中子活化法测定土壤中的微量元素

土壤中的微量元素是指土壤中含量很低的化学元素,或其中具有生物学意义的元素。土壤中微量元素的研究,除了土壤学和生物学的意义外,对于地学、环境科学、医学等也有重要意义。因此,在有关上述学科的各项科研丁作中,常常需要正确测量土壤中各种微量元素的含量。     

土壤和植物中元素含量的Zipf法则描述

土壤中含有人类已经发现的大多数化学元素,构成了植物矿质营养的主要来源.植物体内元素的种类也高达70余种,其含量从10-16到10-1,差异巨大.如果把土壤的化学组成和植物体内必须营养元素组成加以比较,可以看出两者之间存在相当大的差别.其中一些元素在土壤中的含量很高,但植物的需求量很低,如Si、Al、Fe等;而另一些元素在土壤中含量很低,但却是植物需求量较多的元素,如N、P、S;正是这些差异构成了土壤化学组成和植物营养之间关系的基础[1].元素的原子序数即核电荷数决定了元素的内在性质,一般的土壤和植物分析结果也表现出原子序数越大的重金属元素,其在土壤和植物中的含量也越低.Zipf法则由于具有普适性的特点,已被广泛地应用于离散型分布的研究[2],为了解土壤与植物中元素含量与元素原子序数之间存在的关系,利用Zipf法则对土壤与植物体内元素含量与原子序数之间的关系进行了研究.     

用机械组成估测土壤中重金属的含量

采用逐步回归分析的方法,建立了天津地区土壤粒级含量与土壤重金属元素含量的数学模型,并用部分实测资料对预测模型进行了验证;效果比较理想。因此,在土壤母质来源相同的地区可以利用已建立的数学模型预测土壤中重金属元素的含量。     

四川成都经济区土壤腐殖质重金属元素含量特征研究

通过对四川成都经济区16件土壤样品腐殖质组成及其各组分中重金属元素含量的分析表明,胡敏素是土壤腐殖质的主要组成部分,富里酸和胡敏酸次之。土壤腐殖质中重金属元素含量占土壤全量20%～44%,是土壤重金属污染元素主要存在方式。重金属元素在腐殖质不同组分中的含量具有很大的差异,Cr主要赋存在胡敏素中,Cd、As、Cu、Zn等元素主要赋存在富里酸中。各重金属元素在腐殖酸中含量较高,富里酸中的含量均大于胡敏酸,其机理是富里酸对重金属元素的络合是腐殖酸与重金属相互作用的主要方式。     

不同土地利用方式对贵州岩溶土壤微量重金属元素含量的影响

利用地统计学的方法,对贵州水城岩溶盆地复合土地利用方式下土壤微量重金属元素含量的时空变异进行了研究。结果表明:贵州水城盆地岩溶土壤微量重金属元素含量的变化与不同的土地利用方式时空上的变异有很好的一致性。盆地中工业区往往成为土壤微量重金属元素迁移富集的高值中心,而受人类活动影响较小的自然林区则基本保持了原始状况成为低值中心。因此合理进行土地利用对保护土壤和岩溶地下水免受污染具有重要的意义。     

黄土高原苹果园土壤和叶片养分状况分析——以陕西省黄陵县为例

为了解黄土高原苹果园肥力状况,在大量调查研究的基础上,结合GIS采集苹果主产区黄陵县的304个苹果园的土壤和叶片样品,测定分析土壤有机质、全氮、速效氮、p H、速效磷、速效钾、CEC及有效铁、锰、铜、锌的含量和叶片全氮、全磷、全钾及微量元素的含量,并根据土壤和叶片相应的评价标准对其进行丰缺评价。结果表明:该地区土壤有机质含量很低,72%的果园未达到绿色食品土壤肥力指标的正常值含量;土壤和叶片氮含量较低,磷和钾含量较高,其需肥顺序为氮钾磷;该地区微量元素含量较低,在以后的生产中需多施微肥。通过对土壤养分进行相关性分析,得知土壤有机质含量的提升有利于土壤中大量元素的有效养分增加。从土壤和叶片养分间的相关性分析得知,仅土壤钾和叶片钾呈负相关,而其余元素全部呈正相关,由此得出通过提升土壤中某元素的含量可以使得叶片中相应元素含量相应增加,而元素钾无此效应。     

贵州开阳地区新元古代灯影组白云岩风化成土剖面微量元素地球化学特征

硒是人体必需的微量元素,土壤中的硒含量受基岩的控制,研究土壤中硒的分布情况,对合理开发利用土地资源具有重要意义。通过对开阳地区红粘土剖面的结构、颜色、微量元素、稀土元素分布特征研究,提出红粘土层可划分为两层:底部为暗紫褐色粘土,含有很高的Se元素及其它微量元素和稀土元素;顶部为紫红色粘土-灰黄色粘土,Se元素以及其它微量元素、稀土元素含量较低。基岩是红粘土剖面中硒元素的物质来源,其是土壤中硒含量的主要控制因素,另外,Fe含量、pH值、有机质也是微量元素包括硒元素、稀土元素富集的重要的控制因素,硒元素在铁质层和红粘土底部超常富集,这两层中硒含量分别是中国土壤硒平均含量的14.35倍和34.78倍。     

有色金属采选冶基地周边土壤中重金属纵向分层研究

土壤中重金属元素的纵向分布特征是土壤自身理化性质和外界环境影响下的综合反映,探寻这个特征对于了解土壤中重金属污染程度和研究修复治理技术意义重大。本研究通过对大型有色金属采选冶企业下风向7种不同土地利用类型的土壤进行纵向采样分析,对重金属元素Zn、Cu、Pb、Cr的纵向分布及累积指数进行了研究,为进一步探寻重金属元素的环境行为及来源,了解重金属污染现状,制定修复方法提供技术参考。研究结果表明:研究区域土壤中重金属含量整体上受到了外源干扰,不同用地类型与不同深度土层重金属含量大小关系不一,证明了不同植被与不同土壤性质对重金属迁移有影响;研究区域重金属整体下移较为活跃,Cr元素表现最为明显;土壤样本中重金属含量均高于内蒙古土壤背景值,重金属元素有不断富集的趋势。     

成都盆地浅层土壤中元素来源研究

分形与多重分形已逐渐渗透到环境地球化学调查与评价领域,已有众多学者证实土壤及水系沉积物中元素含量的分布具有分形/多重分形性质。如何通过分形/多重分形模型来深入研究元素含量的空间分布特征并探究其来源问题,具有重要的理论和实际意义。本文通过浓度-面积分形方法,配合基本统计量、富集因子以及多元统计聚类分析对成都盆地12400km2范围内3061个浅层土壤样品和832个深层土壤样品中8种重金属元素及N、P、K、U等的分布模式及来源进行了初步探讨。结果显示,重金属等元素含量在成都盆地浅层和深层土壤中均具有多重分形特征,不同的分布模式能较好的判断表层土壤中元素的来源等问题,所得结果与传统统计学分析结果相吻合。该探索以期能为生态环境地球化学调查与评价提供新的视角。     

天山山地土壤中微量元素的含量与分布

天山山地土壤中微量元素含量是比较丰富的。全量含量大多超过我国和世界土壤平均含量。有效态元素含量差异较大,但多数元素含量都超过已知临界值。在分布规律上全量元素垂直差异较明显,但水平上差异不明显,有效态元素的分布某些元素与有机质含量成正相关和全量元素之间无明显的相关性。锶元素在土壤的垂直分布中比较特殊。在动植物体中的生理作用尚需继续深入研究。山地土壤中除锰、锌的有效态含量在剖面中受有机质影响使上下层变化较大之外,其它元素则与母质相似,但土壤类型、质地、pH以及氧化还原电位等因素的影响也是不可忽视的。     

基于WebGIS的中国土壤信息查询系统研究

国家尺度土壤信息系统的建立对于全国和区域的土壤学及相关学科的研究具有重要意义.本研究收集长期积累的各种土壤图和土壤属性图资料,利用WebGIS技术,以ArclMS作为土壤地图数据发布平台,结合相应的数据库技术,建立了中国土壤信息查询系统.系统分为4个部分,分别提供了全国土壤的类型分布、基本属性、养分元素含量和微量元素含量在多个尺度下土壤信息的查询.系统提供的SQL查询功能可以根据用户的研究需求灵活地构建查询表达式进行查询,区域查询功能则可以查询在全国和各个行政区域内土壤类型或土壤性质的各个类型或等级(含量)分布的总面积及其占该行政区域面积的百分数.用户可以通过友好的交互性界面便捷地查询到尽可能多的土壤信息.     

苏南某市农田土壤有毒有害元素分布状况及影响因素

本研究选择工业化与城市化水平较高,且工农业经济发展水平相对较平衡,具有蔬菜种植较长历史的苏南某市为试点区,重点探讨农田土壤重金属污染状况与分布规律,以及土壤利用方式、轮作方式、作物品种及种植年限对土壤重金属污染状况及分布规律的影响。研究结果表明供试区土壤中各种重金属含量离散较大,Hg、As、Pb、Cr、Cd、Cu含量范围分别为0.05~2.35、4.28~42.90、22.50~106.50、49.80~101.70、0.09~2.16和15.00~125.40mg/kg。试区土壤有毒有害元素Cd、Pb、Cu及Zn比杭州近郊土壤中的含量低,Ni含量较高;除Cu外,试区土壤有毒有害元素含量(均值)As、Cd、Pb和Zn含量均低于香港菜园土;轮作方式和不同作物的种植对土壤中部分有毒有害元素的积累有一定的影响,但影响并不突出;蔬菜种植年限对土壤中有毒有害元素的积累有明显的影响作用,轻度熟化菜园土中有毒有害元素的含量明显高于中等熟化菜园土。     

不同种植年限下山银花产地土壤及花蕾重金属污染特征

以喀斯特山区不同种植年限山银花及其产地土壤为研究对象,并以附近荒地土壤作为对照,通过野外调查和室内分析,测定了绥阳县不同种植年限土壤和山银花的重金属含量,并应用单因子污染指数和综合污染指数法,对土壤和山银花中重金属含量进行评价分析。明确了不同种植年限山银花及其产地土壤重金属含量水平,揭示了种植年限对土壤中重金属含量的影响及土壤重金属污染的程度,分析了土壤中Cr,Cd,As,Pb,Hg和Cu与花蕾6种重金属元素的相关关系。结果表明:随着种植年限的增加,土壤中Cu,Cr,Cd和As含量均有不同程度的增加,Hg变化不明显,Pb含量降低,总体综合污染指数为0.72,处于警戒线等级;山银花重金属平均含量和污染指数随种植年限的增加而增加,但均未超标,处于安全等级和警戒线等级;土壤中Cr,Cu,As之间存在极显著正相关性,Pb与Cr,Cu,As均存在显著负相关性,土壤中Cu,Cr,Cd和As与山银花中6种重金属元素均存在显著或极显著的正相关性,土壤中Hg和Pb与花蕾中各重金属元素存在不同程度的负相关性。本项研究对于了解种植山银花对土壤环境的效应、防控产地土壤重金属污染、保障山银花品质,具有重要的意义。     

三峡库区脐橙生长元素农业地球化学研究

利用田间试验研究了三峡库区福罗斯特脐橙(Citrus.sinensis)体内营养元素(N、P、K、Ca、Mg、Zn、Mn、Cu、Fe)的分布特征及其农业地球化学行为。结果表明:大量元素中,树干(枝)Ca含量最高,花器官中K含量最高,根系与叶片中大量元素含量分布基本相同,大量元素在脐橙中的含量分配与土壤中的分配基本一致,均为脐橙强烈摄取元素;微量元素Zn、Mn、Cu为中等摄取元素,Fe为极微弱摄取元素,土壤背景为营养元素的主要控制因素。叶、花、根为大量元素与微量元素较为富集的器官,而树干、果实对各营养元素的富集程度较弱。该地区土壤具有缺N、少P、富K的特点,因此需合理调整有机、无机肥的比例,提高土壤N、P的供应量。     

合肥地区土壤中Zn元素的缓变型地球化学灾害特征

为了给土壤重金属污染提供定量依据,该文在缓变型地球化学灾害基本模型的基础上,基于土壤中Zn元素含量实测数据,分别研究了合肥大兴镇地区和义城镇地区土壤中Zn元素的缓变型地球化学灾害特征并进行了对比,确定其数学模型.研究结果显示,大兴镇地区土壤中zn元素有从可释放态向有效态(TRCPzn→ZnE c)释放转化的趋势,其缓变型地球化学灾害临界值为70.333 mg/kg,约22.6%面积的土壤具有爆发Zn元素缓变型地球化学灾害的可能性.而义城镇地区土壤中Zn元素还不具有爆发缓变型地球化学灾害的可能性.     

安徽明光地区白浆化土壤溶液的元素组成与迁移特征

以安徽省明光地区白浆化土壤为例,分析土壤溶液元素的组成与迁移特征。认为土壤渗漏液呈微酸性,与相应土层基本接近。渗漏液中测出的元素有H+、K、Na、Ca、Mg、Si、AI等,而Fe、Mn、P含量很少。以Si的浓度占绝对优势,在28.8532.79mgL-1之间。土壤溶液元素的垂直变化规律可以用元素的淋淀系数来表示,K、Na、Ca、Mg、Si的淋淀系数大于100,表明这些元素被淋失。Si淋淀系数在100104之间,表明可能淋出土体或部分在底部淀积。AI的淋淀系数全年都小于100,表明土壤溶液的AI发生淀积。深入研究渗漏液元素成分对认识土壤矿物的破坏具有重要意义。     

开封市土壤地球化学元素分布特征研究

土壤的元素构成及含量与土壤质量有密切的联系,土壤地球化学元素的分布特征研究对农业区域发展规划具有重要的参考价值。该文以开封市土壤为研究对象探讨了28种土壤地球化学元素的分布状况。研究采用统计分析、地统计分析、综合比较等方法,找出了研究区内土壤地球化学元素的分布特征。结果表明,开封市表层土壤多数地球化学元素空间自相关性强;水平方向上,不同质地的土壤元素含量差异明显;纵向上,表层土壤地球化学元素区域富集系数普遍偏低,而N、P、K、Corg及重金属元素受人类活动的影响较大表现出局部富集;开封表层土壤多数地球化学元素含量平均值比河南省和全国背景值低,而CaO、MgO、Corg、Na2O、Al2O3含量平均值明显比全国背景值高。     

恩施典型富硒区土壤硒与其他元素组合特征及来源分析

硒是重要的人体和动物必需微量元素之一,在功能农业发展中起着重要的作用。为了研究高硒土壤中硒与其他元素组合特征及来源,从而支撑富硒资源的安全有效利用,本研究在恩施市沙地乡系统采集并分析了200个表层土壤样和2组土壤垂向剖面样品,运用统计学工具进行了聚类分析和因子分析。结果表明:研究区表层土壤硒含量平均值为1.88 mg/kg±2.51 mg/kg,明显高于全国表层土壤硒含量平均值。研究区土壤元素组合特征可分为三类,第一类中硒与钼、钒、铬、镉和镍等元素具有较强的伴生关系,与黑色岩系分布密切相关;第二类为三氧化二铝、铅和砷等元素/氧化物,与土壤中黏土矿物有关;第三类为钙和锶等元素,表明该同族元素的地球化学性质具有相似性。因子分析结果进一步证实了土壤硒和镉伴生主要发生在黑色岩系,不同成土母质硒等元素差异较大。     

粉煤灰施入砂姜黑土对麦田重金属元素分布影响的研究

采用盆栽试验方法 ,研究了粉煤灰施入砂姜黑土的改良效果及Cd、Cr、Pb、Hg和As等重金属元素在小麦各部位的积累与分布。结果表明 :粉煤灰施入砂姜黑土可以降低土壤容重、比重及土壤粘粒含量 ,增加孔隙和土壤渗透系数。被吸收的重金属元素主要分布在根系中 ,其次是叶片 ,在茎杆、叶鞘及籽粒中的分布极少。根系对Cd和As具有富集作用 ;籽粒中Cd、Cr、Pb、As随用灰量的增加而增加 ,Hg则减少 ,但在 3 6× 10 4kg/hm2 的用灰量范围内 ,5种重金属元素在籽粒及土壤中的含量均在安全标准之内     

三峡库区土壤营养元素分布特征研究

三峡移民工程中土地资源的合理规划利用需要建立在查清区域土壤营养元素背景及分布特征的基础之上,作者利用多目标地球化学调查方法,通过野外实地调查、大面积系统性采集土壤表层样品、测试分析、数理统计,探讨了三峡库区表层土壤中N、P、K、Ca、Mg、S、B、Fe、Mn、Mo、Cl等植物生长必需元素在不同土壤类型中的含量分布特征,以紫色土为例探讨了不同分布高度、不同坡度、不同植被条件对其元素含量分布的影响。结果表明:石灰土是营养元素最丰富的土壤,黄壤是营养元素最低的土壤。母岩对土壤元素分布影响明显,灰岩母岩区土壤营养元素最丰富,砂岩母质区土壤养分元素含量最低;同为碎屑岩类的泥岩、粉砂岩、杂砂岩、砂岩母岩区的土壤相比,泥岩类母岩区的土壤养分元素含量相对较高,粉砂岩母岩区土壤养分元素含量居于泥岩与砂岩母岩区土壤之间。随紫色土分布区地形坡度变化,紫色土Ca、Mg、K元素含量无规律性变化,但随地形坡度变缓,N、S、Mo含量明显增高,Fe、Mn、P含量有增高的趋势;随海拔高度降低,紫色土P、S含量增高,Mn、Mo含量有增高的趋势,而其他元素含量无规律性变化。紫色土在相同的母质、气候及相似的地貌条件下,植被覆盖类型不同,土壤中不同元素分异特征差异明显。总体来说,土壤类型是土壤元素分布的主要控制因素,不同土壤类型的元素含量差异十分显著;不同母质来源的土壤元素差异性显著;紫色土的元素分布除受土壤类型控制外,还受地形坡度、高度、植被条件等其他因素的影响,但不同元素受影响的因素及程度不同。