泾河上游全新世黄土-古土壤序列微量元素分布特征及环境变化

在野外考察的基础上,对泾河上游赵家村全新世黄土-古土壤剖面进行系统采样,利用X-Ray荧光光谱仪测定了Ba、Zn、Cu、Pb、Cr、Rb、Sr、Co、Th、Zr等10个微量元素的含量及其变化,并与磁化率、粒度进行了相关性分析,研究表明大部分微量元素如Ba、Zn、Cu、Rb、Co、Th、Zr在古土壤层(S0)中富集,而在马兰黄土层(L1)中含量较低; 而Pb、Cr、Sr在古土壤层中含量低于马兰黄土层.同时,微量元素Ba、Zn、Cu、Rb、Co、Th、Zr与磁化率、黏粒(<0.005 mm)含量呈正相关,与粗粉沙(0.01～0.05 mm)含量呈负相关; 而元素Pb、Cr、Sr与黏粒、磁化率呈负相关,与粗粉沙呈正相关关系.在古土壤成壤改造过程中,由于有机质含量显著增加,络合-螯合作用增大,加之黏粒胶体的吸附作用,导致大多数微量元素在古土壤层的相对富集; 而元素Cr性质稳定,在整个剖面的波动较小; Sr含量在全新世黄土层(L0)和表土层(TS)中逐渐升高,主要是由于气候暖干化日趋严重,表土层碱性增强,CaCO3淋溶作用明显减弱; Pb元素在表土层含量较高的主要原因是工业"三废"排放、金属采矿和冶炼、煤炭和石油的燃烧以及汽车尾气排放等人类活动的干扰.     

关中东部全新世黄土——古土壤序列微量元素分布特征及意义

X-荧光光谱仪、磁化率仪和激光粒度仪对尧禾村(YHC)全新世黄土-古土壤序列的微量元素、磁化率、粘粒(<5μm)含量进行了测量。将磁化率曲线、粘粒曲线、Rb/Sr变化曲线和Ba/Sr变化曲线进行了对比分析发现:YHC剖面的磁化率曲线、粘粒曲线、Rb/Sr曲线和Ba/Sr曲线具有高度的同步同向变化趋势,可很好的指示研究区域内全新世的气候变化。而元素的含量变化是该区域气候变化的结果,其中Pb元素在黄土中的含量明显高于古土壤层,属于淋失性元素。Mn、Cr、Cu、Zn、Co、Ti元素在古土壤含量高于黄土层,属于富集性元素。     

淮河上游全新世黄土-古土壤序列元素地球化学特性研究

在野外考察研究的基础上,对河南禹州全新世风成黄土-古土壤剖面系统采样,利用X-荧光光谱仪测定了常量元素和微量元素的含量及其变化,并与磁化率曲线、粒度变化曲线对比分析发现:常量元素氧化物比值钾钠比、残积系数和以Rb为代表的微量元素含量等随剖面层次呈规律性变化,即在古土壤层(S0)中含量最高,表土层(MS)中次之,在黄土层(L1、Lt、L0)中最低。硅铝率和Sr的含量表现出相反的变化规律。表明在全新世古土壤层和表土层形成时期,气候温暖湿润,成壤作用和次生粘化作用较强;在黄土堆积时期,气候比较干旱,沙尘暴频繁,成壤作用微弱。这些化学参数与磁化率曲线可以进行对比,表明成土过程中元素的迁移变化受全新世以来气候变化和成壤环境变化的控制。与黄土高原腹地的洛川剖面相比,淮河上游禹州剖面中绝大多数常量元素的含量较高,而绝大多数微量元素的含量偏低,磁化率也显著偏低,绝对值差别很大,粒度组成当中细沙成分含量很高,这说明淮河上游黄土物质来源与黄土高原地区明显不同。联系全新世时期黄河频繁泛滥、改道、沉积与黄淮平原盛行东北风形成流沙地的事实,认为淮河上游的黄土是黄河泛滥沉积物质经过风沙活动改造,由东北风力系统搬运而来的近源粉尘堆积,再经过就地风化或者成土改造而形成。     

关中盆地全新世黄土-土壤剖面微量元素的地球化学特征及其古气候意义

通过对老官台全新世黄土剖面12种微量元素的测定分析,结合本剖面已测定的粒度、磁化率、光释光(OSL)年龄,研究和揭示了它们在表生环境下的地球化学特征和古气候意义。微量元素在风化成壤过程中,其活动性由强至弱顺序为BaSrCdPbLiZnCuCrMnCoRbNi。其中Rb、Li、Cr、Co、Zn、Cu、Mn、Ni八种元素在土壤形成过程中相对富集,含量较高;Sr、Ba、Cd三种元素在土壤中相对淋失,含量较低;但Zn、Cu、Mn、Ni、Pb五种元素对黄土层和土壤层的区别不是很明显。因此,Rb、Li、Cr、Co的高含量反映了较温湿的成壤环境,低含量反映了较冷干的粉尘加积环境;而Sr、Ba、Cd低含量反映了较温湿的成壤环境,高含量反映了较冷干的粉尘加积环境。Pb、Zn、Cu、Mn、Ni、Cd元素含量在表土层中的富集主要与现代耕作活动或工业污染有关,反映了人类活动强度的不断增强。LGT剖面主要微量元素的变化清楚地记录了关中盆地自末次冰消期以来气候环境经历的显著波动变化。     

川中丘陵区农村生活污水资源化利用后的土壤养分特征

[目的] 探究川中丘陵地区施用经无害化处理的生活污水后，不同类型土壤在不同深度土层中各养分指标的变化特征，为农村生活污水的无害化处理和资源化利用提供科学支撑。 [方法] 对三格化粪池处理后的农村生活污水进行资源化利用。在耕地中设置G₀(37.5 L/m²)，G₂(75 L/m²)，G₀(空白)3种施用处理；在林地中设置L₁(37.5 L/m²)，L₂(75 L/m²)，L₃(112.5 L/m²)，L₀(空白)4种施用处理。结合层次分析法(AHP)与主成分分析法(PCA)对各养分指标权重进行计算，对各处理在不同深度土层中的施用效果进行综合评分。 [结果] 在生活污水不同的资源化利用处理除L₃土壤养分评价等级为“良”外，其余处理皆为“优”。各处理下，耕地中各深度土层养分评价得分排序一致表现为：G₁＞G₀＞G₂；林地中0-20 cm土层表现为：L₀＞L₂＞L₁＞L₃；20-40 cm土层表现为：L₁＞L₀＞L₂＞L₃。耕地施用对提升土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、速效钾有明显的效果；林地少量施用对提升20-40 cm除速效钾外其余土壤养分的效果较好。 [结论] 短期来看，在农村生活污水资源化利用时，适量的施用可改善耕地土壤的养分，对于林地无需施用土壤养分就可较好保持。     

豫中黄土地区全新世土壤剖面成壤环境变化研究

通过对河南新郑黄土-土壤剖面的野外考察及室内的磁化率、烧失量、碳酸钙及粒度分析研究,认为:豫西山地山前丘陵台地的完整黄土-土壤剖面,是在气候波动变化的条件下形成的。全新世气候的变化,导致了以风尘堆积为主的成黄土期与以风化成壤作用为主的成壤期互相更迭。在全新世早期,风尘堆积旺盛,形成了过渡性黄土层(Lt),在8500aB.P.～3100aB.P.的全新世大暖期,发育了浊红棕色古土壤(S0)。这一时期降水丰沛,土壤水分充足,导致了古土壤层(S0)及其以下的过渡层(Lt)、马兰黄土层(L1)顶部都受到了明显的淋溶作用影响,而完全脱钙。3100a B.P.之后,气候恶化,沙尘暴活动显著增强,加之黄河下游人类活动影响不断加剧,黄泛平原风沙活动十分强烈,风尘堆积形成了沙质黄土(L0)。1500aB.P.以来,近代黄土持续堆积,由于气候的转暖与人类农业耕作影响在持续堆积的近代黄土L0表层形成了现代土壤(TS)。     

广东北江第四纪沉积物发育土壤的矿物特性

本文分析了粤北武水、北江、横石水和连江各级阶地及河漫滩上各时代沉积物发育土壤的粘粒矿物和原生矿物。结果表明,不同河流流经地区不同,物质来源不同,其矿物组成有别;同一河段,形成于早更新世的三级阶地(T₃)上的土壤矿物组成与形成较晚的各级阶地差异甚大,这是母质来源和风化成土条件不同所致;二级阶地(T₂)、一级阶地(T₁)及河漫滩(T₀)上的土壤矿物相似,只是风化程度有异,随着阶地升高,形成年代愈老,富铝化程度愈强烈;但各级阶地之间差异程度不均等,T₂至T₁之间变幅大,T₁至T₀之间差异较少,这是时间因素和古气候波动性叠加所致。     

汉江上游汉中段河流表层沉积物重金属污染风险评价

通过监测汉江上游汉中段河流表层沉积物重金属Pb,Cu,Zn,Cd,Cr的浓度,分析了各元素的含量分布特征,并选用Hakanson生态风险指数法对研究区进行了环境风险评价。结果表明,汉江上游汉中段各监测点重金属富集顺序为:Cd >Zn >Pb >Cr >Cu。单个重金属的污染指数C_fⁱ显示,汉江上游汉中段监测点仅有Cu的含量均值为0.83,小于1,为轻微污染;Pb,Zn,Cd,Cr的均值分别为1.06,1.25,1.33,1.02,略大于等于1,处于轻微污染以上水平,达到中度污染水平。综合分析多项重金属污染系数C_d,单项重金属的潜在生态风险系数E_rⁱ和多种重金属的生态系统的潜在生态风险指数I_R可知,汉江上游汉中段各监测点沉积物重金属污染属于轻微生态危害。     

Effects of Different Lead Compounds on Growth and Heavy Metal Uptake of Wetland Rice

Effects of different lead compounds, PbCl₂, Pb(NO₃)₂ and Pb(OAc)₂, on the rice growth and uptake of lead and some microelements by wetland rice were studied. The results showed that the seed germination, rice seedling growth, chlorophyl content, grain yield and uptake of Pb, Cu, Zn, Fe and Mn by rice plant were affected by the chemical forms of Pb compounds added in soil to a certain degree. The germination rate and the amount of chlorophyl decreased remarkably with increasing Pb concentration, the root extension was restrained obviously by the presence of Pb, and the effect of PbCl₂ was more evident than that of Pb(NO₃)₂ or Pb(OAc)₂.     

铅锌矿废弃地尾矿砂对银合欢幼苗定居的影响

研究了广东省仁化县韶关凡口铅锌矿废弃地尾矿砂对银合欢(Leucaena glauca)幼苗定居的影响。结果表明，尾矿砂中Pb、Zn、Cu、Cd等重金属含量极高，Pb、Zn比对照土壤高100倍左右，Cu、Cd高4～5倍，植物对重金属的吸收、积累量较大，且多集中于根部。尾矿砂中硝态氮(NO^-₃-N)和铵态氮(NH⁺₄-N)含量很低，仅为对照土壤的13%～23%。银合欢幼苗在尾矿砂中能生长，但其叶片光合色素含量较少，株高、复叶数、植株干物质量等生物量显著降低，这主要是由于重金属含量过高导致根系活力降低，限制了植物对水分和营养物质的吸收，其次是土壤贫瘠的影响。     

新乡市大棚菜田土壤重金属积累特征及污染评价

采用微波消解-ICP-AES技术,测定不同种植年限大棚菜田土壤样品中As、Pb、Zn、Cd、Cr、Mn、Ni、Cu等重金属的含量,研究不同种植年限与大棚菜田土壤重金属累积的相关性以及大棚菜田土壤重金属累积特征,并利用地积累指数法进行污染评价。结果表明:大棚菜田土壤重金属Zn、Pb、Ni、Mn和Cu的含量与种植年限具有极显著相关性;大棚菜田土壤中重金属Cd和Cr的含量与种植年限不相关。重金属元素间相关性分析表明,Zn与Pb、Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Pb与Cd、Ni、Mn、Cr、Cu,Cd与Ni、Mn、Cr,Ni与Mn、Cr、Cu,Mn与Cr、Cu具有污染同源性,Cu与Cd、Cr不具有污染同源性。地积累指数法污染评价结果显示Cd的污染等级达到了6级,已构成了极严重污染;Zn和Cu的污染等级达到2级,已构成了中度污染;Pb、Mn的污染等级达到1级,已经构成了轻~中度污染;As、Ni、Cr均未构成污染。     

洛川苹果林地重金属分布特征和污染评价

通过取样调查和试验分析,选用As、Cr、Cu、Ni、Pb,Zn、Mn、Co.V等9种重金属元素研究了洛川苹果林地典型剖面(LC剖面)的重金属分布特征,并利用地累积指数法、重金属富集指数法、重金属潜在生态危害指数法,对洛川苹果林地重金属的污染状况和金属元素富集规律进行了初步研究.结果表明:As、Cr,Ni、Mn、V含量变化走势基本相同,总体上由表层向下波动递增,Cu、Pb、Zn、Co4元素含量垂向变化特征基本相似,由表层向下总体呈先减少后增多趋势;除Pb和Zn外,As、Cr、Cu、Ni、Mn,Co和V均有一定程度的富集.As的生态危害指数(Eri)较高,在9种重金属元素中最大,潜在生态危害指数(RJ)为39.9,但小于轻微生态危害的阈值150,表明该区苹果林地重金属尚未构成污染危害.     

宝鸡市某工业园区灰尘重金属含量、形态及生态风险分析

利用X射线荧光光谱法(XRF)和原子荧光分光光度法(AFS)分析了宝鸡市某工业园区灰尘中重金属的含量。结果表明,宝鸡市某工业园区灰尘中As,Co,Cr,Cu,Hg,Mn,Ni,Pb和Zn的平均含量分别为23.3,16.4,1 591.8,178.2,0.243,346.5,40.2,1 586.2和1 918.8mg/kg,其中,Cr,Cu,Hg,Pb和Zn累积比较明显;铅锌冶炼厂周边灰尘中As,Cu,Hg,Pb和Zn的含量高于电厂。采用修正BCR法(欧洲共同体标准物质局)和原子吸收分光光度法(AAS)研究了灰尘中重金属的形态特征。结果表明,灰尘中Cu主要以残渣态和可氧化态的形式存在,Pb主要以可还原态的形式存在,Zn主要以乙酸可提取态的形式存在,Mn和Co主要以乙酸可提取态和残渣态存在,Ni和Cr主要以残渣态存在。灰尘中Pb,Zn,Co,Mn和Cu有55%~85%可以发生移动,易被生物利用,危害较大。潜在生态风险评价表明,灰尘中重金属的污染及潜在生态风险达到严重水平,铅锌冶炼厂周边灰尘中重金属的污染和潜在生态风险高于电厂。     

Dissolution of magnetite and redistribution of heavy metals in urban soils (model experiment)

Technogenic magnetite in urban soils is extremely various in properties. Its particles strongly differ in magnetic susceptibility and degree of association with heavy metals. In the city of Perm, particles of magnetite enriched with different heavy metals are precipitated, which indicates different sources of technogenic magnetite within the limits of the city. The dissolution of magnetite and the effect of this process on the behavior of heavy metals have been simulated by the magnetochemical method. In strongly magnetic soils, the dissolution of highly magnetic macrocrystalline magnetite is accompanied by the dissolution of heavy metals: Cr, Mn, Ni, Zn, Pb, and Cu. The secondary precipitates of hydroxides of iron and heavy metals (predominantly Pb, Cu, and Ni) are formed relatively rarely, mainly in weakly magnetic soils, where slightly magnetic and dispersed magnetite is present. In cities, the dissolution of magnetite is favored by the added salts and organic acids released by plants.     

宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤重金属污染研究

通过野外采样和实验室分析,在分析土壤基本理化性质的基础上,重点研究宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤中重金属元素的含量和形态特征,并进行了污染评价。结果表明,宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤中Cu、Pb、Zn、Mn、Co、Ni、Cr的平均含量分别为31.8、41.3、102.6、704.6、14.4、37.4、83.2mg·kg-1,均高于陕西省和全国土壤元素背景值,尤其是Cu、Pb和Zn。土壤中Cu、Zn、Ni和Cr主要以残余态的形式存在,Pb、Mn和Co主要以可还原态和残余态的形式存在,重金属的迁移顺序为Mn（63.91%）〉Pb（60.08%）〉Co（51.70%）〉N（i37.12%）〉Zn（32.09%）〉C（r30.58%）〉Cu（19.95%）,其中,Mn、Pb和Co有50%~65%可以发生迁移,易被生物体利用,危害较大。评价结果表明,宝鸡长青镇铅锌冶炼厂周边土壤主要受到了Pb的轻度污染。     

Transport and distribution of heavy metals in Cauvery river

Heavy metal transport in Cauvery river chiefly takes place in the particulate form. Tributaries Hemevathi and Kabini draining highly mineralized areas contribute significantly to the heavy metal load of the Cauvery river. Particulate metal transport is influenced by the presence of major dams built across the river. Factor analysis of the elemental data identifies two major group of heavy metals, (a) Fe, Mn, Cr, V and Ti and (b) Cu, Pb and Zn in the suspended sediments of Cauvery river. Heavy metals in surface sediments show wide variations in their concentrations due to the non-uniform grain size distribution of the sediments. The elements Fe, Mn, Pb, Cu, Zn, Ni, Co and As are dominantly present in the <20 μm fraction of the river sediments. Speciation studies show that Fe-Mn oxide phase held the largest share of heavy metals in the sediments. The depth variation of heavy metals in the core sediments suggest their similar mobility during diagenesis. Geoaccumulation indices calculated suggest that Cd, Zn, Cr, Pb, Cu and Ni are enriched in sediments several times over background values.     

Heavy Metals in Freshly Deposited Stream Sediments of Rivers Associated with Urbanisation of the Ganga Plain,India

Freshly deposited stream sediments from six urban centres of the Ganga Plain were collected and analysed for heavy metals to obtain a general scenery of sediment quality. The concentrations of heavy metals varied within a wide range for Cr (115–817), Mn (440–1 750), Fe (28 700–61 100), Co (11.7–29.0), Ni (35–538), Cu (33–1 204), Zn (90–1 974), Pb (14–856) and Cd (0.14–114.8) in mg kg^-1. Metal enrichment factors for the stream sediments were <1.5 for Mn, Fe and Co; 1.5–4.1 for Cr, Ni, Cu, Zn and Pb; and 34 for Cd. The anthropogenic source in metals concentrations contributes to 59% Cr, 49% Cu, 52% Zn, 51% Pb and 77% Cd. High positive correlation between concentrations of Cr/Ni, Cr/Cu, Cr/Zn, Ni/Zn, Ni/Cu, Cu/Zn, Cu/Cd, Cu/Pb, Fe/Co, Mn/Co, Zn/Cd, Zn/Pb and Cd/Pb indicate either their common urban origin or their common sink in the stream sediments. The binding capacity of selected metals to sediment carbon and sulphur decreases in order of Zn > Cu > Cr > Ni and Cu > Zn > Cr > Ni, respectively. Stream sediments from Lucknow, Kanpur, Delhi and Agra urban centres have been classified by the proposed Sediment Pollution Index as highly polluted to dangerous sediments. Heavy metal analysis in the <20-μm-fraction of stream sediments appears to be an adequate method for the environmental assessment of urbanisation activities on alluvial rivers. The present study reveals that urban centres act as sources of Cr, Ni, Cu, Zn, Pb and Cd and cause metallic sediment pollution in rivers of the Ganga Plain.     

Standards for the contents of heavy metals and metalloids in soils

In line with the present-day ecological and toxicological data obtained by Dutch ecologists, heavy metals/metalloids form the following succession according to their hazard degree in soils: Se > Tl > Sb > Cd > V > Hg > Ni > Cu > Cr > As > Ba. This sequence substantially differs from the succession of heavy elements presented in the general toxicological GOST (State Norms and Standards) 17.4.1.02-8, which considers As, Cd, Hg, Se, Pb, and Zn to be strongly hazardous elements, whereas Co, Ni, Mo, Sb, and Cr to be moderately hazardous. As compared to the general toxicological approach, the hazard of lead, zinc, and cobalt is lower in soils, and that of vanadium, antimony, and barium is higher. The new sequence also differs from that of the metal hazard in soils according to the Russian standard on the maximal permissible concentration of mobile metal forms (MPC_mob): Cu > Ni > Co > Cr > Zn. Neither an MPC_mob nor an APC_mob has been adopted for strongly hazardous thallium, selenium, and vanadium in Russia. The content of heavy metals in contaminated soils is very unevenly studied: 11 of them, i.e., Cu, Zn, Pb, Ni, Cd, Cr, As, Mn, Co, Hg, and Se, are better known, while the rest, much worse, although there are dangerous elements (Ba, V, Tl) among them.     

宝鸡市王家崖水库沉积物重金属含量及潜在生态风险评价

利用X-Ray荧光光谱仪对宝鸡市王家崖水库表层沉积物中的As,Co,Cr,Cu,Ni,Mn,Pb,V和Zn共9种重金属元素含量进行了测定,分析了这几种元素含量的分布特征,并采用潜在生态风险指数法对重金属生态危害程度进行了评价。测定结果表明,9种重金属的含量平均值均高于陕西省土壤背景值,是陕西省土壤背景值的1.5～1.9倍,其中Cu的累积程度最高,Zn的累积程度最低;各重金属元素具有相似的水平分布特征,高值区位于水库中游,低值区位于水库上游。潜在生态风险评价表明,研究区重金属元素综合生态风险程度属于中度,采样点位5（中游）综合生态风险最高,采样点位8（上游）综合生态风险最低;各元素生态危害程度大小顺序为：As〉Cu〉Ni〉Co〉Pb〉V〉Mn〉Cr〉Zn,其中As具有中度生态危害,其余各元素均为轻度生态危害。     

珠江三角洲污灌区土壤中重金属含量特征

通过现场采样及室内测试方法,分析了珠江三角洲污灌区土壤中9种重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Mn、Ni、As、Cr、Se的含量分布特征。结果表明,污灌区土壤9种重金属的全量平均含量均已超出广东省土壤背景值,其中Cd的污染程度最重,Se的污染程度最轻;污灌区土壤以Cd元素的有效系数最高,Ni元素的有效系数最低。Zn、Pb、Cu以及Cd元素随采样深度的增加其全量逐渐减少,Cr、Ni、As以及Se元素随采样深度的增加其全量呈上下波动状态或几乎不变,而Mn元素则是随采样深度的增加其全量先略有减少而后骤升。Cu、Cd、Zn等3种元素全量与有效态含量以及这3种元素全量间均呈显著或极显著的正相关关系。