Geochemical and Geophysical Monitoring of Salinewater Intrusion in Korean Paddy Fields

The saline water intruded zone in paddy fields near the seashore can be diagnosed accurately by joint exploration with geophysical and geochemical methods. Using the electromagnetic (EM) sounding technique, the weakly consolidated zone which introduces saline water into such an area of near seashore paddy fields in Korea was detected from the variation of electrical conductivity distribution following field irrigation. Vertical electrical sounding (VES) with Schlumberger array and chemical analysis of top soils, and groundwater in the study area verified the intruded zone near the surface. The VES results showed that the intrusion of seawater occurred in the form of a channel down to 30 m below sea level. Geochemical analysis of the top soil samples for the six major elements found in seawater indicated that the region showing high concentrations is concordant with the weakly consolidated zone near the surface. The degree of contamination in the study area was investigated by comparing the soil data with those from a nearby old reclamation field. If remediation work is not done for this intrusion zone, the sodicity degree in the paddy soil is expected to increase compared with the reference site data.     

A LESSON FROM THE MAIN TOXIC DISASTERS IN THE 20th CENTURY

Ｔｏｘｉｃｄｉｓａｓｔｅｒｓｒｅｆｅｒｔｏｓｅｒｉｏｕｓｐｏｉｓｏｎｉｎｇｅｖｅｎｔｓｔｈａｔｏｃｃｕｒｓｕｄｄｅｎｌｙ ,ｃａｕｓｅｓｅｖｅｒｅｃａｓｕａｌｔｙａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｅｓａｎｄｐｒｏｄｕｃｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｐｏｌｉｔｉｃａｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅ.Ｔｈｅ 2 0ｔｈｃｅｎｔｕｒｙｈａｓｗｉｔｎｅｓｓｅｄｆｒｅｑｕｅｎｔｔｏｘｉｃｄｉｓａｓｔｅｒｓｉｎｍａｎｙｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｗｏｒｌｄ .ＴｈｅｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣａｒｓｏｎ’ｓｂｏｏｋ《ＳｉｌｅｎｔＳｐｒｉｎｇ》ｉ…     

一次强沙尘暴事件路径后向追源的数值模拟研究

沙尘暴源地的确定技术,一直是沙尘暴空气浮尘浓度场长距离输送数值模拟的最困难的科学问题之一。传统方法通常是使用降尘区的采集样本进行化学成分分析来确定。然而,采样误差和化学成分在大气长距离输送过程中的不确定性,也使得这种方法的可操作性不强。本文使用拉格朗日后向追踪数值模拟的新方法,依据中国气象局(CMA)的气象观测数据及其预报资料对一次沙尘暴事件进行了数值模拟,结果表明∶2003年4月9日的沙尘暴的主要源地来源于吉尔班通古特沙漠。     

赤水河流域不同土地利用类型土壤侵蚀的137Cs法研究

本研究采用137Cs法对赤水河流域不同土地利用类型土壤侵蚀强度展开调查研究,以期为赤水河流域生态环境保护和实现流域的可持续发展提供基础数据。通过对赤水河中上游地区4种土地利用类型土壤剖面中137Cs含量的测定和分析,结果表明:坡耕地以侵蚀为主,平均坡度在11°~19°之间时,侵蚀模数介于3630~6776 t/(km2·a),其中,习水和叙永研究区坡耕地平均坡度均大于15°,土壤侵蚀强烈,侵蚀模数在6050~6776 t/(km2·a)之间;草地平均侵蚀模数为4235 t/(km2·a);(2)林地有微弱堆积,堆积模数为1331 t/(km2·a);水稻田堆积模数为3872 t/(km2·a)。可见,当平均坡度大于15°时,坡耕地土侵蚀强度较大,因地制宜的采取相应的水保措施是有效遏制水土流失的关键。     

苏北盆地里下河地区30~15 cal ka BP期间地球化学元素变化特征及古气候意义

应用因子分析法对苏北盆地里下河地区SG剖面中的地化元素和氧化物进行分析,提取出相关古气候信息,重建了苏北盆地里下河地区30~15cal ka BP期间的古气候环境演化序列:30.3~26.0cal ka BP为相对暖湿期;26.0~17.8cal ka BP较为显著的冷干期;17.8~15.0cal ka BP以升温为主,冷暖波动剧烈,整体相对暖湿期;另外,在这些大的气候演变背景条件下,也存在着多次明显的气候波动事件。这一研究结果不仅与国内大量的研究资料相一致,而且与深海氧同位素和北半球太阳辐射等曲线也有着很好的对应,表明苏北地区的气候变化具有全球性特征。     

表生风化淋滤迁移过程的Cd同位素分馏及其指示意义

利用Cd同位素来示踪Cd污染源是近年发展起来的一个新的同位素示踪体系,具有极大的优越性。然而,在利用Cd同位素示踪污染源的研究中,表生风化淋滤作用是否会导致同位素分馏,目前还没有研究报导,限制了Cd同位素在示踪污染源方面的应用。通过对Pb-Zn矿山主要固体污染源的表生风化淋滤过程进行模拟实验表明,无论是淋滤实验还是可交换态Cd实验,淋滤液总体上较残留态富集Cd的重同位素,其中尤以硫化矿最为明显,其Cd同位素分馏可达0.50‰(δ^114/110Cd)。此外, Cd的淋滤率与淋滤产生的Cd同位素分馏总体呈负相关关系。因此,我们认为在利用Cd同位素端元模型示踪污染源时,必须充分考虑表生风化淋滤作用可能带来的影响。     

螺-草水质净化系统氮素环境归趋的实验研究

通过构建螺-草模拟系统并利用稳定同位素示踪技术研究池塘螺-草水质净化系统中氮素的环境归趋,结果表明,以底泥为基质的螺-草系统中,实验结束后苦草湿重增加了580%,分株数增加了6.6株,苦草根部吸收储存了1.07%的15N,苦草茎叶吸收储存了7.74%的15N,环棱螺吸收储存较少,只占0.06%,底泥滞留了5.73%的15N.结果分析表明：螺-草水质净化系统中苦草对水体中溶解态氮的吸收较少,沉积物是苦草生长的主要营养源;水体中氨氮主要通过沉积物-水界面进行迁移转化,大部分被苦草根系吸收利用转化为生物体,少部分通过硝化/反硝化作用去除,其余则滞留于沉积物;苦草是系统中氮素去除的最终载体,环棱螺的存在通过促进苦草生长及加强泥-水界面硝化和反硝化作用来加快系统中氮素的去除.因此,在养殖的不同阶段合理配置螺-草结构是整个养殖过程中水质调控的关键.     

安溪铁观音茶园垂直剖面土壤中稀土元素的地球化学特征

采集了安溪某茶园一条垂直剖面土壤样(深度160 cm,共16个样),用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析测定了其中的稀土元素含量,研究了剖面土壤中稀土元素的地球化学特征。结果表明:土壤样品中稀土元素总量范围为165.38~229.91 mg/kg,其平均含量高于中国土壤和世界土壤的平均值;土壤中轻重稀土分馏明显,其稀土元素组成特点表现为轻稀土(LREE)富集,重稀土(HREE)亏损,Eu呈负异常,Ce呈正异常;稀土元素的富集因子平均值的分布范围为0.28~1.34,稀土元素均处于无污染或轻微污染。本研究为了解安溪茶园中稀土含量特征提供了基础数据,为现有茶园的治理和后备茶园基地的合理选址提供了科学依据。     

宁夏长山头富硒区土壤硒地球化学特征研究

本文对宁夏长山头典型富硒区土壤Se含量特征及玉米籽实Se含量影响因素进行了系统研究,发现长山头地区土壤硒背景含量为0.25 mg/kg,主要的富硒土壤类型为新积土,其成土母质为山前洪流携带的碎屑物。进一步的研究表明,土壤中硒含量与p H呈负相关关系,而与有机碳、TFe_2O_3及Mn呈正相关关系。与土壤环境相反,玉米籽实中硒的含量与p H成正相关关系,而与有机碳、TFe_2O_3及Mn呈负相关关系。这说明这些指标对硒在土壤-植物系统中的地球化学行为具有显著影响作用。此外,土壤中全量硒的增加对植物的吸收率并没有显著的促进作用。     

秸秆还田对外源氮在土壤中转化及其微生物响应的影响

秸秆还田是农业生产上提高土壤肥力的重要措施,而秸秆中较高的碳氮比,使秸秆碳的利用率较低,温室气体排放较高,因此配施无机氮磷肥能够调控土壤中元素计量比,增加微生物活性和元素利用率,促进土壤肥力提升.本研究选择在模拟秸秆还田条件下,添加¹⁵ N标记的无机氮肥,研究不同养分肥料添加对土壤中外源氮转化与分配的影响,以及微生物响应特征.结果表明,秸秆添加增加了土壤和土壤溶液中铵态氮和总氮含量;秸秆与无机氮肥配施条件下,土壤中¹⁵ N-TN在100 d培养时期内基本保持在28~33 μg,¹⁵ N-NH₄⁺在前30 d培养时期内逐渐增加,而后逐渐降低;施P增加了土壤中¹⁵ N-TN和¹⁵ N-NH₄⁺的含量,却使土壤溶液中¹⁵ N量降低了28%.无机氮肥在土壤中的分配表明,¹⁵ N在土壤中的比例基本保持在52%~61%,磷肥的添加使¹⁵ N在土壤中的分配比例最大提高了16.5%,而土壤溶液中¹⁵ N的比例由第5 d的36%降低至100 d时30%,使外源¹⁵ N损失量减少了1.2倍.秸秆添加促进了微生物活性,显著提高了土壤MBN的量;而无机肥料的添加进一步促进了土壤微生物的活性,100 d培养实验后,秸秆与无机氮、磷肥同时添加使MBN增加到对照处理的2.0和2.2倍.磷肥添加促进了微生物对¹⁵ N的利用,使¹⁵ N-微生物生物量氮（¹⁵ N-MBN）的量比添加秸秆和氮肥处理的提高了1.5倍.对土壤氮转化酶活性（β-1,4-N-乙酰葡糖氨糖苷酶,NAG）的研究结果表明,氮肥降低了土壤酶活性和底物亲和性,而氮磷肥同时添加时,酶活性较单加秸秆处理提高了48.1%.本研究可为深入了解稻田土壤生态系统氮循环、实现农田土壤肥力提升和温室气体减排提供理论依据.