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.     

宁沪高速公路句容段两侧土壤磁化率特征

汽车尾气排放导致高速公路两侧土壤中重金属元素含量升高的现象已逐渐被人们所认识,传统的化学分析方法准确直观,但具有费时及价格昂贵的缺点,本文通过利用土壤磁化率的检测手段,查明高速公路两侧土壤的磁化率异常变化的特征以及与重金属元素的相关关系,寻找一种既方便快捷又廉价的重金属评价方法。     

磁化率特征揭示出的昆玉高速公路跑马山段土壤重金属污染状况

利用环境磁学的手段对昆玉高速公路跑马山段左右两侧表层土壤进行监测,发现高速公路两侧表土磁化率（Xlf）有向公路增加的趋势,其中距离公路20m以内的地带这种趋势最为明显。频率磁化率（Xfd％）分析表明,磁化率值向高速公路增大趋势与成壤作用形成的超顺磁颗粒（SP）无关,预示着土壤受到了污染,而距离公路20m的地带污染最为明显。     

城市表层土壤重金属与磁化率的多尺度空间变异分析

采集徐州市城区167个表层土壤的样品,并分别测定了磁化率χ的数值及其5种重金属(Cu、Zn、Mo、Cd和Pb)的含量.利用多元因子克里金分析上述研究变量在局部尺度(1 km变程)和区域尺度(5.5 km变程)的空间变异特征.研究表明,徐州城市表土中的磁化率与重金属在局部尺度上主要受到交通、工业和农业等人为因素的影响,在区域尺度上,则以土壤母岩等自然因素为主导.磁化率#与Cu、Zn、Mo、Cd、Pb在局部尺度上的结构相关性较高,在此尺度内选择适当的采样间隔,有助于提高磁化率作为上述重金属污染替代指标进行空间制图的精度.     

西北干旱区农田土壤磁性特征及其环境意义

为探究环境磁学方法在西北干旱区农田土壤污染监测中的可行性,以典型绿洲农业区张掖市(临泽县、甘州区、民乐县和山丹县)为研究区域,采集农田土壤样品102份并对其进行系统的环境磁学分析.结果表明,张掖市农田土壤磁性特征以亚铁磁性的磁铁矿为主导,磁晶颗粒主要为粗粒假单畴(PSD)和多畴(MD),颗粒等效粒径介于0.2~1μm之间;样品磁化率(χlf)变化范围为22.27×10~(-8)~188.36×10~(-8)m~3·kg~(-1),平均值为63.85×10~(-8)m~3·kg~(-1),磁性矿物含量总体较少但空间变化较大;磁参数空间分布表明,磁性矿物含量在甘州区、民乐县和山丹县高于临泽县,并在甘州区的中部、民乐县的西南边和山丹县的西边呈现相对高值;甘州区中部的磁性高值主要受控于工业生产等人类活动,民乐县西南边和山丹县西边的磁性高值主要与较强的自然成土作用有关.综合多种磁学参数的系统分析能够有效区分和划定农田土壤人为污染范围,为农田土壤污染防治工作提供依据.     

许昌市典型区域土壤磁化率与有机质含量的相关性研究

为探讨土壤磁化率对有机质含量的指示作用,对许昌市典型区域土壤磁化率与有机质含量的相关性进行研究,结果显示:研究区域土壤样品Xlf变化范围在15×10~(-8)~125×10~(-8)m~3/kg,平均值为64×10~(-8)m~3/kg,说明研究区土壤样品中磁性矿物含量较低。Xfd值在4.67%~26.67%之间,平均值为10.02%,反映了样品中超顺磁颗粒含量很高,说明研究区域土壤磁性矿物主要由自然成土作用形成,现代工业生产活动和人类的生活活动贡献较小。土壤有机质含量范围为3.74~31.93 g/kg,均值为17.09 g/kg。研究区域土壤磁化率与有机质含量呈不显著正相关性,反映了在长期人工施肥活动和城市化进程中人类活动导致土壤各理化因子之间发生学联系的弱化。     

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。     

黄土高原及周边地区土壤有机质对现代土壤磁化率的影响

磁化率是黄土-古土壤序列古气候研究的一个重要指标。本文调查了黄土高原及周边地区三种类型土壤的磁化率、土壤有机碳含量、有机碳同位素组成和碳氮比值等指标。样品采集自黄土-沙漠过渡区、黄土塬面和森林地区,代表了黄土高原地区主要的土壤类型。结果显示:黄土塬面、林区、黄土-沙漠过渡区土壤的磁化率变化区间分别为26.6×10~(-8)—61.4×10~(-8) m~3?kg~(-1)、68.6×10~(-8)—107.5×10~(-8) m~3?kg~(-1)、8.5×10~(-8)—44.4×10~(-8) m~3?kg~(-1)。黄土塬面土壤有机碳含量在0.05%到0.62%之间变化,而林区土壤的有机碳含量在1.19%到3.35%间变化。黄土塬面的土壤C/N比值也较低,在0.6到6.1之间变化,林区样品C/N比值在6.2到11.83之间变化。黄土-沙漠过渡区土壤磁化率较低,森林地区土壤磁化率较高,土壤磁化率与有机碳含量、C/N比值呈正相关关系。笔者认为有机质含量增加对土壤的磁化率增强有明显贡献。有机质含量较高时,更适宜土壤中磁性细菌的生长。同时,较高的有机质含量指示着较高植被覆盖,这也对土壤中磁性矿物增加有一定贡献。燃烧有机质还会使非磁性矿物更易转化为磁性矿物。这些因素都会增强土壤的磁化率。     

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。     

青海湖地区不同海拔黄土磁化率环境指示意义

青藏高原黄土蕴含丰富的古气候信息,但青海湖地区黄土中磁化率指示意义尚不明确,鉴于粒度指标意义明晰,对青海湖地区多个黄土剖面进行磁化率?—?粒度相关性研究,探究磁化率的指示意义,结果表明不同海拔磁化率存在差异:(1)低于3300 m时,磁化率和粒度对古环境指示作用较好,即气候暖湿,成壤作用增强,黏粒增加,强磁性矿物增加,磁化率升高,气候冷干时相反;海拔改变导致土壤环境变化,磁化率随海拔上升而增加.(2)高于3400 m时,粒度的古环境指示作用明确但磁化率不敏感,可能因为高海拔地区土壤易处于还原环境,强磁性矿物被溶解导致磁化率异常,磁化率随海拔上升而降低.     

新疆天山天池景区道路土壤磁学特征及其环境意义

为验证利用环境磁学方法监测旅游景区道路土壤污染的可行性,以新疆天山天池景区为研究区,采集不同道路土壤样品72件,并对其进行系统的磁学特征分析.结果表明:景区道路土壤样品磁性矿物含量适中,以亚铁磁性矿物(磁铁矿)为主,同时伴有少量不完全反铁磁性矿物;土壤磁性颗粒以多畴(MD)和稳定单畴(SSD)粗颗粒为主,且含有少量超顺磁性细颗粒(SP);从双因素方差分析结果看,不同位置道路土壤样品的磁性参数(χ_(LF)、SIRM、SOFT、χ_(FD)、SIRM/χ_(LF))和距离道路不同距离土壤样品的磁性参数(χ_(LF)、SIRM、SOFT、S_(-ratio))之间均存在显著性差异;景区旅游交通流量和距离道路远近、自然成土过程等人为和自然因素是影响景区道路土壤磁性特征变化的关键因素.     

长三角湖州市土壤磁化率与铜、锌有效量和全量分布规律

通过对84个地表土样、17个剖面土样和11个基岩样的磁参数与化学分析测试,对湖州市土壤磁化率与重金属元素Cu、Zn有效量和全量分布规律、成因及两者的相关性进行了研究。研究发现:①表层土壤磁化率高值异常区总体上与土壤重金属元素Cu、Zn有效量和全量高值分布区吻合程度非常高;剖面土壤磁化率值与Cu、Zn有效量和全量含量总体上均呈现出向下递减的相同特点。②表层土壤磁化率与Cu、Zn有效量和全量高值异常均系人类经济工程活动影响所致,主要与当地城镇生活垃圾随意堆放、垃圾施肥、工业“三废”排放、农药和化肥的过量使用等有关。③表层土壤磁化率值与重金属元素Cu、Zn有效量和全量含量之间在不同环境条件下相关性存在明显差异。     

兰州城市土壤磁性特征及其对环境污染的指示

对兰州市城区117个表土样品和11个土壤剖面的磁学特征进行系统分析,结果表明:兰州市表土磁化率平均值为219.23×10-8m3/kg,低矫顽力的亚铁磁性矿物为主要载磁矿物.磁铁矿的高值主要集中在以下4个区域:(1)以兰州铝厂、西固火电厂为中心的工业区域;(2)以水上公园为中心的区域;(3)西北物资市场-西站-小西湖-西关-城关大桥沿线的狭长条带状区域;(4)以雁儿湾和兰东建材市场、皮革厂为中心的区域.对不同功能区而言,西固区和城关区磁性矿物浓度最高,安宁区磁性矿物浓度最低.土壤剖面结果显示,上部20cm,clf和SIRM显著升高;20cm以下,clf和SIRM稳定且较低,说明兰州市土壤污染的纵向迁移深度在20cm以内.兰州市表土、街道尘埃、大气降尘和河道沉积物相对无污染样品而言,都具有磁性矿物类型单一,以磁铁矿为主导的特征;并且都随着磁化率的升高,出现百分频率磁化率降低的趋势,显示出与无污染样品不同的特性.因此,运用环境磁学方法在城市环境下开展大规模、高分辨率的污染研究,可以快速、便捷、有效的提供污染分布信息.     

山西临汾煤焦铁铸工厂周边土壤磁化率和有效态微量重金属含量的空间变异性

通过对黄土高原山西临汾煤焦铁铸工厂周边农田土壤小尺度60个表层土样的分析测定,采用经典统计学和地统计学理论,研究土壤磁化率和金属Cu、Zn、Fe、Mn有效态含量的空间变异性。结果表明：土壤pH值、低频磁化率、频率磁化率百分含量、有机质、有效Cu、有效Zn和有效Mn含量符合正态分布,而高频磁化率和有效Fe含量符合对数正态分布;除pH值为弱变异外,其余土壤性质为中等变异水平;土壤各属性的半方差函数理论模型能用球状和高斯模型来拟合;土壤pH值和频率磁化率百分含量空间自相关部分起主要作用,由结构因素所引起的变异性占主导地位,受人为因素影响较小;而土壤低频磁化率、有效Cu、有效Zn、有效Fe、有效Mn含量空间变异性主要受人为因素影响较大。     

南京某合金厂土壤铬污染研究

南京某合金厂是以生产铬合金为主的重工业工厂,铬是其最主要的重金属污染元素。本文通过系统取样和实验研究,结合对铬含量数据的数学处理,对该厂铬污染范围、强度、分布特征及其在土壤介质中的存在形态进行了分析、评价和解释。结果显示,该厂铬污染叠加量已达背量含量的4.4倍,污染以车间烟囟为中心,范围达1.5km2,污染范围最大延伸下限约为1.38km;有害铬主要以土壤吸咐状态存在（Fe－Mn氧化物态）,其在铬总量中占比例较大（22.9％）,对环境会有严重的潜在危害     

某钢铁厂土壤中多环芳烃污染评价与风险评估

在某钢铁厂搬迁后的主厂区设置了191个采样孔,对0~5 m土壤进行分层(5层)采样,分析土壤中多环芳烃化合物(PAHs)浓度,研究了苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、茚并(1,2,3-cd)芘5种PAHs浓度的分层变化,采用内梅罗指数(P)对土壤污染程度进行评价,并通过RBCA Version 2.5模型对土壤致癌风险进行评估。结果表明:土壤第1层、第2层和第3层的5种PAHs浓度均值高于DB11/T 811—2011《场地土壤环境风险评价筛选值》中居住用地的筛选值;除第4层苯并(b)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽和第5层二苯并(a,h)蒽外,其他污染物的平均浓度低于居住用地的筛选值;反映土壤中PAHs污染程度的内梅罗指数自第1层向下逐渐降低,苯并(a)蒽的P从69.75降至1.99,苯并(b)荧蒽的P从84.75降至3.12,苯并(a)芘的P从163.75降至5.68,茚并(1,2,3-cd)芘的P从111.92降至0.91,二苯并(a,h)蒽的P从393.20降至3.21,表明土壤中PAHs污染程度逐渐下降;5种污染物中,苯并(a)芘的单一污染物致癌风险贡献率最高,可达56.11%,暴露途径主要为经口摄入;该厂区须经治理达到要求后方可作为居住用地。