云南某典型喀斯特区域农田土壤镉、砷污染特征及来源

为研究区域内农田土壤Cd、As的污染特征和来源,对云南某典型喀斯特区域农田内70个表层土壤样品、4个土壤剖面和10个岩石样品中的Cd、As元素含量进行分析测试。结果表明:区域内土壤中Cd含量变异范围为0. 05～3. 86 mg/kg,As含量变化范围为11. 9～301mg/kg;区域内深层土壤中Cd、As元素含量均高于筛选值;岩石中Cd元素含量为0. 13～1. 49 mg/kg,As元素含量为1. 4～319 mg/kg。综合分析,区域内土壤中Cd、As元素异常的原因主要是高背景地质来源或风化结果所致。     

鄂西地区土壤中氟的分布状况研究

<正> 氟属于卤族元素,在矿物中主要以氟离子(F~-)存在,是电负性很强的元素。岩石经风化以后特别是在一些潮湿的气候条件下,常将岩石中的氟溶解并转移到土壤中。因此,氟在环境中分布较广且不均匀。在最近几年进行的土壤环境背景值研究工作中,发现湖北省土壤中氟的背景值高于世界土壤平均水平,也高于我国的平均水平,特别是鄂西地区,又远远高于湖北省土壤背景值的平均水平。     

渤海辽东湾表层沉积物中金属元素分布特征

利用X射线荧光光谱(XRF)、等离子质谱仪(ICP-MS)和原子荧光光度计(AFS)分别测定了辽东湾表层沉积物中的金属元素含量,探讨了它们的分布特征、来源及污染程度.结果表明,沉积物中Cu、Zn、Pb、Cd、Ni、Cr、Co、Hg、As和Ag等元素含量在空间分布上存在明显梯度,其空间分布模式(4种)受到沉积物细粒组分、有机质含量及与河口间距离等因素的制约.通过与沉积物质量标准及其他海区的比较,评价了研究区沉积物中几种重要金属元素(Cu、Zn、Pb、Cd、Cr、Ni、Ag、Hg和As)的污染情况.富集系数显示, Fe、Ti、Mn、P、Cu、Zn、Ni、Cr、Co、Sc和V为无富集;As为轻度富集;Pb、Cd、Ag和Hg为中度富集. Fe、Ti、Cu、Zn、Cr、Ni、Co、Mn、P、V和Sc主要来源于陆地岩石和土壤风化产物;Pb和As既有岩石和土壤风化产物等自然源的贡献,又受到了人为活动的影响;Hg、Cd和Ag主要来自人为源;Ba和Sr主要与海洋生物活动有关.依据沉积物质量综合评价,将辽东湾沉积物划分为4类.     

湘江流域若干重金属元素在岩石、残坡积物及水中的背景值研究

本文从湘江流域环境地球化学特征出发,在大面积采样调查基础上,用地球化学和数理统计方法计算了湘江流域Pb、Cu、As、Hg、Cd和Ti等元素在岩石、土壤及湘江水体中的背景值,并用地球化学方法勾绘出湘江干流流域岩石中Pb、Cu、As、Hg、Cd、Ti和pH值等含量图和趋势面图以及浅层地下水中Pb、Hg和pH值趋势面图。阐明了整个流域中上述元素含量均在区域背景范围内。高含量区是局部的。流域中的浅层地下水水质是良好的。此外,还用地球化学、地下水渗透模拟试验等方法论证了金属元素从岩石(或矿石)—土壤—地下水中溶出迁移机理,得出天然地质体中金属元素直接溶于水中的量甚微、湘江重金属污染主要来自工厂的结论。     

乌江流域沉积岩风化过程中铀的富集与释放

以乌江流域石灰岩、白云质灰岩、白云岩、硅质岩、黑色页岩和紫色砂岩等典型岩石的13条风化剖面为对象,运用相关分析和质量平衡计算方法,研究了这些岩石风化过程中铀(U)的富集与释放及其对河水U分布的影响,旨在增进对U生物地球化学循环的了解,也为流域U污染防治提供依据.结果表明,①乌江流域风化物和土壤中U的富集程度基本上高于上陆壳(upper continental crust,UCC)、中国土壤(China soil,CS)和世界土壤(world soil,WS);②U的富集和释放能力与母岩U含量以及风化剖面中粘土矿物和铁氧化物/氢氧化物含量及吸附能力有关;③石灰岩以及少量白云岩和碎屑岩风化过程中U的释放对河水U的分布特征具有重要的控制作用.     

安徽典型硫铁矿集中开采区土壤重金属污染特征及来源解析

为查明安徽某典型硫铁矿集中开采区周边土壤重金属元素污染特征及污染来源,采集了研究区42个表层土壤样品和2个垂向剖面的16个土壤样品测定其pH值及Zn、Cu、Cd、Pb、Cr、Ni、Hg和As重金属元素含量,运用ArcGIS反距离权重插值法、内梅罗综合指数法、主成分分析法和绝对因子得分-多元线性回归（APCS-MLR）受体模型等方法进行了重金属元素分布特征分析、污染评价和来源解析.结果表明,土壤中8种重金属元素的含量平均值是铜陵地区背景值的1.03~13.14倍,Zn、Cu、Cd、Pb、Hg和As这6种重金属元素局部富集明显,在空间分布上与采矿活动位置基本一致.单因子污染指数评价显示,Zn、Cu、Cd、Pb和As这5种元素存在不同程度的污染风险,Cd和Cu元素污染程度最为严重,中度污染以上占比分别为47.62%和42.86%;内梅罗综合污染指数评价显示,研究区土壤样点中度污染以上占比为61.90%;地累积指数评价显示,研究区Zn、Cu、Cd、Pb、Hg和As这6种重金属元素污染程度主要为轻污染~强污染.在土壤剖面垂向变化上,重金属元素易在土壤表层富集,向深部迁移较缓慢,高含量主要在1 m以上位置.源解析表明,Zn、Pb和As的来源中地质高背景和采矿活动贡献率分别为37.82%、43.49%和46.63%,成土母质风化的自然来源贡献率分别为34.02%、40.88%和38.52%;Cr和Ni来源主要为成土母质风化的自然来源,贡献率分别为91.95%和73.68%;Cu的来源中地质高背景和采矿活动贡献率为41.91%,大气沉降和农业综合源贡献率为41.30%;Hg的来源较多,成土母质风化的自然来源贡献率为35.60%,地质高背景和采矿活动贡献率为29.87%,未知来源贡献率为34.05%;Cd的主要来源为大气沉降和农业综合源,贡献率为81.81%.     

有机质和粘土矿物在环境地球化学研究中的意义

环境地球化学是以地球化学的原理和方法研究元素和化合物在环境中迁移转化和富集规律的科学。有机质、粘土矿物与元素、化合物之间的相互影响和相互作用,是环境地球化学研究的重要领域。环境污染危害生物和人体健康的实质,就是有害元素和化合物在环境中不断迁移、积累,破坏了某些生态平衡的结果。土壤和河流、湖泊、海洋的水体和沉积物中广泛地存在着粘土矿物和有机质。这些物质首先来自岩石的风化和火山的爆发。粘土矿物是风化产物和火山热液、热气产物。风化作用是岩石在地球表面受水、空气和有机物的影响而起的变化。岩石除含有大量的常量元素以外,还含有极少量对生物和人体有益或有害的微量元素。岩石在风化的迁移中,粘土矿物、有机质和微量元素总是相互影响和相互作用。     

典型黑色岩系地质高背景区土壤和农产品重金属富集特征与污染风险

土壤重金属污染是我国的重要环境问题,而区域地质高背景是土壤重金属富集的重要影响因素.黑色岩系风化土壤普遍存在重金属富集的现象,潜在生态环境风险较高,但目前农产品重金属富集的基础数据较缺乏,限制了黑色岩系地质高背景区的土地安全利用与农产品安全生产.对重庆典型黑色岩系地质高背景区313件土壤和289件主要农产品重金属的富集特征、污染风险和土壤重金属赋存形态进行研究.结果表明,相对于我国土壤环境背景值和重庆市表层土壤,研究区土壤Cd、 Cr、 Cu、 Zn和Se富集,Pb不富集;其中98.7%的土壤Cd含量超过风险筛选值,47.3%的土壤Cd含量超过风险管制值,Cd的污染水平和潜在生态风险最高,是研究区土壤的特征污染物.土壤Cd主要以离子交换态存在(40.6%),其次为残渣态(19.1%)和弱有机结合态(16.6%); Cr、 Cu、 Pb、 Se和Zn主要以残渣态存在,Se和Cu的有机结合态、 Pb的铁锰结合态也占较高比例;说明Cd的迁移能力和活性高于其它重金属.研究区主要农产品富集重金属的能力较弱,约18.7%的农产品Cd超标,超标倍数相对较低,重金属污染风险较低.研究可为黑色岩系地质高...     

重庆地区土壤类型与11种元素背景含量的关系

土壤中元素含量的背景值,是指土壤在无污染条件下的元素含量,所谓“无污染”,实际上是相对的,因此土壤背景也就是个相对的概念。在统计分析重庆市土壤的11种元素(Ti、Ni、Mn、Cr、Zn、Cu、Pb、B、Co、As和Hg)背景值的同时,发现元素的背景值并不仅是母岩风化淋浴残留的成份,而且是土壤形成特征的标志。各种元素都在母岩的基础上,经历特定的成土过程,留下了各种     

北京市街道灰尘的化学成分及其可能来源

在北京市六环路以内北西-南东、北东-南西、东-西及南-北4条剖面上采集了街道灰尘样品,进行了20个元素的化学分析(K,Ca,Al,Fe,Ti,Mn,Cr,Ni,Cu,Zn,Cd,Pb,La,Ce,Y,Nb,As,Sb,Hg,OC),并通过统计分析对街道灰尘中这些元素可能的来源进行探讨.结果表明,比较街道灰尘中对人体有害元素含量与北京地区土壤背景值发现,只有As、Ti、Mn的含量低于土壤背景值,其它元素的含量都不同程度地高于土壤背景值,而Cd和Hg的最大值甚至达到了北京地区土壤背景值的250倍和64倍.可见这些元素的点污染现状相当严重.通过因子分析将20个元素变量减少为5个因子,可解释北京市街道灰尘的4种来源:①交通排放,特征元素为Zn,Sb,Pb,Cu;②与成土母质的地质背景有关的土壤颗粒的再悬浮和/或迁移;③工业污染,铁族元素组合Fe、Mn、Cr、Ti是典型的首都钢厂污染元素;④建筑材料及废弃物.而Hg和Cd因其多来源的复杂作用使得这2个严重污染环境的元素归属(分组)不明.     

湖南安化下寒武统黑色页岩土壤元素地球化学特征

本研究对湖南安化县东坪、烟溪两地发育于下寒武统黑色页岩上的6个土壤剖面进行系统采样,并利用ICP\|MS等分析技术对土壤和相应岩石样品的主量元素和微量元素（包括重金属和稀土元素）含量进行了分析.主量元素A-CN-K(Al2O3-CaO+Na2O-K2O)图解显示,黑色页岩土壤的形成是黑色页岩化学风化的结果,经历了早期的Ca、Na淋失和后期的Al、Fe富集过程后,土壤具有贫Ca、Na而富Al、Fe的化学组成特征.多因子分析和相关性分析结果表明,成土过程中,微量元素可分为稳定元素（Ti、Zr、Nb、Hf、Ta、W等）、次稳定元素（Be、Sc、Ga、Ge、Rb、Cs、Pb、Th、Ba等）、活动性较强的元素（REE、Y、P、Sn等）和强活动性元素（Mn、Co、Ni、Zn、Cd、Tl、V、Mo、Sb、U等）.富集因子重金属污染评价显示,V、U仅在烟溪土壤剖面达到显著污染程度,Sn、Ba在东坪土壤剖面达到显著污染.Mo、Cd、Sb等重金属则在东坪和烟溪土壤均达到显著污染程度,其中,Cd在东坪可达到高度污染水平,而Mo在烟溪可达到极度污染水平.微量元素及稀土元素地球化学示踪分析显示,黑色页岩土壤没有受到外来物源的干扰,土壤重金属污染为来自黑色页岩的自然污染源.     

西南高镉地质背景区农田土壤与农作物的重金属富集特征

为探明高地质背景区农田土壤与农作物系统中重金属富集与转运特征,通过对采自重庆黑色岩系高镉地质背景区的土壤和农作物样品进行分析,并与其他典型黑色页岩区域进行对比研究.发现研究区部分农田土壤pH极低; Cd、Cr、Ni和Zn显著富集.土壤样品Cd的超标率为100%,其次为Cr和Ni,91. 3%的土壤样品Cd污染级别为严重污染及以上.土壤Zn、Cu、Cr和Ni的残渣态占比为80%以上,Cd和Pb较低;弱酸提取态Cd占比27. 0%±6. 4%,Zn和Ni次之.黑色岩系母质风化导致研究区土壤重金属富集,Cd是区域内的特征污染元素,其生物有效性较高,并易于在农作物中富集. Cd的转运系数高于其他元素,农作物中Cd的富集和污染程度最高,特别是叶类蔬菜,平均Cd含量(干重)高达11. 5 mg·kg~(-1),不适于种植和食用;部分农作物Cr超标,存在一定风险.因此,有必要对研究区农田土壤进行污染等级划分,实行科学管控,并进行农作物种植结构调整,以保障当地人群健康.     

汞在土壤中的分布

一、天然土壤中汞的来源 汞以低浓度广泛地存在于地壳中,主要以辰砂形式存在于岩石中。由于汞具有独特的化学性质(亲硫性、吸附能力强、易形成络合离子、低温条件下可呈气态存在),所以汞可以硫化物、硒化物等形式存在于地质体中。汞还可以与许多矿物结合存在于母岩中,也可存在于煤、石油和天然气中。母质在风化成土过程中,一部分汞仍以原生矿物存在于土壤和水体的底质中,还有一部分汞     

重庆市主要农耕区土壤Cd生物有效性及影响因素

选择在重庆南川区采集大宗农作物水稻及根系土样品155件,另采集部分玉米、土豆、番茄、油菜、李子和猕猴桃及根系土样品进行测试分析,以生物富集系数表征元素的生物有效性,分析土壤理化性质、土壤组分、地质背景及作物种类等因素对Cd生物有效性的影响.结果表明,南川区水稻及根系土中均存在一定程度的Cd超标现象,且Cd生物有效性相对较低;土壤酸碱度为Cd生物有效性的主要控制因素,酸性条件下生物有效性更高;番茄、李子和猕猴桃对Cd的富集能力较弱.因此,可通过人工调控田块酸碱度或调整种植结构等手段预防土壤重金属污染、提高农产品质量.该方法亦可用于其它土壤重金属或Se等健康元素的相关研究,为土地安全利用、高品质农产品的生产提供科学依据.     

地质构造单元交接带表土中重金属污染特征对比及源解析:以重庆城口地区为例

中国地质构造复杂,不同地质构造区地质演化史差异显著,对其上发育的土壤重金属含量分布、污染特征及来源亦具有影响.以秦岭地槽和上扬子地台交界区重庆市城口县为研究区,采集表层土壤样品115件,综合运用地累积指数、污染指数和正定矩阵因子分解模型（PMF）分析不同地质构造单元区表土重金属含量分布、污染特征和来源.结果表明：①整体上,该区表土重金属处于中度污染水平,其中Cd为主要污染元素;②表土中Cd超标点位主要分布在乌坪断裂以北地区;③发育于秦岭地槽区埃迪卡拉纪-早寒武世地层之上的土壤中重金属含量显著高于上扬子地台区相同时代地层之上的土壤;④研究区表土重金属来源主要为成土母岩风化及交通和燃煤活动,其中成土母岩风化的贡献率为75%,是控制研究区表土重金属含量分布和污染的主要因素.这为研究不同地质构造区土壤重金属含量分布、富集和来源提供了范例和科学依据.     

喀斯特地区典型风化剖面重金属超标程度及元素迁移特征研究

我国西南喀斯特地区是著名的重金属元素地球化学异常区。除了人类活动所导致的土壤污染问题以外,地质背景很可能是造成土壤重金属超标的重要因素。为了弄清岩石风化和成土过程中重金属的释放规律及其环境效应,本次研究以贵州省罗甸县典型的碳酸盐岩和碎屑岩风化剖面为载体,采用实地调查、地球化学测试分析等手段,结合质量平衡系数的计算方法对研究剖面的重金属元素超标程度及元素迁移规律展开调查。研究结果表明:碳酸盐岩比泥质岩具有更高的重金属元素释放潜能,其风化和成土过程向环境中释放重金属的量与风化壳的发育程度有关。研究区石灰土剖面重金属元素超标程度严重,且以Cd和As的超标程度最大。地带性黄壤中Cr、Ni元素的富集很可能与剖面发育过程中铁氧化物的沉淀富集有关。综合分析认为岩性不同所导致的风化速率的差异很可能是造成碳酸盐岩和泥质岩剖面重金属淋失程度差异的主要原因。而且,重金属元素在风化剖面中的迁移规律受元素自身地球化学性质、母岩类型和风化壳发育程度等多重因素控制。     

承德市滦河流域土壤重金属地球化学基线厘定及其累积特征

选择承德市滦河流域为研究区,系统采集了351个表层土壤样品(0～20cm),测定了Cu、Ni、Cd、Cr、Pb、Zn、Hg、V、Ti、Mn、As和Co共12种重金属的含量,运用基于参比元素的标准化方法和累积频率曲线法确定了12种重金属元素的地球化学基线值,结合主成分分析法与地统计方法统计结果,分析了重金属的空间结构和分布特征,利用地累积指数法对不同土壤类型和土地利用方式表层土壤重金属累积程度进行了分类评价.结果表明,滦河流域表层土壤V、Ti、Cd、Pb、Mn和Co元素地球化学基线值高于河北省背景值,As、Zn、Cr、Cu、Ni和Hg元素地球化学基线值低于河北省背景值.表层土壤重金属总体累积程度由强至弱为:Cd Pb Cu Ti Mn Zn Cr Ni Co V Hg As,80%以上的土壤样品中Pb、Ti、V、As和Co元素属无累积-中度累积水平,70%以上土壤样品中Hg、Mn、Ni、Cu、As、Cd和Cr元素属无累积-中度累积水平.土壤重金属总体累积程度在棕壤、褐土和潮土中依次增大;在工矿用地、灌木林地中较高,林地、草地中相对最低.农用地表层土壤中Pb、Cd元素累积程度相对较高,分别有27. 69%和25. 38%的样品属中等以上累积水平.滦河流域表层土壤Ti、V、Co、Ni和Cr元素同源性较高,与原生高地质背景相关; Cd、Pb、Zn,Mn、Cu和As元素污染累积受成土母岩和人为因素共同作用影响,Hg元素累积则主要来源于人为活动.     

哈萨克斯坦东部土壤元素组成及其空间影响因素分析

本文对哈萨克斯坦东部地区地表82个采样点土壤样品进行经典统计学及地统计分析,探讨了表层土壤元素组成特征及其空间影响因素。首先对土壤元素含量平均值、变异系数等特征进行了计算,比较了土壤元素含量特征。哈萨克斯坦东部地区表层土壤样品中Co、Be、K、Mg、Na、Ca、Zn等元素的含量偏高,而Al、Fe等其余元素含量偏低。使用SPSS 20.0对元素含量进行聚类分析,通过聚类分析可将20种元素分成2大类,每一类又分为两组。第一大类为Ca、Sr、K、Na、Be、Ba,为表生环境下活泼性较强的元素,其中Ca、Sr为一组,K、Na、Be、Ba 为一组。另外一类为Pb、Zn、P、Fe、V、Al、Co、Ti、Mn、Cr、Ni、Cu、Li、Mg,为活动性相对较差的元素,其中Pb、Zn、P为一组,其他元素为另一组。在此基础之上,采用地统计学方法对这些土壤元素的空间格局及其影响因素进行了研究,并计算了分维数,其大小依次为：Zn>Al>Mg>Li>Be>Ca>P> Pb>Sr>Na>Ti>Co>Cr>Cu(Fe)>Ni>V>Mn>K。Co、Cr、Cu、Fe、K、Mn、Ni、Ti、V在采样尺度下均具有空间相关性,相关程度中等或较强,虽然受到一些随机因素的影响（如区域人类活动等）,但其结构特征并未被破坏。Pb、P空间结构特征不明显,Zn已无空间结构特征,该类元素受到一定程度的人为污染影响,随机因素特别是人为因素如耕作、采矿等方面对其空间分布特征造成破坏。而Al、Li、Na、Be、Mg这些元素在研究尺度上空间结构性差或不存在,影响因素复杂。活动性元素Ca在一个相对较小的范围内存在相关关系,Sr空间相关性较差。最后通过对该区重金属污染状况进行初步评价,发现Zn污染程度为轻度-偏重污染。     

环境科学基础理论 环境地学

X142200701461乌江流域沉积岩风化过程中铀的富集与释放/宋照亮(中科院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室)…∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2006,27(11).-2273~2278环图X-5以乌江流域石灰岩、白云质灰岩、白云岩、硅质岩、黑色页岩和紫色砂岩等典型岩石的13条风化剖面为对象,运用相关分析和质量平衡计算方法,研究了这些岩石风化过程中铀(U)的富集与释放及其对河水U分布的影响,旨在增进对U生物地球化学循环的了解,也为流域U污染防治提供依据.结果表明,①乌江流域风化物和土壤中U的富集程度基本上高于上陆壳(UCC)、中国土壤…     

贵州地氟病与碘缺乏病区环境中氟和碘的研究

为查清贵州地氟病与碘缺乏病病源,对这两种地方病区地质环境及食物中氟与碘的含量进行研究.结果表明:高氟燃煤、磷块岩及富氟岩石是产生地氟病的氟源,其致病途径主要是高氟燃煤对室内空气与食物造成氟污染,其次是富氟岩、矿经风化形成富氟土壤,使其上种植的食物含氟高,从而产生氟中毒.碘缺乏病的病源是病区岩石中贫碘,导致土壤、水体及食物中碘低而致病.并探讨了这两种地方病在贵州呈互补性分布,是由氟与碘的地球化学性质相似性及贵州省岩石地层分布的地域性所引起的.