开滦矿区煤伴生元素土壤地球化学分布模式及成因

唐山开滦煤矿已有百余年的开采史. 经河北平原多目标区域地球化学调查发现,Se、Hg、Mo、Zn和U等微量元素在矿区表层土壤(0～20 cm)中呈异常分布,故利用相关性分析、多元统计分析等地球化学方法,研究Se、Hg、Mo等微量元素土壤地球化学空间分布模式及其成因. 结果表明:以Se元素为代表的土壤微量元素异常与煤田分布范围几乎一致,Se、Hg和Mo等微量元素只在表层土壤富集. 土壤中Se与有机碳(OC)、S等煤炭伴生元素呈高度正相关,R(相关系数)分别为0.88和0.77. 煤炭开采、运输产生的扬尘以及燃煤产生的烟尘是形成Se、Hg等微量元素表层土壤异常分布的主要原因.      

珠三角新会地区表层土壤硒、氟、碘地球化学特征研究

以珠江三角洲新会地区西江、潭江下游的三江、睦州、古井三镇土壤为主要研究对象,测试分析所采集的1 567件表层土壤样品全氮(N)、有机碳(Org.C)、pH等理化指标和二氧化硅(SiO_2)、三氧化二铝(Al_2O_3)、硒(Se)、氟(F)、碘(I) 5种元素组分含量,以及60件稻谷样的硒(Se)含量。重点探讨了研究区Se、F、I的含量、分布及其影响因素等地球化学特征。结果表明,研究区土壤呈现强酸性-酸性,Se、F、I的含量均值分别为0. 50 mg/kg、617. 39 mg/kg、3. 57 mg/kg,Se、F高于全国土壤背景值,I低于全国土壤背景值; Se、F、I均与Al_2O_3、Org.C以及pH相关,F与Se不相关,F与I负相关。Se、F、I的含量、分布等地球化学特征受地层控制:不同成土母质中,基岩区和花岗岩区Se、I含量较高;第四纪沉积区F含量较高。推测Se和I主要源于燕山期的火山活动,F主要源于三角洲的沉积作用。总体上研究区土壤呈现足硒、富硒,碘适量,氟过剩的特征,稻谷富硒率也高,具备开发天然富硒农产品的条件。     

重庆渝北地区表层土壤硒含量分布与农业经济意义

通过对重庆渝北地区表层土壤网格化取样分析及岩、土、植物样的分析评价,阐述了Se元素的含量水平、空间分布与农业经济意义,并编制富硒土壤分布图。研究区表层土壤Se背景平均值为0.205mg.kg-1。土壤Se分布主要受地层、岩性及土壤对Se元素富集特性的控制。区内富硒土面积208.25km2,占全区11.57%,足硒土面积576km2,占全区32%。最具开发潜力的富硒土区为"北碚天府-工农-代家沟"一带(Ⅰ区),面积为36.8km2,富、足硒土次之(Ⅱ、III区),面积为110.3km2。富硒土区白菜、卷心菜等十字花科作物,水稻、玉米等粮食作物为富硒无公害或绿色农产品,具较大的农业经济意义。     

基于有效硒的富硒土壤阈值及有效硒的影响因素

土壤中有效硒(Se)含量是影响作物硒含量的主导因素.为合理有效在有效硒含量高、全硒含量低的土壤中圈定富Se土壤范围并提出天然富Se作物培育理论性指导,在宁夏北部石嘴山市采集表层土壤样品8 814件和根系土-作物配套样品195件,以有效硒为分析主线,通过对表层土壤和根系土中全Se、有效Se含量和Se形态以及根系土配套作物硒含量的综合研究,确定适合研究区的基于有效Se的富Se土壤阈值,建立有效Se的多元回归模型确定影响有效Se的主要理化指标以期通过提高有效硒的方式提高作物富硒率.结果表明,根系土-作物中Se的特征可代表表层土壤全Se和有效Se特征,根系土全Se、有效Se及作物Se含量的协调性分析确定0.24mg·kg^-1的全Se含量作为富Se土壤界定阈值;有效Se的多元回归模型显示,土壤中全Se和土壤肥力元素含量的增加可促进有效Se的富集.     

滇东北高原盆地土壤—苹果作物系统硒时空分布及影响因素

在滇东北典型高原盆地地区以岩石、土壤和农作物(苹果)为主要研究对象,采用元素赋存形态和生物富集系数等研究方法,对土壤Se元素开展持续监测与分析研究,获取高原盆地土壤Se时空变化规律及其影响因素信息.结果表明:昭阳区富硒土壤集中分布于洒渔和旧圃两镇,土壤Se主要为碳酸盐岩、含煤黏土岩、玄武岩和四纪沉积物的岩石继承性富集,碳酸盐岩和黏土岩区同时受表生富集作用影响强烈.不同母质区土壤表现出在不同深度Se活动态比例变化,在20～60cm深度尤为明显.Se生物累积研究结果显示:玄武岩区>含煤黏土岩区>第四系沉积物区≈碳酸盐岩区, Se在盆地复杂母质区显示更高的生物活性,而土壤Se更倾向于向苹果树叶中累积,其次是根系、树枝和果实.对区内土壤多年持续监测结果表明,成土母质、pH值和有机质是影响土壤及作物Se迁移累积的三个主要因素,土壤Se趋向于在pH值在6.05～7.15向作物内迁移.区内土壤Se随时空变化主要受土地耕作方式差异和非自然来源带入的影响,变化主要发生在“高Se”和“边缘Se”区域.非自然Se源的带入同时伴随其他污染物的累积,建议加强源区监测与污染物风险评估.     

西双版纳南坡铜矿区植物地球化学异常特征及形成机理

对西双版纳南坡铜矿区植物与土壤地球化学剖面研究发现:发育在Ⅰ线研究剖面山脊隐伏矿床上方和山坡脚近溪流处的Ⅰ号和Ⅱ号植物综合异常,其赋存空间、物质来源及发育状态受不同成因类型的土壤异常的控制。Ⅰ号异常反映了土壤气体异常、碎屑异常和上移水成异常;Ⅱ号异常反映了土壤侧移水成异常和部分水化学异常。由于元素在植物根际环境的地球化学赋存状态及其生物有效性,植物对元素吸收的选择性和屏障效应等因素,植物中某些异常元素同土壤异常中的相应元素具有不协调性。植物地球化学异常库和所有的地球化学异常库都发生关系,它们在一定的时空、环境和动力条件下发生一系列复杂的界面反应,使元素向植物迁移转化,导致植物地球化学异常的形成。     

塔儿山铁矿区土壤重金属污染评价及来源分析

通过采样分析山西省临汾市塔儿山铁矿区土壤中重金属元素的含量,揭示塔儿山铁矿区土壤中重金属污染的程度和来源,为矿区土壤污染治理修复提供参考依据。在尾矿区、复垦区、当地原始农业土壤区、处理污灌农地土区分别随机采集土壤样品,并进行9种重金属含量测定,采用地累积指数法和变异系数进行污染等级评价分析,并测定了土壤p H值。矿区As、Se、Zn、Pb 4种元素达到强度污染标准,Cd、Cr、Cu、Ni 4种元素为轻中度污染,无Hg元素污染;铁矿区土壤的p H值高于8.0,属于强碱性,不利于农作物的正常生长发育。粗放的铁矿开采活动是产生重金属污染的主要原因。     

“宣恩早”蜜柑、贡水白柚产地土壤特征及生态效应

基于宣恩县李家河镇蜜柑白柚产地土壤地球化学调查数据,研究各介质元素含量特征,并依据相应评价规范进行了土壤质量综合评价,探讨其元素生态效应。结果表明：与全国土壤背景值相比,B、F、Se、Cd等12种元素含量显著偏高,而有机质与S、P、K₂O等8种元素含量显著偏低,而与宣恩县土壤背景值相比,仅SiO₂含量偏高外,其余元素含量或指标均偏低。有效硼、有效镁和有效磷含量处于较缺乏水平,碱解氮和速效钾处于中等水平,其余元素有效态含量大多处于丰富水平。土壤养分主要处于较缺乏水平,土壤环境质量以清洁为主,影响土壤环境地球化学综合等级的元素主要是Cd元素;产地土壤质量综合评价以中等等级为主,其次为差等土壤、劣等土壤,分布在研究区西部的北东-南西向条带上,与区域构造形迹一致,为二叠系地层中黑色岩系影响区。土壤垂直剖面和水平剖面皆显示产区养分元素分布与人类活动的影响有关。产地蜜柑、白柚果实中硒、锌、锗有益元素含量相近,蜜柑中锶含量远超于白柚中锶含量,且两者未受土壤Cd元素污染影响,食用安全。     

青海省海东市平安区土壤Se的地球化学特征

通过对平安区表层土壤样品的系统采集,测定了Se及其它元素的含量,研究了区内土壤Se的地球化学特征,探讨土壤Se富集机理。结果表明,表层土壤Se处于0.04～5.79 mg/kg之间,均值为0.29 mg/kg,富Se(Se≥0.4 mg/kg)和足Se(0.175≤Se0.4 mg/kg)土壤面积分别为121.4 km~2和464.1 km~2,总共占平安区总面积的75.1%,主要分布在古-新近纪棕红色泥岩风化物和第四纪冲洪积物为母质的土壤区。富Se土壤存在两个区带,分布位于平安盆地和拉脊山。平安区Se富集机理主要有两种:平安盆地Se与Sr、Mo活动相近,在咸水、干旱、氧化的沉积环境与盐类物质同时发生富集;拉脊山Se与Cu、S、Mo活动相近,与铜硫化物伴生并受表层高有机质吸附所致。     

榆树市土壤元素地球化学特征及环境质量评价

为探讨榆树市土壤中各种元素的地球化学特征,利用GPS野外定点采取榆树市表层及深层土壤样品,采用XRF-X荧光光谱法测定土壤元素的组成及含量,运用SPSS和EXCELL2003软件对榆树市土壤元素地球化学特征进行分析。结果表明:研究区土壤必需的大量元素含量分布规律为Al>K>Ca>Mg>N>P;土壤必需的微量元素含量具有Fe>Mn>Zn>B>Cu>Mo的特征;土壤有益元素含量具有Si>Na>Ni>Co的区域特征;土壤健康元素含量具有F>I>Se的区域特征。运用内梅罗综合指数法计算土壤污染指数,查明营养元素丰缺状况。结果表明:研究区综合污染指数为0.66,总体上属于背景水平,符合一级土壤环境质量标准,适宜种植多种农作物。     

Linking microbial community composition to farming pattern in selenium-enriched region: Potential role of microorganisms on Se geochemistry

Selenium（Se） is an essential micronutrient for lives. Indigenous microbial communities play an important role on Se geochemistry in soils. In this study, the microbial community composition and functions of 53 soil samples were investigated using high-throughput sequencing. Samples were divided into 3 groups with different farming types based on the measured geochemical parameters and microbial functional structures. Results indicated that putative Se related bacteria Bacillus, Dyella, Paenibaci...     

济宁市近地表大气降尘地球化学特征及污染来源解析

在济宁城区采集近地表大气降尘及不同污染端元样品,系统分析了大气降尘和污染端元元素含量特征,并对降尘空间分布及污染来源进行研究.结果表明:燃煤、汽车尾气、交通、建筑等不同污染端元中元素含量差别明显,燃煤尘中As、Cd、Cu、F、Pb、S、Se等元素含量高于其他端元尘,且明显高于降尘,对环境影响最大,而建筑尘对环境影响相对较小.济宁市近地表大气尘中Cd、Pb、Se、Zn、Hg、CaO受到不同程度人为活动影响,相关分析和因子分析结果表明,Cd、Pb、Se、Zn主要来源于企业燃煤,贡献率26.32%,这些元素高含量区与燃煤污染源空间分布相吻合;CaO与交通扬尘产生的二次污染有关,贡献率10.06%,Hg主要源于汽车尾气排放,贡献率8.12%;而降尘中As、Cr、F、Ni基本没有受到人类活动影响,主要来源于土壤粉尘的沉降(自然源),贡献率30%,这4种污染源是济宁市大气降尘的主要来源.自然来源的As、Cr、F、Ni具有较小的富集系数,且相关性较好;而受人类活动影响的Cd、Pb、Se、Hg等元素具有较大富集系数或变异系数,在空间分布上与污染源较为一致.     

济宁市近地表大气降尘地球化学特征及污染来源解析

在济宁城区采集近地表大气降尘及不同污染端元样品,系统分析了大气降尘和污染端元元素含量特征,并对降尘空间分布及污染来源进行研究.结果表明:燃煤、汽车尾气、交通、建筑等不同污染端元中元素含量差别明显,燃煤尘中As、Cd、Cu、F、Pb、S、Se等元素含量高于其他端元尘,且明显高于降尘,对环境影响最大,而建筑尘对环境影响相对较小.济宁市近地表大气尘中Cd、Pb、Se、Zn、Hg、CaO受到不同程度人为活动影响,相关分析和因子分析结果表明,Cd、Pb、Se、Zn主要来源于企业燃煤,贡献率26.32%,这些元素高含量区与燃煤污染源空间分布相吻合;CaO与交通扬尘产生的二次污染有关,贡献率10.06%,Hg主要源于汽车尾气排放,贡献率8.12%;而降尘中As、Cr、F、Ni基本没有受到人类活动影响,主要来源于土壤粉尘的沉降(自然源),贡献率30%,这4种污染源是济宁市大气降尘的主要来源.自然来源的As、Cr、F、Ni具有较小的富集系数,且相关性较好;而受人类活动影响的Cd、Pb、Se、Hg等元素具有较大富集系数或变异系数,在空间分布上与污染源较为一致.     

2005年度中国燃煤大气硒排放清单

采用基于燃料消耗的排放因子法,按照经济部门、燃料类型、燃烧方式和除尘设施等将排放源进行分类,根据各省、市、自治区不同排放源类型的煤炭消耗量及其平均硒含量,建立了2005年中国燃煤大气硒排放清单.结果表明,2005年中国燃煤大气硒排放总量为1331.14t,排放量从大到小依次为山东(175.90t)、河北(111.79t)、河南(105.36t)、江苏(97.32t)、山西(84.66t)等,说明硒排放主要集中在中东部地区.大部分排放来自工业(576.60t)和电力(543.82t)部门,分别占排放总量的43.32%和40.85%,原煤燃烧排放占燃煤大气硒排放总量的90.07%.     

煤中微量元素的环境效应

以华北某电厂燃煤为例,探讨了煤中微量元素的环境效应评价方法。通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等方法测定了电厂循环流化床炉原煤、飞灰、底灰中F,Pb,Hg,等11种微量元素的含量,通过淋滤实验测得了原煤及底灰中Pb、Hg、Cr等7种微量元素的淋出率,并测定了煤堆附近土壤中Cd、Hg、Cr等6种微量元素的含量,计算出了煤中微量元素对大气、水和土壤环境的污染因子。结果表明,燃煤中元素F、Hg、Se、Cl挥发性较强,燃煤中微量元素对大气环境的综合污染因子达3.5,属重污染。元素Hg、As的淋出率较高,原煤和底灰中微量元素对水环境的综合污染因子分别为0.71和0.88,污染程度属微污染。土壤对Cd、Hg、Pb等元素的富集程度很高,煤中微量元素对土壤环境的综合污染因子为0.98,属微污染。     

唐山开滦煤矿区土壤及地表水中Se元素赋存状态及其生态效应研究

矿山开采通常会对生态环境产生负面影响.本研究换一种角度,考察煤矿开采利用过程中产生的有益元素Se,分析其在土壤、注入矿井水的地表水中的赋存状态及小麦、玉米、水稻等农作物对硒元素的富集性.结果表明,矿区土壤中硒元素主要以有机态和残渣态存在,水溶态占1%.土壤水溶总硒中Se4+和Se6+分别占23.89%和32.99%.注入矿井水的地表水中Se4+和Se6+分别占37.78%和40.24%.农作物小麦、玉米、水稻中硒平均含量分别为0.169、0.094和0.26 mg.kg-1.其中水稻多采用矿井水浇灌,此举不但解决了废水排放问题,还产生了富硒谷物,且有害元素含量不高.因此,充分利用矿区富硒资源,可以趋利避害,减少矿山开采的负面效应.