍.仅有 211和 238两个采样点达到清洁标准;而 B的污染似乎更为普遍,所用采样点土壤 B浓度超标,50%的样点达到重度污染水平.其原因是 在岫岩县石唐、偏岭、风源等区域.分布有众多的衰 3 蚰岩县土壤捡剥统计值殛帚染指矬国营及乡镇、个体 经营的采矿、冶炼企业,以轻烧 Mg、重烧 Mg为主要工艺的菱镁矿加工业排放 出大量 MgO、SO2等 污染物./vlgO 白色粉末降落地表后,形成 MgCX~、Mg(H0 )2等反应产物,凝聚成大颗粒分散在土壤中,加之该区域土壤 中广泛存在的 MgSO+、MgCl2,形成硬壳覆盖地表,从根本上阻止作物生长.部分地区虽然作物可以生长,但土壤中可溶性 Mg被作物吸收,对人及其他生物的健康形成较大的威胁.而 B污染也是由于B矿点源污染所致(辽宁东部山区土壤污染状况与防治对策研究).稻米对于镉污染的吸附作用明显强于玉米、大豆等其他的作物品种在各种人为因素中,则主要包括工矿业、农业和交通等来源引起的土壤重金属污染(土壤中重金属污染现状与防治方法)。2.污水灌溉污水灌溉等废弃物已造成大面积农田的土壤污染。如沈阳张士灌区用污水灌溉 20 多年后,污染耕地2 500多 hm 2,造成了严重的镉污染,稻田含镉 5~ 7m gökg。天津近郊因污水灌溉导致213 万 hm 2 农田受到污染。广州近郊因为污水灌溉而污染农田2 700hm 2 , 因施用含污染物的底泥造成1 333hm 2 的土壤被污染, 污染面积占郊区耕地面积的 46% 。20 世纪 80 年代中期对北京某污灌区进行的抽样调查表明, 大约 60% 的土壤和 36% 的糙米存在污染问题(我国的土壤污染现状及其防治对策)。早在 30 年代 ,就有抚顺炼油厂污水排入浑河灌溉水稻的记载。到了 50 年代 ,随着农业生产的发展,在北方一些干旱、半干旱地区,由于水资源比较紧张,为了充分利用污水的水肥资源,污水灌溉被大面积采纳、推广,这对促进当地农业的粮食生产曾起到了积极的作用。到了1983 年,污水灌溉面积达到 2 ×106 hm2 。然而,由于长期的污水灌溉 ,土壤 —作物系统的污染逐渐暴露出来,为了解决这一土壤环境问题,污水的土地处理系统得到了应用和发展长三角、珠三角、辽中南城市群3个典型区的土壤污染状况调查;在典型地区启动污染土壤修复与综合治理试点;建立健全基于风险评估的土壤环境质量标准体系;完成《土壤污染防治法》草案。从污染物的种类和类型上看 ,新技术、新产品应用未能有效预防导致我国新型污染物不断出现 ,这些新型污染物影响更持久 ,危害更大 ;从污染物的浓度上看 ,污染物的含量 ,随着经济的发展 ,一些污染物因为无法降解、逐步积累 ,增加还是非常快的。例如 ,有资料表明 ,近年来 ,上海土壤中汞和镉的含量增加了 50% ;浙江南部一些地区土壤中 Cu、Zn等重金属全部超标 ,持久性有机污染物部分检出率达100%。辽河流域据介绍,辽河流域是我国传统的工矿区之一,交通便利、矿产资源丰富,长期以来形成了以煤炭、石油、钢铁等工矿业为主的经济结构,资源利用效率较低,污染强度高;污染源污染治理水平低,化工、冶金、采矿、制药等行业污染严重,部分企业设备陈旧、落后,污染治理设施不完善;加之辽河流域环境监测、预警、应急处置和环境执法能力薄弱,有些地区有法不依,执法不严现象较为突出,环境违法处罚力度不够,污染的现象不能得到有效遏制。有关人士还指出,土壤污染和水污染是相互交替、互相影响的。一方面,部分地区的土壤污染是由于污灌造成的。由于辽河水资源短缺,为解决工农业用水问题而长期进行污水灌溉,使得大量有毒、有害物质进入土壤,积累到一定程度,超过了土壤本身的自净限度。另一方面,辽河流域鞍山、辽阳等地是全国闻名的工矿区,常年的矿产开发造成一些矿区土壤污染非常严重,通过水体的冲刷,土壤中的重金属和有毒物质加速了河流的污染。有专家指出,在资源和重工业为主导的经济结构下,工业生产的污染程度相对会比较高,治污难度大;受经济利益的驱使,部分企业安装、运行污染治理设施不到位,随意排放废水废气废渣的现象时有发生,使人防不胜防;同时,地方政府重地区GDP轻环境保护的意识依然存在,对污染现象听之任之。对于辽河而言,其治污问题面临更多重的考验——在当前经济危机的影响依然持续、东北老工业基地亟待振兴的形势下,一方面辽河流域土壤污染和水污染等问题严重,已经到了非治不可的地步;另一方面,在2008年来的全球性金融危机的席卷之下,地方政府面临着经济增速放缓,失业率增加的巨大压力,一切工作的中心都集中到了保障经济平稳发展上来。环境治理面临着让位于经济发展而被忽视的问题。对于几十年污染“积重”的整个辽河流域,有人表示担心,“有些地方为了发展经济,根本不管所谓的环境污染,这么几十年下来,才造成整个流域污染情况严重。如果这一点不改,只是沿着‘污染——治理——污染’的老路子,最后只能是越治越污,环境越来越坏。”一. 长三角根据中科院南京土壤所2006年在南京郊区蔬菜基地做的定点测试,仅有40%的土壤处于安全等级,而30%的土壤已经受到污染。而浙江省有关部门的调查显示,全省Ⅰ类和Ⅱ类土壤占调查区总面积的82%,其余18%的土壤均受到了不同程度的污染。“区域内工业化、城市化和农业集约化的快速发展,加上疏于防治,大量未经处理的废弃物通过多种渠道向土壤系统转移、残留,是形成土壤污染的主要因素。”近期,浙江省台州市路桥区峰江街道139名村民被查出血铅严重超标,元凶是建在村里的一家被列为重点监控企业的蓄电池企业。在上世纪80年代末期,我国污染面积只有几百万公顷,而现在已经超过一千万公顷。土壤污染类型多样化,其中严重的是重金属污染,根据中科院生态所研究,目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染的耕地面积近两千万公顷,约占耕地总面积的五分之一,全国每年因重金属污染而减产粮食1000多万吨。此外农药、抗生素、病原菌等也成为土地污染的来源。土壤污染除导致土壤质量下降、农作物产量和品质下降外,更为严重的是土壤对污染物具有富集作用,一些毒性大的污染物,如汞、镉等富集到作物果实中,人或牲畜食用后发生中毒。 如我国辽宁沈阳张士灌区由于长期引用工业废水灌溉,导致土壤和稻米中重金属镉含量超标,人畜不能食用。土壤不能再作为耕地,只能改作他用。 3.固体废弃物堆放 另外,在农田中,由于化肥的不合理施用,农药喷施和 地膜等造成的污染也相当严重。2. 地方土壤环境保护工作面临的问题和对国家土壤环境保护法规、制度、政策等方面的需求目前,我国土壤污染面临着严峻的形势,部分地区土壤污染严重,土壤污染类型多样,呈现新老污染物并存、无机有机复合污染的局面,土壤污染途径多,原因复杂(环保总局在京召开首次全国土壤污染防治工作会议,且污染面积、分布和程度不清,污染防治基础薄弱,地方土壤保护工作防治措施缺乏依据和方向,状况不容乐观,面临诸多挑战。同时,防治土壤污染的法律还非常欠缺,土壤环境标准体系也尚未形成,法律是土壤污染防治的关键,是实现土壤环境保护的最主要途径,它对保护土地质量,维持社会、经济和环境的可持续发展具有重大意义。从法律角度分析,土壤污染现状的原因包括以下三个方面:首先,我国土壤污染防治的相关法律法规空白,缺乏有效的法律制度。在我国现行的法律体系中,已经制定了环境保护、土地管理、水污染防治、大气污染防治等相关的法律法规,但土壤污染防治的法律基本上是一项空白(论我国农业用地土壤污染的法律保障)。虽然若干法律中一些零星规定,对农业生态环境的保护起到了一定的积极效果,但都是分散而不系统的,缺乏可操作性的具体法律制度。随着我国快速的工业化、城市化进程,农业用地土壤污染仍有继续加重的趋势,说明现行立法有限条款的粗略性规定不可能有效防治现代农业技术和不合理的土地利用方式造成的土壤污染问题,满足不了土壤污染防治的现实需要。而法律的“真空”状态则会进一步滋长土地资源的滥用现象,加剧土壤污染问题(浅析我国土壤防治的法律问题)。在长三角地区环保工作中,南京理工大学经济管理学院教授徐光华指出“缺乏相对统一的区域环境准入和污染物排放标准、缺乏相关法律规范,是长三角地区环保工作目前的软肋。”区域经济发展中所遇到的各类环保问题,通常都很难靠一地的政府来解决。要应对日益严重的环境污染形势,两省一市的有关部门必须尽快建立起区域环境信息共享与发布制度,启动区域环境监管与应急联动机制,并在此基础上加快区域环境保护相关法律规范的研究和制定,长三角土壤污染后果堪忧)。因此,在现行法的基础上,有必要对土壤污染防治保护采取一定的法律措施,健全和完善环境相关法律法规。其次,土壤污染防治的行政管理和执法混乱。依据我国现有的法律体制,对于土壤的法律保护,实行管与分管相结合的多部门分层次的管理体制,涉及多个行政部门对土壤污染的行政管理,在这种体制下,管理主体林立,权力和责任分散,不仅不利于集中、统一管理,而且容易造成管理上的混乱(浅析我国土壤污染防治的法律问题)。由于土壤污染的来源多样,情况复杂,所以除了职责最多联系最为紧密的环境保护部门、农业部门有环境行政监管权力外,许多其他的部门如水利部、国土资源行政主管部门等在特定的情况下也有管理权限(我国农村土壤污染防治的法律问题研究)。但是,由于法律并没有赋予环境保护执法部门对其他行政主管部门的环境执法的监督权,同时对于各个执法部门之间在土壤污染处理上应当如何相互配合的重要问题也没有做出规定,这就导致了在具体的土壤保护的执法当中多头执法,交叉执法,执法不到位,甚至部门之间借执法来争夺各自的利益,降低了土壤保护的整体实效,损害了土壤保护的整体利益,有关法律法规对部门之间如何监督协调没有具体规定,并且在实际环境行政执法管理中地方情况差异较大,出现的许多污染问题无法很好的得到解决,从而导致部门与部门之间相互扯皮、争权推责(浅析我国土壤污染防治的法律问题)。可以说,这种多头管理体制,不仅严重影响了治污的效率,也浪费了诸多的行政管理资源。另外,在我国大多数基层地区尤其是贫困的农村地区,由于经济发展落后,摆脱贫困的愿望强烈,大多领导干部以经济的快速发展为首要目标,当经济发展与环境保护发生冲突的时候,就会牺牲环境来图发展(防控农村土壤污染的迭律对策研)。因此,我国在对土壤污染管理及执法上也存在许多的问题。最后,土壤环境保护的司法保障有待加强。目前,虽然我国土壤污染比较严重,污染情况时有发生,但涉及土壤污染诉讼的案例却很少,从仅有的几个案例中,不难发现我国农村土壤司法救济中存在的问题。首先,我国至今没有关于土壤污染修复和赔偿的条例规定,对企业也没有任何约束,即使土壤被污染了,也很难追究他们的责任。2006年8月,甘肃省徽县发生的“铅中毒”事件就是一个典型的案例。当时,这个县水阳乡的两个村庄共有368人查出血铅超标,其中14岁以下的儿童149人。经环保部门调查发现,位于这两个村庄附近的一家铅冶炼厂是重要污染源,造成当地土壤、空气和水体污染。虽然这家工厂后来被勒令关停,但如何给那些遭受污染损害的村民以有效的补偿,如何从根本上转变那种以群众健康甚至生命为代价的粗放型增长方式,却是一个难题。(邱林,中国1/5耕地受污染防治形势严峻,改善土壤环境质量系国家行动。另外,在农村环境诉讼中,一个最现实的问题就是诉讼费用的负担问题。我国农民是社会中最大的弱势群体,他们是城市发展的牺牲品,长期处于经济的困窘之中,他们的收入大多仅能勉强维持生计(防控农村土壤污染的迭律对策研)。与此同时,土壤污染对农民造成的损失是长期的也是巨大的。在我国司法实践中 ,诉讼费用直接与诉讼标的额挂钩 ,且实行诉讼费用预交制度 ,农民很有可能会因为交不起诉讼费用而无法得到司法保障(我国农村土壤污染防治的法律问题研究)。1999年 12月 20 日大庆市红岗区杏树岗镇民吉村十三户农民向大庆市中院起诉 ,要求被告大庆油田有限责任公司赔偿原告土地污染损害赔偿518431. 06元。本案中十三户农民的土地污染发生于1993年 ,但是当年只给付原告青苗补偿款。由于农民对土地是否被污染不懂 ,在 1999年前没有提起诉讼 ,但一直以上访的形式找镇政府、土地局以及被告单位要求解决 ,虽在 1999年 11月 4日达成协议 ,但未实际履行。1999 年 12 月 ,原告向大庆市农业局申请对受污染的农田进行取样化验鉴定。2000年 1月农业局进行了取样 ,并由市农业局送省质量检验检测中心检验。2001 年 5 月农业局根据检验结果又组织五位专家现场勘查 ,做出鉴定意见:已造成受污染农田土坡次生盐渍化 ,对农作物已造成严重危害。《中华人民共和国环境保护法 》第七条:国务院环境保护行政主管部门 ,对全国环境保护工作实施统一监督管理。县级以上地方人民政府环境保护行政主管部门 ,对本辖区的环境保护工作实施统一监督管理。《中华人民共和国水污染防治法实施细则 》第四十三条第二款。该案件从 1999 年 12 月到 2003 年 12 月 ,经两级法院长达四年的审理 ,最终法庭调解结案 ,被告赔偿原告损失 159607. 38元 ,一、二审诉讼费用由被告承担。值得注意的是在案件审理过程中。大庆中院以原告超诉讼时效为由 ,判决驳回原告的诉讼请求。判后原告不服 ,但由于农民多年未耕种土地无收入没有上诉费用 ,为维护原告人合法权益 ,由代理人交上诉费 10196. 00元 ,才使得农民的合法权益能够得到最终的保护(一件土地污染损害赔偿案的艰难诉讼)。因此,为有效防治土壤污染,应在现行有关土壤污染防治立法的基础上,细化、扩展土壤污染防治的制度,或制定专门的法律法规,以加强对土壤污染的监督和管理。从法律上,对污染灌溉、工矿废弃物、城市生活垃圾、化肥农药等土壤污染物及污染行为作出明确规定,通过法律手段有效防治土壤污染。另外,在法律法规中应当理顺土壤污染防治的行政管理体制,建立土壤污染的动态监测评价制度,制定相关土壤污染防治的具体规划制度,确立土壤污染的环境标准,建立土壤污染应急措施制度和法律责任制度等相关的制度。(浅析我国土壤污染防治的法律问题(论文)。3.土壤环境保护工作经验和典型模式、政策建议由于土壤污染的潜伏性、不可逆性、长期性和后果严重性等特点,土壤环境保护应遵循 “防重于治”的基本原则,坚持“预防为主、防治结合、综合治理”。对未被污染的土壤采取预防措施,要控制或消除污染源;对已经污染的土壤则要采取积极治理措施 ,将污染控制在最低限度(我国环境保护科学研究现状与展望)。土壤一旦被污染,治理起来相当困难,相对于污染物在土壤-植物系统中含量、行为、生物地球化学循环、毒理、代谢模式和与重金属有关的流行病等方面的研究,土壤污染的治理与管理研究要薄弱得多,大多数治理方法尚处在试验阶段,再加之考虑到治理费用等问题,能应用的成熟方法目前很少。总结出现的各类土壤污染治理方法,大体上可分以下四类:1.工程措施(包括客土、换土、翻土、去表土、隔离、热处理、电化学方法等)此种方法效果好、稳定,是一种治本措施,适用于大多污染物和多种条件,但一般在小范围内较实用,且代价昂贵,还可能造成地下水或其他介质的潜在污染。近年来,把污水、大气污染治理技术引进土壤治理过程中,开辟了土壤污染治理新的途径,如磁分离技术、阴阳离子代换法等(土壤污染治理方法研究)。2.化学措施施用改良剂、抑制剂等降低土壤污染物的水溶性、扩散性和生物有效性 ,从而降低污染物进入生物链的能力,减轻对土壤生态环境的危害()。例如:在某些重金属污染的土壤中加入石灰、矿渣等碱性物质,使重金属生成氢氧化物沉淀。或添加膨润土、合成沸石等交换容量较大的物质来钝化土壤中的重金属等。3.生物措施生物治理方法有着物理治理方法和化学治理方法无可比拟的优越性,其优点主要表现在以下几个方面:①处理费用低,其处理成本只相当于物化方法的二分之一到三分之一;②处理效果好,对环境的影响低,不会造成二次污染,不破坏植物生长所需要的土壤环境;③处理操作简单,可以就地进行处理。基于这些优点,应用生物修复已成为当今土壤污染治理技术研究的一大热点(土壤污染的生物修复技术研究进展)。生物措施是利用特定的动、植物和微生物吸收或降解土壤中的污染物。与此措施相对应的新兴学科“环境生物技术”方兴未艾。应用现场污染治理的生物措施始于 1989 年 3 月,美国阿拉斯加海岸被石油污染,采用了两组亲脂性微生物后,使其净化过程加快了两倍。早期生物治理采用的主体生物类群多为微生物。最近,植物修复正成为生物治理措施中的一个亮点。植物对污染点的修复有三种方式:植物固定、植物挥发和植物吸收。研究表明,利用适当的植物不但可去除土壤环境中的有机物,还可以去除重金属和放射性核素。超累积植物已成为环境保护工作者追寻、筛选的目标。我国对植物修复和超积累植物的研究已有良好的开端(我国土壤环境保护研究的回顾与展望)。例如,在土壤重金属镉污染的植物修复研究中,通过大量筛选研究发现,十字花科芸苔属植物(Brassica spp.)中的很多种或基因型具有较强的吸收累积 Cd特性。我国广泛种植的油菜()就是该属植物,其中某些品种或基因型在累积 Cd 方面可能很高。筛选并种植可食部位低积累 Cd 作物品种(低吸收或低转移),通过作物互做(间作、轮作)减少作物对Cd 的吸收等植物修复方面的研究也需做进一步研究(土壤镉污染特征及污染土壤的植物修复技术机理)。4.农业措施包括增施有机肥提高环境容量、控制土壤水分、选择适宜形态化肥和选种抗污染农作物品种等。另外,国外发达国家在土壤污染防治方面的工作开展得较早 ,许多国家都已建立了相对完善的污染土地识别、评价和处理体系 ,其中美国、德国和日本的土壤保护实践在世界范围内极具代表意义。在国外,有关土壤污染防治法律保护的立法经验很多。美国于1985年和1990年修订的《农业法》希望实现劳动生产率的提高的同时保护资源与环境,实现“持续农业”的发展。另外,1990年在联邦政府实施了“保护计划”管理。1987年为了控制农业水源水质而制定了《水质法》。欧盟到目前为止还没有明确的土壤保护政策,但现有许多欧盟立法都与土壤保护有关。如《关于环境保护、尤其是污泥农用时保护土壤的86/278/EEC指令》对农用污泥作出了规定;《关于废物的75/442/EEC指令》要求废物在处置时不能污染土壤;2004年底前,提出《关于堆肥和生物废弃物指令》,其目的是为了控制潜在的污染,并鼓励使用被批准的混合肥料,等等。日本已经建立了由预防对策和治理对策构成的土壤环境保全体系。有《农用地土壤污染防止法律》(1970)、《市街地土壤污染暂定对策方针》(1986)、《土壤污染环境标准》(1991)、《土壤污染对策法》(2002),等等。《土壤污染对策法》的实施,使得污染治理由被动向主动转化,以前无法计算的环保社会效益可体现为可以计算的经济效益,此种趋势表明日本的土壤环境保护已经呈现出新的阶段特点[3]。这些国外的立法经验对我国土壤污染防治的法律完善具有非常重要的借鉴意义(浅析我国土壤污染防治的法律问题)。“重视生态补偿机制,是国外土壤污染防治工作中的一大经验,值得我们借鉴。”虞锡君向记者介绍道,生态补偿机制,又称生态系统服务付费,主要原则就是“污染者付费”和“保护者受偿”——由污染事故的责任方治理土壤污染、或者支付土壤污染治理的费用。国外在这方面有过不少成功案例——1972年,美国通过的《纳税人减税法》,目的之一就是以税收方面的优惠措施,来刺激私人资本投资于土壤清洁治理。根据美国政府的报告,其直接结果是吸引了34亿美元的私人投资,8000个受到污染的棕色地块恢复了生产能力。虞锡君表示,在区域联动的基础上确立土壤生态直接补偿制度,或许是我们目前值得努力的方向(长三角土壤污染后果堪忧。)郑进华 彭 强 郑晓琴.浅析我国土壤污染防治的法律问题.[A], 环境法治与建设和谐社会——2007年全国环境资源法学研讨会(•兰州)论文集高拯民.我国环境保护科学研究现状与展望lJ1.土壤学报,1989,26 (3):262-272.

山东省第二次土壤普查(开始于1985年)和本区的多目标区域地球化学调查(开始于2007年)前后间隔22年,在这一时期内,随着城市化、工业化和农业经济快速发展,表层(0~20cm深)SOC受到自然条件和人为活动的影响最显著,导致表层土壤SOC密度及储量发生明显改变。

一、不同时期表层土壤有机碳密度及储量

图6-4为SOC含量的频率直方图,同时计算了不同土壤类型的表层SOC储量及年变化速率,结果见表6-6。对这两个不同时期SOC的含量、密度及储量进行对比发现,从第二次土壤普查到多目标调查,研究区SOC含量从主要集中在~范围内变为集中在~的范围;以上的SOC含量比例从升高为,相应<的SOC含量比例从降低为,总体SOC含量从升高到,经过22年的时间,本区SOC含量总体表现为升高的趋势。

图6-4 不同时期SOC含量对比图

表6-6显示,1985年表层SOC密度为,2007年表层SOC密度为。土壤类型中只有风沙土和盐土表层SOC密度整体有所降低,其SOC储量较1985年分别减小了,,其他土壤类型SOC密度均不同程度升高,SOC储量虽然局部地区较小,但整体呈增加的趋势,尤其水稻土和石质土增加量远大于减小量,总体分别增加了,。

表6-6 鲁东地区表层SOC密度及储量变化表

从年变化速率来看,以水稻土、石质土和砂礓黑土增加TOC最快,其速率分别达到 t/(km2·a), t/(km2·a)和 t/(km2·a),而全区表层土壤以 t/(km2·a)的速率增加有机碳。这说明在22年来,研究区表层土壤不断地从环境中吸收碳,总体表现为“碳汇”效应;由表6-6可见,表层SOC储量由增加为,净增了,利用MapGIS空间分析功能,计算得出总“碳源”值为,总“碳汇”值为。

二、土壤有机碳密度空间变化特征

利用式(6-1)可以计算1985年SOC密度,同时对2007年和1985年SOC密度做减法运算,得到全区从1985年至2007年约22年间的SOC“源汇”分布图(图6-5)。22年来,研究区的区域SOC密度增加,SOC增加的“碳汇”区分布在研究区中部和南部大部分地区,其中青岛市中东部及研究区西部最为显著,SOC密度增加以上。

图6-5 表层(0~20cm)SOC碳密度空间变化图(1985~2007年)

SOC密度降低的“碳源”区分布有如下3个特征:①出现在沿海地带,潍坊北部海岸和胶东半岛海岸带,SOC密度均大幅度降低,一般降低以上,初步分析与高钙碱性环境不利于有机碳增加,另外与土壤盐促进有机质的分解有关;②中低山区,毁林(草)开荒,林地、草地向旱地转化(SOC密度降低)是形成“碳源”的主要原因,另外沿海局部地带也存在这种现象;③矿集区及城镇所在地,城镇用地及矿山用地的扩大导致SOC密度降低,但由于面积有限,由此造成的土壤“碳源”效应相对较小。

三、影响有机碳密度变化因素

从变化机理上来分析,引起土壤有机碳密度降低的原因是多方面的,气温、降水、农耕管理和土地利用的变化能够使土壤中有机碳含量发生变化,另外土壤 pH、土壤质地、土壤C/N值、微生物量等许多因素均可能影响SOC含量及其在土壤中的稳定性。但在不同区域,其主导因素不同。本研究从现有条件出发,对影响SOC含量及变化的因素进行了分析研究。

(一)农耕管理

不同耕作措施对土壤碳含量影响较大,耕作措施变化的影响是非常显著的。传统耕作下,翻耕导致了土壤结构的变化及频繁的干/湿循环,使本来受到团聚体保护的SOC得以暴露,导致土壤中碳矿化速率提高,加速了土壤碳的释放,免耕、浅耕则减少了因耕作带来的对土壤的翻动,减少土壤接触空气的机会,减缓了土壤中碳、氮的矿化速率和土壤有机质分解速率,减少了反硝化作用所需的碳、氮基质供应量。同时,长期免耕可以提高土壤表土层微生物生物量碳、氮含量,凋落物的转化也增加了有机碳的蓄积量,同时也避免了土壤中富含碳的大团聚体破坏。山东省自20世纪80年代初开始推广免耕、浅耕技术,对SOC含量的提高起到积极作用。

尽管免耕措施具有较大的固碳潜力,但是长期实施免耕会出现土壤紧实度增加,表层有机质和植物养分富集,病虫草害严重等问题,而秸秆还田不仅可以增加SOC储量和养分含量,而且还能减少由于秸秆就地焚烧导致的碳损失和减轻大气污染,具有明显的环境效益。

多施有机肥、植物残体还田,或种植绿肥这是增加有机质的主要来源。长期施用有机肥或有机肥和氮磷钾矿质肥料配合使用,有利于土壤有机碳、活性炭、微生物碳和矿化碳含量的提高。

(二)温度与降水

土壤是气候变化影响的接受体,也是气候变化的记录者,气候在SOC蓄积及消耗过程中起着重要的作用。土壤中有机质的分解速率受土壤水分和温度控制。

温度对SOC的影响可能通过以下方式:一是温度影响植物的生长,从而改变植物残体向土壤的归还量;二是温度影响SOC分解的速率,改变土壤有机碳的释放量。温度越高,土壤微生物活动增强,分解有机质速率加快,SOC密度越低。积温是一年内日平均气温≥10℃持续期间日平均气温的总和,是研究温度与生物有机体发育速度之间关系的一种指标,因此理论上SOC与积温也应具有上述一般规律。然而,本次研究发现积温与表层SOC含量间显著正相关,正好与其相反(图6-6),与表层SOC密度变化量相关性不明显(图6-7),但仍显示出正相关关系。说明气温不是影响鲁东地区表层SOC含量及变化的主要因素,其他因素可能干扰了气温对SOC的影响;而对于深层土壤,积温越高,SOC含量越低(图6-8),满足一般规律。

降水量对SOC有着明显的制约性。土壤水分充足,则透气性差,原有机碳不易矿化,外源有机残体在水分作用下易于腐烂分解成小分子有机质,保存于土壤中,从而有利于SOC含量的提高;土壤水分不足,土壤孔隙度大,利于有机碳的矿化分解,不利于有机碳的积累。由图6-9可知,随着降水量的增加SOC密度变化量增加(碳汇效应),呈明显的线性正相关,而与土壤TOC含量关系不明显(图6-10)。

图6-6 积温与土壤TOC含量的关系图

图6-7 积温与表层SOC密度变化量的关系图

图6-8 积温与深层土壤TOC含量的关系图

图6-9 多年平均降水量与表层SOC密度变化量的关系图

图6-10 多年平均降水量与土壤TOC含量的关系图

(三)大气CO2浓度

大气CO2浓度的变化主要通过影响植物生长而间接影响土壤碳循环。首先,大气CO2体积分数的增加直接影响植物的光合作用,进而提高净初级生产力。并且更多的光合产物分配到植物根系,促进根系的生长和根分泌物的增加,使得根基沉积和根际呼吸作用也显著提高,因此促进了碳向地下部分的输入。有资料显示,当大气中的CO2体积分数加倍时,多数作物的产量就增加33%,实际上这也是一个明显的碳汇。另外,大气CO2浓度的升高还将通过影响凋落物的化学组分及生态系统种类组成而影响凋落物的分解,而且通过凋落物中C/N比的改变影响土壤微生物分解速率,从而导致植物-土壤系统中碳通量的变化。

(四)土地利用变化

随着山东省工业的发展和城市化进程加快,在土地利用方式改变的同时也严重影响了 SOC的含量。本次研究表明(表 6-5),不同土地利用类型间SOC密度存在较大差异,起到使 SOC密度增加(碳汇)的典型土地利用转化方式是旱地到水田的转化、旱地等其他类型到林地、草地的转化;使SOC密度减小(碳源)的典型土地利用方式是园地、林地、草地到旱地、水田到旱田、其他用地到水域用地、居民工矿用地的转化等。

(五)土壤性质

土壤质地、pH、化学元素组成等影响SOC的稳定与存储。表6-7为表层SOC含量和密度变化量与土壤部分指标的相关系数。通过相关系数表可知,SOC与多种元素存在明显相关性,土壤性质对SOC有如下影响:

表6-7 表层SOC含量和密度变化量与土壤理化指标的相关系数表

1)土壤质地是影响SOC含量的重要因素。由图6-11可知,土壤黏粒含量与SOC含量存在显著正相关关系,相关系数达。质地重,土壤保肥力强,通气性差,土壤水分含量较高,好气微生物的活动在一定程度上受到抑制,有机质分解缓慢,矿化率低,容易积累;而轻质地土壤,保蓄力弱,养分流失量大,土体内常常是气多水少,通透性良好,微生物对有机质分解很旺盛,有机质不易积累,故含量往往偏低。

2)由图6-12可知,对于原TOC含量越高的土壤,其后期SOC增加量越小(碳源效应越小)。这说明原TOC含量高的土壤,随着耕种年数的递增,有相当大的部分作为收获物被带出,进入土壤中的有机物减少,同时耕作增加了土壤的侵蚀,使土层变薄,也是SOC增加量减小的一个主要因素。因此,要维持土壤有机质含量在这种动态平衡中保持一定的水平,人为的增施补充有机肥是一个必不可少的措施。

图6-11 土壤质地对TOC含量的影响图

图6-12 土壤原TOC含量对SOC密度变化量的影响图

3)土壤盐不利于有机碳的增加。土壤盐可能会促进有机质的分解而不利于有机碳的存储。图6-5中沿海部分地区表现为“碳源”效应。胶莱盆地中部为高矿化度水分布区,土壤盐度远高于西部地区,该区虽然也具“碳汇”效应,但TOC增加幅度比淡水分布区小得多,可能与K+,Na+,Cl-等盐离子不利于有机碳稳定与存储,从而与TOC含量及密度变化量之间出现负相关性(表6-7)。

4)SOC含量和密度增加量与 TOC/N比及 Se元素含量均呈显著正相关,说明较高的TOC/N及Se含量可提高TOC 的固存能力。土壤、植物残体及微生物体内的 TOC/N在土壤有机质分解中具有重要作用,并且影响SOC的剖面分布及碳储量。研究表明,微生物对有机质正常分解的碳氮比为25:1。碳氮比大的有机物分解矿化较困难或速度缓慢。本区TOC/N范围为~,均值为,低于全国均值。Se是本区表层土壤富集强度较高的元素,仅次于TOC,且与燃煤及采煤有显著的空间对应关系,人为成因大于自然成因。土壤中 Se元素的腐殖酸结合态及强有机态累积约占全量的,即Se元素在土壤中主要以有机态存在。在表层土壤中,Se不但与 TOC 密切相关,且与SOC密度增加量呈显著正相关(表 6-7)。可见,无论 Se元素成因如何,它与有机碳的积累密切相关。

5)SOC含量和密度增加量与CaO呈负相关(表6-7),说明高Ca碱性土壤环境不利于有机碳增加。已有研究表明,干旱、半干旱碱性、富钙土壤环境下,由于富含氢氧化物、氧化物、磷酸盐和无机碳,有利于次生碳酸盐的形成,生成途径为SOC→CO2→ →CaCO3。胶莱盆地中部即属碱性富钙土壤,其表层土壤pH平均值高达,CaO背景值为,是全国土壤背景值()的倍。因此,具有典型的干旱、半干旱碱性、富钙土壤环境特征。在此条件下,土壤虽然表现出“碳汇”效应,但却使SOC分解速度加快,SOC密度降低。

6)SOC含量和密度增加量与土壤SiO2之间呈明显的负相关性(表6-7),说明高Si的沙质土壤有机碳易流失。土壤碳丢失途径除有机质矿化分解、作物收割等因素外,还包括河流输出、水土侵蚀、水文地质作用等。鲁东地区土壤母质多以花岗岩风化物为主,土壤熟化程度较低,而且颗粒较粗,SOC易流失。

水果农残检测研究进展论文

4.实验步骤:样品的处理取A、B、C三种蔬菜样品,各1g左右,放入三个洁净的烧杯中。加入5mL提取液,震荡混匀10min取待测液,加入酶液,显色剂,混匀静止10min在比色管中加入样品提取液,待用对照溶液测试取提取液,加入酶液,显色剂,混匀静止10min立即加入底物摇匀,此时检液开始显色反应,立即放入仪器比色皿中,按照仪器操作规范,点击对照按钮,在3号通道进行测定,3min后记录抑制率。样品溶液测试立即加入底物摇匀,此时检液开始显色反应,立即放入仪器比色皿中,按照仪器操作规范,点击对照按钮,在3号通道进行测定,3min后记录抑制率。四.注意事项1.所有使用液使用前都要摇匀,用一瓶取一瓶,防止其他物质污染,以免溶液中毒失效。2.反应瓶及反应容器应该用去污粉洗涤后再用自来水及蒸馏水洗涤,不能用酸性溶液洗涤,最好也不使用洗洁精。3.取样时需要注意典型性和代表性,去除不可食用部位。4.取用反应液及酶液的器具需要专用并做好标记,所有溶液做到只进不出。五.实验结果我们组的实验结果失败,用的第2小组的数据:当蔬菜样品提取液对酶的抑制率大于50%时,表示样品中有高剂量有机磷或氨基甲酸甲酯类农药存在可判定样品为阳性结果。实验测定的结果为:样品质量m/g抑制率%阳性(抑制率<50%)阴性阳性阴性从测定的结果来看,B号样品的有机磷农药表现为阳性,A、C号样品的有机磷农药表现为阴性,初步可以判定B号样品中农药残留不合格。但要确定其使用农药种类和数量必须通过其他手段进一步定性和定量。从抑制率来看,B>C>A,从而可以初步判断,样品中有机磷的含量依次为B>C>A。有机磷农药在蔬菜上的残留与吸收能力依次为:根菜类>叶菜类>果菜类,本次实验选用的蔬菜是卷心菜与生菜,都是属于叶菜类的蔬菜,比较容易积累和吸收有机磷农药

果蔬保鲜技术论文篇二 切分果蔬的贮藏保鲜技术研究进展 摘要:指出了近年来人们的消费模式不断发生着变化,促进了速食工业的快速发展,可以直接食用、营养、卫生的新鲜切分果蔬的需求迅速增加。鲜切果蔬除具有新鲜、使用方便等优点外,还具有重要的环境保护效应。鲜切果蔬更好地保持了果蔬的风味和营养,但耐贮性低于完整果蔬。主要阐述了切分果蔬经过加工处理而导致的贮存期缩短等保鲜技术的研究进展。 关键词:切分果蔬;保鲜技术;研究 1 引言 目前在欧洲、美国、日本等发达国家和地区鲜切果蔬已经实现系统化、规范化生产,产品大量进入食品商店和超市。据报道,美国等西方发达国家鲜切果蔬的消费已经占果品、蔬菜消费的1/3。在我国,鲜切果蔬生产刚刚起步,加工规模比较小。我国的鲜切果蔬生产量和品质还不能满足社会发展的需要,主要原因是鲜切果蔬加工工艺和保鲜技术存在问题,价格高,货架期(7d左右)得不到保证,而且对鲜切果蔬的质量没有检测标准。我国是一个水果、蔬菜生产大国,约占世界总产量的l/3,鲜切果蔬生产和技术的落后,不仅影响农民收入水平的提高,还影响我国农业及农村产业结构的战略性调整,因此研究鲜切果蔬的保鲜技术具有重大的经济意义和深远的社会意义。 2 切分果蔬的贮藏保鲜技术 低温保鲜 低温处理能有效地减缓酶和微生物的活动,抑制果蔬呼吸作用,降低各种生化反应的速率,延缓衰老和抑制褐变。由于酶活性化学反应的温度系数Q10为2~3,温度每下降10℃,生理生化反应就下降到1/3~1/2,因此,切分材料时在低温下操作,可以将乙烯和呼吸速率的上升及其他劣变的生理代谢减到最低,保存期可大大延长。孙伟、丁宝莲等[1]通过研究马铃薯、胡萝卜、甜椒、萝卜、莴苣、芹菜、甘蓝、大白菜、青花菜、蘑菇、花椰菜、香菇等切割后在10~30℃不同的温度下的呼吸速率发现,切割蔬菜加工场所适应温度应在15℃以下,多数研究认为切分水果在0~5℃条件下贮藏较适合。切割产品加工后在5℃条件下运输和销售,其表面微生物的数量至少可以在10d保持稳定,而在10℃条件下,只能使切割蔬菜表面微生物在3d保持基本稳定,之后就急剧上升。不同果蔬对低温的忍耐力不同,每种果蔬都有其最佳的加工和贮藏温度。 气调保鲜 气调保鲜作为无公害保鲜技术,在国际上倍受重视。水果经预加工后进行气调包装 (modified atmosphere package,MAP) 可以大大延长水果的货架期。MAP 结合冷藏可显著提高切分水果的贮藏质量,延长贮藏期。在贮藏过程中创造一个低O2和高CO2的环境,可降低呼吸,抑制乙烯的产生,延迟切分果蔬的衰老,延长贮藏时间。在降低O2浓度升高CO2浓度的同时,防止嫌气环境的形成,因为这种环境的形成,容易导致水果无氧呼吸产生异味。合适的气体环境可通过适当的包装由果蔬的呼吸作用而获得,也可以人为地改变贮藏环境的气体组成(control atmosphere)。切分果蔬包装内部通常要保持2%~5%O2和5%~10%CO2,以利于保持品质。BAI [2]在研究中发现用具有不同CO2和O2透过率的聚乙烯薄膜密封包装可使切分糙皮甜瓜的保鲜期从不包装时的6d延长到12d,而且品质也优于不包装处理。包装薄膜的厚度和组成成分对保鲜效果也有较大的影响。周涛等[3]发现使用高密度聚乙烯薄膜比使用低密度聚乙烯薄膜包装更能抑制切分茭白的木质化,保持嫩度。王清章等[4]采用010mm和008mm厚的低密度聚乙烯薄膜以及008mm和006mm厚的PA/PE复合薄膜真空包装切分莲藕,结果表明PA/PE能极显著地抑制莲藕的褐变,并能保持较多的营养成分。 涂膜保鲜 涂膜技术将可食性膜涂于切分果蔬表面形成涂层,可保持和改善产品品质。可食性膜可减少水分损失,防止芳香成分挥发;阻止氧气进入,降低水果表面的氧气浓度,提高CO2浓度,进而可抑制呼吸作用,延迟乙烯产生,延缓果蔬的后熟和衰老,有利于贮藏;抑制果蔬的褐变,在成膜剂中加入抗氧化剂、抗褐变剂可以降低切分果蔬的氧化变质与变色。Mei等[5]采用5%的葡萄糖酸钙和乳酸钙的混合物,其中含有的VE,来涂膜处理切分胡萝卜,较好地保持了切分产品的品质和营养成分。 涂膜剂可分为糖类、蛋白质类、复合类。糖类涂膜剂主要包括壳聚糖类、海藻酸钠类、淀粉类及魔芋可食性膜。蛋白质类可分为玉米醇溶蛋白、大豆蛋白、乳清蛋白等。复合型膜是由糖、脂肪、蛋白质等多种物质经过一定的处理而形成的膜。由于它们之间的性质不同和功能上的互补性,所形成的膜有更为理想的性能。彭丽霞等[6]用2%的壳聚糖涂膜处理切分荸荠较好地抑制了褐变。 3 切分果蔬微生物的控制 鲜切果蔬,尤其是切分水果,切分后汁液外渗,其汁液中糖分和其他营养成分含量较高,有利于微生物的生长,很容易导致腐烂。目前,日本、法国等国家对鲜切果蔬产品都制定了严格的微生物控制标推,保证鲜切产品的卫生及质量。 鲜切果蔬防止微生物生长主要是控制水分活度(aw)和酸度(pH值),应用防腐剂及低温冷藏等栅栏因子。蔬菜上的微生物主要是细菌,霉菌、酵母菌数量较少;水果上除有一定细菌外,霉菌、酵母菌数量相对较多。不同种类的蔬菜和水果上的微生物群落差别很大。果蔬上常见的细菌有欧文氏菌属、假单孢菌属、黄单孢菌属(Xanthomonas)、棒杆菌属(Corynebacterium)、芽孢杆菌属、梭状芽孢杆菌属等,尤以欧文氏菌属、假单孢菌属常见。欧文氏菌属、某些假单孢菌 (如边缘单孢菌,Pseudomonas marginalis)、芽孢杆菌以及梭状芽孢杆菌可以引起果蔬发生细菌性软化腐烂。这些细菌可分泌果胶酶,分解果胶,使蔬菜组织软化;有时有水渗出,并产生臭气。 化学防腐剂 醋酸、苯甲酸、次氯酸钠、山梨酸及其盐类、H2O2等可有效抑制微生物生长繁殖,有效控制那些在低温下仍能生长的腐败菌和致病菌。在生产上,常在清洗液中加入防腐剂,进行清洗处理。陈胜民[7]使用次氯酸钠、双氧水及氯化钙分别处理切分莴苣,其中100mg/kgNaClO浸泡3min的贮藏效果最好。但是使用次氯酸钠一般来说只有一个星期的保鲜期,若想获得更长的保鲜期,则要配合使用其他防腐剂如山梨酸钾等。鲜切蔬菜组织的pH值一般为~,正适合于各种腐败菌的生长,加入适当的醋酸、柠檬酸和乳酸等,可降低果蔬组织的pH值,抑制微生物的生长繁殖。但是,过多的酸会破坏果蔬本身的风味。 生物防腐剂 生物防腐剂是指来自植物、动物、微生物中的一类抗菌物质。由于鲜切果蔬为即食产品,化学防腐剂的应用受到一定限制,因此来自生物的天然防腐剂的研究和应用,便日益受到重视。近年来,经过大量的研究发现,乳酸菌的代谢物细菌素或类细菌素,能有效地抑制鲜切果蔬中嗜水气单胞菌和单核李氏杆菌等有害微生物的生长。Vescovo等[8]成功地应用乳酸菌保存生菜色拉。由于生物防腐剂的防治成本高和防治效果较单一,目前的应用受到较大的限制。 物理方法 近年来采用辐照、臭氧、超声波、紫外照射、超高压、脉冲电场和脉冲磁场来控制切分果蔬中的微生物研究取得了较大的进展。这些物理方法与传统的热处理相比,温度变化小,既不使产品发生显著的化学变化,也不会产生异味,既可保持产品的营养成分,又可保持产品的新鲜感和良好风味,近年来在生产上得到较广泛的应用。高翔等[9]采用辐照鲜切西洋芹,结果表明辐照剂量为1kGy可有效控制微生物繁殖,使细菌数降低2个数量级;霉菌和酵母菌降低一个数量级;大肠菌群未检出;同时大大抑制酶活力,多酚氧化酶的活力较对照降低60个单位;各项营养指标良好,贮藏至第6d,Vc含量高于对照15%;感官品质优良。但采用辐照方法来保鲜切分果蔬时应注意:由于不同的果蔬具有不同的辐照耐受性,当辐照剂量超过一定值,会造成细胞膜的损伤。 紫外照射也能较好地控制切分果蔬微生物,对细菌、霉菌、酵母、病毒等各类微生物都有显著的杀灭作用。紫外线不仅可以杀灭果蔬表面的微生物,同时紫外线还可以诱导切分果蔬产生一些次生代谢物质,这些次生代谢物质有抑菌的作用,从而延长切分果蔬的保鲜期。超高压杀菌是将食品物料以某种方式包装以后,放入液体介质中,在100~1000MPa压力下作用一段时间后,使之达到灭菌的要求,其基本原理就是压力对微生物的致死作用。日本一家公司,在25℃条件下,使用606×108Pa,在20min内可将土豆色拉上的芽孢菌全部杀死。超声波杀菌近年来也得到了应用,超声波杀菌单独使用不能取得较好的杀菌效果,它可以和其他的杀菌 措施 结合使用可取得较好的效果。目前,一般用超声波来清洗切分果蔬。脉冲电场和脉冲磁场杀菌机理尚未完全清楚,但是用它杀菌所用的时间较短,可取得较好的杀菌效果。 4 切分果蔬的品质变化 切分产品褐变及软化 鲜切果蔬发生的褐变和白化在生产上主要采用酶的抑制剂和抗氧化剂来控制酚氧化酶的活性,或降低氧浓度,来抑制酶促褐变。传统上采用的化学物质有亚硫酸钠盐、柠檬酸等,近年又研究发现醋酸锌、氯化钙、异抗坏血酸及其钠盐、L-半胱氨酸、4-取代基间苯二酚等对于酶促反应的控制具有显著效果。国外对土豆切片、苹果切片、鲜切杨桃片的研究表明结合使用多种褐变抑制剂对褐变的控制效果更好。 硬度下降及组织透明化 潘勇贵等[10]对切分菠萝进行研究发现切分菠萝硬度快速下降,其机理可能是伤乙烯和伤呼吸加快果蔬组织的衰老进程,尤其是跃变型果实,伤乙烯和伤呼吸诱导一些与成熟相关酶类的活性,如果胶酶、纤维素酶、脂酶、过氧化物酶等活性,从而使组织细胞崩溃,果肉软化;切分导致的细胞破裂,使细胞降解酶被激活,或与底物接触机会增加,使细胞破坏所致;微生物的入侵分泌果胶酶、纤维素酶等破坏果蔬组织。组织透明化在切分哈密瓜上的表现尤为严重。哈密瓜切分后,如切分时的温度过高,或切分的工艺不正确,切分后哈密瓜片会在几小时之内出现透明化,透明率可达到整个切分瓜片的60%。 2013年3月 绿 色 科 技 第3期5 结语 在生产过程中对果蔬进行整理、清洗、切分等操作,果蔬不再以完整状态而存在,从而引起一系列的生理生化变化,这些变化将会影响切分果蔬的质量,进而影响切分产品的安全性和货架期,因而切分果蔬的生理生化变化研究受到广泛重视,有待于进一步地深入研究。 参考文献: [1] 孙 伟,丁宝莲,虞冠军,等.半加工切割蔬菜生产的生理和品质保持问题[J].上海农业学报,1999,15(4):80~83. [2] ,,,AND and chemical properties of Edible Films Containing Nisin and Their Action Against Listeria Monocytogenes[J].Journal of Food Science,2001,66(7):1006~1012. [3] 周 涛.MAP包装对微加工茭白品质的影响[J].食品工业科技,2002(5):64~66. [4] 王清章,李 洁.包装材料对莲藕贮藏保鲜的影响[J].保鲜与加工,2002,2(2):9~11. [5] ,,,et of Exogenous Propylene on Softening,Glycosidase,and Pectinmethylesterase Activity during postharvest Riping of Apricots[J].,Chem,2002,50(2):1441~1446. [6] 彭贵霞,郁志芳,夏志华,等.鲜切山药片生产工艺技术的研究[J].食品科学,2003,24(2):66~69. [7] 陈胜民.莴苣MP加工工艺及贮藏研究[J].食品科学,2002,23(2):142~143. [8] Vescovo M,Torriani S,Orsi C,et of antimicrobia-producing latic acid bacterial to control pathogens invegetables[J].Apple Bacteriol,1996,81(3):113. [9] 高 翔,陆兆新,张立奎,等.鲜切西洋芹辐照保鲜的研究[J].食品与发酵工业,2001,29(7):32~35. [10] 潘永贵,施瑞城.采后果蔬受机械伤害的生理生化反应[J].植物生理学通讯,2000,36(6):568~572. [11] 王 莉.浅谈切分果蔬保鲜技术的研究现状和发展趋势[J].现代园艺,2012(24). [12] 陈守江.果蔬采后超低氧保鲜技术研究进展[J].南京:晓庄学院学报,2012(6). [13] 尹淑娟.浅谈果蔬气调贮藏保鲜技术[J].科技文汇,2012(3). [14] 胡 欣,张长峰,郑先章.减压冷藏技术对鲜切果蔬保鲜效果的研究[J].保鲜与加工,2012(6).

当归药材农药残留研究进展论文

1关于农药残留的危害和简单预防万军职业2011/152农药残留危害以及检测技术的分析史长生食品研究与开发2010/093农药残留对人体健康的危害效应及毒理机制韦友欢广西民族师范学院学报2010/034瓜果蔬菜残留农药的危害及解决办法孙洪津山东农机化2010/075农药残留的危害及其暴露研究进展崔伟伟安徽农业科学2010/026作物换茬须防农药残留危害王勇杂草科学2009/027果蔬中拟除虫菊酯类农药残留的危害与检测毛会超科技信息2009/168“八马”高级绿茶农药残留超标危害健康周巧玲商品与质量2007/Z99农药残留的危害和降解雷国明植物医生2007/0210农药残留对饲料的污染及其对畜产品安全的危害边连全饲料工业2005/0911蔬菜的农药污染现状及农药残留危害张俊农村经济与科技2004/0312蔬菜的农药污染现状及农药残留危害张俊河南预防医学杂志2004/0313利用CO_2废气解决保护地农业农药残留危害路文裕大氮肥2003/0614农产品安全日益成为消费者关注的焦点——城镇居民关注农产品农药残留对人体健康的危害周培建植保技术与推广2003/0515利用CO_2废气解决保护地农业农药残留危害路文裕化工生产与技术2003/06

当归是最常用的中药之一,来源于伞形科植物当归Angelicasinensis(Oliv.)Diels的干燥根。其性温,味甘、辛。归肝、心、脾经;具有补血活血、调经止痛、润肠通便的功能;用于血虚萎黄、眩晕心悸、月经不调、经闭痛经、虚寒腹痛、风湿痹痛、跌仆损伤、痈疽疮疡、肠燥便秘等症。除中医处方配方用药外,含当归的中成药达80余种。同时,当归也是中国卫生部规定的可用于保健食品的原料,在日常生活中常被作为滋补品食用。为此,国内外许多学者对当归的栽培、加工、化学成分、药理作用、临床应用等方面进行着广泛研究,尤其是当归的化学成分和药用价值更是研究的热点,近年来从中发现了很多新成分和生物活性,阐明其作用机理。本文对当归的化学成分和药理作用进行了综述,以期为当归的临床应用、新产品研究与开发提供依据。

1化学成分

当归中分离、鉴定到的化合物主要包括挥发油、有机酸、多糖和黄酮等成分。

挥发油当归中挥发油的含量约为1%,为当归的主要有效成分之一。挥发油中藁本内酯的含量最高,其次为丁烯基酞内酯。刘国生等⑴曾将当归的挥发油分为中性、酚性和酸性3个部分。从化学结构上看,挥发油中的主要成分为苯酞类及其二聚体类化合物。

苯酞类:苯酞类化合物是当归挥发油中的主要成分,也是从当归中最早分离鉴定的一类化合物,包括Z藁本内酯、E藁本内酯、洋川芎内酯A、E-丁烯基苯酞、Z-丁烯基苯酞等成分。苯酞类二聚体:苯酞类二聚体是近年来从当归中分离鉴定的化合物,主要有Z-383'a,7'a-四氢"6,3',7,7'a-二聚藁本内酯劣'项同、V-,',7,3'a-二聚藁本内酉旨、levistolideA、(3Z,3Z')','-双藁本内酯、当归双藁苯内酯A等。

其他成分:当归挥发油中还含有以ai蒎烯、P雪松烯、氧化石竹烯等为代表的萜类化合物;以丁烯基苯酣、丁香油酣、对-乙烯基愈创木酣等为代表的酣类化合物;以十四烷、壬烷、正十一烷等为代表的烷烃类化合物。

有机酸类当归中含有多种有机酸类化合物,其代表为阿魏酸。阿魏酸是从当归中较早分离出来的有效成分。自1979年林茂等首次从当归中提取分离出阿魏酸后,许多学者对阿魏酸的提取工艺和含量测定进行了研究?。目前,阿魏酸是2010年版中国药典当归质量控制的指标成分。同时,阿魏酸也是川芎、藁本药材质量控制的指标成分。然而,阿魏酸存在于多种植物中,不是当归的特征性成分。此外,当归中还含有丁二酸、烟酸、十六烷竣酸、香荚兰酸、邻二苯酸、茴香酸、壬二酸、棕榈酸、亚油酸、硬脂酸等酸性成分。

多糖类当归多糖(Angelicapolysaccharide,APS)是当归中的水溶性有效成分,其含量可达到15%。目前,提取分离当归粗多糖较成熟的方法为水提醇沉法。当归粗多糖再经过离子交换层析、凝胶层析、DEAE纤维素层析等分离后可得到高纯度的多糖亚组分。商澎等先后从当归中提取分离得到当归总多糖及其亚组分,并分析了多糖中单糖的组成,主要为葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖等;酸性多糖为糖醛酸。但是单糖的组成及其比例不同。

黄酮类王芙蓉等_以75%乙醇为溶剂,采用回流提取法从当归中提取、分离得到黄色黏稠状物质,经金属盐类试剂络合反应鉴定为黄酮类化合物。之后,李谷才等四通过正交试验确定了用乙醇提取当归中总黄酮的最佳条件为:乙醇浓度为70%,固液比为1:50,提取温度85°C,提取时间2h;并用分光光度法测出当归中黄酮的含量为

。但是,迄今为止,未见到从当归中分离鉴定黄酮类单体化合物的研究报道。

其他成分当归中含有苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等多种氨基酸,以及铜、铁、锰、锌等多种微量元素。此外,当归中还含有尿嘧啶、腺嘌昤、维生素E、青霉菌属的代谢产物,以及香豆素类等成分U7)。

2药理作用

大量的药理研究报道表明,当归及其主要化学成分具有广泛的生物活性,对造血系统、循环系统、神经系统等均有药理作用。

对造血系统的影响当归被称为“补血要药”,其补血作用得到历代医家的公认。对当归补血作用的研究主要集中于两方面:一是体内实验,研究当归对血虚动物模型的补血效果;二是通过体外实验,研究当归的补血作用及其机理。而后者是目前研究工作的热点。

APS是当归造血的主要活性成分之一,其造血机理主要是通过剌激与造血相关的细胞、分子等来修复造血功能。近年研究表明,APS能动员外周血和骨髓中的单个核细胞促进造血。胡晶等?将APS动员的雄性BALB/c小鼠的外周血单个核细胞静脉输注给受到射线照射的雌性同系受体小鼠,采用聚合酶链式反应方法鉴定造血重建的来源;发现APS组受体小鼠WBC、PLT、HGB、30d存活数均明显高于对照组和生理盐水组(P<);说明APS动员的小鼠外周血造血干/祖细胞移植后能够有效地重建小鼠的造血功能。张雁等〔19’%发现APS可通过降低造血干细胞表面的黏附分子的表达,促使骨髓单个核细胞(BMNC)更早进入外周血循环,促进造血功能的修复。进一步研究发现,APS能通过降低放射损伤小鼠BMNC凋亡相关基因P53mRNA的表达来抑制细胞凋亡;以及提高BMNC黏附分子抗体CD44和CD49d的表达;上调BMNC对细胞外基质中纤维连接蛋白的黏附率来加速BMNC增殖分化,从而促进造血。

肌卫星细胞(MSCs)是造血功能重建最有希望的种子细胞来源。王晓玲等_采用MTT法检测经不同浓度APS干预的无培养基和用骨髓基质细胞培养的小鼠MSCs,发现经过不同浓度APS干预后的骨髓基质细胞条件培养的各MSCs增殖显著,并且经过APS干预的骨髓基质细胞条件培养基可有效地改变MSCs的生长特性,明显促进MSCs增殖及干细胞因子受体蛋白的表达。

对循环系统的作用

对心血管系统的作用:当归及其挥发油具有调节血管生成、抑制心肌细胞肥大和抗心律失常的作用。Yeh等_发现当归挥发油和正丁烯基苯酞内酯能抗血管生成;而当归水煎液能促进血管生成。这为研发新的血管生成调节剂治疗心血管疾病提供了依据。喻华等_将当归注射液作用于血管紧张素n诱导的肥大心肌细胞,发现心肌细胞蛋白含量减少,说明当归注射液能有效抑制血管紧张素n诱导的心肌细胞肥大。肖军花等_发现当归挥发油的中性非酣性部位(A3)具有明显的抗心律失常作用,能抑制心肌自搏频率,延长功能性不应期,降低心肌收缩力和动作电位振幅,缩短复极20%时程和复极90%时程,其作用机理可能与A阻滞Ca2+、Na+内流和促进K+外流有关,且对K+通道具有选择性。

抗血小板凝聚作用:当归中的阿魏酸能对抗血栓素A:(TXA2)的生物活性,增加前列环素(PGI2)的生物活性,使PGI2/TXA2的值升高,从而抑制血小板凝聚。当归注射液能使弥散性血管内凝血大鼠的血小板聚集和黏附降低,红细胞变形能力增强,从而达到抑制血小板凝聚的作用_。

抗动脉粥样硬化:当归及其有机酸成分阿魏酸均具有抗动脉粥样硬化的作用。当归能够改善高脂血清对血管内皮细胞形态结构的损伤,逆转高脂血清导致的内皮细胞中TGB^表达降低和bFGF表达增加,达到抗动脉粥样硬化的作用。阿魏酸治疗塞性动脉粥样硬化症也具有显著疗效。

对神经系统的作用当归可减轻缺氧时神经元的变性,并在激活血管内皮生长因子(VEGF,具有类似血管源性的神经保护和神经营养作用)mR-NA中有一定的调控作用,提示当归在保护损伤神经及促进神经再生方面具有重要作用咖。

当归注射液可通过降低神经干细胞的增殖来保护宫内缺氧新生大鼠的神经干细胞。钟星明等_的研究表明:当归注射液能够减少宫内缺氧后幼年大鼠神经胶质细胞GFAP的表达,抑制新生大鼠大脑内N甲基D-天冬氨酸受体亚单位NR1的表达,达到对宫内缺氧新生大鼠脑组织的保护作用。此外,当归注射液对神经系统疾病慢性脑低灌注和帕金森病均有一定的治疗作用,其作用机制可能分别为上调海马区Nrf2的RNA与蛋白水平的表达和通过特定信号通路激活SIRT1、抑制羟基多巴胺诱导PC12细胞的凋亡_。

对平滑肌的作用

对子宫平滑肌的作用:当归的挥发油和水提物对子宫平滑肌具有不同的作用。前者是抑制子宫收缩的主要活性成分。刘琳娜等-的研究表明,当归挥发油可抑制小鼠离体正常子宫平滑肌的收缩幅度、频率和活动力,对催产素所致离体子宫平滑肌的剧烈收缩亦可抑制,并能使其恢复至正常水平;说明当归挥发油对正常和病理性子宫平滑肌均有抑制作用,并有较强的抗子宫平滑肌痉挛作用。肖军花等_进一步发现当归挥发油中A;为抑制子宫收缩的最佳活性部位,其作用机理与其抑制PGF2下游P42/44MAPKCx43信号转导途径有关。

相反,当归的水提物则为兴奋子宫的主要活性成分。当归水煎液在浓度时,对离体小鼠子宫肌有兴奋作用,这与当归兴奋子宫肌上H受体有关,但与子宫肌上M受体、a受体和前列腺素合成酶无关。实际上,当归挥发油中的酸性部位(A1)、酣性部位(A2)也能兴奋子宫,但呈剂量相关的双向作用。例如,肖军花等_研究结果显示,在正常离体大鼠子宫中,A1在0~160mg/L呈兴奋作用,仅在320mg/L才出现明显的抑制作用;小剂量A2(忘10mg/L)略有兴奋作用,而大剂量(为20mg/L)则表现出抑制作用。

对支气管平滑肌的作用:当归挥发油具有松弛支气管平滑肌的作用。王锋等?发现当归挥发油对静息状态下的豚鼠离体气管平滑肌有明显松弛作用。其中,^是发挥该作用的主要组分;A1和^对豚鼠离体气管平滑肌的作用不明显,但A1与^之间存在交互影响,两者合用时可使^对豚鼠离体气管平滑肌的松弛作用减弱;提示A1可能会拮抗A松弛豚鼠离体气管平滑肌的作用。

对胃肠道平滑肌的作用:当归挥发油能舒张胃肠平滑肌,降低肌张力。王瑞琼等_采用兔离体胃肠平滑肌条,通过二道生理记录仪描记胃肠平滑肌等长收缩或舒张的肌张力变化曲线,计算肌张力变化率。发现当归挥发油对兔离体胃底、胃体、十二指肠、空肠和回肠平滑肌均具有舒张作用,且呈现浓度依赖关系。

对主动脉平滑肌的作用:当归挥发油能抑制主动脉平滑肌的收缩。吴国泰等_采用离体平滑肌灌流实验系统,观察当归挥发油对正常兔离体胸主动脉平滑肌和去甲肾上腺素(NE)、氯化钾(KCl)预收缩的胸主动脉平滑肌张力的影响,发现当归挥发油可明显抑制NE、KCl引起的兔离体胸主动脉平滑肌的收缩。

免疫作用APS是当归发挥免疫作用的主要活性成分,对特异性免疫和非特异性免疫均有较强的促进作用。郭振军等_用ELISA方法检测APS剌激M9分泌TNF^a及IL~4的情况。发现APS可以阻断MR介导的M9吞噬作用,且呈现剂量依赖关系。另外,APS能上调乙型肝炎病毒转基因小鼠的树突状细胞功能。说明APS对非特异性免疫有促进作用。APS及其亚组分能显著促进脾细胞、混合淋巴细胞和T细胞的增殖;增加培养的脾细胞中CIM细胞亚群的比率以及剌激小鼠产生特异性IgG类抗体_。说明APS对细胞免疫和体液免疫均有作用。

抗肿瘤作用APS是当归抗肿瘤的主要活性成分,其体内、外实验研究均显示抗肿瘤活性。

在体内,APS的抗肿瘤作用主要是通过增强机体的.免疫功能来间接抑制或杀死肿瘤细胞。吴素珍等m用SM小鼠模型研究硫酸酯化当归多糖(SPAS)在体内的抗肿瘤作用,发现SPAS对SM小鼠的肿瘤生长有抑制作用,40、80、160mg/(kg?d)剂量组的抑瘤率分别为、、,说明SPAS在体内具有显著抗肿瘤活性。

在体外,当归能直接抑制或杀死肿瘤细胞。Gao等?发现当归通过降低MMP名、MMP4、TGF-p1、TIMP4和增加TIMP4来抑制肺癌细胞的增殖和转移。研究还发现,APS不仅在体内对大鼠SM肉瘤细胞、白血病细胞、Ehrlich腹水癌细胞具有抑制作用,而且在体外可抑制肝癌细胞的入侵和转移_。其亚组分ASP4d能抑制宫颈癌细胞增殖,并能诱导这些细胞凋亡,其机制主要是激活了细胞凋亡的线粒体途径_。

对脏器的保护作用当归提取物对肺损伤具有治疗作用。当归多糖是防治肺纤维化的有效成分,能改善肺纤维化大鼠模型的各项肺功能M1〕。当归补血总苷可抑制TGB^诱导的人胚肺成纤维细胞的异常增殖转化和胶原表达,其抑制胶原表达的作用可能是通过增加金属蛋白酶4的表达来实现的M2)。

当归具有防治肾缺血再灌注损伤的作用,其机制可能与当归对TNF^、IL-6和bFGF等细胞因子的调控有关。

APS对不同化学性肝损伤有干预作用,可降低酒精性及四氯化碳性肝损伤的sALT和sAST,减轻肝脏损伤。聂蓉_的研究结果提示,APS可能通过提高肝细胞的抗氧化能力和增强肝能量的储备两种途径缓解四氯化碳对肝脏的毒性,起到对肝脏的保护作用。

抗炎镇痛作用当归提取物具有镇痛、抗炎作用,能明显提高小鼠对热剌激致痛的痛阈,抑制小鼠对化学剌激致痛的扭体反应。沈建芬等_从细胞及基因水平研究当归^部位的抗炎作用机制,发现A;能抑制PGE:产量、环氧化酶4(COX-2)活性以及COX名mRNA和蛋白的表达,提示、抑制PGEi产量可能与抑制C0X4基因的表达有关。其他作用当归具有抗辐射、抗氧化、抗衰老、抗银屑病作用,还能明显降低糖尿病大鼠的血糖,其作用机制可能与促进胰岛素B细胞修复和再生有关。

3结语

当归含有挥发油、有机酸、多糖、黄酮等多种类型的化学成分。其药理作用广泛,涉及机体多个系统。当归的“补血”作用主要作用于造血系统,通过剌激与造血相关的细胞、分子等来发挥对造血系统的作用,从而达到“补血”的效果。当归的“活血”作用主要作用于循环系统,通过抑制血小板凝聚等作用来达到“活血”的效果。另外,当归对神经系统、免疫系统也有作用,并具有抗肿瘤、抗辐射、抗炎镇痛、抗氧化、抗衰老等作用。这些药理学研究结果为当归的临床应用和新产品的开发奠定了基础。近年来,当归治疗糖尿病、银屑病等的研究正在深入展开,虽然机理尚未明确,但是相信随着科学技术的进步,这些难题终将解决,为糖尿病、银屑病等目前无疗效确切药物的病症找到新的治疗药物。同时,也将扩大当归临床应用的范围,提高当归的药用价值。

土地资源研究进展论文

关于土地的研究评价工作,涉及土地资源评价和土壤质量研究两大方面。国外和国内在这方面的研究互有借鉴,也各具特点。

(一)土地资源评价方法研究进展

1.国外土地评价方法

土地评价的目的就是为合理利用土地、发展经济提供科学依据。根据评价过程和指标的不同,土地评价方法分为三大类。第一类是定性方法,第二类是定量方法,第三类是介于前二者之间的半定量土地评价方法。国际上典型的定性化土地评价方法有以美国为代表的土地潜力评价和联合国粮农组织的土地适宜性评价;定量化土地评价方法主要有模型方法和系统动力学方法;半定量土地评价有参数方法和生态带(区)方法。

1)土地潜力评价方法。1961年美国对土地潜力进行了评价分类。该土地潜力分类系统首先按土地的用途区分为野生、林业、牧用和农用四类,再根据土地潜力影响因子的限定性和障碍性程度将土地分为八级(表2-1、图2-1)。

2)土地适宜性评价方法。1976年,联合国粮农组织(FAO)发布了土地适宜性评价(《A Framework for Land Evaluation》)。FAO土地适宜性评价分类系统将土地分为适宜和不适宜两大类,又按适宜程度和限制性因子分为纲、级、亚级、单元四级(表2-2)。由表2-2可以看出,FAO土地适宜性评价分类系统仅仅是一个评价框架,评价结果的详略程度可以根据地区条件和评价要求的不同而定。

表2-1 美国的土地潜力分类系统Table 2-1 Land potential classification system of the USA

图2-1 美国的土地潜力分类示意图

图中Ⅰ—Ⅷ表示土地分级

Land potential classification sketch map of the USA

表2-2 联合国FAO土地适宜性评价分类系统Table 2-2 Classification system of the FAO of the UN for estimating land applicability

3)农业生态区方法(AEZ)。1978年,联合国发布的农业生态区方法(AEZ)是把一个土地区域划分为具有相同性质的很小的土地单元,评价土地适宜性、土地潜力和环境影响的方法。农业生态区是依气候、地形、土壤、土地覆被来定义的土地资源单位,每个区内对土地利用来说具有特定的潜力和限制性范围;农业生态单元(AEC)是由地形、土壤、气候特征组成的最小单元,是农业生态区法的基本单元。其基本工作程序是:第一步,确定土地利用方式及其生态要求,即确定土地利用方式和土地利用方式的生态要求;第二步,从土壤和地形、气候、土地利用或土地覆被现状、行政区等方面开展土地资源调查工作,并结合农业生态区根据土地特性和质量划分农业生态单元;第三步,根据自然产量,划分土地等级。

4)持续土地利用管理评价。1993年,联合国FAO发布了《持续土地利用管理评价纲要(An International Framework for Evaluating Sustainable Land Management)》(FESLM)。该评价方法遵循生产性(productivity)、稳定性(security)、保护性(protection)、经济可行性(viability)和社会接受性(acceptability)等五个评价准则(pillars)。FESLM指标分为自然方面、生物方面、经济方面、社会方面的指标共四大类。各类指标详尽而复杂,例如《无灌溉农业土地评价指南》中自然方面的指标包括太阳辐射、温度、有效给水状况、根层有效给氧状况(排水)、有效给养状况、养分保持能力、扎根条件、影响发芽与成苗的条件、影响生长的空气湿度、成熟条件、洪水风险、气候风险、盐碱化、有毒物质、病虫害、土壤可使用性、机械化潜力、土地预备与清理要求(植被/杂草)、存储与加工条件、影响生产时间安排的条件、生产单元内的可达性、潜在管理单元大小、区位、侵蚀风险、土壤退化风险等等。

5)模型方法。1990年,根据1989年七国首脑会议的要求,经济合作与发展组织(OECD)启动了生态环境指标研究项目,创立了“压力-状态-响应”(PSR)模型的概念框架。有关指标见表2-3和表2-4。

表2-3 压力-状态-响应模型的部分指标Table 2-3 Part of the indexes of the pressure-condition-reaction model

表2-4 环境性状相关指标(EPI)Table 2-4 Relative environmental properties index

续表

2.国内土地评价方法

我国古代对土地分类定级的工作开始较早,如禹贡时代将土地分为9等,战国时代将土地分为3等18类共90种,宋朝、明朝、清朝分别将土地分为5等、13等和4等。我国现代土地分类定级工作主要涉及三个部门或单位,即农业部、国土资源部和中国科学院南京土壤研究所。

(1)耕地地力调查与质量评价

农业部开展全国耕地地力调查与质量评价的目的在于查清我国耕地土壤养分状况、土壤污染问题。该工作以县为单位,图件比例尺1:5万;耕地基础地力构成要素包括立地条件、土壤条件和农田基础设施条件。立地条件又包括地貌类型、地形坡度和坡向等、成土母质(残积物、坡积物、洪积物、冲积物、湖积物、海积物、黄土母质等);土壤条件包括土壤剖面与土体构型、土层状况(耕层厚度、有效土层厚度、土体厚度、障碍层深度和厚度等)、耕层土壤理化性状(质地、容重、pH值、交换量、有机质、矿质养分、含盐量、盐分构成、地下水矿化度、碱化度和石灰含量等)、直接污染源的背景值、土壤侵蚀程度;农田基础设施条件包括农田水利工程、水土保持工程、田园化与植被生态建设、土壤培肥水平等。不同类型区的耕地基础地力评价因素应反映地区性特点(表2-5)。

通过全国耕地地力调查与质量评价,将全国耕地类型区系统划分为东北黑土型耕地类型区(水稻土)、北方平原潮土-砂姜黑土耕地类型区、北方山地丘陵棕壤-褐土型耕地类型区(含黄棕壤、黄褐土)、黄土高原黄土型耕地类型区、内陆灌漠(淤)土耕地类型区、南方稻田类型区、南方山地丘陵红黄壤(含紫色土、石灰岩土)旱耕地类型区等7个类型。1996年颁布了农业部行业标准《全国耕作类型区、耕地地力等级划分》,2002年全国农业技术推广服务中心会同有关单位又制定了《全国耕地地力调查与质量评价技术规程》(试行)。由上可知,该评价体系侧重于分类,在土地等级划分上仍然是以粮食产量为标准,没有将自然条件和人为投入体现出来。

表2-5 我国南方耕地基础地力评价因素Table 2-5 Factors for estimating the soil fertility of the farmland in south China

(2)农用地分等定级估价

国土资源部开展的农用地分等定级估价是“新一轮国土资源大调查——土地资源监测调查工程”的重要组成部分,是继土地详查摸清农用地数量和权属后,对农用地质量和价格的大调查,旨在摸清我国农用地质量等级与价格,建立起农用地的等、级、价体系。《农用地分等规程》、《农用地定级规程》、《农用地估价规程》三个行业标准从2003年8月1日起正式颁布实施。

农用地分等技术思路表明,土地等别揭示了生产能力及其分布,包括光温生产潜力(土地质量差异基准面)、自然质量(土地自然条件差异)、开发利用(生产者平均利用水平差异)和综合因素(平均投入产出水平差异)等,等别层次揭示了开发利用潜力。该农用地评价体系具有以下特点:①与土地详查、土壤普查成果相衔接;②综合运用土地自然评价、土地经济评价和土地利用评价的理论与方法;③在全国范围内可比,通过包括光温生产潜力指数、标准耕作制度、产量比系数、指定作物最大产量、最大“产量-成本”指数等国家级参数体系实现;④综合农用地利用现状评价、潜力评价和适宜性评价,将分等和定级结合起来。其不足之处在于没能够开展土壤样品的采样分析,部分数据陈旧。

(3)土壤质量演变规律与持续利用研究

中国科学院南京土壤研究所主持完成的国家重点基础研究计划项目(973项目)“土壤质量演变规律与持续利用”的总体目标是:建立土壤质量指标体系与评价系统,提出土壤质量国家标准的建议方案;评估我国主要类型耕地土壤质量,揭示其演变规律;揭示土壤圈层界面物质交换规律及其对土壤质量的影响机理;创建主要耕地土壤质量的保持与定向培育理论,建立典型耕地土壤质量数据库与咨询系统。主要关注的科学问题包括:①土壤质量的演变机理、分异规律及保持与定向培育理论,着重阐明影响我国土壤质量变化的主要过程、机理和调控理论,以提出均衡土壤养分和提高土壤肥力、调控盐碱和酸化障碍因子,修复污染土壤,减轻土壤侵蚀,有效提高土壤质量的理论依据,为发展土壤资源的持续利用理论奠定基础;②土壤圈层界面物质交换对土壤质量与动植物健康的影响机制,着重阐明土壤圈与水、气、生物及岩石圈层界面的主要物质交换过程、速率、通量及关键因子,揭示土壤圈层界面物质交换的规律,及与土壤质量形成和环境演变的关系,提出土壤质量培育的界面调控理论和途径;③土壤质量指标的表征理论与方法,运用先进的量化表达理论和方法,对遴选获得的表征土壤质量的指标进行赋值、标准化,依据系统研究建立的土壤质量指标体系和评价系统,对土壤质量状况进行评价。

通过重点研究,初步制定了我国主要土壤类型黑土、潮土、红壤、水稻土、菜园土的土壤肥力质量评价指标和土壤健康质量基准。

(二)土壤质量研究进展

1.国外土壤质量评价

土壤质量是土壤在一定的生态系统内,提供生命必须养分和生产生物物质的能力,容纳、降解、净化污染物质和维护生态平衡的能力,影响和促进植物、动物和人类生命安全和健康的能力之综合量度。

土壤质量包括三层内涵和功能:第一,土壤生产力,即土壤提高植物和生物生产力的能力;第二,环境质量,即土壤降低环境污染物和病菌损害的能力;第三,动物健康,即土壤质量影响动植物和人类健康的能力。这三项功能也被称为土壤肥力质量、土壤环境质量和土壤健康质量,有关指标见表2-6、表2-7和表2-8。

表2-6 土壤质量田间描述性指标Table 2-6 Descriptive index of the soil quality in the field

续表

表2-7 常用土壤质量分析性指标Table 2-7 Common analytic index for soil quality

表2-8 土壤质量和健康状况参数及其与土壤质量的联系Table 2-8 Soil quality and health condition parameters and their relationship with soil quality

续表

2.国内土壤质量评价

国内关于土壤质量的研究主要集中在土壤背景值、土壤环境容量和土壤环境质量标准研究等三个方面。

(1)土壤背景值调查和研究

土壤环境背景值是指土壤在发育形成过程中,未受或很少受到人为活动的影响,特别是未受或很少受到污染、破坏的情况下,土壤本身固有的化学组成和含量。它基本反映土壤环境原有的物质组成、性质和结构特征。“七五”期间,由国家环境保护局主持、国家教育委员会和中国科学院参与主持的国家科技攻关项目“全国土壤环境背景值研究”,是迄今为止最为系统的土壤重金属背景值研究成果。与世界土壤相比,我国土壤的砷、锌、铜含量高于世界均值;汞、锰、钴在世界范围值之中;镉、铬、镍低于世界均值;铅的变异超出世界平均范围。历时16年的全国第二次土壤普查工作,重点对土壤中N、P、K、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等9 种营养元素进行了系统测试分析,建立了土壤肥力分级标准。

(2)土壤环境容量研究

环境容量这一概念,大约于20世纪70年代引入到环境科学领域。目前关于土壤环境容量的概念尚在探索之中。一种观点认为,土壤存在一个可承纳一定污染物而不致污染作物的量。一般将土壤所允许承纳污染物质的最大数量称为土壤环境容量。另一种观点认为,土壤环境容量是在不使土壤生态系统的结构和功能受到损害的条件下,土壤中所承纳污染物的最大数量。后者强调必须明确污染物对土壤生态系统的结构和功能的影响,以及系统结构和功能方面的要求。不少国家,如前联邦德国、日本、前苏联、澳大利亚等国家确定了某些污染物的土壤环境污染标准。我国对土壤环境容量研究已有一些报道。

土壤临界容量可用于表征土壤对各种污染物的容纳能力。在获得土壤对污染物的各种生态效应和环境效应,并获得各种单一体系的临界含量后,就可以采用各种效应的综合临界指标得出整个土壤生态系统的临界含量,并作为国家制定环境标准的依据和确定土壤环境容量的依据。表2-9为我国草甸褐土区各单体系的临界含量。

表2-9 我国草甸褐土区各单体系临界含量Table 2-9 Critical content of each system in meadow brown soil area of China

注:*地表径流、地下渗漏水不超标;**时,地表径流、地下渗漏水不超标。(据夏增禄,1986)

用数学模型定量表达土壤环境容量的方法尚在探索之中。目前,常采用的确定土壤环境容量的方法包括土壤静容量和土壤动容量。土壤静容量是根据土壤的环境背景值和环境标准的差值来推算容量的一种简易方法,可由Cs=M(Ci—CBi)表示(式中:M为每亩耕层土壤重量(kg),Ci为i元素的土壤临界含量(mg/kg),CBi为i元素的土壤背景值(mg/kg))。这时,现存容量Csp=M(Ci—CBi—CP),CP是土壤中人为污染而增加的量。另外,土壤环境容量也可用Q=(CK-B)×150粗略估计(式中:Q为基本的土壤环境容量(g/亩),CK为土壤环境标准值(mg/kg),B为区域土壤背景值(mg/kg))。

土壤是一个开放的物质体系,污染物可进入土壤,也可以输出。土壤动容量是根据污染物的残留来计算土壤的环境容量。假定年输入量为Q,年输出量为Q′,若Q大于Q′,则残留量为Q-Q′。随着时间的推移,残留量也不断地增加,造成积累。累积率(K)为残留量(Q-Q′)与输入量Q之比,则n年内土壤污染物累积总量AT(含当年输入量)为AT=Q+QK+QK2+…+QKn,而n年内的污染物残留总量RT(不含当年输入量)则为RT=QK+QK2+…+QKn。当年限n足够长时,QKn趋于零,AT达到最大极限值。因此,污染物在土壤中的年累积量为AT′=K(B+Q)(式中:ATˊ为污染物在土壤中的年累积量(mg/kg),K 为土壤污染物年残留率(%),B 为污染物的区域土壤背景值(mg/kg),Q为土壤污染物的年输入量(mg/kg))。假定每年残留率(K)相同、年输入量相同,则n年内土壤的总累积量为AT=BKn+QK 。从式中可以看出,年残留率K值的大小,对计算结果影响很大。不同地区的土壤,不同的污染物,其K 值也有差异,需通过试验求得。利用这种计算方法,可预测某污染物累积达到区域的环境标准所需要的年限。

(3)土壤环境质量标准研究

为贯彻《中华人民共和国环境保护法》,防止土壤污染,保护生态环境,保障农林生产,维护人体健康,我国于1995年制定颁布了土壤环境质量标准(GB15618—1995)(表2-10)。该标准按土壤应用功能、保护目标和土壤主要性质,规定了土壤中污染物的最高允许浓度指标值,用于农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场、林地、自然保护区等的土壤。该标准根据土壤应用功能和保护目标,将土壤划分为三类:Ⅰ类主要适用于国家规定的自然保护区(原有背景重金属含量高的除外)、集中式生活饮用水源地、茶园、牧场和其他保护地区的土壤,土壤质量基本保持自然背景水平;Ⅱ类主要适用于一般农田、蔬菜地、茶园、果园、牧场等土壤,土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染;Ⅲ类主要适用于林地土壤及污染物容量较大的高背景值土壤和矿产附近等地的农田土壤(蔬菜地除外),土壤质量基本上对植物和环境不造成危害和污染。

表2-10 土壤环境质量标准值Table 2-10 Environmental quality standard for soils(mg/kg)

注:①重金属(铬主要是三价)和砷均按元素量计,适用于阳离子交换量>5cmol(+)/kg的土壤,若≤5cmol(+)/kg,其标准值为表内数值的半数;②水旱轮作地的土壤环境质量标准,砷采用水田值,铬采用旱地值。

该标准规定,一级标准为保护区域自然生态、维持自然背景的土壤环境质量的限制值;二级标准为保障农业生产、维护人体健康的土壤限制值;三级标准为保障农林业生产和植物正常生长的土壤临界值。各类土壤环境质量执行标准的级别规定为:Ⅰ类土壤环境质量执行一级标准;Ⅱ类土壤环境质量执行二级标准;Ⅲ类土壤环境质量执行三级标准。

伴随着科学技术的发展和生产力水平的巨大提高,人口剧增、资源浪费、环境污染、生态破坏等一系列社会问题严重地威胁着人类自身的生存与发展。在这种形势下,人们提出了“既能满足当代人的需求、又不对后代人的需求构成危害”的“可持续发展”思想。作为可持续发展的重要环节之一,土地资源的可持续利用十分重要。一、土地资源的经济特点1、开发利用的可选择性。土地都有固定的地理位置,虽不可移动,但对它的使用却是可选择的,表现在两个方面:第一,同样的用途可选择不同区位的地块。第二,同一块土地可用于多种用途的选择。2、土地的使用成本是机会成本。因为土地资源有多种用途,但在一定时期,一块土地只能用于一种用途,因此体现出土地使用的机会成本,即同一块土地若因用于一种用途而放弃另一种用途,可能获得较大收益,也可能得不偿失。因此,在使用土地资源时,应综合考虑各方面的因素,进行科学决策。3、土地资源的使用效益是综合效益,包括经济、社会和生态效益等在内。土地除具有自然属性外,还具有社会经济属性。土地的社会属性是人类社会经济活动赋予土地的新的特性的总和。人类在对土地资源进行开发利用时,会受到社会和生态环境等因素的制约和影响,同时又会对社会和生态环境产生各种各样的影响。所以,对土地资源开发利用的效益是包括经济、社会和生态效益在内的一种综合效益。二、我国土地资源可持续利用的几点对策1、减轻土地人口压力,提高人口素质。在人口与土地这一对特殊的矛盾中,人类必须主动调节自身繁衍的速度和规模,依据客观自然规律和经济规律约束自身土地利用行为。这就要求我们做到:(1)在继续严格执行计划生育政策的同时,逐步建立和完善社会保险、社会救助、社会福利等社会保障体系,使人口增长速率降幅增大,切实、有效地控制人口总量增长。(2)积极进行劳务输出。外出务工可增加农民收入,使农民生活条件得以改善、对农业生产的投入增加;同时,农民还可学到先进的技术和管理经验,既能提高农民土地资源可持续利用的能力,又有利于促进农村封闭的社会环境向开放、良性循环的方向演变。(3)提高人口素质。①加大基础教育投资力度,特别是要加快少数民族地区和贫困地区教育的发展,以提高人力资本的积累速度。②加强“资源与环境意识”教育,提高人们对土地资源可持续利用的认识,同时,注重提高农民的农技知识水平和技能,为农民举办各种形式的技术培训班,为提高农民

相关百科

热门百科

首页
发表服务