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第1章 绪论1

1.1 问题的提出及研究意义1

1.2 国内外水-土-水系统净化功能及农业环境污染防治研究现状2

1.2.1 关于土壤元素背景值的研究2

1.2.2 关于污水灌溉对水-土-水系统重金属污染的影响2

1.2.3 关于土壤环境容量与重金属负载量研究3

1.2.4 关于重金属在水-土-水系统迁移、转化及其生态效应的研究3

1.2.5 关于水-土-水系统净化机理及其数学模型的研究4

1.2.6 关于污染物在土壤多相介质环境中的行为作用研究5

1.2.7 水-土-水系统中污染研究存在的问题及不足之处7

1.3 本书的研究内容和拟解决的关键问题8

1.3.1 特征污染因子的选择及其特点8

1.3.2 本书研究内容和拟解决的关键问题8

1.4 研究方法和技术路线9

1.5 本章小结10

第2章 黄土的理化性质及资源特征11

2.1 黄土的地层结构及理化成分11

2.1.1 黄土的地层结构11

2.1.2 黄土的物质组成12

2.2 黄土的宏观及微观结构特征12

2.2.1 黄土的微观结构12

2.2.2 黄土的宏观结构13

2.2.3 黄土结构的特异性13

2.3 黄土的物理性质和水理特性14

2.3.1 黄土的物理性质和力学性质14

2.3.2 黄土的水理性质15

2.4 黄土中的古土壤17

2.5 黄土类土的组成及成土过程18

2.6 开发利用黄土类土的意义19

2.7 本章小结19

第3章 铬、砷在环境中的分布及其特点20

3.1 铬、砷的地球化学特征20

3.1.1 铬20

3.1.2 砷21

3.2 铬、砷的存在形态及迁移转化24

3.2.1 铬的存在形态24

3.2.2 铬的迁移转化26

3.2.3 土壤中砷的存在形态及迁移转化26

3.3 铬、砷在土壤中迁移转化的热力学基础29

3.4 铬、砷的有效性及其对生物的影响31

3.4.1 铬、砷对植物的影响31

3.4.2 铬、砷对人和动物的影响35

3.5 本章小结36

第4章 黄土类土对铬、砷的净化机制研究37

4.1 水-土-水系统的自净功能37

4.2 土壤净化污染物的理论基础38

4.3 供试土壤39

4.4 黄土类土中铬的净化机制及特点42

4.4.1 黄土类土对Cr（Ⅲ）净化机制研究42

4.4.2 黄土类土净化Cr（Ⅵ）机制及影响因素研究49

4.4.3 小结59

4.5 黄土类土净化As（Ⅴ）的机制及特点59

4.5.1 黄土类土对As（Ⅴ）的吸附动力学研究59

4.5.2 As（Ⅴ）浓度对黄土类土吸附量的影响62

4.5.3 pH对黄土类土吸附As（Ⅴ）的影响65

4.5.4 黄土类土对无机外源As（Ⅴ）的缓冲动力学研究67

4.6 本章小结71

第5章 黄土类土中铬、砷的迁移转化规律及净化深度研究73

5.1 试验方法73

5.2 Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）在黄土类土中的垂直运移特征75

5.2.1 Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）在黄土类土中的迁移特点75

5.2.2 黄土类土中Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）的迁移形式76

5.2.3 黄土类土中Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）自净作用分析78

5.3 黄土类土不同土层的理化性质对Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）运移规律的影响78

5.4 黄土类土的土层厚度对Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）运移的影响83

5.5 淋滤水量对淋出液中Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）的含量及运移深度的影响85

5.6 黄土类土对Cr（Ⅵ）的还原容量初步研究88

5.6.1 土壤的测定还原容量、有效还原容量和条件还原容量88

5.6.2 黄土类土的测定还原容量、有效（条件）还原容量88

5.7 本章小节90

第6章 铬、砷之间及与养分元素的交互作用对黄土类土净化能力的影响91

6.1 研究重金属与养分元素交互作用的污染生态学意义91

6.2 土壤中的交互作用对土壤中元素化学行为的影响91

6.3 交互作用的表征方法92

6.4 黄土类土中钙、镁、磷的来源及其作用92

6.4.1 钙和镁92

6.4.2 磷93

6.5 黄土类土中钙、镁对Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）迁移性和有效性的影响94

6.6 磷对Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）有效性和迁移性的影响95

6.6.1 土壤中磷对Cr（Ⅵ）的有效性和迁移性影响的研究95

6.6.2 土壤中磷对As（Ⅴ）的有效性和迁移性影响的研究97

6.7 Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）交互作用对黄土类土净化能力的影响研究98

6.8 本章小结101

7.2 土壤环境容量模型概述102

第7章 黄土类土中铬、砷环境容量确定102

7.1 土壤环境容量的概念102

7.2.1 土壤总静容量模型103

7.2.2 物质平衡线性模型103

7.2.3 土壤系统结构模型104

7.2.4 土壤污染动力学模型104

7.3 利用土柱淋滤试验确定黄土类土Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）环境静容量110

7.3.1 土柱淋滤试验确定土壤环境静容量的基本原理110

7.3.2 黄土类土Cr（Ⅵ）、As（Ⅴ）环境总静容量计算111

7.4 本章小结114

第8章 黄土层净化入渗铬、砷的野外试验研究——以陕西关中交口灌区为例115

8.1 交口灌区灌溉水源、地下水及土壤铬、砷污染现状调查和评价115

8.1.1 采样点的布设及样品测定115

8.1.2 灌溉水质分析及其评价115

8.1.4 交口灌区土壤分析117

8.1.3 地下水水质分析结果117

8.2 灌区耕层土壤中铬、砷累积趋势预测118

8.3 黄土区防止地下水铬、砷污染的安全埋深研究120

8.3.1 铬、砷在耕作层中的迁移模型的选择120

8.3.2 铬、砷在下包气带迁移转化的模型选择122

8.3.3 以陕西交口灌区为例进行模型求算123

8.3.4 防止黄土区地下水铬、砷污染的安全埋深的探讨125

8.4 本章小结126

第9章 研究结论及建议127

9.1 研究结论127

9.2 主要建议128

参考文献130

Abstract140