三江平原农田-河沼系统污染特征与调控机理

《三江平原农田-河沼系统污染特征与调控机理》以三江平原农田-河沼系统水环境常规水体污染物和重金属的污染特征、环境行为、风险识别及污染修复与调控为核心，综合环境科学、材料科学、生态学、地统计学等多学科理论，探寻污染物的时空演变规律，识别影响水质变化的关键因子，并通过数值模拟技术揭示农田-河沼系统农业面源污染关键地区及关键时期，提出综合调控管理模式；建立冻结期雪被中重金属的残留清单，揭示河沼系统重金属的生物富集效应与暴露风险，并研发了重金属修复生物基材料；初步概化出适于农田-河沼系统污染物环境行为与调控机理研究的规律、方法和技术，为农田-河沼系统生态环境保护和构建三江平原湿地保护网络体系提供科学依据和决策支持。
本书可供高等院校和科研院所农业水土工程、环境科学与工程、农业资源与环境等学科及专业的师生和研究人员阅读使用，也可供相关专业的科技工作者及关心水环境保护与生态效应的公众参考。

前言
第一篇理论分析
第1章绪论3
1.1研究区域概况4
1.1.1地理位置4
1.1.2地理与气候条件5
1.1.3水文水资源概况5
1.1.4生物多样性概况7
1.2河沼系统生态环境污染9
1.2.1常规水质指标污染9
1.2.2重金属污染11
1.2.3农业面源污染17
1.3水环境污染修复20
1.4主要生态问题与解决思路及方案21
1.4.1主要生态问题21
1.4.2解决思路及方案24
参考文献25
第2章污染物分析处理与研究方法35
2.1样品预处理与仪器分析方法36
2.2常规水质指标污染评价方法38
2.2.1熵权法38
2.2.2集对分析法39
2.2.3判别分析法41
2.3重金属污染评价方法42
2.3.1综合污染水质指数42
2.3.2地累积指数43
2.3.3富集因子43
2.3.4改进的Nemerow污染指数43
2.3.5潜在生态风险指数45
2.4生物富集评价方法46
2.4.1重金属风险指数46
2.4.2生物富集因子47
2.5人体健康风险评估模型47
2.6湿地候鸟重金属暴露风险评价48
2.6.1单一重金属元素暴露风险指数48
2.6.2重金属综合暴露风险指数50
2.7数据处理方法51
参考文献51
第二篇生态环境效应
第3章河沼系统水质等级评价与影响因素分析57
3.1样品采集58
3.2常规水质指标浓度58
3.3常规水质指标空间分布特征59
3.4水质等级评价60
3.5主控污染因子识别62
3.6污染源分析64
3.7本章小结65
参考文献65
第4章河沼系统水环境重金属污染特征67
4.1样品采集67
4.2沉积物中重金属浓度水平与污染特征68
4.2.1重金属浓度水平68
4.2.2重金属空间分布特征73
4.2.3重金属污染程度75
4.3水体中重金属浓度水平与污染特征78
4.3.1重金属浓度水平78
4.3.2重金属空间分布特征80
4.3.3重金属污染程度82
4.4本章小结85
参考文献85
第5章积雪中重金属污染特征与残留清单88
5.1样品采集89
5.2重金属浓度水平89
5.3重金属污染程度92
5.4重金属残留清单94
5.5本章小结98
参考文献99
第6章河沼系统重金属污染生态风险与暴露风险评估101
6.1生态风险评估101
6.1.1水体中重金属生态风险101
6.1.2沉积物中重金属生态风险102
6.2重金属生物富集及影响评估104
6.2.1野生鱼类重金属浓度水平104
6.2.2水生生物不良影响评估106
6.2.3生物富集水平评估108
6.3人体健康风险评估110
6.4湿地候鸟重金属暴露风险评估111
6.4.1湿地夏候鸟重金属日暴露剂量111
6.4.2湿地夏候鸟单一重金属暴露风险113
6.4.3湿地夏候鸟重金属综合暴露风险117
6.4.4湿地越冬鸟类重金属暴露风险117
6.5本章小结118
参考文献119
第三篇污染修复与调控
第7章河沼系统水环境重金属污染修复技术123
7.1生物炭吸附去除重金属的应用124
7.2生物炭吸附去除重金属污染面临的问题125
7.3生物炭制备原料的选择126
7.4生物炭制备条件的优化126
7.4.1生物炭的制备126
7.4.2响应面法127
7.4.3热解参数取值范围的选择127
7.4.4回归模型的建立129
7.4.5模型有效性分析131
7.4.6热解参数对响应值的影响134
7.4.7很优制备策略136
7.5园林废弃物生物炭对Cd的吸附机制136
7.5.1吸附动力学136
7.5.2吸附热力学139
7.5.3生物炭的表征141
7.6本章小结149
参考文献149
第8章河沼系统农业面源污染负荷估算156
8.1农业面源污染负荷估算模型原理156
8.2农业面源污染负荷估算模型构建157
8.3单位面积农田施肥量解析159
8.4流域农田面积演变趋势159
8.5农业面源污染负荷估算结果验证与分析160
8.6农业面源污染负荷估算模型不确定性分析与改进163
8.7本章小结164
参考文献164
第9章河沼系统农业面源污染数值模拟166
9.1数据收集与数据库构建166
9.1.1基础数据库构建166
9.1.2水文水质数据库构建171
9.1.3作物管理数据库构建171
9.2模型参数率定与验证172
9.3模型适用性评价173
9.4率定与验证结果分析173
9.5敏感性分析和不确定性分析175
9.6本章小结178
参考文献178
第10章河沼系统农业面源污染负荷时空分布特征180
10.1时间分布特征180
10.2空间分布特征183
10.3不同土地利用贡献率186
10.4本章小结187
参考文献187
第11章农田-河沼系统面源污染调控189
11.1情景设置189
11.2不同施肥量对面源污染的影响191
11.2.1年际影响191
11.2.2月际影响193
11.2.3空间影响194
11.3调整种植结构对面源污染的影响196
11.3.1年际影响196
11.3.2月际影响199
11.3.3空间影响201
11.4保护性耕作对面源污染的影响204
11.4.1年际影响204
11.4.2月际影响207
11.4.3空间影响209
11.5植被过滤带对面源污染的影响211
11.5.1年际影响211
11.5.2月际影响213
11.5.3空间影响216
11.6本章小结218
参考文献219
第12章结论220