水稻田垂直剖面土壤稀土元素来源解析及生态风险评价——基于锶钕同位素示踪结合MixSIAR模型

为研究水稻田垂直剖面土壤中稀土元素的来源及生态风险,采集了福建省东南部地区3个水稻田垂直剖面土壤及周边潜在源样品,分析测定垂直剖面土壤和潜在源中稀土元素含量及锶钕同位素组成.在垂直剖面土壤和潜在源稀土元素含量、地球化学特征定性分析垂直剖面土壤中稀土元素来源的基础上,利用锶钕同位素结合MixSIAR模型定量计算各潜在源对垂直剖面土壤中稀土元素的具体贡献,将潜在生态风险评价与MixSIAR模型计算贡献率结果相结合,得出潜在源对垂直剖面土壤中稀土元素综合潜在生态风险的贡献.结果表明,P1垂直剖面土壤中稀土元素主要来源于土壤母质层,稀土元素达到中等生态风险水平;P2垂直剖面土壤中稀土元素受化肥影响较大,浅层土壤中稀土元素生态风险大于深层土壤;P3垂直剖面土壤中稀土元素受多种因素综合影响,稀土元素生态风险较小.垂直剖面土壤中稀土元素生态风险受人为因素影响的同时自然来源也不可忽视.     

骨炭、磷矿粉和生物调理剂对赣南稀土矿区土壤稀土元素淋溶的影响

通过土柱淋溶实验研究了骨炭、磷矿粉与生物调理剂对赣南稀土矿区土壤稀土元素淋溶的影响.结果表明:土壤中添加骨炭、磷矿粉和生物调理剂均显著地提高了淋溶液的p H值.不管是高钇型重稀土土壤还是富镧少钇型轻稀土土壤,添加骨炭均显著地降低了淋溶液中稀土元素的浓度,7 d时淋溶液中15个稀土元素浓度比对照处理降低10.4%~86.7%(重稀土土壤)和4.6%~87.8%(轻稀土土壤),铈、镧、钇、钕、镝、钆等稀土元素浓度降低最明显.培养时间越长稀土元素淋溶量越少,骨炭的降低作用越小.在轻稀土土壤中添加磷矿粉7 d和14 d后,淋溶液中稀土元素浓度均比对照处理有所降低,而在重稀土土壤中添加磷矿粉7~28 d后,均导致淋溶液中稀土元素浓度比对照升高(除了个别元素外).土壤中添加生物调理剂均导致淋溶液中稀土元素浓度急剧提高,7 d时淋溶液中15个稀土元素浓度比对照处理提高0.86~123.4倍(重稀土土壤)和5.4~250.2倍(轻稀土土壤),在重稀土土壤中钇、铒、镱、镝、钆、钕等浓度提高最明显,而在轻稀土土壤中浓度提高最明显的为铈、镧、钕、镨、钆等.另外,还研究了骨炭、磷矿粉和生物调理剂对土壤总稀土元素淋溶的影响.研究表明,骨炭是可以用来修复稀土元素污染土壤的潜力改良剂,而磷矿粉和生物调理剂的应用将提高环境污染的风险.     

深圳土壤稀土元素的背景含量和影响因素研究

为研究深圳市土壤稀土元素的环境背景含量和空间分布特征,以不受或很少受人类活动影响的基本生态控制线区域作为调查范围,在深圳布设450个土壤表层点位、50个典型剖面点位,应用决策单元－多点增量采样方法采集土壤表层样品500个、土壤剖面样品100个.研究结果表明,深圳市表层土壤稀土元素的环境背景含量范围为23.66~1246.26mg/kg,算术平均值285.99mg/kg,高于中国土壤和广东省土壤;轻稀土元素相对于重稀土元素富集,稀土元素的环境背景含量在空间分布上呈现西高东低的特征.深圳市不同土类中稀土元素环境背景含量的95%分位值高低依次为赤红壤 > 红壤 > 黄壤.不同成土母质发育的土壤稀土元素环境背景含量95%分位值大小顺序为变质岩 > 花岗岩 > 片麻岩 > 凝灰熔岩 > 砂砾页岩 > 灰色灰岩.不同剖面层次的土壤稀土元素环境背景含量的95%分位值大小顺序为底层 > 中层 > 表层;随着深度的增加,深圳市土壤稀土元素的环境背景含量也逐渐增加,呈现底聚型特征.成土母质是影响土壤稀土元素环境背景含量的首要因素,花岗岩发育的土壤稀土元素环境背景含量要明显高于砂砾页岩;不同土类也会影响土壤稀土元素的环境背景含量分布,同一成土母质发育的赤红壤稀土元素环境背景含量要高于红壤.典型相关性分析表明,土壤铁、铝等元素与轻稀土元素,以及锰与重稀土元素的背景含量均呈现较强的正相关关系,土壤pH值、黏粒与稀土元素背景含量存在弱正相关,这也侧面反映了土壤稀土元素对成土母质的继承性.     

我国土壤中稀土元素背景值特征

本文报道了中国土壤15个稀土元素的背景含量、共生组合关系及稀土元素的分异系数和分布模式,讨论了41种土类,35个省市行政区域土壤稀土元素背景含量的差异及其原因.     

江西典型钨矿开采对周边环境稀土元素含量的影响

研究了江西省典型钨矿区开采和冶炼对周边农田土壤、水体和白菜中稀土元素含量的影响.结果表明:钨矿区周边农田土壤中稀土元素含量范围在256~459 mg·kg~(-1)之间,平均值为373 mg·kg~(-1),土壤中稀土含量均高于江西省和全国土壤稀土元素含量的背景值,分别是它们的1.77倍和1.99倍.矿区河水中稀土元素浓度达3086μg·L~(-1),为对照区河水稀土元素浓度的497倍.矿区15个样地白菜稀土元素含量范围为773~5992μg·kg~(-1),平均值为3007μg·kg~(-1),为非矿区白菜稀土元素含量的5.22倍,矿区白菜稀土元素含量远超过我国蔬菜卫生标准稀土元素含量的限值(0.70 mg·kg~(-1)),说明钨矿开采冶炼已造成周边环境的污染,并对矿区居民身体健康构成潜在威胁.     

吉林西部葵花种植区稀土元素地球化学特征

在吉林省西部葵花种植区采取土壤、葵花籽样品,对其中的土壤元素含量采用多种配套法测定,研究了稀土元素在土壤中的地球化学特征,并探讨了该区域稀土元素与其他元素和生物品质的相关性特征.结果表明,①农安工作区土壤稀土元素含量相对大安、通榆工作区高.土壤中稀土元素的分布模式为向右倾斜的轻稀土富集模式,与全国稀土分布模式一致.②3...     

稀土矿区及其周边水稻田中稀土元素的生物迁移积累特征

中国南方地区稀土矿的开采对当地的生态环境和农业产生了极大的影响,因此,本文选取稀土矿区周边典型水稻土,研究了稀土元素在土壤-水稻中的生物迁移和积累特征.结果表明,土壤中稀土元素含量在193.82~965.28 mg·kg-1之间,平均值为332.55 mg·kg-1,是我国土壤稀土元素含量背景值的2~3倍.稀土元素在土壤-水稻中的迁移和积累表现出了相似的化学性质和规律,水稻不同器官中稀土含量元素的高低顺序为:根茎叶籽粒.水稻根表铁膜对稀土元素的积累作用不明显,稀土元素在土壤-水稻系统中的迁移与积累受水稻品种、土壤理化性质因素的影响.     

南方红壤侵蚀流域水稻田中稀土元素的迁移累积特征

稀土元素通过植物吸收经食物链最终进入人体,并在人体中累积,进而影响食用人群的健康.水稻作为我国南方地区的主要粮食和经济作物,是人们生存的基础.本文通过南方花岗岩红壤侵蚀流域水稻植株根系土壤及其各部位稀土元素含量的调查,探究稀土元素在土壤-水稻系统中的迁移累积特征.结果表明:研究区土壤中稀土元素含量平均值为389.02 mg·kg~(-1),水稻土壤中呈现出重稀土元素相对富集的特点.土壤中稀土元素在Eu处呈亏损状态;除10号样点外,其他样点土壤的稀土元素在Ce处呈富集状态.水稻植株不同部位的稀土元素含量差异较大,水稻根、叶及稻谷中稀土元素含量的平均值分别为152.63、5.03和0.64 mg·kg~(-1),呈根叶稻谷的规律.稻谷中的稀土元素含量虽未超过日均稀土元素的摄入量(5.33μg·kg~(-1)·d~(-1)),但长期食用仍存在一定的健康风险.土壤稀土元素向水稻植株各部位的转移能力差异较大,呈根叶稻谷的规律.     

植物和土壤中稀土元素和其它微量元素的生物地球化学分布

<正> 笔者研究了植物从其生长土壤中对35种微量元素(包括稀土元素)的摄取情况。对稀土元素摄取的研究特别重要,因为它可以提供自然环境中稀土元素的超铀类似物长期活动的指示剂。在过去,人们对于植物中稀土元素的含量水平、稀土元素的地球化学行为以及植物从土壤中对稀土元素的摄取情况几乎一无所知。W.O.Robinson(1943)和 W.O.Robinson 等     

北京西北郊降尘和降雨中稀土元素的浓度分布和来源的初步分析

应用ICP－MS测定了从1998年10月至1999年9月共12个月的北京西北郊降尘中稀土元素的浓度，同时测定了从1999年4月至6月间8次降雨中的稀土元素的浓度，对降尘和降雨中稀土元素的分布模式进行了初步分析，结果表明降尘和降雨中稀土元素的分布与我国土壤稀土元素的分布模式基本一致，说明降尘和降雨中的稀土元素主要来源于地表土壤。     

湘江谷地土壤中稀土元素含量及分布特征

用仪器中子活化法(INAA)测定了湘江谷地土壤(表层)中八个稀土元素(La,Ce,Nd,Sm,Eu,Tb,Yb和Lu),并对其分布特征作了初步探讨。结果表明,该地区土壤中稀土元素平均含量为197ppm,高于世界土壤含量(154ppm),同时也高于我国吐鲁番地区和松辽平原土壤的稀土元素含量;该地区土壤中稀土元素含量的变异系数较大,可达50—66％;该地区四种主要类型土壤中稀土元素含量分布规律为:水稻土>红壤>黄壤>紫色土;球粒陨石归一化后,呈斜率为负值的曲线,主要富集轻稀土元素。     

贵州省茅台地区土壤中稀土元素含量及空间分布规律研究

采集了茅台地区的116个表层土壤样品,用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)分析了稀土元素(REE)含量。利用地统计学和空间分析等方法,对稀土元素(REE)含量、分异特征、空间分布规律等进行分析和探讨。研究结果表明,研究区表层土壤ΣREE平均含量为287.1μg/g,高于中国大陆土壤(186.8μg/g)和地壳中(207μg/g)稀土元素丰度;轻稀土相对富集,轻重稀土分异程度较大;在成土过程中Ce呈现正异常,Eu呈现负异常;六种主要土壤类型稀土元素含量分异规律为:潮土>紫色土>水稻土>石灰土>黄壤>黄棕壤;研究区表层土壤稀土总含量空间分布起伏变化较大,表现为局部相对高值、低值的斑块状分布。本研究可为茅台地区地质地理环境研究提供相关参考,为茅台酒后备资源基地的合理选址提供科学依据。     

安溪铁观音茶园垂直剖面土壤中稀土元素的地球化学特征

采集了安溪某茶园一条垂直剖面土壤样(深度160 cm,共16个样),用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析测定了其中的稀土元素含量,研究了剖面土壤中稀土元素的地球化学特征。结果表明:土壤样品中稀土元素总量范围为165.38~229.91 mg/kg,其平均含量高于中国土壤和世界土壤的平均值;土壤中轻重稀土分馏明显,其稀土元素组成特点表现为轻稀土(LREE)富集,重稀土(HREE)亏损,Eu呈负异常,Ce呈正异常;稀土元素的富集因子平均值的分布范围为0.28~1.34,稀土元素均处于无污染或轻微污染。本研究为了解安溪茶园中稀土含量特征提供了基础数据,为现有茶园的治理和后备茶园基地的合理选址提供了科学依据。     

Soil selenium concentration and Kashin-Beck disease prevalence in Tibet, China

In order to investigate the correlation between the prevalence of Kashin-Back disease (KBD) and Se concentrations, natural soil samples and cultivated soil samples were collected from southeastern Tibet, China; and the soil Se concentrations were measured by atomic fluorescent spectrophotometer. It was found that the mean Se concentrations of natural soil samples in KBD areas, from the first layer to the third layer, were 0.17 mg/kg, 0.11 mg/kg, and 0.10 mg/kg, respectively, and in nondisease areas were 0.21 mg/kg, 0.24 mg/kg, and 0.13mg/kg, respectively. The mean Se concentrations of cultivated soil samples were 0.10 mg/kg in KBD areas and 0.23 mg/kg in non-disease areas, respectively. Soil Se concentrations in KBD areas were lower than that in non-disease areas, and the mean concentrations of soil Se in Tibet were lower than the average of China (0.29 mg/kg). Therefore, there is a close relationship between soil Se concentrations and KBD in Tibet. More studies should be concentrated on the impacts of Se deficiency in soils and its relationship with Se concentrations in food-grain and the human body in Tibet areas.     

不同城市功能区土壤中酞酸酯污染特征

对天津市和辽宁省鞍山市不同城市功能区以及不同工业类型所在地共计12个土壤样品进行采样调查,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对样品中15种酞酸酯类化合物进行分析测定,研究了两市土壤样品中酞酸酯的污染水平,分析了不同城市功能区以及石化、化工、钢铁等工业行业所在地土壤中酞酸酯的浓度差异,研究了不同酞酸酯类化合物的单体污染特征,将两市土壤样品中DBP和DEHP的浓度与国内外部分城市进行了比较,分析了产生上述结果的原因。结果表明,天津市各采样点总酞酸酯(ΣPAEs)浓度在0.524～2.058 mg/kg之间,鞍山市各采样点ΣPAEs浓度在0.779~2.016 mg/kg之间;两城市不同城市功能区土壤ΣPAEs浓度均呈现风景区<生活区<工业区的趋势;15种酞酸酯中,DBP和DEHP在天津市和鞍山市各采样点土壤样品中均有检出,为两城市土壤中酞酸酯主要污染物,其浓度值与国内其它城市处于同一污染水平,略高于我国贵州地区。     

海南岛西部非农用地土壤中的稀土元素地球化学特征

对海南岛西部发育典型的12个非农业土壤剖面REE的组成特征及其纵向变化规律进行研究发现,区内非农业土壤剖面不同层位之间的稀土元素具有一定的继承性,风化成土的基岩奠定了土壤中稀土元素的初始含量及土壤中呈现的LREE富集与Eu亏损的特点,而成土过程中稀土元素分异作用则进一步加剧土壤中LREE的富集和Eu亏损,土壤剖面浅部的氧化和水解作用致使Ce在浅层土壤中的富集,并导致由剖面深部至浅部,Ce呈现出正异常增大之趋势。区内稀土元素的赋存状态与稀土元素性质及其所处的土壤地球化学环境有密切联系,同一层中不同形态稀土元素含量总体上表现为残渣态>Fe-Mn结合态>有机态>可交换态(含水溶态)>碳酸盐态,而往土壤深部,残渣态所占比例逐步增大,Fe-Mn结合态、有机态与可交换态(含水溶态)所占比例逐步降低。     

南海典型断面表层沉积物稀土元素地球化学及其地质意义

对南海4个典型断面（18°N,10°N,6°N,113°E）75个表层沉积物的稀土元素地球化学进行分析,结果表明:大部分沉积物具有相对较低的稀土元素（REE）含量（平均∑REE为128 ppm）、高的轻重稀土比（LREE/HREE）、弱的Ce负异常和中等Eu负异常,REE关键参数的变化主要取决于地理位置和沉积环境。∑REE与Al₂O₃含量呈明显的正相关,而与CaO呈明显的负相关。陆源和生物碳酸盐源是本区沉积物的两个主要来源。较低的Eu/Eu*和（Gd/Yb）_N比值以及类似上地壳的REE配分模式,表明本区沉积物的源岩主要为后太古宙的长英质岩石。东部次海盆比西南次海盆的沉积物具有更低的LREE/HREE比值和更高的Eu/Eu*比值,指示有年轻火山岩（如吕宋岛弧等）产物带入到南海东部和南海东北部海域。