桂林市土壤汞存在形态的研究

采用连续浸取-形态分析(Speciation)方法,对桂林市及市郊土壤样品中以7种形态(species)存在的汞进行了测试分析,结果表明,以残渣态或晶格态形式存在的汞含量最高,达165. 2ng·g-1,占总汞含量的41. 60%;其次为腐殖酸结合或络合态汞、难氧化降解有机质或某些硫化物结合态汞,分别为86. 2ng·g-1、52. 4ng·g-1,占21. 5%、13. 2%。其它4种形态汞含量较低,相应比例均小于10% 。研究表明,桂林土壤汞虽然多以惰性形态存在,但不容忽视它们对生物体内富集汞的长期影响。     

盆栽蔬菜土壤中汞的形态变化

以四九黄菜芯作为供试蔬菜,采用盆栽试验和连续化学萃取法-氢化物原子吸收光谱法,研究了种植蔬菜前后土壤Hg形态分布特点及蔬菜生长对Hg形态变化的影响.结果表明,外源Hg进入土壤后,在种植蔬菜前后的土壤中均主要以残渣态形式存在,蔬菜的生长明显影响土壤中的Hg存在形态.种植蔬菜后的土壤Hg形态变化表现为水溶态和腐植酸络合态明显减少,而强有机质结合态显著增加,随着外源Hg量的增加,土壤Hg形态由残渣态、强有机质结合态向交换态和碳酸盐铁锰氧化态转化,Hg的生物活性增强,蔬菜的生物量下降.除强有机质结合态和残渣态外,土壤中各形态Hg含量和总Hg量与蔬菜根、茎叶中Hg含量呈显著正相关.     

茶园土壤中汞的赋存形态分析研究

为了明确汞在茶园土壤中的赋存形态,摸清汞的分布特征,研究了茶园土壤剖面0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm中5种形态汞的分布特征,结果表明:重庆市永川区茶园土壤汞的含量状况良好,离子交换态汞含量只从表层土壤中检测出来,茶园土壤呈酸化趋势,茶园土壤中有机质含量较高,20~40 cm土壤中有机质含量最高,土壤铁、锰含量均以20~40 cm剖面含量最高;通过对茶园新梢样品分析测试发现,采集的28个样品中,汞的检出率为3.5%。     

不同污染区土壤汞的分布特征及变化规律

为揭示不同污染区重金属汞在土壤中的存在形态及分布特征,选取万山汞矿区、大龙燃煤电厂区为研究区域,以无污染区花溪区为对照,选择优化的Tessier连续化学浸提法进行汞的形态分析。结果表明:万山汞矿区与大龙燃煤电厂的土壤总汞平均值分别为22.7 mg/kg和0.648 mg/kg,均超过我国土壤环境质量二级标准(0.5 mg/kg),无污染对照区土壤总汞平均为0.179 mg/kg。在水平方向上,万山汞矿区靠近污染源的土壤汞含量相对较高,随着距离的增加而下降;大龙燃煤电厂区土壤汞在距燃煤电厂2.5 km范围内呈现先减小后增大的趋势。汞矿区土壤汞主要以残渣态(66.6%)为主,其次为有机结合态(30.0%);燃煤电厂则主要以有机结合态(75.7%)为主,其次为残渣态(17.46%);无污染区主要以残渣态(59.1%)为主,其次为有机结合态(28.9%)。内梅罗污染综合指数显示,万山汞矿区的土壤污染指数为107,为重度污染,这与污染源强度大有关,2004—2017年,总汞含量呈下降趋势;大龙燃煤电厂土壤污染指数为1.57,为轻度污染,同时土壤汞以有机结合态为主,潜在生物有效性相对较高,有一定的环境生态风险。     

芜湖燃煤电厂周边土壤中砷汞的分布特征研究

探讨了芜湖燃煤电厂周边随距电厂水平方向、垂直剖面土壤中砷汞总量及形态分布特征,并分析了土壤中砷汞与理化性质之间的相关性。结果表明:土壤中As、Hg的变幅分别为3.821～19.264mg/kg,0.025～1.696mg/kg,平均含量分别为6.671mg/kg和0.212mg/kg。As、Hg含量总体分布特征为:距电厂1km处最大,距电厂1km距离内次之,距电厂1km以外,随距离增大而减小,其中汞随距离衰减明显。土壤汞含量在东南-西北(SE-NW)主导风向上明显大于东北-西南(NE-SW)非主导风向,而As含量在不同风向上基本无差异;土壤汞含量随剖面深度的增加明显减少,而砷在剖面上的分布规律不明显。土壤中砷主要以硫化物态和残渣态存在,而汞以残渣态和腐殖酸结合态为主。表层土中As、Hg与理化性质之间存在不同程度的相关性。     

三江平原湿地土壤汞的分布特征及影响因素分析

三江平原湿地土壤汞的含量具有随深度增加总汞含量逐渐降低的特点,表层总汞含量具有小叶樟湿地＜乌拉苔草沼泽＜毛果苔草沼泽的特点,与水分特征一致,与地势的高低相反.植被在土壤与大气汞的交换中有重要的作用,植物汞是土壤汞的主要来源.有机质和总硫浓度与总汞含量具有强烈的相关关系,可以通过回归方程Y(总汞,ng/g)=0.0586479X(有机质,%)+19.4338和Y(总汞,ng/g)=0.0586479X(总硫,mg/kg)+19.4338加以预测.有机质和总硫影响着汞的形态和迁移.总汞含量与pH具有一定的负相关关系.地势、水分条件和植被是影响3种类型沼泽湿地总汞含量的主要驱动因子.     

锌冶炼-氯碱生产复合污染区土壤汞的空间分布

研究了锌冶炼-氯碱生产复合区土壤汞污染及其空间分布特征。区域土壤汞污染严重,表层土壤汞含量为0.055~14.575 mg kg-1,平均值为1.435 mg kg-1,高于下层,高于区域土壤背景值38倍。土壤表层汞含量以锌冶炼厂和氯碱厂及其附近为中心,向外围辐散降低,呈双中心分布;锌厂周围山地土壤汞含量随海拔高度的增加而升高,表层土壤汞分布模式显示出大气汞沉降作用的影响。运用Mu ller地累积指数进行风险评价得出,土壤100%处于汞污染风险中,其中中等污染-强污染、强污染-极严重污染、极重污染,分别占26.3%、21.1%、32.9%。锌冶炼-氯碱复合区是我国汞污染最重的地区之一,其生态风险、人群健康风险应引起重视。     

土壤中汞生物有效性的研究

小麦思苗实验表明,小麦幼苗根主要吸收土壤中小分子有机质结合的汞（ＦＡ结合态汞）,并在根部累积,其他开矿汞可以结合为ＦＡ结合态,表现为间接作用,残渣态汞是植物根吸收的库源。在实验条件下,小麦幼苗叶片可以很快吸收土壤中挥发出来的汞,并在茎叶中积累,土壤汞植物利用率氏,可被带出土主汞量有限。     

日本横滨市土壤各形态铅和蚯蚓体内铅的含量关系研究

以日本横滨市国道两侧绿地土壤和横滨国立大学校内绿地土壤为研究区,采用连续浸提-ICP法分析了横滨市土壤环境中表层(0～5cm)和5～20cm处的Pb元素的水溶性、离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态、和残渣态Pb的含量变化及其与土壤蚯蚓体内Pb含量的关系,结果表明:横滨市土壤表层全Pb含量在76.85～100.05mgkg-1之间,5～20cm土层全Pb含量为40.83～57mgkg-1之间,远高于当地的土壤Pb背景值(17mgkg-1),受到不同程度的污染;并且横滨国立大学校内绿地土壤比国道两侧绿地土壤表层的全Pb含量显著提高,其污染原因有待于进一步研究。蚯蚓体内的Pb含量变化范围在在研究区各采样点中没有显著差异,统计分析结果表明,蚯蚓体内的Pb含量与土壤环境中各形态Pb之间并无线性相关关系。     

苏南经济快速发展区土壤Cu、Ni、Pb、Zn形态及其有效性定量分析——以昆山市为例

研究了江苏省昆山市农田土壤有效态Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量及其有效性。结果表明,土壤重金属Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量以残渣态有机质结合态铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态、可交换态,残渣态含量明显高于其他形态。Cu和Pb有机质结合态所占比例相对也较高,分别达36.09%和28.30%。土壤可交换态含量、碳酸盐结合态含量、Fe-Mn氧化物结合态含量及残渣态含量均以Zn最高;土壤有机质结合态含量以Cu最高;土壤可交换态含量变异系数、土壤碳酸盐结合态含量变异系数及土壤Fe-Mn氧化物结合态含量变异系数以Ni为最大;土壤有机质结合态含量变异系数以Zn最大;土壤残渣态含量变异系数以Pb最大。土壤铁锰氧化物结合态铜和可交换态铜对土壤有效态铜含量影响最大;土壤可交换态镍含量对土壤有效态镍含量最大;土壤铁锰氧化物结合态铅和有机质结合态铅对土壤有效态铅含量影响最大;土壤可交换态锌和碳酸盐结合态锌对土壤有效态锌含量影响最大。     

川中典型丘陵区土壤砷和汞空间变异特征及影响因素分析

采集耕层（0～20 cm）土样325个,在ArcGIS9.0平台上运用地统计学方法研究川中典型丘陵区土壤中砷和汞含量的空间变异特征及其主要影响因素。结果表明,研究区土壤砷和汞含量分别为（8.57±0.175）mg.kg-1和（0.078±0.067）mg.kg-1,均未超过国家土壤环境质量一级标准。土壤砷含量在空间上整体呈环状分布,以西北部云绣-赵镇一带和中东部黄家乡-三溪-金龙一带呈现出2个高值中心（〉10.5 mg.kg-1）,并由这两个中心向北部和东南部两侧逐渐降低。汞含量整体也呈环状分布,但局部出现斑点、块状区域,高值中心（〉0.090 mg.kg-1）有4处,分别位于赵镇、西沟、白果及淮口附近,汞含量沿中心区向两侧逐渐递减。影响因素分析表明,土壤砷和汞含量总体呈现出灌溉水田最高,疏林地最低的特点。不同土壤质地间砷、汞含量差异显著,砷含量在粘土（10.09±2.93 mg.kg-1）中最高,汞含量在中壤土（0.112±0.120 mg.kg-1）中最高。此外,土壤pH值与砷、汞含量呈显著负相关关系,而土壤有机质与二者均呈极显著正相关关系。     

应用土壤-景观定量模型预测土壤属性空间分布及制图

以土壤-景观定量模型为基础的土壤制图方法在世界范围内得到了广泛研究。本文在皖南宣城的丘陵地带内选择研究区,从该区的数字高程模型(DEM)中获取景观信息:地形因子,定量地分析了土壤属性与地形因子之间的相关关系,并建立基于该关系的线性土壤-景观定量模型,最后应用该模型来预测土壤属性在空间上的分布并制图。结果表明:土体厚度和表层有机质含量与地形因子之间有着显著相关性;建立的线性回归模型分别能解释土体厚度、表层有机质含量空间变异的32.2%和35.3%;依据该模型预测的土体厚度和表层有机质含量具有较高的准确度,并能制图表达土壤属性在空间上的自然连续性。     

燃煤烟气对土壤-小麦系统中汞累积及分布的影响

为研究燃煤烟气对土壤-小麦系统中汞积累和分布的影响,在小麦苗期和成熟期采集河南省商丘市某燃煤电厂周围农田土壤和小麦植株样品,用ZYG-Ⅱ型智能冷原子荧光测汞仪测量样品中的汞含量。结果表明,小麦苗期和成熟期,土壤样品中汞含量没有超过土壤环境质量标准（GB15618—1995）二级标准的限值。燃煤电厂周围表层土中汞含量要明显高于深层土,呈表层富集现象,苗期小麦根的汞含量高于茎叶,其根、茎叶的汞含量与表层土的汞含量呈显著正相关。小麦从苗期到收获期,表层土、小麦根和茎叶的汞浓度升高。小麦从苗期到收获期,茎叶面积迅速增加,小麦叶片直接从大气中吸收燃煤烟气中的汞,使小麦茎叶通过叶面吸收的汞浓度增加,收获期燃煤电厂周围小麦各器官汞含量为茎叶〉根〉颖壳〉籽粒。成熟期小麦根的汞含量与表层土的汞含量呈显著正相关,而茎叶汞含量与表层土的汞含量无相关性。因此,燃煤烟气中汞沉降影响燃煤电厂周围种植的小麦各器官对汞的吸收和累积。     

Mercury in swedish forest soils and waters — Assessment of critical load

As a result of air pollution, the content of Hg in fish has significantly increased in a large part of Scandinavia and North America. In this paper, the occurence and fluxes of Hg in Swedish forest soils and waters are reviewed and synthesized. The main objective is to describe and evaluate the present transport of anthropogenic Hg from atmospheric deposition, through the terrestrial compartment and running waters to lake basins and also to comprehend the main factors influencing these fluxes. The transportation and distribution. of Hg in forest soils and waters is closely related to the flow of organic matter. The content of Hg in humic matter is higher in southern and central areas compared to the north of the country. Compared to background concentrations, the Hg content has increased in the southern and central part by about a factor of 4–7, while the overall increase in the north is by about a factor of 2 to 3. The increased content of Hg in forest soils may have an effect on organisms and biological processes in the soil. Regarding budget calculations for whole catchment areas and for the mor layer of the soil, a reduction of about 80% from present atmospheric wet deposition must be obtained to reach “critical load” with respect to conditions in Scandinavia.     

城市化进程中的土壤有机碳库演变趋势分析

土地利用方式变更引起的土壤碳库变化对全球温室效应、全球碳循环有重大的影响。基于1∶250000多目标地球化学调查数据,利用RS遥感影像和GIS统计技术,分析上海市的城市扩张格局及城市扩张进程中的土壤有机碳库演变趋势。根据上海地区1980、2000、2005年3期遥感影像分析,从1980年代开始,研究区城区面积快速扩张,城市生长以原市区为中心向周边扩展,1980~2005年间城市建设用地面积增加1 377 km2。研究区城区表层土壤有机碳分布呈现较大的空间变异性,城区表层土壤有机碳密度为(3.926±1.381)kg m-2,其均值是郊区的1.049倍,是乡村地区的1.255倍,随城市-郊区-乡村空间梯度演替,表层土壤有机碳密度渐趋降低,城区表层土壤呈现轻度积累;相较于第二次土壤普查农林生态系统,当前研究区城区表层土壤有机碳密度均值升高0.239 kg m-2,升幅6.48%。比较1980年前建城区、1980~2000年建城区、2000~2005年建城区与城市郊区土壤有机碳密度分布,新建城区由于土地利用方式变更强烈,土壤结构破坏,土壤有机碳密度基本上处于低值;随着城市用地年限的延长,城市生态系统的演化发展,土壤有机碳密度渐趋增大。研究提供城市化进程中的土壤有机碳库演变趋势信息,可为城市土壤固碳潜力研究提供数据支持,也为推动中国城市生态系统碳循环研究提供参考。     

三种有机物料对稻田土壤汞甲基化及水稻汞积累的影响

施用有机物料是水稻生产过程中提高产量的一条重要途径，明确有机物料的施用对糙米Hg积累的影响，对于Hg污染稻田的安全利用具有重要的指导意义。本研究采用盆栽实验，设置等量（3%，w/w）的油菜秸秆、猪粪和水稻秸秆生物炭，对比分析3种有机物料的施用对水稻产量及其对Hg在稻田系统的迁移转化的影响。结果表明，3种有机物料的施用均显著提高了水稻产量，但对土壤Hg甲基化和糙米Hg的积累影响则并不一致。油菜秸秆、猪粪和水稻秸秆生物炭处理下水稻产量分别提高17.6%、33.0%和39.9%。与相同水平土壤Hg处理相比，施用猪粪提高了土壤Hg的生物有效性，促进了土壤MeHg的生成，提高了糙米THg的富集系数，使糙米THg和MeHg的含量分别提高了34.5%和30.3%；施用油菜秸秆降低了土壤Hg的生物有效性，抑制了土壤Hg甲基化过程和水稻对Hg的富集，糙米THg和MeHg的含量分别降低了34.6%和36.2%；施用水稻秸秆生物炭降低了土壤Hg生物有效性和糙米THg的富集系数，糙米THg和MeHg的含量分别降低了46.9%和48.4%。因此，在Hg污染稻田中应慎重施用猪粪，可选择施用水稻秸秆生物炭和油菜秸秆，达到提高产量和阻控糙米Hg积累的双重效果。     

山东省青州市土壤养分元素有效量及其影响因素

为研究山东省青州市土壤养分元素有效量及其影响因素，通过系统采集分析390件表层土壤样品，获得了N、P、K、Cu、Zn、Mo、B 7种土壤养分元素全量和有效量以及pH和有机质数据，并对其进行了相关性和差异性分析。结果表明：研究区土壤Mo、B元素有效量低，总体表现为缺乏和较缺乏；N元素有效量背景值略高于临界值，分布不规律；P、K、Cu、Zn元素有效量变异系数均大于100%，呈现西低东高的空间分布趋势。相关性分析表明，N、P、K、Cu、Zn、B 6种元素全量与有效量呈显著正相关，测试的7种元素有效量与pH均呈显著负相关，N、K、Zn、B 4种元素有效量与有机质含量呈显著正相关。不同成土母质中，奥陶系和寒武系土壤pH、奥陶系土壤有机质含量显著高于全区，养分有效量在奥陶系土壤中总体较低。不同土壤类型中，粗骨土土壤pH和有机质含量显著高于全区，养分有效量在粗骨土中总体较低。研究区土壤养分元素有效量不仅与元素全量水平关系密切，同时受土壤pH和有机质含量的影响。     

基于不同模型的区域尺度耕地表层土壤有机质空间分布预测

研究不同模型对土壤有机质空间预测的性能差异对制定更加科学合理的采样策略、提升采样效率和提高土壤空间预测精度有着重要的指导意义。本研究将6496个土壤样点按8∶2的比例分层随机分成训练集与验证集,应用普通克里格、随机森林以及随机森林－回归克里格三种有代表性的数字化土壤制图（Digital Soil Mapping,DSM）模型,对河南省许昌市耕地表层土壤有机质含量及空间分布进行预测,对三种模型性能表现进行综合评价。三种模型输出的预测结果显示:研究区耕地表层土壤有机质含量水平一般,均值为18.70 ~ 18.81 g kg?1,变异系数0.15 ~ 0.17,属中等强度变异;空间分布总体格局为西北与西南部分山地褐土区、东南部砂姜黑土区表层有机质含量高,中北部脱潮土、石灰性潮土区表层有机质含量低。验证结果表明:三种模型性能表现无明显差距,预测精度基本一致,输出结果对研究区耕地表层土壤有机质变异解释百分比在33% ~ 34%之间,在相同和相近尺度土壤有机质空间预测案例研究里属中等水平。在协变量有限且样点分布较为均匀的情况下,普通克里格模型便于快速获得研究区目标变量的空间分布;如果协变量比较丰富且易于收集利用,或是进行空间预测的同时还需要甄别不同因素对目标变量的影响大小,则建议采用随机森林模型;协变量有限,但样点密度较大时,随机森林－回归克里格模型可能是对目标变量进行空间预测的不错选择。     

中国农田表土有机碳含量变化特征——基于国家耕地土壤监测数据

通过对299个国家级耕地土壤监测点20余年数据的统计分析,评价了我国农田表土有机碳含量变化情况和固碳潜力。结果表明,全国约80％试验点有机碳年平均相对增长率（Average relative annual increment,ARAI）在-1．5％～7．5％。中国农田表土有机碳含量整体呈上升趋势。东北、华北等6个地理区域分析得出,华北、华东、西南农田表土有机碳含量显著增加;华东地区有机碳增加的农田面积占全国农田比例最大,东北最小。旱地和水田有机碳含量增加显著;水田有机碳增加的试验点所占比例大于旱地;对ARAI与初始有机碳含量进行相关分析得出,我国旱地和水田有机碳潜在储存能力估计值分别为17．2和27．7g·kg^-1。农田土壤类型中水稻土和褐土有机碳含量增加显著;黑土有机碳含量下降样本所占比例最高。对我国各典型种植制度分析得出,双季稻、麦-稻、麦-玉、单季小麦种植制度下农田有机碳有了显著增加;麦玉轮作较其他种植制度的农田有机碳年平均相对增长率高。     

Heavy metal concentrations and correlations in rain‐fed farm soils of Sifangwu village,central Gansu Province,China

Concentrations of copper (Cu), lead (Pb), cadmium (Cd), chromium (Cr), mercury (Hg), arsenic (As), organic carbon (abbreviated to OC) content and pH were measured in rain‐fed farm soils collected in Sifangwu Village which is located central Gansu Province, Northwest China. Concentrations of Cu, Pb, Cd, Hg and As are higher than the background values in grey calcareous soil. Cd concentration exceeds the Threshold of Secondary Environmental Quality Standard for Soil in China by 261 per cent. By bivariate analysis, it was found that OC does not correlate with heavy metal in the village. This is due to the semiarid conditions and agricultural activities. Principal component analysis (PCA) was used to assess the soil data, applying varimax rotation with Kaiser Normalization. The result shows that the data set is defined for three latent components. 1) PC1, which consists of Cu and Cr, and what is characterized as a component subject to strong lithological influence. 2) PC2, dominantly loaded by OC, Pb and Cd, is linked to agricultural influence, i.e. fertilization and cultivation. 3) PC3, the heavy metals Hg and As, in this component are from aerial deposition, thus this PC is named the atmospheric factor. Because PC1 explains 45·026 per cent of total variance, the source of the heavy metal in topsoil in the study area is assumed to be mainly derived from the lithology. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.