全国主要土壤铜、锌、镍重金属形态及其与土壤性质的关系

在全国具有代表性的16个地域采集代表性的土壤,用Tessier五步连续提取法对土壤中铜、锌、镍3种重金属的交换态、碳酸盐态、铁锰氧化态、有机态和残渣态进行了分析,结果表明:3种重金属元素的形态分布主要以矿物态的形式存在,可交换态比例偏低,其余的碳酸盐态、氧化态和有机态含量的相对大小各不相同。交换态重金属含量与土壤pH呈显著负相关,与土壤物理性粘粒含量成极显著正相关;决定碳酸盐态重金属含量大小的是pH值和土壤的CEC值,铜、镍与土壤pH呈显著或者极显著正相关,而锌与pH值呈显著负相关,锌与CEC呈显著负相关;氧化态重金属含量与土壤pH值有关,还随土壤有机质和物理性粘粒含量的增加而上升;土壤有机态重金属含量随着土壤有机质含量和物理性粘粒含量的减少而下降;矿物态主要受土壤母质的影响,与土壤的CEC呈极显著或显著正相关。     

全国主要土壤铁重金属形态及其与土壤性质的关系

在全国具有代表性的16个地区采集代表性的土壤,运用Tessier五步连续提取法对土壤中铁交换态、铁碳酸盐态、铁锰氧化态、有机态和残渣态5种形态进行了分析,并就铁元素的重金属形态和土壤有机质、CEC、物理性粘粒含量以及pH间的相关性进行了分析。结果表明:在所采集的土样中,铁元素主要以矿物态的形式存在,可交换态比例较低,氧化态、碳酸盐态比例较高。交换态铁浓度与土壤pH值呈显著负相关,与土壤物理性粘粒浓度表现为极显著正相关;碳酸盐态铁与pH值表现为显著负相关,与CEC的关系则为显著的正效应;氧化态铁含量与土壤pH值有关,铁为负效应;土壤中有机态铁浓度随着土壤有机质含量和物理性粘粒含量的减少而下降;矿物态铁主要受土壤母质的影响,与土壤的CEC表现为显著的正效应。     

西辽河流域沙土的氨氮解吸行为研究

采用小型回填式土柱淋溶实验方法研究了西辽河流域沙土的氨氮解吸行为。结果表明,西辽河流域沙土的氨氮解吸行为符合Langmuir和Freundlich解吸等温式;沙土氨氮解吸比率Dr在0.44～0.99之间,平均为0.75,解吸迟滞性指数TⅡ在0.05～0.65之间,平均为0.29,沙土对氨氮的解吸迟滞性较强,解吸可逆性较弱。被吸附的氨氮解吸淋失的环境风险较小;沙土氨氮解吸比率Dr与土壤有机质含量、粘粒含量和粗粘粒含量呈极显著负相关,影响程度顺序为:有机质含量>粗粘粒含量>粘粒含量;解吸分配系数k和解吸迟滞性指数与土壤有机质含量分别呈极显著和显著正相关,与粘粒含量和粗粘粒含量没有相关性;草地、农田和林地结构由于土壤有机质和团聚体含量较高,氨氮解吸迟滞性较强,氨氮流失的环境风险较小,沙荒地结构氨氮流失的环境风险较大。     

北京地区几种主要土壤的性质和汞的临界含量的关系

土壤性质明显地影响土壤汞的临界含量,土壤交换量、土壤质地即土壤细土粒含量与汞在土壤中的富集在多因素逐步回归分析中呈显著正相关,与土壤汞的迁移量即麦粒汞含量呈显著负相关。土壤质地直接影响其汞的临界含量。北京地区砂壤、中壤和重壤等三种质地土壤中汞的富集量与迁移量之间呈曲线相关,其相关模型为y=ax~b和y=x/a+bx,并均呈极显著的正相关关系。土     

不同土壤中氟赋存形态特征及其影响因素

采用连续化学提取法研究了15种土壤中氟的赋存形态特征. 土壤中氟的赋存形态按量的大小呈如下规律分布: 残余态可交换态>水溶态>有机态>无定形氧化铁态. 水溶态氟与铁锰结合态氟呈极显著正相关(r=0.7775^{* *}), 同时可交换态氟也与可交换态氟(r=0.5753^*)和有机态氟(r=0.5529^*)呈显著正相关. 对土壤中氟形态与土壤性质进行的逐步回归分析表明, 土壤pH值、有机质、粘粒、交换性钙是影响土壤氟形态分布的重要因素. 其中, pH值最为重要, 对水溶态氟和可交换态氟的影响大于其它土壤因子. 另外, 土壤母质对土壤中氟的赋存形态也有影响, 各种沉积物发育而成的土壤中水溶态氟和可交换态氟含量较比其它母质发育的土壤高.     

黄河口新生湿地土壤Fe和Mn元素的空间分布特征

2009年5月,在今黄河入海口北部的新生湿地区域,依据植被类型设置9个采样区,研究了不同植物群落下湿地土壤Fe和Mn含量的空间分布特征.结果表明,不同类型湿地土壤的Fe、Mn含量在水平分布上由三棱蔗草-朝天委陵菜湿地到光滩呈波动上升趋势,在垂直分布上则表现为不同的波动变化特征.成土母质决定湿地土壤Fe、Mn含量的空间分布,而海水、植被和土壤细颗粒对其也有重要影响.相关分析表明,Fe、Mn之间以及二者与粉粒、TN、NO-3-N和有机质呈极显著正相关(P<0.01),与黏粒呈显著正相关(P<0.05),说明Fe、Mn与N具有较好的共存性,土壤细颗粒和有机质是影响土壤Fe、Mn分布的主导因素.黄河口新生湿地的Fe含量范围为16.49~33.11 g·kg-1,均值为22.54 g·kg-1,与苏北潮滩湿地,中国黄土高原黄土和中国土壤的背景值相近,但略低于长江口湿地,红树林湿地和内陆湖泊湿地.Mn含量范围为305.87~711.39mg·kg-1,均值为451.09 mg·kg-1,低于中国黄土高原黄土和中国土壤的Mn含量背景值.     

植被恢复对旱区表土颗粒中有机碳和氮分布的影响

采用物理分离的方法,获得植被恢复过程中不同土壤粒径的组分,并进行了各组分中有机碳和全氮含量的测定.结果表明,黏粉粒(<0.05mm)含量的增加和沙粒(0.25～0.1mm)含量的减少,共同导致表层土壤质地细粒化.土壤质地的细粒化伴随着有机碳和氮的固存效应,该效应在固沙20年以后效果显著(P<0.05).沙粒(>0.1mm)含量与有机碳和氮含量呈显著负相关(P<0.001),而极细沙(0.1～0.05mm)和黏粉粒(<0.05mm)含量与有机碳和氮含量均呈显著正相关(P<0.001).产生上述结果的原因是,表层土壤颗粒组成中各粒径结合的有机碳和氮含量均增加相关,其贡献程度为黏粉粒>极细沙>沙粒.植被恢复过程中,表层土壤中黏粉粒含量的增加对维持有机碳和氮固存起着主要的作用,土壤的物理稳定也因为土壤中有机质和黏粉粒含量的增加而增大.     

下辽河平原旱田氮对地下水污染贡献研究

以下辽河平原旱田土壤为研究对象,通过对土壤中铵态氮的吸附动力学过程进行定量分析,预测铵态氮流失及其对地下水环境的潜在影响。结果表明:粒径<0.001mm粘粒含量、pH值、有机质含量与铵态氮的平衡吸附量呈正相关,大民屯地区铵态氮对地下水造成污染的潜力最大。     

不同母质发育土壤团聚体分布对外源输入秸秆的响应及其与有机碳矿化的关系

土壤团聚体的形成和稳定对于有机碳的转化和积累具有重要意义,然而不同母质发育土壤团聚体对有机碳的物理保护作用及其与有机碳矿化之间的关系仍不清楚.本文以石灰岩、第四纪红土、花岗岩、玄武岩和红砂岩母质发育的典型土壤为对象,研究添加玉米秸秆7 d和184 d时土壤团聚体和各组分有机碳的变化规律,分析不同母质土壤有机碳矿化的主要影响因素.结果表明,不添加秸秆时,所有母质土壤以1.0～0.5、 0.5～0.25和0.25 mm粒级团聚体为主,添加玉米秸秆有效促进了2 mm和2～1 mm粒级团聚体的形成.石灰岩、第四纪红土和玄武岩土壤形成水稳性大团聚体并且保持其稳定的能力高于花岗岩和红砂岩土壤.添加玉米秸秆培养184 d,石灰岩、第四纪红土和玄武岩土壤有机碳的累积矿化率显著(P0.05)低于花岗岩和红砂岩土壤.相关性分析表明,土壤有机碳的累积矿化率与游离态有机碳的比例极显著(P0.01)正相关,而与0.25 mm团聚体有机碳的比例极显著(P0.01)负相关.利用~(13)C核磁共振(~(13)C-NMR)技术对土壤有机碳进行结构表征,结果显示团聚体内轻组有机碳的分解程度低于游离态轻组有机碳,且石灰岩、第四纪红土和玄武岩土壤这两个组分有机碳的分解程度都低于其他母质土壤,直接证实了团聚体对于有机碳的物理保护作用.成土母质通过控制土壤胶体的数量和性质致使团聚体及有机碳分布对输入外源有机物质的响应存在较大差异,进而影响有机碳的矿化.石灰岩、第四纪红土和玄武岩土壤中团聚体稳定性高且对有机碳的保护容量大,有利于有机碳的积累和稳定.     

典型土壤双季稻对Cd吸收累积差异

用盆栽试验方法研究典型土壤双季稻条件下水稻对Cd的吸收累积差异.选取典型水稻土黄泥田(板页岩母质发育)和麻砂泥(花岗岩母质发育),通过添加不同浓度梯度外源Cd,进行盆栽试验,研究双季稻不同生育期土壤有效态Cd(DTPACd)、水稻植株各部位以及糙米Cd累积情况.结果表明,双季稻晚稻生育期土壤有效态Cd大于早稻,黄泥田大于麻砂泥,其差异性均达极显著水平(P0.01).水稻植株各器官(根、茎、叶、壳和糙米)Cd累积量随外源Cd增加和生育期的延长而呈现递增的趋势.不同生育期、不同土壤水稻糙米与植株各器官Cd累积量差异显著,具体表现为:早稻小于晚稻,黄泥田小于麻砂泥.水稻各器官(根、茎、叶、壳和糙米)中Cd含量与土壤有效Cd含量呈显著或极显著正相关关系.应用稻米Cd含量预测模型及水稻累积Cd的特征方程推算出土壤Cd安全阈值为:黄泥田早稻0.98 mg·kg~(-1)和晚稻:0.83 mg·kg~(-1);麻砂泥分别为0.86 mg·kg~(-1)和0.56 mg·kg~(-1).不同母质土壤的安全阈值与环境容量不同,其环境质量标准与污染修复控制措施应该有所区别.     

土壤污染指标元素钛、锆、钇在吐鲁番地区土壤中的分布及应用

本文根据新疆吐鲁番地区八种母质发育的土壤中Ti、Zr、Y的X射线荧光法分析数据,对这三种元素在土壤中的分布以及用它们之间的比值来判断该地区土壤剖面各层次的母质来源是否相同等问题进行初步探讨。结果表明,不同母质发育的土壤中元素含量有一定差异,而在大多数母质发育的土壤的表、底土间元素含量无明显差异;该地区土壤中zr/Y比和Ti/Zr比可用来判断土壤剖面不同层次的母质来源,两个结果较为一致,对于各层次间元素对比值较接近的剖面,认为是同一母质来源。     

西藏南迦巴瓦峰地区土壤环境背景值研究

中国科学院登山科学考察队于1983—1984年对西藏南迦巴瓦峰地区进行了多学科的考察和样品的采集工作.本文所述工作为其中的土壤环境背景值研究部分.经实地垂直和水平布点采样并经实验室测定,得到南迦巴瓦峰地区不同土类中20种元素的含量、主要土类的物理化学组成及其与母质的关系,并探讨了各元素的地球化学性质.结果表明,南峰地区表土中各元素含量普遍高于底土,利用统计学方法确定了该区土壤元素含量背景值.     

岩溶区不同母质土壤Cd地球化学特征及玉米籽实Cd含量预测

碳酸盐岩风化形成的Cd自然高背景值区一直以来都备受关注,但由于岩溶区不同母质土壤的理化性质、 Cd含量和生物有效性存在显著差异,导致利用土壤Cd总量对耕地进行环境质量分类存在一定的局限性.通过系统采集典型岩溶区残坡积母质和冲积母质表层土壤及玉米样品,分析玉米Cd、土壤Cd、 pH和氧化物等指标,揭示了不同母质土壤Cd地球化学特征及其生物有效性的影响因素,并基于预测模型提出科学有效的耕地利用区划建议.结果表明,岩溶区不同母质土壤理化性质分异明显,冲积母质土壤Cd含量较低,但生物有效性高,玉米籽实Cd超标率高.玉米籽实Cd生物富集系数与土壤CaO、 pH、 Mn和TC呈极显著负相关关系,相关系数分别-0.385、-0.620、-0.484和-0.384.与多元线性回归预测模型相比,采用随机森林模型预测玉米Cd富集系数的准确度更高.研究结果提出了一种基于土壤Cd和预测农作物籽实Cd含量的地块尺度耕地安全利用新方案,充分利用耕地资源,确保农作物安全.     

土壤重金属地球化学背景值影响因素的研究

在北京、天津、济南、南京、广州和广东省采集了46个土壤样品,样品包括由花岗岩、片麻岩、辉长岩,橄榄辉长岩和石灰岩发育的褐土、黄棕壤、红壤、黄壤、赤红壤、砖红壤和石灰土。测定了样品中铜、锌、锰、铬,钴、镍、铅和砷的含量并进行了Q型因子分析和两组线性判别分析。结果表明,可将46个土壤划分为由酸性岩发育的土壤和由基性岩发育的土壤两大类。酸性岩土壤又可再划分为高铅花岗岩和低铅花岗岩土壤两组.基性岩土壤也可再划分为火成岩土壤和沉积岩(石灰岩)土壤两组。结果又表明,46个土壤的8种重金属元素的地球化学背景值与母岩类型之间的关系远比与土壤类型之间的关系更为密切。     

第二松花江流域土壤中若干元素的自然背景值

按照背景值的采样要求,采集了第二松花江流域(除长白山外)72个土壤剖面的200多个样品。用原子吸收法、阳极溶出伏安法和荧光光度法等测定了镉、铬、铜、铁、汞、锰、镍、铅、硒、锶、锌等元素的含量,得出全流域及流域内不同地区暗棕色森林土、白浆土、黑土、暗色草甸土、水稻土的元素背景值。 本文探讨了土壤类型、成土母质和土壤利用状况对背景值的影响,指出土壤背景值的地域差异性。地理单元划分越细,其土壤背景值的实用性越强。     

大连市土壤中汞背景值影响因素分析

主要研究了土类、母岩,质地、有机质、土地利用方式、地貌等不同土壤环境因子对大连市土壤中汞背景值的影响,通过各环境因子变异系数的计算得知影响的主要因素是土地利用方式和母岩。给出了大连市土壤中汞的自然背景含量。分析表明,大连市土壤汞背景值偏高是由于母岩的不同及工农业生产活动的影响所致。     

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。     

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。     

华北地区土壤中硫的赋存特征

主要讨论了华北地区土壤中硫的分布及赋存特征，结果表明华北地区不同省市土壤中硫的含量有差异；土壤中硫的含量与土壤类型及土母质等有一定关系，土壤中不同形态硫的含量结果表明，尽管该地区土壤中总硫在大部分土壤中含量较高，但植物有效硫的含量相对较低，土壤中的硫主要是以难溶无机硫和有机硫形式存在。