喀斯特地区风化与成土过程特征:黄壤和石灰土剖面Sr同位素地球化学研究

西南喀斯特山地土壤(主要有黄壤和石灰土)的母质来源和形成过程至今存在较多争议.本研究选择黔中地区喀斯特典型的黄壤和石灰土土壤剖面作为研究对象.以Sr同位素为主要研究手段探讨了喀斯特地区风化成土过程特征.不同土壤母质来源及不同类型土壤的相互成因关系.研究发现:石灰土与砂岩黄壤具有明显不同的Zr/Nb和Th/Nb比值:石灰...     

海南土壤中稀土元素含量及分布特征

对海南四种不同母质来源的土壤样品中的稀土元素含量及分布特征进行了研究,结果表明:除砂岩母质外,海南省其它母质的土壤中稀土元素总量都高于全国土壤、世界土壤和地壳中稀土元素的平均含量;各母质类型土壤中Eu亏损明显。花岗岩上发育的土壤中稀土元素含量最高,总量达419.42mg/kg。砂岩和花岗岩上发育的土壤中LREE相对富集。LREE和HREE在不同母质来源的土壤剖面中的富集、迁移等地球化学行为不完全相同,这说明:土壤发育过程中,稀土元素的含量和分布不仅仅和成土过程、气候及其它地球化学因素有关,而且与母质也有重要的关系,母质往往制约着风化成土过程中稀土元素的地球化学行为。     

喀斯特地区黄壤和石灰土剖面化学组成变化与风化成土过程

对西南喀斯特地区典型黄壤和石灰土剖面土壤主量和微量元素组成变化特征进行了研究,提供了有关岩石风化和土壤形成过程的信息。所研究的土壤相对于上地壳普遍富集P和Mn,而亏损Na、K、Ca、Mg元素。与黄壤相比,石灰土具有较高含量的K、Rb和较低含量的Sr元素,同时具有较高Th/Ta,Rb/Sr比值和CIA的特征,指示两类土壤成土母质的差别和石灰土较强的风化程度。不同地区同种类型土壤以及同一地区不同类型土壤的化学组成具有显著差别,反映了不同区域和不同类型土壤在成土母质、风化成土过程和程度上的差异。     

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.     

天津地区土壤中微量元素含量的纵向分异

根据80个土壤剖面13种微量几素及有关理化参数实测结果,研究了大津地区土壤中微量元素含量的纵向分异结果表明,天津土壤中绝大多数微量元素含量高于全国平均含量由于淋溶较弱,发育时间较短,各微量元素含量在土壤纵向的分异不明显与受市区影响较小的远郊相比,天津近郊土壤中各微量元素含量具有明显的升高趋势,其中汞的增幅最大大津地区冲积母质土壤中微量元素含量与残积母质土壤中相应含量的比值大多在1～15之间。冲积过程中的粒径分选作用是形成这一现象的根本原因空间分析的结果证明,母质是影响天津土壤中微量元素含量的主导因素,面人为影响也一定程度上改变了土壤中微量元素含量及其空间分布     

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.     

土壤中硒元素丰度及富集因素分析

本文通过１０４个剖面，２５９例样品，探讨了大连地区土壤中硒分布类型、不同土壤类型硒的含量分布状态、不同母质硒的迁移规律、富集因素分析，叙述了该地区硒含量水平和硒在土壤剖面的垂直分布状况。     

不同种植年限苹果园土壤磷、钙、硅、镁常量元素垂直分布特征

利用X射线荧光光谱测定了黄土高原洛川县5、20、60龄苹果园0—300 cm剖面土壤中P_2O_5、CaO、SiO_2、Al_2O_3、MgO含量,分析和比较了不同深度、不同种植年限土壤常量元素的变化特征。结果表明:P元素变化率在不同年限土壤间的差别较大,0—25 cm表层土壤变化率正值,说明明显的富集现象,可以判断洛川县苹果园土壤磷含量的增加是由于人为原因造成的。不同种植年限土壤中钙、镁元素变化率差异明显,说明随着种植年限的增加果树对钙、镁元素的吸收发生了明显的变化。100 cm以下剖面,各个年限的磷元素达到迁移平衡,说明磷元素的吸收主要在表层至100 cm范围的土层,而镁元素的吸收可以增大到表层至175 cm范围的土层。     

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%.     

滇池湖滨农业土壤中PAHs分布特征及来源

研究分析了滇池湖滨3种土地土壤中多环芳烃(PAHs)的含量及剖面分布,结果表明:大棚、露地和撂荒地土壤中PAHs含量范围分别为499.72~1 075.76 ng/g,759.40~1 461.06 ng/g和677.38~1 267.00 ng/g,表明当地土壤存在一定的PAHs污染,大棚集约化的种植方式对土壤中PAHs的积累无显著影响。土壤剖面中PAHs含量随深度增加而减少,但最表层土壤由于光解等因素影响PAHs含量较低。PAHs在土壤剖面的分布受到土壤中TOC含量、土壤粒度、人为扰动等因素的影响。通过比值法对表层土壤中PAHs来源进行分析,该地区土壤中PAHs主要来自于燃烧源。     

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.     

水泥工业区内土壤剖面金属元素量特征及其指示意义

为了研究水泥工业区内污染土壤中金属元素含量变化特征,对安徽省凤阳县水泥工业区内一条土壤剖面中金属元素(Al、Fe、Ca、Mg、K、Na、Cr、Ba、Mn、Zn)含量进行了测量。结果显示,土壤剖面分2层,第一层(0～20 cm)为污染层,该层Al、Fe、Mg、Na、Ba、Mn、Cr元素主要来源于自然土壤,没有富集,Ca、K、Zn元素主要来源于水泥粉尘的输入,存在富集,其中0～2 cm土壤的富集因子最大,Ca和Zn含量最高,指示0～2 cm土壤被污染的程度最深。第二层(20 cm以下)为土壤母质层,该层各金属元素含量相对比较稳定。由于0～2 cm土壤中Ca、Zn元素还没有大量向下淋溶,导致第一层土壤中Ca、Zn含量随采样深度的增加而减少。土壤剖面中Ca和Zn的含量能指示水泥粉尘对工业区土壤环境的污染,土壤母质层的Ca、Zn含量可以作为参考的警戒值。     

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.     

亚热带稻田土壤碳氮磷生态化学计量学特征

为了解稻田土壤中是否存在稳定的土壤有机碳(C)、氮(N)和磷(P)比值,基于亚热带区110个水稻土剖面和587个发生层的土壤调查数据库,在区域尺度上分析了典型水稻土C∶N∶P比值的生态化学计量学特征,并应用相关分析和冗余分析,研究水稻土C∶N∶P比值与土壤-环境因子(地形和母质、土壤发生层、土壤类型和土壤理化性质)的关系.结果显示,亚热带区稻田土壤C∶N、C∶P和N∶P的剖面加权平均值分别为12. 6、49和3. 9,C∶N∶P为38∶3. 2∶1.不同母质起源、不同土壤亚类和不同发生层的水稻土C∶N变异相对较小;但C∶P和N∶P的变异很大,两者均值也远低于全球(186和13. 1)和中国土壤(136和9. 3)的C∶P和N∶P的平均水平.尽管稻田土壤剖面的C∶N∶P相对不稳定,但由于稻田表土生物与环境相互作用强烈,表土C∶N相对稳定(14. 2).这反映长期水耕熟化作用下,稻田表土中C和N仍存在紧密的耦合作用.然而,在稻田土壤剖面上,C∶P和N∶P并不稳定,SOC与全P含量、全N与全P含量也无显著相关性,表明环境变化可能导致土壤C∶N∶P解耦.地形、土壤质地、氧化铁和容重是调控稻田土壤剖面C∶N∶P的关键土壤环境因子.     

基于地质统计及随机模拟技术的天津武清区土壤重金属源解析

为了解天津市武清区重金属污染状况及污染来源情况,在研究区共采集了578个表层土壤样品并分析了Cu、Zn、Pb、Cd、Hg、As(类金属)、Ni、Cr等8项重金属含量.综合应用描述性统计、主成分分析、地质统计学及随机森林回归技术对研究区表层土壤重金属含量时空变化特征及人为及自然源污染贡献性进行了探讨.结果表明,除Cr以外,研究区其余重金属平均含量均高于区域背景值,土壤As、Ni、Cr主要来自于自然源即土壤类型的差异性,Cu、Zn的变异性一是受土壤类型差异性的影响,二是受污灌的影响,Pb、Cd的变异主要受面源污染的影响,局部存在点源污染.Hg变异性主要受污灌的影响.实践证明多技术联合应用是土壤重金属来源解析的有效方法.     

天津地区土壤环境中若干元素的群分析

运用群分析的数学方法,将天津地区260个潮土样品中十五个化学元素分为三组:第一组Sr、Zr与土壤中小于0.01mm的物理性粘粒含量呈极显著负相关;第二组Fe、Ti、Co、Ni、Zn、Li、Cr、Pb、Cu、As、Mn与土壤小于0.01mm的物理性粘粒含量呈极显著正相关;第三组Hg、Cd则与土壤质地无关.因此.在母质相同的地区或近代冲积物和沉积物为母质的地区,研究土壤背景值时,必须充分注意土壤质地类型对土壤中某些元素背景值的影响,并且,应求出不同质地类型土壤的背景值,将更具有实际意义.     

安徽省升金湖湿地土壤有机碳储存及分布

文章研究了安徽省升金湖湿地土壤有机碳储存和分布特征及其与土壤氮素的关系。结果表明,供试湿地土壤全土1m深有机碳密度达10.82±1.90kg.m-2,表层土壤(0—30cm)有机碳密度为5.19±0.68kg.m-2,高于报道的人工湿地——水稻土的碳密度;有机碳(SOC)含量分布随土壤深度(H)的递降符合幂函数方程,湿地土壤有机碳的表层积累强度和积累深度高于稻田;湿地土壤氮素是土壤固碳的有利因子,其氮素对土壤有机碳积累的效应高于水稻土;因湖泊沉积受河流动力学、土壤水分和植物生长条件的影响,湿地土壤有机碳含量存在显著的水平空间变异性。看来,长江中下游淡水湿地在陆地生态系统碳氮储存上具有重要意义。     

西南氟病区典型高氟土壤的地球化学特征及氟富集原因

贵阳市高氟土壤的成土母岩主要为三叠系松子坎组泥质灰岩与泥质白云岩。研究区内表层土壤最高值是全国均值的8.2倍,深层土壤最高值是全国均值的12倍。土壤中氟富集的主要原因为土壤粘粒组分吸收富集了基岩风化过程中释放出来的氟,在基岩氟含量较高的地区,这一过程导致土壤氟含量达到极高水平。在碳酸盐岩区发育程度不同的土壤氟含量差别较大,氟主要富集在土壤粘化层,土壤中含粘土矿物和非晶质矿物越多的层位,氟含量越高。     

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.