土壤是农业可持续发展的基础。经过近40年的经济快速发展与农业高度集约化生产后，我国农田土壤污染与土壤环境质量下降问题逐渐凸显。当前，中国农田土壤重金属污染形势不容乐观，对农产品的安全生产和食品安全构成威胁。文章首先对我国农田土壤重金属污染现状与污染特点、农田重金属污染来源及修复技术研究现状等进行了总结。结果显示：(1)我国农田土壤重金属污染点位超标率相对较高，但以轻度污染为主；(2)污染土壤中主要以Cd、As、Hg、Pb和Cr这5种健康风险重金属元素为主，尤其以Cd风险最高，而以生态风险为主的Ni、Cu和Zn 3种重金属环境风险相对较小；(3)农田土壤污染分布总体表现为南方重于北方，东部重于西部；(4)农田土壤污染逐渐呈现由工业源向农业源、城郊向农村、土壤向食物链转移的发展趋势。基于文献计量方法对我国近30年来农田土壤污染防治研究的热点与趋势进行了分析。结果表明，我国农田土壤污染防治研究主要始于2000年前后，2009年后进入快速发展阶段，研究热点主要包括重金属污染监测、土壤环境环境质量评价、重金属污染土壤修复技术等，近10年来污染土壤修复技术表现为从单一修复技术向联合修复技术发展态势。此外，文章对我国农田重金属污染修复的一般程序、不同污染程度农田土壤的安全利用技术与高风险污染土壤的管控技术进行了评价，最后，对我国当前农田重金属污染防治过程中出现的问题进行了思考，同时针对我国今后农田重金属污染防治研究进行展望，提出了基于源头控制与风险管控措施相结合的农田重金属污染防治体系，以期为未来我国农田土壤重金属污染防治研究规划以及土壤重金属污染防治技术的创新提供参考与借鉴。

土壤砷污染已成为我国严重的环境问题，淋洗法是修复土壤砷污染较为有效的手段之一。文中以砷污染土壤为研究对象，运用2种环境友好的淋洗剂KH2PO4和草酸进行振荡淋洗实验，探究两种淋洗剂对不同砷污染土壤的淋洗效果，在此基础上，通过2种不同的体外方法 (physiologically based extraction test,PBET；in vitro gastrointestinal,IVG)，探索其生物可给性及对人体的健康风险。结果显示，KH2PO4和草酸对土壤中砷有不同程度的去除，草酸对土壤砷的去除率较高，平均去除率为54.3%。运用PBET方法得到的土壤砷的生物可给性高于IVG方法，KH2PO4淋洗后土壤砷的生物可给性高于草酸。与草酸相比，KH2PO4淋洗会在一定程度上增加土壤砷的健康风险。不同in vitro方法对不同淋洗剂修复后效果有不同的评估结果，应该根据不同的淋洗剂选择较为保守的体外方法来评估淋洗后土壤的生物可给性及健康风险。

为了查明曹妃甸浅层地下水水化学及咸化成因，采集研究区河水、地下淡水、微咸水、咸水、卤水、雨水和海水等不同类型水样，对其水化学组成、离子比、Piper三线图、吉布斯图、氢氧同位素组成及14C测年结果进行了分析。结果表明：(1)曹妃甸浅层地下水包括全新世沉积层潜水和晚更新世沉积层微承压水，且非原始封存在地层中而是形成于全新世中晚期。(2)地下潜水向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型，微承压水以咸水和卤水为主要水质类型；近冲洪积扇前缘水化学特征主要受岩石风化作用控制，围填海区及河口处水化学特征受海水混合作用控制，滨海平原区水化学特征主要受蒸发/结晶作用控制。(3)曹妃甸浅层地下水咸化过程主要是晚更新世以来海侵海退时期形成海洋蒸发盐经大气降水和河水多期溶滤所致，其盐分来源于海水蒸发盐，河口及围填海区地下潜水盐分主要来源于现代海水入侵。

海绵城市建设通过改变流域下垫面条件来蓄滞雨洪，在减少城市雨水地表径流量、缓解城市内涝、补给地下水方面发挥了重要作用。在此过程中，增加流域雨水下渗量、利用雨水回补地下水是海绵城市建设的重要手段，也是雨水资源利用和缓解城市水资源短缺的重要举措。针对当前海绵城市建设中地下水回补量化的难题，本文对国内外适用于海绵城市建设中地下水补给量的计算方法进行了概述，分别介绍了各方法的基本原理、优缺点及适用情况，旨在为我国海绵城市建设地下水补给的效果评估提供参考。

研究土壤的水力性质是进行生态水文模拟、农业水分管理和环境监测的关键，然而强烈的空间变异造成土壤的物性特征异常复杂，特别是水力性质测定困难，试验结果随机性强，耗费大量人力物力，却难以准确描述。本文在综合分析了国内外30余种量化土壤水力性质的研究方法的优劣后，系统总结了分形理论在土壤物性特征研究中的应用，剖析了分形理论与土壤水力性质之间的关系，旨在探讨土壤分形结构在水力性质领域的发展前景，以及在测定水力特性参数时所具备的优势。结果表明：(1)采用分形方法定量研究土壤结构具备可行性；(2)分形结构方法能够指示水力性质，并能为快速准确刻画不同尺度下的土壤水分分布特征提供科学依据；(3)利用已知土壤水力性质建立分形模型可以有效反演土壤结构。