Estudio sobre ecología y geoquímica agrícola en el este de Shandong
Objetivos y tareas
En el proceso de construcción de una sociedad armoniosa en nuestro país, el desarrollo social y económico ha planteado mayores requisitos para el desarrollo de recursos, la protección del medio ambiente, la calidad y la seguridad de los cultivos agrícolas. productos, etc El trabajo geológico no sólo debe proporcionar seguridad económica, sino también prestar atención a las cuestiones ecológicas y ambientales; no sólo debe servir a la construcción económica saludable, sino también al desarrollo agrícola y ambiental para lograr un desarrollo coordinado de la economía, la sociedad, los recursos y el medio ambiente. Con este fin, el Servicio Geológico de China ha lanzado estudios geoquímicos regionales con múltiples objetivos y estudios del entorno geológico agrícola desde 2002 sobre la base de proyectos piloto graduales en todo el país. La provincia de Shandong tomó la iniciativa en el lanzamiento del proyecto de cooperación provincial-ministerial "Estudio de geoquímica ecológica de la cuenca inferior del río Amarillo en la provincia de Shandong" y logró una serie de resultados.
Dong Shandong es el cuerpo principal de la Zona Económica Azul de la Península de Shandong y la región económicamente más desarrollada de Shandong. Desde la reforma y apertura, la economía de la región ha seguido desarrollándose rápida y constantemente, y el ritmo de urbanización se ha acelerado. Problemas ambientales como la contaminación por metales pesados causada por el desarrollo de recursos, las emisiones de "tres desechos industriales" y el uso extensivo de pesticidas. fertilizantes y riego con aguas residuales, así como los resultantes problemas de contaminación del medio ambiente ecológico. Los problemas ecológicos y ambientales son cada vez más graves y están estrechamente relacionados con la vida y la supervivencia humana. Por tanto, siguen surgiendo problemas ecológicos y ambientales estrechamente relacionados con la vida y la supervivencia humana. Para comprender el estado actual y la tendencia de desarrollo del entorno ecológico de la región y proporcionar una base científica para el desarrollo sostenible de la región, el Gobierno Popular Provincial de Shandong implementó el "Estudio y Evaluación de Geoquímica Ecológica Agrícola en la Provincia Oriental de Shandong" en 2006. (Lu Tierra y Recursos Zifa [2006709] No.). El departamento de gestión del proyecto es el Departamento de Tierras y Recursos de la provincia de Shandong, y la unidad de ejecución del proyecto es el Instituto de Estudios Geológicos de Shandong. El proyecto comenzó y finalizó entre 2007 y 2011.
El objetivo general del proyecto "Estudio y evaluación geoquímica ecológica de la provincia oriental de Shandong" es implementar de manera integral estudios geoquímicos regionales con múltiples objetivos y estudios de evaluación geoquímica ecológica mediante la realización de estudios geoquímicos ecológicos, a fin de contribuir al desarrollo sostenible del desarrollo social y económico. El plan de desarrollo proporciona una base científica para la gobernanza ecológica, la idoneidad de las plantaciones agrícolas, la calidad y seguridad de los productos agrícolas y la protección ambiental de los productos agrícolas.
"Calidad y seguridad de los productos agrícolas" se refiere a la idoneidad de los productos agrícolas para la siembra, la calidad y seguridad de los productos agrícolas y el control de la contaminación ambiental.
Las tareas generales son:
Primero, llevar a cabo estudios geoquímicos regionales con múltiples objetivos, que incluyen principalmente la recolección y medición sistemática del contenido elemental del suelo y las aguas subterráneas poco profundas, y la identificación de su distribución. y características de distribución Determinar los valores geoquímicos de referencia del suelo y los valores de fondo de toda el área de trabajo y de cada subdivisión, delinear diversas anomalías geoquímicas tales como ambientales, agrícolas, minerales, etc., y verificar anomalías importantes; Verificar puntos anormales importantes.
El segundo se basa en los resultados de la encuesta y de acuerdo con estándares y métodos relevantes, como la zonificación geoquímica del suelo y la zonificación ambiental geoquímica ecológica, la calidad ambiental del suelo regional, la calidad ambiental de las aguas subterráneas poco profundas, los productos agrícolas a granel y los asentamientos humanos. evaluación de la seguridad ambiental, etc. Llevar a cabo una evaluación regional y una evaluación integral para comprender de manera integral el estado actual de la calidad del medio ambiente geológico agrícola; realizar una evaluación de idoneidad regional del medio ambiente geológico agrícola y presentar sugerencias de planificación;
El tercero es llevar a cabo una investigación integral sobre las principales cuestiones ambientales geológicas agrícolas en múltiples niveles y ángulos, guiada por teorías multidisciplinarias, utilizando una variedad de métodos y tecnologías. Estudiar la composición, existencia, características de distribución y causas de elementos tóxicos, nocivos o beneficiosos, captar con precisión los elementos nocivos que afectan la seguridad del sistema y realizar predicciones geoquímicas y estudios de alerta temprana sobre los mecanismos de migración, transformación e influencia de los elementos en las rocas; , suelos y plantas Estudiar integralmente los efectos ecológicos de las condiciones geoquímicas regionales en el medio ambiente agrícola y sus reglas de influencia, y establecer indicadores y modelos de evaluación regionales.
Ideas técnicas e implementación
(1) Ideas técnicas
El alcance del estudio de geoquímica ecológica agrícola en la provincia oriental de Shandong cubre Qingdao, Yantai, Weihai, Rizhao, etc. 6 Hay 3 ciudades a nivel de prefectura y las dos ciudades de Weifang y Linyi, 46 condados, ciudades y distritos, y 1198 pueblos y aldeas, con una superficie total de 54370 km2.
La investigación se basará en geología, ciencias de la tierra, ciencias agrícolas, ciencias ambientales y medio ambiente y se espera investigar las siguientes áreas.
Las ciencias geológicas, las ciencias agrícolas, las ciencias ambientales, etc. sirven como orientación teórica, y la colaboración entre múltiples departamentos y la cooperación conjunta multidisciplinaria forman la idea técnica básica. Tomar la investigación como base, la evaluación como núcleo y la investigación como vínculo son las líneas técnicas generales.
(2) Principales indicadores técnicos
1) Estudio geoquímico de suelo superficial 1:250.000. Recolectar sistemáticamente muestras de suelo superficial (0-20 cm de profundidad desde la superficie) para análisis de laboratorio para identificar la distribución o características completas de distribución, dispersión y enriquecimiento de 54 elementos o indicadores en el suelo superficial. La densidad de muestreo es de 1 pieza/km2, con una densidad uniforme. número. Se dividieron en alícuotas cuatro muestras de la cuadrícula de millas cuadradas en una muestra para su análisis.
2) Estudio geoquímico de suelos profundos 1:250.000. Recolecte sistemáticamente muestras de suelo del entorno natural (la profundidad de muestreo es, en principio, inferior a 1,5 m). Las muestras de zonas montañosas y bajas se recogen de acuerdo con los "Requisitos técnicos para el muestreo de estudios geoquímicos regionales de objetivos múltiples en las colinas bajas de China". , Hilly and Loess Plateau Regions" emitido por el Servicio Geológico de China en febrero de 2007. "Aviso") para realizar análisis de laboratorio para conocer la distribución completa, la concentración dispersa y las características de 54 elementos o indicadores en el suelo profundo. La densidad de muestreo es 1 muestra. La densidad de muestreo fue de 1/4 km2 y se combinaron 4 muestras dentro de una cuadrícula uniforme de 2x km2 en 1 muestra para el análisis.
3) Investigación geoquímica del estado efectivo del suelo superficial. Recolectar sistemáticamente muestras de suelo superficial para análisis de laboratorio para identificar las características de distribución, dispersión y enriquecimiento del contenido efectivo de elementos en el suelo superficial. La densidad de muestreo es de 1 pieza/36 km2 y se analiza una sola muestra.
4) Investigación geoquímica de aguas subterráneas someras. Recolectar sistemáticamente muestras de aguas subterráneas poco profundas para identificar las características de distribución y enriquecimiento de dispersión de indicadores geoquímicos relevantes en aguas subterráneas poco profundas. La densidad de muestreo es de 1/16 km2.
5) Seleccionar el área de Yantai para llevar a cabo un estudio geoquímico de contaminantes orgánicos y una evaluación regional de la contaminación orgánica, con una densidad de muestreo de 1/36 km2 y análisis de muestra única. Los elementos del análisis incluyen 10 indicadores que incluyen la cantidad total y el componente de DDT y HCH***.
6) Llevar a cabo mediciones de radionucleidos de suelo de gran densidad (238U, 232Th, 40K) y gamma de superficie en áreas densamente pobladas dentro de 1.500 km2 de la ciudad de Qingdao para realizar investigaciones en profundidad sobre sus características radiactivas y patrones de distribución. y evaluar la calidad radiactiva ambiental. Realizar una evaluación integral.
(3) Análisis y pruebas
El Instituto Experimental Geológico Provincial de Hubei es responsable del análisis y pruebas de todos los elementos del suelo, formas de metales pesados del suelo y muestras de productos agrícolas para estudios geoquímicos regionales. . En el plan nacional de censo regional de sustancias químicas 1:200.000, los 54 indicadores analizados en su totalidad incluyen Ag, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, F, Hg, La, Li, Mn, Mo, Nb, Ni, P, Pb, Sb, Sn, Sr, Th, Ti, U, V, W, Y, Zn, Zr, Al, Ca. , Cl, Ga, Ge, I, N, Rb, S, Sc, Se, Tl 13 elementos y 2 indicadores de carbono orgánico (OrgC) y pH de trigo (rizoma suelo, raíces, tallos, hojas) muestras Arsénico, cadmio, mercurio, plomo, cromo, cobre, zinc, níquel, plomo, antimonio, estaño, estroncio, torio, titanio, uranio, vanadio, tungsteno, itrio, zinc, circonio, aluminio, calcio, magnesio, potasio, 39 elementos, incluidos sodio y silicio. y se analizaron muestras de hierro para detectar 10 indicadores como As, Cd, Hg, Pb, Cr, Cu, Zn, Ni, Se y F***. Se analizó la especiación de metales pesados en suelos de nódulos de raíces de trigo; , y Cr, Cu, Zn, Ni, Hg, Pb 8 elementos de metales pesados en estado soluble en agua, estado de intercambio iónico, estado unido a carbonato, estado unido a materia orgánica débil (ácido húmico), estado unido a hierro-manganeso, materia orgánica fuerte estado ligado, estado residual ***56 indicadores.
El Instituto de Investigación Experimental de Ciencias Geológicas de Shandong es responsable de analizar la cantidad efectiva de aguas subterráneas poco profundas y del suelo.
Los elementos del análisis de aguas subterráneas poco profundas son dureza total, sólidos disueltos totales, cloruro (Cl-), nitrito (), índice de permanganato (DQO), cianuro (CN-), fluoruro (F-), yoduro (I-), cromo hexavalente ( Cr6), As, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, Se. Zn, N, K, P, Sr, Th, U, valor de pH *** 32 elementos del análisis de cantidad efectiva de elementos del suelo son nitrógeno hidrolizable alcalino, fósforo disponible, potasio disponible, boro disponible, molibdeno disponible y disponible (activo) manganeso, cobre disponible, zinc disponible, hierro disponible, azufre disponible, selenio disponible, y analizar la cantidad total y capacidad de intercambio catiónico (CIC), materia orgánica y valor de pH de los indicadores correspondientes.
El Laboratorio Central de la Academia de Ciencias Agrícolas de Shandong es responsable del análisis y ensayo de los residuos de pesticidas organoclorados del suelo (10 cantidades totales y componentes de DDT, 666, etc.). Estos datos masivos de alta calidad tienen valor de aplicación a largo plazo en múltiples departamentos, disciplinas y campos.
(4) Investigación integral
Basado en la recopilación sistemática de resultados de investigaciones anteriores de los departamentos de agricultura, protección ambiental, tierra y recursos y otros departamentos de la provincia de Shandong, investigación sobre geología agrícola, medio ambiente agrícola protección y otros aspectos en el país y en el extranjero Estado y progreso de la investigación, y se llevaron a cabo evaluaciones de la calidad ambiental de la tierra, evaluación de la contaminación de las aguas subterráneas poco profundas, evolución espacial y temporal de los elementos del suelo, capacidad de amortiguación del ácido del suelo, seguridad del producto, estado de los metales pesados en el suelo y las plantas. sistemas, análisis y detección de metales pesados en suelos y plantas, etc. Trabajo de investigación integral sobre el estado actual, mecanismos de migración de metales pesados en sistemas suelo-planta, sistemas de métodos de evaluación del ambiente geológico agrícola y zonificación agrícola integral. Este libro es un resumen exhaustivo y una nueva investigación de estos resultados.
3. Principales logros e innovaciones
A través de la implementación del proyecto, se obtuvo rica información geoquímica regional en el este de Shandong, se identificó el estado actual del entorno geológico agrícola y el Se estudió en profundidad el impacto de los metales pesados sobre los metales pesados, se exploró la influencia del entorno geológico agrícola y se exploraron las reglas de migración y transformación y los factores que influyen en los elementos del suelo y los cultivos, lo que ha mejorado el nivel de protección ambiental. Investigación geoquímica. Con base en los resultados de la investigación, se ha llevado a cabo una investigación exhaustiva en combinación con las condiciones reales del área de estudio. Sobre la base de los resultados de la investigación y en combinación con la situación real del área de estudio, se llevaron a cabo una zonificación agrícola integral y predicciones ambientales y alertas tempranas, y se presentaron una serie de sugerencias y contramedidas para la protección del medio ambiente geológico agrícola. Los resultados de la investigación obtenidos tienen una importancia científica importante y un valor de aplicación práctica en muchos campos, mostrando amplias perspectivas de aplicación.
(1) Resultados principales
1) Obtuve datos medidos de alta precisión de multimedia, múltiples elementos o múltiples índices, compiló una serie de mapas geoquímicos básicos y analizó de manera integral Datos geoquímicos regionales actualizados y enriquecidos.
2) Estableció los valores de referencia geoquímicos del suelo, los valores de fondo y los promedios de contenido efectivo de 10 elementos en el este de Shandong para 54 elementos (indicadores), resumió las características y reglas de distribución de elementos y analizó los principales. Factores que controlan la distribución de los elementos del suelo.
③ Se identificó la situación actual del entorno geológico agrícola en el este de Shandong, logrando el propósito de "conocer la situación familiar". Se aclaró el estado actual de la calidad ambiental del suelo y los problemas de contaminación del suelo en el este de Shandong. Se identificaron la calidad ambiental y el estado de contaminación de las aguas subterráneas poco profundas. (Se identificaron la abundancia y deficiencia de elementos nutrientes del suelo y se discutieron los factores regulatorios que afectan la efectividad de los elementos.
④ Llevar a cabo una evaluación geoquímica de la calidad de la tierra provincial, delinear bases de producción de alimentos verdes libres de contaminación, delinear
④Se estudió la distribución de la abundancia y deficiencia de Se en el suelo y los factores que controlan la biodisponibilidad de Se, proporcionando nuevas ideas para desarrollar una agricultura ecológica eficiente y aumentar los ingresos de los agricultores. 5) Trabajo de predicción específica y alerta temprana sobre la contaminación del suelo. , la seguridad ecológica regional y los cambios ambientales se han llevado a cabo para profundizar la comprensión del entorno geológico agrícola y mejorar el nivel de investigación integral.
6) El estudio de la correlación entre la superficie del suelo y los elementos profundos y el uso de coeficientes de enriquecimiento para evaluar la contaminación del suelo proporciona nuevas ideas para detectar la contaminación del suelo causada por actividades humanas.
7) Se llevó a cabo un estudio geológico ambiental radiactivo de alta densidad en Qingdao. Se identificaron la distribución, las fuentes y los factores que influyen en la tasa de medición de la absorción ambiental de rayos γ en Qingdao. Proporciona una base para la planificación futura, la construcción y el desarrollo a largo plazo de la ciudad.
8) Se estableció la "Base de datos de estudios geoquímicos ecológicos" y se actualizaron exhaustivamente los datos del estudio geoquímico regional.
(2) Principales puntos de innovación
Este estudio consideró plenamente la demanda de la sociedad de datos de estudios geoquímicos y realizó la combinación de geoquímica de todos los elementos con un análisis efectivo de cantidades y formas. La combinación de elementos inorgánicos y contaminantes orgánicos, y la combinación de estudios ambientales geoquímicos y estudios de efectos biológicos no sólo enriquecen el contenido del estudio, sino que también mejoran en gran medida la utilización efectiva de los datos y acortan el proceso de comprensión. El proceso de comprensión se acorta. Se manifiesta en los siguientes aspectos:
① A través del estudio de las formas de los elementos metálicos pesados en el suelo, se encontró que existen varias diferencias en las formas de enriquecimiento de diferentes elementos metálicos pesados, la actividad biológica y Capacidad de migración de los cultivos, entre los cuales iones Cd. La proporción entre el estado intercambiable y el estado soluble en agua (estado activo) es la más alta, lo que es un factor importante para determinar el riesgo ecológico de la contaminación por metales pesados en el suelo. También existen grandes diferencias en la composición morfológica de los elementos del suelo como el valor de pH, materia orgánica, CIC, arcilla, etc. en diferentes ambientes, lo que indica que los cambios en el ambiente del suelo pueden causar la activación de metales pesados en el suelo y plomo. a los riesgos ecológicos.
2) Se estudiaron las reglas de migración y transformación de elementos nocivos como As, Cr y Cd del suelo a los cultivos y sus factores que influyen, lo que proporcionó una base para evaluar los efectos ecológicos y ambientales de estos elementos. y tiene importancia académica y valor de aplicación; medidas exploradas para mejorar la seguridad de la producción de alimentos, proporcionando una base científica para garantizar la seguridad de los productos agrícolas y proteger la salud humana.
3) Por primera vez, se utilizaron diversas normas nacionales de higiene alimentaria para realizar predicciones de calidad y seguridad del trigo en el área de estudio a nivel provincial (escala 1:250.000). Los resultados muestran que el 90,15% del área de estudio se puede plantar con trigo verde libre de contaminación y el 3,47% del área de estudio se puede plantar con trigo rico en selenio.
4) La investigación de contaminantes orgánicos (hexaclorobenceno y DDT) en la ciudad de Yantai ha promovido la profundidad y amplitud de una evaluación ambiental integral, haciendo que los resultados de la evaluación sean más prácticos.
5) A través del estudio de la relación entre los iones de sal del suelo (suma de K, Ca, Na, Mg) y el valor del pH, se estableció por primera vez un modelo de alerta temprana de la capacidad amortiguadora de la acidificación del suelo.