磁化率对城郊耕地土壤重金属污染的指示研究——以许昌市为例

为探讨磁化率对土壤重金属污染的指示作用,利用磁化率仪和X射线荧光光谱仪对许昌市的城郊耕地土壤样品磁化率和重金属含量进行定量分析。结果显示,许昌城郊耕地土壤磁化率为35×10~(-8)~126×10~(-8)m~3/kg,平均值为94×10~(-8)m~3/kg,频率磁化率变化范围在4.7%~11.6%之间,平均值为7.9%。土壤中Pb、Cu、Zn、Cr含量分别为18.35~53.29、18.66~43.86、55.88~169.81和60.28~82.13μg/g,平均值分别超过背景值1.31、1.23、1.41、1.11倍。磁化率与Pb和Cu呈显著正相关,与Zn和Cr相关性不显著,表明磁化率可以指示Pb和Cu含量。土壤的污染负荷指数为0.95~2.03,平均值为1.24,表明许昌城郊耕地土壤重金属污染主要为中度污染水平,土壤磁化率与重金属污染负荷指数呈显著正相关,磁化率可以指示土壤重金属污染水平。     

苏胶地体北缘变质构造岩的磁性组构特征

本文介绍了磁性组构的概念和常用的参数,并总结了苏胶地体北缘五个地区20块变质构造岩样品的岩石磁性组构测试分析结果:岩石磁化率各向异性度受不同的因素所控制,变质构造岩的磁各向异性与变质作用过程中的可塑性形变和变质重结晶作用具有相关联系.最大磁化率主轴平行于岩石线理,最小磁化率主轴垂直于岩石面理.同时证明了磁化率各向异性技术作为一种岩石组构因素的研究是有发展前景的,尤其是在应用于缺少常规应变分析标志的地区,更能显示这种方法的优越性.     

兰州某钢厂周边土壤中磁化率积累速率研究

为了寻找一种简便快捷的积累速率的研究方法,通过对兰州某钢厂近地表土壤进行高密度分层采样和磁化率测量,发现各土层磁化率值随着采样深度的逐渐增加而迅速减小,并且这种关系可以用可靠度很高的方程式来定量描述.在此基础上,通过对该方程式积分处理,计算了土层中磁化率的新增积累量,然后结合钢厂的排污年限计算了磁化率在各土层中的积累速率.结果表明磁化率值在1cm以上的土层中富集程度较高,约占整个土层新增磁化率总积累量的70.24%~97.56%;1cm深度以下土层中磁化率值的变化幅度较小;各采样点新增磁化率总积累速率分别为6.5472×10-8m3/(kg·a),40.4178×10-8m3/(kg·a),49.7683×10-8m3/(kg·a),31.8679×10-8m3/(kg·a),且地表1cm以上土层的积累速率最大,向下直至5cm迅速变小.同时发现下风向的积累速率约为上风向的4.87~7.60倍.因此,利用土层磁化率值纵向变化规律来计算积累速率的方法是可行、可信的,可以反映土壤中重金属的动态积累过程.     

兰州某钢厂附近土壤磁化率特征及其环境意义

对兰州某钢厂周围土壤进行了磁化率与化学元素分析,采用污染指数评价方法和多元统计发现,表层2cm以内土壤的磁化率显著增高,达到背景值的3.5倍,且频率磁化率相对于深部土壤较低,对比不同位置样点磁化率值,显示钢厂周边土壤受到了钢厂生产排放物的污染.污染主要发生在下风向,且在2km以内最强,污染深度在2cm以内.磁化率与重金属元素含量相关性显著表明磁性矿物与重金属有相同的来源,本研究应用磁化率浓集因子S判别污染程度,结果与内梅罗综合污染指数评价大致相同,因此S可以作为判断这类土壤污染程度的指标.     

长江口潮滩沉积物的性状对重金属累积的影响

采集长江口无明显点源污染的崇明东滩和九段沙潮滩56个沉积物样品,测定沉积物原样和粘粒中Cu．Zn,Pb,Cr,Cd和Ni的含量以及沉积物的主要性状（粒径分布、游离铁、活性铁、总铁、游离锰、总锰、有机碳和磁化率等）,以相关分析和偏相关分析研究沉积物中重金属含量与沉积物主要性质之间的关系．结果表明,沉积物中粘粒的Cu,Zn,Pb,Cr和Ni含量分别是相应沉积物原样的2．3,3．3,2．0,1．7和2．1倍．潮滩沉积物粘粒的含量是影响重金属累积的主要因素．潮滩沉积物中的磁化率与重金属含量呈显著相关性,表明利用磁信息研究潮滩重金属污染的可行性．     

澜沧江床沙重金属污染及其环境磁学指示

沉积物是河流水环境中重金属污染物的主要储存载体,其磁化率特征具有一定的污染指示意义.本研究对澜沧江干流及其11条主要支流,开展河道床沙沉积物样品采集,并测定了样品中5种重金属元素铜(Cu)、砷(As)、铅(Pb)、锌(Zn)、铬(Cr)的含量和磁化率值.采用潜在生态危害指数法分析床沙的重金属污染程度,亦探讨了床沙重金属含量与磁化率关系.结果表明:(1)澜沧江流域自上而下,床沙中重金属含量呈减弱趋势,因流域内矿业开发、电站建设等人类活动的影响,使各断面重金属含量分布差异较大;(2)所有样点的综合潜在生态危害指数RI值均小于150,为低风险.潜在生态危害指数法和沉积物的磁化率特征分析结果表现一定的相似性,呈现中游磁化率值较高,污染指数值较高,而中下游磁化率值较低,污染指数值较低;(3)澜沧江床沙中重金属As含量与磁化率和频率磁化率有很好的相关性,在一定程度上对床沙污染具有一定的指示意义.研究结果揭示了澜沧江床沙重金属污染状况及其环境磁学指示,为澜沧江矿产资源与水能合理开发提供新的科学依据.     

中国东北末次冰期松原黄土的释光测年及其古气候意义初探

本文以中国东北松原黄土为研究对象,通过光释光测年建立其末次冰期年代标尺,并探讨磁化率和平均粒径这两个黄土研究中常用的气候替代性指标的可能指示意义。采用成熟的细颗粒石英单片再生(SAR)光释光(OSL)测年技术获得了松原剖面顶部5.5 m年代6个,并获得了2 cm间距的低频磁化率和平均粒径这两个常规参数。石英OSL测年相关检验证实了该技术测量松原黄土的可靠性。测年结果表明,松原剖面顶部5.5 m主要沉积于末次冰期的中晚期,即约5.5—1.8 m((52.18±3.47)—(27.76±1.77)ka)主要堆积于深海氧同位素阶段(MIS)3中晚期,而顶部1.8—0.4 m((27.76±1.77)—(20.61±1.31)ka)堆积于MIS2早期。磁化率自52.18±3.47 ka到27.76±1.77 ka经历了先小幅降低又小幅升高,波动幅度较小,而自27.76±1.77 ka以后,磁化率值呈整体下降并呈现大幅度摆动。平均粒径则自52.18±3.47 ka到46.80±3.13 ka呈明显变小趋势,自46.80±3.13 ka到约20 ka变化不大,自约20 ka以后,平均粒径由约40μm陡然增加至约140μm,并在之后稳定在这一水平。测试结果对比显示,磁化率和粒度的变化不具有明显的相位关系,且同黄土高原渭南剖面末次冰期磁化率和平均粒径的变化也表现出明显的不一致现象。因此,在对松原黄土剖面的研究中,将磁化率和平均粒径分别作为东亚夏季风和冬季风的替代性指标使用时要慎重。     

基于磁化率和210Pbex的金沙江下游小流域泥沙来源研究

金沙江下游地区侵蚀泥沙研究基础薄弱,实测资料较少,可靠的泥沙来源信息尤其是一系列国家重点水土保持工程如"长治"工程实施后流域泥沙的主要来源及贡献,对该区未来水土保持和生态环境建设以及不同治理措施效益评价具有重要意义。利用低频磁化率χ_(lf)和放射性核素~(210)Pb_(ex)双指纹因子,开展了金沙江下游一"长治"工程治理小流域(元谋县凉山乡小流域)泥沙来源研究。结果表明,坡耕地表土、林地表土和沟谷堆积物三种物源的χ_(lf)和~(210)Pb_(ex)平均含量分别为(21.81±9.43)×10~(-8)m~3/kg和40.53±9.49 Bq/kg、(24.06±9.61)×10~(-8)m~3/kg和119.35±22.81 Bq/kg、(16.60±5.27)×10~(-8)m~3/kg和30.62±12.69 Bq/kg。流域出口泥沙的χ_(lf)和~(210)Pb_(ex)平均含量分别为(17.69±2.87)×10~(-8)m~3/kg和33.63±6.17 Bq/kg。混合模型计算结果表明凉山乡小流域泥沙主要来源于沟谷堆积物,相对贡献率为79.6%;未经治理的陡坡耕地产沙贡献率为19.1%;林地面积占比最大但泥沙贡献极微,仅1.3%。基于χ_(lf)和~(210)Pb_(ex)的双指纹泥沙来源判别结果与利用地球化学元素复合指纹分析结果一致。受地质地貌等自然因素主控,沟谷侵蚀是金沙江下游河流泥沙的主要来源;以坡改梯和植被恢复为主的小流域治理工程对坡面侵蚀泥沙减控具有积极作用。该区未来水土保持工作应重点加强流域沟谷治理,降低泥石流等泥沙灾害风险。     

污灌区土壤中重金属污染状况与磁化率的相关性分析

根据乌鲁木齐某典型石油化工废水灌溉区土壤样品重金属（Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As、Hg、Cd）总量结果,对其进行风险评价,并依据相关性分析结果,尝试用土壤磁化率指示污灌区重金属污染程度。结果表明:研究区土样中8种重金属含量均未超过GB 15681-2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》。除Pb以外,其余7种重金属含量均超出新疆农田土壤背景值,其中As、Hg和Cd超出背景值较多。内梅罗综合指数评价结果表明,土壤样品中除Pb以外,其余7种重金属均表现出不同程度的污染,其中Hg与Cd属于重度污染。地质累积指数评价结果表明,土壤样品中As、Hg和Cd的污染状况较重。相关性分析结果表明,该污灌区土壤磁化率与重金属含量之间存在一定程度的相关性,具有很好的指示作用。     

丹江口库区小流域土壤磁化率变异特征及影响因素研究

土壤磁化率是表征土壤侵蚀特征的重要指标。本文以丹江口库区五龙池流域土壤为研究对象,沿坡位选取18个条带共采集85个表层(0～10 cm)土壤样品,通过对不同土地利用类型及景观位置的土壤磁化率分析以及与粒度关联分析,揭示小流域土壤磁化率变异特征并评估其影响因素。结果表明:1)土壤质量磁化率、频率磁化率平均含量分别为34. 4×10-8m3/kg、9. 69%,二者均呈中等的空间自相关,其值分别为0. 59、0. 51; 2)不同土地利用类型中,土壤磁化率差异显著,其中质量磁化率为坡耕地梯田灌木林地用材林地;频率磁化率为坡耕地梯田用材林地灌木林地;不同景观位置上,土壤磁化率坡顶最低,中部最高,坡底居中; 3)土壤磁化率与黏粒、粉粒含量存在显著正相关关系,与砂粒含量呈显著负相关关系。研究结果为间接监测流域土壤迁移与环境演变过程提供了依据,增加对流域内生源元素伴随土壤侵蚀迁移的演变历史和过程的理解,对于保护库区水环境和生态安全有重要意义。