江汉平原沙洋地区表层土壤中硒的分布特征及富硒原因分析

以江汉平原沙洋地区为研究区,采集154个表层土壤样品,综合表层土壤样品的主微量元素含量、pH值和有机碳(TOC)等地球化学指标,系统地探讨了沙洋地区表层土壤中硒(Se)含量的分布特征、硒来源以及土壤理化性质对硒分布的影响。结果表明:沙洋地区表层土壤中Se含量介于0.07～1.48mg/kg之间,90%以上表层土壤样点呈足硒状态;富硒土壤主要分布于西荆河东岸的李市镇和官垱镇,面积约为80km2;沙洋富硒区土壤中主微量元素含量及主要参数与汉江沉积物相近,而与长江沉积物和沙洋过渡区土壤有一定的差异,指示其物源为汉江沉积物;表层土壤中硒的含量与土壤酸碱度(pH值)、TOC含量以及铁铝氧化物(Fe2O3、Al2O3)含量具有良好的相关关系,说明沙洋地区表层土壤中硒分布不仅受控于成土母质,还受土壤理化性质的影响。     

基于有效硒的富硒土壤阈值及有效硒的影响因素

土壤中有效硒(Se)含量是影响作物硒含量的主导因素.为合理有效在有效硒含量高、全硒含量低的土壤中圈定富Se土壤范围并提出天然富Se作物培育理论性指导,在宁夏北部石嘴山市采集表层土壤样品8 814件和根系土-作物配套样品195件,以有效硒为分析主线,通过对表层土壤和根系土中全Se、有效Se含量和Se形态以及根系土配套作物硒含量的综合研究,确定适合研究区的基于有效Se的富Se土壤阈值,建立有效Se的多元回归模型确定影响有效Se的主要理化指标以期通过提高有效硒的方式提高作物富硒率.结果表明,根系土-作物中Se的特征可代表表层土壤全Se和有效Se特征,根系土全Se、有效Se及作物Se含量的协调性分析确定0.24mg·kg^-1的全Se含量作为富Se土壤界定阈值;有效Se的多元回归模型显示,土壤中全Se和土壤肥力元素含量的增加可促进有效Se的富集.     

江西赣州梓山地区富硒土壤重金属元素安全性评价

在江西梓山地区采集土壤样712件、水稻样46件,分析该区土壤、水稻中As、Cd等重金属元素含量及其在土壤—水稻系统中的安全性。研究区土壤环境质量总体优良,清洁和较清洁土壤图斑面积为11 883.06hm2,占全区面积的96.82%;轻微污染的土壤图斑面积为368.66hm2,占全区面积的3.00%;重金属污染的土壤图斑主要分布于富硒土壤区。水稻中As等重金属元素含量较低,均符合国家食品安全标准。水稻对As等元素的吸收富集能力受其土壤总量及其有效性制约,而重金属元素的生物有效性主要受重金属总量与TFe2O3的控制。研究区土壤脱硅富铁铝的特征表明,该区土壤As等重金属元素的生物有效性较低,可开发富硒水稻。     

雷州半岛富硒区土地质量地球化学评价及其利用区划研究——以城月地区为例

本文根据雷州半岛城月地区1∶5万土地质量地球化学调查成果，对城月地区表层土壤硒含量、分布特征、土壤环境质量、农产品的安全性及富硒耕地利用分区进行了研究。结果表明：城月地区土壤环境质量较好，表层土壤硒平均含量为0.546 μg/g，大宗农作物安全性高，富硒土壤面积占研究区总面积的61.52%。土壤Se与土壤酸碱度、有机质含量、Fe、Al等密切相关。根据重金属环境质量等级、硒元素含量等级、营养元素丰缺等级，将研究区内农用地分为：优质富硒农用地、一般农用地、差等农用地。并在农用地分等的基础上，结合城月地区目前的农产品种植类型，以及田块是否富硒为主要划分依据，提出了富硒农产品种植规划建议。将周宅-后泼村一带划分为富硒重点种植规划区（一类区），建议开展绿色富硒农业种植。城月镇北部、五里堂村两侧以及潭泮洋-庆丰村一带（二类区），建议种植果蔗或者当地特色薯类。司马塘-农中-调丰村一带（三类区），建议发展优质水稻种植。广丰水库西侧以及合水村南部（四类区）及牛库水库-后泼村一带（五类区）建议微调现有种植结构，在规避重金属元素高背景的同时，对富硒土地资源的合理利用。     

硒在土壤-农作物系统中的分布特征及富硒土壤阈值

为查明Se在土壤-农作物系统中的分布特征,开展富Se土壤阈值研究,在重庆市黔江区采集表层土壤8789件,深层土壤155件,并采集玉米籽实141件和水稻籽实159件（同时分别采集对应根系土样品141件和159件）,分析了土壤及农作物中的Se、有机质、S、Mn、TFe₂O₃、Al₂O₃和K₂O等含量及土壤pH,利用地统计法分析了表层及深层土壤Se的分布特征,基于多元回归分析,研究Se生物有效性的影响因素,基于根系土各组分含量及农作物Se含量进行土壤富Se阈值研究.结果表明,研究区高Se土壤占全区的32.72%;表层土壤及深层土壤Se含量的分布主要受到成土母质的控制,土壤Se源稳定且表层富集现象明显.玉米和水稻的富Se率分别为75.35%、46.81%,土壤有机质和S含量均会限值Se的生物有效性.若种植作物为玉米,建议以0.3 mg·kg^-1作为富Se土壤阈值;若种植作物为水稻,在土壤pH≤7.5时,建议以0.3 mg·kg^-1作为富Se土壤阈值;在土壤pH>7.5时,建议以0.4 mg·kg^-1作为富Se土壤阈值.同样地,若研究区种植有其他大宗农作物,亦可用该方法进行建议富Se土壤阈值研究.     

青海省海东市平安区土壤Se的地球化学特征

通过对平安区表层土壤样品的系统采集,测定了Se及其它元素的含量,研究了区内土壤Se的地球化学特征,探讨土壤Se富集机理。结果表明,表层土壤Se处于0.04～5.79 mg/kg之间,均值为0.29 mg/kg,富Se(Se≥0.4 mg/kg)和足Se(0.175≤Se0.4 mg/kg)土壤面积分别为121.4 km~2和464.1 km~2,总共占平安区总面积的75.1%,主要分布在古-新近纪棕红色泥岩风化物和第四纪冲洪积物为母质的土壤区。富Se土壤存在两个区带,分布位于平安盆地和拉脊山。平安区Se富集机理主要有两种:平安盆地Se与Sr、Mo活动相近,在咸水、干旱、氧化的沉积环境与盐类物质同时发生富集;拉脊山Se与Cu、S、Mo活动相近,与铜硫化物伴生并受表层高有机质吸附所致。     

珠三角新会地区表层土壤硒、氟、碘地球化学特征研究

以珠江三角洲新会地区西江、潭江下游的三江、睦州、古井三镇土壤为主要研究对象,测试分析所采集的1 567件表层土壤样品全氮(N)、有机碳(Org.C)、pH等理化指标和二氧化硅(SiO_2)、三氧化二铝(Al_2O_3)、硒(Se)、氟(F)、碘(I) 5种元素组分含量,以及60件稻谷样的硒(Se)含量。重点探讨了研究区Se、F、I的含量、分布及其影响因素等地球化学特征。结果表明,研究区土壤呈现强酸性-酸性,Se、F、I的含量均值分别为0. 50 mg/kg、617. 39 mg/kg、3. 57 mg/kg,Se、F高于全国土壤背景值,I低于全国土壤背景值; Se、F、I均与Al_2O_3、Org.C以及pH相关,F与Se不相关,F与I负相关。Se、F、I的含量、分布等地球化学特征受地层控制:不同成土母质中,基岩区和花岗岩区Se、I含量较高;第四纪沉积区F含量较高。推测Se和I主要源于燕山期的火山活动,F主要源于三角洲的沉积作用。总体上研究区土壤呈现足硒、富硒,碘适量,氟过剩的特征,稻谷富硒率也高,具备开发天然富硒农产品的条件。     

自然富硒土中Se对不同水稻籽粒吸收Cd的影响

通过水稻盆栽试验,在高低两种自然富硒土壤上种植3种水稻。结果发现,水稻籽粒Se含量与土壤中Se含量呈正相关,而土壤硒含量过高会降低水稻籽粒的产量。在添加Cd下,高富硒土种植的博优998、秋优998、金稻优998等水稻籽粒Cd含量比低富硒土分别降低了26.99%、10.28%、13.48%,说明土壤中适量的Se对水稻籽粒吸收Cd有拮抗作用。另外,秋优998富集Se、Cd的能力最强,生物产量最低,金稻优998达到富硒效果,而富集Cd的能力最弱,且生物产量较高,在筛选品种时,应优选金稻优998。     

桂中典型碳酸盐岩区水稻及根系土硒含量特征

硒对人体的健康具有重要意义。水稻作为中国南方的主要粮食作物,研究水稻籽实与根系土硒含量特征及其影响因素,可为富硒水稻种植、富硒产业开发、提升土地利用价值提供科学依据。本文以桂中典型碳酸盐岩地区为研究区,通过采集、测试400套水稻籽实及对应的根系土样品,研究讨论其含硒水平及影响因素。结果表明:(1)水稻根系土硒含量为0.11～3.82 mg/kg,平均值为0.61 mg/kg,明显高于全国其他省份表层土壤硒含量值。(2)根系土中Cd、Cr、Hg、S元素含量高于全国土壤背景值,Cd、Cr、Hg富集现象显示了广西典型碳酸盐岩区土壤重金属高背景属性,碳酸盐岩区Se与Cd等重金属元素次生富集特征近似。(3)根系土中硒含量主要受成土母质岩系控制,土壤中Se高含量主要与石炭系、泥盆系、二叠系、三叠系地层碳酸盐岩、硅质岩的分布密切相关。此外,与土壤有机质呈明显正相关,土壤中的有机质能对硒起吸附固定作用,使得硒在土壤表层富集。(4)研究区水稻籽实硒最小值为0.015 mg/kg,最大值为0.532 mg/kg,平均值为0.08 mg/kg,富硒率高达81.5%。水稻籽实硒含量除了与根系土硒含量有关外,还与土壤中的有机质、S、pH呈显著负相关性。     

浙江临安东部地区土壤硒分布特征及影响因素

对浙江临安东部地区表层土壤进行地质调查,发现了大面积富硒土壤,并总结了表层土壤硒的分布特征及影响因素。研究区表层土壤硒含量平均值为0.38×10~(-6);不同土壤类型硒含量差异较大,其中黄壤硒含量最高,平均值为0.58×10~(-6)。概率累积曲线表明,土壤硒主要来源于自然背景,受外源输入组分影响较小。土壤硒含量与V、Mo、Ni、Cr含量呈显著正相关,与有机质关系密切,与pH值相关性较好。荷塘组碳质页岩、硅质岩和宁国组碳质页岩是该区富硒土壤的主要来源。     

开滦矿区煤伴生元素土壤地球化学分布模式及成因

唐山开滦煤矿已有百余年的开采史. 经河北平原多目标区域地球化学调查发现,Se、Hg、Mo、Zn和U等微量元素在矿区表层土壤(0～20 cm)中呈异常分布,故利用相关性分析、多元统计分析等地球化学方法,研究Se、Hg、Mo等微量元素土壤地球化学空间分布模式及其成因. 结果表明:以Se元素为代表的土壤微量元素异常与煤田分布范围几乎一致,Se、Hg和Mo等微量元素只在表层土壤富集. 土壤中Se与有机碳(OC)、S等煤炭伴生元素呈高度正相关,R(相关系数)分别为0.88和0.77. 煤炭开采、运输产生的扬尘以及燃煤产生的烟尘是形成Se、Hg等微量元素表层土壤异常分布的主要原因.      

地质高背景区富Se耕地可利用性研究及区划建议

为了促进土地质量地球化学调查成果服务于特色土地资源开发,实现地质高背景区富Se资源的安全利用,以重庆市黔江区五里镇为研究对象,通过评价土壤-农作物的富Se水平及重金属含量,开展地质高背景区富Se耕地区划及可利用性方法研究,以期提高富Se资源利用效率,为地质高背景区富Se资源的安全利用提供思路.结果表明,研究区土壤及农作物中Se含量丰富,具备开发富Se资源的潜力,但部分样品存在Cd超标的问题.土壤pH是影响农作物Se和Cd含量的关键因素,碱性条件下有利于富Se资源安全利用.A～E(A表示可利用富硒耕地,B表示农作物不富硒但农作物安全,C表示农作物富硒但农作物不安全,D表示农作物不富硒且农作物不安全,E表示土壤硒含量小于富硒阈值且土壤重金属不超标)类耕地面积分别为0.72、0.75、0.28、0.13和0.56 km²,建议在A类耕地分布区开展安全富Se资源开发,在C和D类耕地分布区开展土壤酸化调理及作物低累积品种等农艺措施,降低农作物重金属超标风险,并加强全区耕地保护力度,防止新增污染物输入.     

渔塘坝微景观中硒的高硒成因探讨

渔塘坝北部山区地势较高的富硒碳质岩层,相对封闭地势较低的山间盆地,以及二者之间的两条山沟共同构成了一个相对比较封闭的高硒微域地球化学景观。其北部茅口组富硒碳质岩石的平均硒含量为1251.1±1218.8μg.g-1,是渔塘坝出露地层中最为富硒的。这些富硒岩石为渔塘坝中的土壤和植物提供了硒的间接来源,而导致渔塘坝高硒景观的形成,除了地形、气候因素之外,主要是当地居民活动直接干预的结果,特别是田地以火土(石煤熏土)施肥改良土壤。因此,如果说渔塘坝北部富硒碳质岩层的存在是高硒区形成的必然条件,那么人为的开挖"石煤"和不当的耕种方式则为硒的迁移和转化提供了充分条件。无论是自然或后生形成的高硒区,当硒的累积达到一定程度并突然释放时,硒中毒仍然可以发生。所以,恩施的高硒地区依然是硒中毒可能发生的高风险区。     

渔塘坝微地域高Se环境中土壤Se的分布规律及其影响因素

选取迄今世界上唯一发生过人群Ｓｅ中毒的湖北恩施双河乡渔塘坝为研究区,在渔塘坝０．０１ｋｍ＾２的微地域内,土壤Ｓｅ的分布存在着显著的不均一性,控制渔坝土壤Ｓｅ分布的３个主要因素是地形,土壤粒度和成土母质的含Ｓｅ量及出露情况,其中地形是最重要的控制因素。土壤Ｓｅ的分布规律表明,在表生的中强化学风化环境Ｓｅ是一种极为活泼的元素,易于积累Ｓｅ的负地形是最易于Ｓｅ中毒发性的地貌位置。     

Polycyclic aromatic hydrocarbons in soils of Beijing and Tianjin region： Vertical distribution, correlation with TOC and transport mechanism

The contents and distribution of 20 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heterocyclic aromatic hydrocarbons (HAHs) were investigated in 16 soil profiles of Beijing and Tianjin region. Transport of high molecular weight PAHs (HMWPAHs) and the correlation between total organic carbon (TOC) and their concentrations were also discussed. The results indicated that highly contaminated sites were located at urban or wastewater irrigation areas and pollutants mainly accumulated in topsoil (< 40 cm), with a sharp content decrease at the vertical boundary of 30–40 cm. Total PAHs/HAHs concentrations in soils from Tianjin were markedly greater than those from Beijing. Even the contents at bottoms of soil profiles in Tianjin were higher than those in topsoils of Beijing soil profile. HMWPAHs dominated the PAH profiles, exhibiting a uniform distribution of pyrogenic origin between topsoils and deep layers. Furthermore, the percentages of HMWPAHs remained relative constant with the depth of soil profiles, which were consistent with the distribution of particulate matter-associated PAHs in the local atmospheric environments. Therefore, HMWPAHs transport with particulates might be the predominant source found in soil profiles.     

Temporal-spatial distribution and variability of cadmium contamination in soils in Shenyang Zhangshi irrigation area, China

Heavy metal contamination in soils has been of wide concern in China in the last several decades. The heavy metal contamination was caused by sewage irrigation, mining and inappropriate utilization of various agrochemicals and pesticides and so on. The Shenyang Zhangshi irrigation area （SZIA） in China is a representative area of heavy metal contamination of soils resulting from sewage irrigation for about 30 years duration. This study investigated the spatial distribution and temporal variation of soil cadmium contamination in the SZIA. The soil samples were collected from the SZIA in 1990 and 2004; Cd of soils was analyzed and then the spatial distribution and temporal variation of Cd in soils was modelled using kriging methods. The kriging map showed that long-term sewage irrigation had caused serious Cd contamination in topsoil and subsoil. In 2004, the Cd mean concentrations were 1.698 and 0.741 mg/kg, and the maxima 10.150 and 7.567 mg/kg in topsoils （0-20 cm） and subsoils （20-40 cm） respectively. These values are markedly more than the Cd levels in the second grade soil standard in China. In 1990, the Cd means were 1.023 and 0.331 mg/kg, and the maxima 9.400 and 3.156 mg/kg, in topsoils and subsoils respectively. The soil area in 1990 with Cd more than 1.5 mg/kg was 2701 and 206.4 hnl2 in topsoils and subsoils respectively; and in 2004, it was 7592 and 1583 hm^2, respectively. Compared with that in 1990, the mean and maximum concentration of Cd, as well as the soil area with Cd more than 1.5 mg/kg had all increased in 2004, both in topsoils and subsoils.     

基于受体模型和地统计学相结合的土壤镉污染源解析

研究了武汉市东湖高新技术开发区约150km2范围内土壤重金属Cd元素的含量分布和潜在来源情况. 并利用主成份分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型定量解析了土壤中Cd的来源, 结果表明土壤中Cd的来源以源1为主(来源分担率为:源167%、源28%、源316%,其他源9%).同时利用该受体模型得到了在每个采样点的源贡献量, 并用地统计学方法插值了Cd的源贡献量的空间分布状况.结果显示, Cd各个源贡献量具有不同的空间分布状况, 其中最大源1的高贡献值主要集中在研究区中部. 结合PCA分析和源贡献量空间分布状况, 初步推断源1可能为电子工业源,源2为城市大气沉降,源3应为成土母质. 研究结果表明, 将PCA/APCS受体模型和地统计学方法相结合可以有效地对土壤重金属隐性污染源进行定性识别及定量解析.     

Organic carbon stock in topsoil of Jiangsu Province, China, and the recent trend of carbon sequestration

Data collection of soil organic carbon(SOC) of 154 soil series of Jiangsu, China from the second provincial soil survey and of recent changes in SOC from a number of field pilot experiments across the province were collected. Statistical analysis of SOC contents and soil properties related to organic carbon storage were performed. The provincial total topsoil SOC stock was estimated to be O. 1 Pg with an extended pool of 0.4 Pg taking soil depth of 1 m, being relatively small compared to its total land area of lOl?00 km^2. One quarter of this topsoil stock was found in the soils of the Taihu Lake region that occupied 1/6 of the provincial arable area. Paddy soils accounted for over 50% of this stock in terms of SOC distribution among the soil types in the province. Experimental data from experimental farms widely distributed in the province showed that SOC storage increased consistently over the last 20 years despite a previously reported decreasing tendency during the period between 1950--1970. The evidence indicated that agricultural management practices such as irrigation, straw return and rotation of upland crops with rice or wheat crops contributed significantly to the increase in SOC storage. The annual carbon sequestration rate in the soils was in the range of 0.3-3.5 tC/(hm^2. a), depending on cropping systems and other agricultural practices. Thus, the agricultural production in the province, despite the high input, could serve as one of the practical methods to mitigate the increasing air CO2.