地球的化学不均一性:从原始星云到现代

本文较系统地论述了地球形成、演化过程中化学的不均一性。对前地球阶段太阳星云的化学不均一性、地球形成以后不均一性的演化和上地幔性状给予了系统的讨论。同时，根据地球化学的特征，初步论证了“第四化学储源库”的存在，并以此讨论Pb同住素的Paradox，以及由化学不均一性确立的“区域演化序列”新概念。     

秦岭-大别造山带的盆-山体系演化及其区域环境效应

造山带和盆地，作为在时-空演化和构造动力学系统中有关联的构造体。不仅在空间上相互依存，而且在深部结构、物质迁移及动力学机制上密切相关。首先利用磷灰石裂变径迹实验手段。分析了秦岭-大别造山带的隆升与剥露速率，运用构造变形组合分析和构造-热模拟相结合得出主要地质事件，并着重揭示出中新生代秦岭-大别造山带存在多阶段的差异隆升与剥露现象，得出一个定性和定量后造山剥露过程的区域演化模式。然后，在综述中新生代秦岭-大别造山带演化过程及其区域环境效应的基础上，以长江三峡的形成和长江水系变迁的关系，以及三峡工程的兴建及其导致洞庭的变迁为例，探讨了盆-山体系演化过程对地貌景观的变化、水系变迁、生态环境演替以及流域系统演变的影响。     

普定冲头峰丛洼地泥沙沉积速率的~(137)Cs法测定

侵蚀速率是中国西南喀斯特山地水土流失和石漠化研究的热点和难点,本文采用137Cs断代法测定了贵州普定县马官镇冲头峰丛洼地的沉积速率,据此推算了冲头小流域上世纪60年代以来的侵蚀速率。采用137Cs分布深度判别法和质量平衡理论模型两种方法计算了洼地沉积物的沉积速率,求得冲头洼地平均土壤沉积速率分别为6.39 t/a和9.53 t/a,取后者代表洼地的平均沉积速率,不计引水带入水库的泥沙和落水洞带出的泥沙,据此推断1963年以来的平均产沙模数为20.27t/km2.a,与当地径流场的实际监测结果基本吻合。     

某废弃化工场地VOC/SVOC污染土壤健康风险分析

选择我国典型的废弃化工污染场地为研究对象,以场地全面调查为基础,采用美国ASTM场地环境评价方法,结合我国的人群特点和场地特性修正风险评估参数,对该化工场地VOC/SVOC污染土壤进行环境健康风险分析.结果表明,该场地已明显受到VOC/SVOC的污染,污染集中在土壤的不同层次,其中四氯化碳、四氯乙烯、五氯乙烷、六氯丁二烯、六氯乙烷和六氯苯等6种VOC/SVOC在场地土层中的浓度超过我国现有土壤环境标准,部分点位通过口腔摄入、皮肤接触和呼吸吸入污染物3种暴露途径所导致的致癌风险达到10-2,危害商超过1,这些污染物已对人体和周边环境形成了较高的健康风险.在进一步进行居住地或商业用地开发时,该场地必须进行修复与综合治理,使风险降低到人体健康可接受水平.     

现代环境监测研究中的一种新示踪指示剂(SO_4)

拥有一种理想的示踪剂是研究地球化学过程必不可少的手段,尤其是在现代环境监测研究中,如洞穴滴水对大气降水的响应时间以及地表环境的监测。而在目前的研究中,通常使用的示踪剂(天然的和人造的)有其优点的同时,都不可避免地存在许多不足,因此需要根据具体情况选择最佳示踪剂。本文通过分析荔波5个不同地上植被生物量大小的样地土壤水硫酸根离子(SO4)浓度,以及贵州4个洞穴系统中土壤水和滴水等的SO4,分别从理论和试验检验两方面对其作为一种可能的新示踪指示剂进行论述。结果首次表明,其具有其他示踪剂不具备的一些优点,在一定条件下完全可作为一种示踪剂示踪指示某一区域地表植被生物量的大小以及滴水对大气降水的响应时间。最后通过实测数据(5个样地的地上生物量和土壤水SO4离子浓度,以及滴水的SO4离子浓度和NaCl示踪所得的滴水对大气降水响应时间)的Freundlich拟合,分别得到了研究区的经验公式:[SO4]=3.34ln(b)+5.20和[SO4]=-9.17ln(t)+31.61。     

喀斯特地区浅层地下水对植被退化的水文地球化学响应——以贵州荔波拉桥小流域为例

喀斯特地区植被退化的水文地球化学响应是喀斯特研究的重要内容之一,具有重要的科学和现实意义。选择贵州荔波拉桥小流域中四个不同植被类型的样地作为对象,按月采集浅层地下水(土壤水和表层泉水),对其进行水文地球化学各参数的分析。结果表明,土壤水中Ca2+、Mg2+、HCO3-、EC和pH值,表层泉水中Cl-、NO3-和SO24-等对植被退化响应敏感;而土壤水中NO3-和SO24-,表层泉水中Mg2+、NH4+、HCO3-和EC,以及土壤水和表层泉水中δ13 CDIC值则可能还受到其他过程的影响,需谨慎使用。由此可见,对于土壤层,阳离子和与土壤CO2气体浓度有关的HCO3-可能有较好的响应,而对于表层泉水,HCO3-以外的阴离子可能更敏感。     

茂兰喀斯特植被演替中土壤微生物量碳氮研究

选取茂兰自然保护区4种植被类型(原生林、次生林、灌木林和草地),采集0～15 cm的表层土样,探讨了土壤微生物量碳(Bc)、土壤微生物量氮(BN)的变化特征及其与土壤理化特性之间的关系.研究发现:(1)样区内生态系统在正向演替中(草地→灌木林→次生林→原生林),Bc、BN含量总体表现为逐渐增大,并且冬季最高,夏季最低,...     

基于土壤重金属及PAHs来源的人体健康风险定量评价:以北京某工业污染场地为例

以北京某工业污染场地为研究对象,采集130个表层土壤样本,测定了As、 Be、 Cd、 Cu、 Cr、 Hg、 Ni、 Pb、 Sb、 Ti和Zn这11种重金属元素和16种多环芳香烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)元素的含量.运用正矩阵分解模型(positive matrix factorization,PMF)解析重金属及PAHs污染源,并对各个污染源致癌风险及非致癌风险贡献率进行了分析.结果表明,研究场地土壤重金属含量均在不同程度超出北京土壤环境质量背景值,其中Cd、 Hg、 Pb、 Zn和Cu这5种重金属超标率均50%,污染最为严重. 130个采样点中低环(2～3环)PAHs和高环(4～6环)PAHs含量分别占∑16PAHs含量的39.6%和60.4%, 77%的采样点PAHs含量大于1 000μg·kg~(-1),属于PAHs严重污染.污染源分析Be、 Ti、 As和Ni这4种重金属为自然来源.其余7种重金属和16种PAHs具有3种污染来源,分别为煤炭燃烧源(Hg和∑16PAHs),冶炼源(Cu、 Cr、 Pb和Zn)和交通源(Sb和Cd). 3种污染源对130个采样点内7种污染重金属和16种PAHs平均含量的贡献率依次为8.46%、 90.61%和0.94%.人体健康评价结果显示130个采样点中各污染物的致癌风险值分布在4.17×10~(-6)～39.38×10~(-4)之间,非致癌风险分布在0～32.23之间,致癌风险和非致癌风险最大值均位于焦化厂附近,其中BaP是影响土壤致癌风险的主要污染物, Zn是影响土壤非致癌风险的主要污染物.煤炭燃烧源的平均致癌风险值为2.16×10~(-4),占总平均致癌风险的50.26%.冶炼源的平均非致癌风险值为0.834,占总平均非致癌风险的56.43%,这2种污染源是影响该工业污染场地土壤重金属和PAHs人体健康风险的主要因素.本研究结果能够为相似工业污染场地土壤修复及生产工艺优化提供参考.     

贵阳市表层土壤中铅的环境地球化学基线研究

以土壤环境地球化学研究为主线,以贵州省贵阳市8064km2为研究区域,将土壤重金属污染元素铅的空间分布规律与环境地球化学机理研究相结合,建立区域土壤环境地球化学基线,选用合适的判别指标判识自然作用过程与人类活动过程对土壤环境的影响。得到以下结论:贵阳市表层土壤中铅的基线值为14.8mg·kg-1,样品中铅元素含量大于70.1mg·kg-1的样品可能遭受人为污染的影响。地质累积指数分析结果显示贵阳市18%的表层土壤未受铅的污染,47%的表层土壤在无污染到中度污染之间,28%的中度污染,6%的表层土壤介于中度污染到强污染之间,1%的强污染。污染程度指数分析则显示贵阳市49.9%的表层土壤未受到铅的污染,铅的污染程度最大为8.11,总污染程度略大于0,即受到轻微污染。     

土地石漠化的生态地质环境背景及其驱动机制--以贵州省喀斯特山区为例

在分析贵州省喀斯特山区的土地石漠化的生态地质环境背景基础上 ,探讨了土地石漠化内、外动力驱动机制。认为地质构造运动塑造了陡峻而破碎的喀斯特地貌景观 ,由此产生的较大地表切割度和地形坡度 ,为水土流失提供了动力潜能 ;古环境演化为喀斯特石漠化提供了广泛分布的碳酸盐物质。温暖潮湿的季风气候为喀斯特地貌的强烈发育提供了必要的溶蚀条件 ,超载的社会经济压力则是导致喀斯特山区土地石漠化最重要的驱动力。