福建龙海市土壤营养元素全量特征及有效量预测

以福建龙海市为研究区,在不同地质背景、土地利用方式、土壤类型和土壤成因类型条件下进行样品采集,共采集56件土壤样品,测定pH值、有机质含量（SOM）、阳离子交换量（CEC）、营养元素全量及有效量。利用相关分析、线性回归分析等统计手段,探究土壤中营养元素有效量的影响因素,建立并验证了研究区土壤中营养元素有效量的预测模型,以此深入了解区内土壤养分状况,为该区土地的合理利用及治理提供科学依据。结果表明：龙海市土壤呈酸性—强酸性,有机质含量较低,阳离子交换量偏低;土壤中N、P、K、Mo、Zn元素全量相对富集;元素全量、有效量及其有效度变异性较强;土壤中B、Cu、K、Mn等营养元素全量与有效量相关性较好,土壤pH值对K、Mo、Si的有效度有一定影响,CEC与Si的有效度呈显著正相关,SOM增加有利于提高Cu、Fe、Mn、P、Zn等元素有效量。通过土壤全量分析数据及土壤理化指标建立的线性模型,可以预测表层土壤中Cu、Fe、Mo、Mo、P、S、Si等营养元素的有效量,若引入更多影响因子,将有利于进一步提高模型的拟合效果,使得预测更准确。     

浙江省东部土壤元素地球化学特征及意义

为了研究土壤和稻米元素地球化学分布特征及影响稻米中重金属质量分数的主要因素,对浙江省东部农田根系土-稻谷样品进行了采集和分析。结果表明：各研究区均有重金属元素质量分数高于区域地球化学背景值,尤其是温州南郊地区的Hg、台州泽国地区Cd、绍兴北郊地区的Hg,其质量分数分别是背景值的6倍、5倍及9倍;7个研究区中,只有嘉兴新胜地区的As质量分数超过背景值。其原因是这些地区工业化进程迅速,人为活动频繁,污染较严重。绍兴北郊、嘉兴新丰、嘉兴新胜和桐乡崇福地区稻米中As、Cd、Cr、Hg、Se和Pb质量分数均未超过标准限值。稻米对重金属元素的吸收富集主要受土壤有机质、pH、土壤阳离子交换量和黏粒组成等土壤理化性质的影响：土壤有机碳越丰富越有利于稻米对As、Cd、Cr和Ni的吸收;稻米对As、Cd、Mn和Ni的富集系数随着pH上升而下降;土壤阳离子交换量和黏粒组成与水稻As、Cu、Hg、Mn、Pb、Se和Zn的富集系数呈显著负相关。     

胶东山城金矿地质与地球化学变量的关系

为研究胶东地区山城金矿的控制因素和预测隐伏矿体,利用R型因子分析和聚类分析揭示了各种地质和地球化学变量的关系。同时,针对聚类分析中难以有效显示变量间负相关问题提出了反序变换的方法。结果表明,该矿的黄铜矿化、脉状黄铁矿化、Au-Ag-Cu组合与As-Sb-Hg组合相关,并受主构造面走向波动控制;而较厚石英脉、菱铁矿化、星散状黄铁矿化、Pb-Ba组合与Co-Ni组合相关,并受主构造面倾向波动控制。这些结果与地质结论一致,但研究方法更简便快捷。     

福建龙海土壤垂向剖面元素分布特征

基于福建省龙海市4类典型成土母质的垂向土壤剖面样品分析数据,研究了常量组分和微量元素含量及剖面分布特征。结果表明:研究区在温暖湿润气候条件下,化学风化作用强烈,Ca、Mg、Na、Si、K淋失贫化,含量明显低于全国均值,Al、Fe则相对富集,风化淋溶系数( ba)和硅铝铁率( Saf)值远低于全国土壤,土壤风化程度达到脱硅富铝铁阶段,花岗岩类成土母岩区风化作用尤为强烈;剖面土壤环境质量总体较好,微量元素含量与成土母质密切有关,九龙江口冲海积成因(剖面1)土壤重金属含量明显高于其他3个剖面;多数微量元素垂向分布受常量组分的控制,As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn与土壤中Fe等组分具有显著正相关性。因表层土壤中细粒黏质组分随地表径流淋失或下渗迁移,导致表层土壤低Fe、Al和重金属元素;在生物地球化学循环和人为污染的影响下,Hg、Cd、Pb、Zn等在表层土壤呈富集特征;多数重金属元素的相对富集系数小于1.0,且表层土壤无明显富集特征,认为除Hg、Pb等少数重金属元素外,其他元素受人为污染影响较小。     

中国东部主要河流稀土元素地球化学特征

在2007年底至2008年初的枯水期间,系统采集了中国东部流域面积和径流量较大的33条河流沉积物、悬浮颗粒物和水样,采用等离子质谱法、X荧光光谱法等方法测定了14种稀土元素含量以及常量组分和水体pH值等理化指标。研究发现中国河流稀土元素浓度总体高于世界均值,且南方河流沉积物、悬浮物稀土元素含量高于北方河流,南方河流悬浮物态中稀土、重稀土呈现一定程度的相对富集,与我国上地壳稀土丰度和稀土矿产种类的南北分异相吻合。展示了以中国东部泥质岩稀土元素丰度标准化后的稀土配分模式及Ce、Eu异常特征,发现河流沉积物的中、重稀土元素相对富集,悬浮物轻稀土相对富集,溶解相重稀土富集的特征;北方河流溶解相稀土元素浓度明显大于南方河流,且除小清河外,溶解相Eu不同于沉积物与悬浮物而呈强烈的正异常,主要与河水理化性质影响下的稀土分异有关。研究发现小清河等少数河流沉积物中稀土元素为异常高值,经Al标准化处理、计算拟合剩余值后,认为小清河等河流稀土元素已受人为污染的影响。     

风成砂覆盖区地电化学提取前后土壤中元素赋存状态变化研究

在洛恪顿铅锌多金属矿5勘探线地电化学勘查剖面上采集了电提取前后的土壤样品,开展了全量及顺序提取"七步法"分析测试,对比结果表明:地电化学过程所提取的元素是以多种相态存在于土壤介质中的,以水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态等活性相态为主,同时颗粒较小的弱活性相态,甚至残渣态颗粒也可被电化学过程所迁移、吸附;电提取后,土壤中多数元素某一种或几种相对活性相态含量与矿体产生了极好的空间对应关系;较浅的运积物覆盖层及深部有矿体或矿化体存在,可导致电提取后土壤中多数微量金属元素全量显著增加,这表明地电化学方法在运积物覆盖区具有较大的勘查适用性。     

中国西南典型地质背景区土壤重金属分布及生态风险特征

中国西南有22.3%的耕地重金属含量超标,区内广泛分布的峨眉山玄武岩和碳酸盐岩被认为是土壤中重金属的主要母质来源。目前,中国西南地区,尤其是峨眉山玄武岩分布区土壤重金属生态风险的研究程度仍有待提升,不同地质背景区（成土母岩）土壤中重金属含量、空间分布与生态风险缺乏对比。本文选择四川省典型地质背景区采集土壤样品,采用原子荧光光谱法、电感耦合等离子体质谱/发射光谱等方法测定重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn）含量和pH数据,结合地累积指数法和潜在生态风险指数法,研究了重金属元素的含量、空间分布特征和土壤重金属生态风险。结果表明：①玄武岩区土壤中Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Zn的含量高于碳酸盐岩区,也高于四川和全国背景值。各元素含量分别为四川背景值的3.25、1.08、5.08、1.72、1.55、1.63倍和全国背景值的2.60、1.40、6.87、1.47、1.87、1.91倍;②As、Cr、Pb的高含量区域与碳酸盐岩分布区对应,Cd、Cu、Hg、Ni、Zn的高含量区域与峨眉山玄武岩的空间分布对应;③地累积指数表明玄武岩分布区土壤中Cd、Cu、Ni、Zn污染程度高于碳酸盐岩区;④研究区内生态危害程度较高的元素为Cd、Cu和Hg;其在玄武岩分布区“强生态危害”及以上的比例比碳酸盐岩区分别高出22.4%、1.15%和26.0%。本研究揭示：①研究区内土壤中重金属元素的含量、分布及生态风险与地质背景密切相关;②产生这一规律的原因在于母岩中元素含量的差异、成土过程中元素的地球化学行为及元素次生富集等因素综合作用的结果;③研究区土壤酸碱度偏低（pH平均值为5.5）,需预防土壤进一步酸化引起的重金属活化风险。     

基于DGT和化学提取法研究浙西北地质高背景区土壤镉生物有效性

地质高背景区相较于人类活动引起的土壤镉污染影响范围更广,在区域尺度上对生态系统和人类健康构成危害。土壤镉生物有效性是决定其生物可利用性、生物毒性的关键因素,因此探寻可行的土壤镉生物有效性评价方法对污染农用地安全利用和风险管控具有重要的理论和实际意义。DGT技术、单一提取法、连续提取法和土壤溶液法常用于测定土壤有效镉,但已有研究成果主要基于同种土地利用类型土壤的室内盆栽实验,难以代表自然污染土壤中的复杂情况。为探明各土壤重金属有效态提取技术对地质高背景区不同土地利用类型土壤Cd生物有效性评估效果,本文以浙江西北部土壤Cd高地质背景区水田土壤-水稻籽实和旱地土壤-小白菜样品为研究对象,实验应用DGT技术、单一提取法（0.01mol/L氯化钙提取）、连续提取法（七步连续提取）和土壤溶液法评价土壤中镉生物有效性。结果显示：①研究区水田和旱地土壤Cd平均含量分别为1.07mg/kg和0.73mg/kg,显著高于浙江和全国土壤平均水平,Cd的异常富集主要与浙西北地区广泛分布的黑色岩系有关。②相较于碳酸盐岩区,黑色岩系区土壤中Cd的生物有效组分占比较高,水田和旱地土壤Cd的活动系数（MF）高达59.9%和51.8%,Cd易在土壤-作物系统中发生迁移富集;③植物体内镉含量Cd-P与不同方法测定的有效镉含量均呈显著正相关,但Cd-P与DGT技术测定的有效镉含量相关性优于其他三种方法,水田土壤测得的有效Cd与水稻籽实相关关系：$ {{C}}_{\text{soln}} $>CDGT>$ {{C}}_{{\text{CaCl}}_{\text{2}}} $>$ {{C}}_{{\text{F}}_{\text{1}}\text{+}{\text{F}}_{\text{2}}\text{+}{\text{F}}_{\text{3}}} $,旱地土壤测得的有效Cd与小白菜相关关系：CDGT >$ {{C}}_{{\text{CaCl}}_{\text{2}}} $>$ {{C}}_{{\text{F}}_{\text{1}}\text{+}{\text{F}}_{\text{2}}\text{+}{\text{F}}_{\text{3}}} $>$ {{C}}_{\text{soln}} $。综合比较不同土壤有效Cd测定方法的优缺点,DGT技术可以模拟植物体对Cd的动态吸收过程,更能准确地反映土壤Cd生物有效性,预测作物Cd含量水平,这与已有研究成果一致。此外,本文研究成果表明DGT技术评价土壤Cd生物有效性,不仅适用于人为污染区,也可应用于地质高背景区。     

内蒙古洛恪顿铅锌多金属矿区1∶5万地电化学测量试验

随着地电化学测量技术向"轻便化"方向的不断发展,中小比例尺地电化学测量已成为可能。笔者在内蒙古风成砂浅覆盖洛恪顿热液型铅锌多金属矿区约40 km²范围内开展了1∶5万地电化学测量与土壤测量效果对比试验,结果表明:①地电化学测量可圈定与已知矿体元素组合相同的Pb-Zn-Ag-As-Bi-Cd等多元素综合异常,且异常位置与已知矿(化)体空间分布范围较一致;②与土壤测量结果相比,地电化学异常范围、衬度及连续性均远优于土壤测量,土壤测量异常仅在小山头残积土出露区呈点状分布;③在试验区西北部风成砂浅覆盖区发现多元素组合地电化学测量异常,根据此异常部署开展了1∶1万激电中梯扫面及钻探验证工作,在540余m深处发现6 m厚富Ag、Cu矿体,实现找矿突破。以上试验结果表明,在风成砂浅覆盖区开展1∶50 000地电化学测量能有效圈定找矿靶区,可在今后工作中加以推广应用。     

河流活性物质入海通量:概念与方法

河流水体中呈溶解态和悬浮物结合态的元素活动性强,具有生态环境意义,查明其入海通量是当前生态地球化学评价的重要任务。通过总结前人的相关研究成果,确定了影响河流水体悬浮物的浓度及其矿物、化学组成的主要因素。从沿海经济带区域生态地球化学评价的实际需要出发,拟定了开展中国主要入海河流水溶态和悬浮物结合态元素入海通量调查的基本框架。