湘中安化黑色页岩土壤玉米的元素地球化学分析

利用等离子质谱(ICP-MS)等分析技术,对产于安化东坪、烟溪黑色页岩土壤上的玉米进行元素地球化学分析。结果表明:尽管东坪、烟溪黑色页岩土壤重金属元素富集的程度及其元素组合特征明显不同,但生长在其上的玉米有相似的主量元素和重金属元素的富集特征。玉米中Cd、Cr、Sc、Tl、Zn等重金属相对富集,以Cd的富集尤为明显;而Ba、Co、Cu、Fe、Mo、Ni、Pb、Sb、U、V等重金属相对亏损。黑色页岩土壤重金属污染的环境地球化学效应表现为Sc、Cr、Cd、Tl等生物毒性重金属元素在玉米中富集,而Ba、V、Co、Ni、Mo、Rb、Sr等生物必需微量金属在玉米中亏损。

湘江入湖河段沉积物重金属污染及其Pb同位素地球化学示踪

湘江是我国重金属污染最严重的河流之一。本次工作利用等离子质谱(ICP-MS)和多接收同位素质谱(MC-ICP-MS)等技术,对湘江入湖河段沉积物进行了系统的重金属微量元素和Pb同位素分析。结果表明,湘江河床沉积物明显富集Bi、Sc、V、Mn、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、Sn、Sb等多种重金属微量元素,而湖盆沉积物重金属微量元素的富集程度明显降低。地累积指数(Igeo)评价显示,河床沉积物存在Cd、Sb、Bi、Sn、Pb、Zn、U、Tl、Th、Mn、Cu等重金属污染,其中Cd达严重污染程度,Sb、Bi、Sn、Pb等达到中度至重度污染程度,而Zn、U、Tl、Th、Mn、Cu等达中度或轻度污染程度。湖盆沉积物除存在中度的Cd、Sb污染外,其余多数重金属未达到污染水平。铅同位素示踪分析表明,河床沉积物的铅是来自流域上游花岗岩风化的自然源Pb,和流域上游Pb-Zn矿床的矿石铅与燃煤烟尘带入的铅等人为源Pb组成的多元混合铅。且河床沉积物中人为源Pb占80%的比例。湖盆沉积物中的铅则以人为源Pb为主,受上游岩石风化影响较小,为来自流域Pb-Zn矿床的矿石铅和燃煤烟尘带入的铅组成的二元混合铅。河床沉积物存在的Sc、Cd、Bi、Cu、Zn、Sn、Sb等重金属污染与Pb一样,为自然来源和人为来源重金属组成的多元混合重金属污染。

湘中下寒武统黑色页岩土壤的地球化学特征

以湘中发育于下寒武统黑色页岩之上的土壤为研究对象,选择安化东坪、烟溪,桃江,宁乡等地的典型土壤及相应成土母岩,利用等离子质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)等分析技术,对土壤、成土母岩(黑色页岩)的主量元素和微量元素(包括重金属元素、稀土元素等)进行了较系统的分析测定。结果表明,湘中下寒武统黑色页岩土壤风化作用强烈,风化指数CIA均在73以上。强烈的风化使得土壤具有明显贫CaO、Na2O,而富Al2O3、Fe2O3的化学组成特征。土壤因继承成土母岩(黑色页岩)的特征而富集Mo、Cd、Sn、Sb、U、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Tl、Pb、Th等多种重金属元素,其综合富集指数(EI值)平均在3以上,最高达17。地质累计指数(Igeo)评价结果显示,土壤重金属的富集已达到污染程度,土壤存在Cd、Mo、Sb、U、Sn、V、Cu、Tl、Ba等重金属的污染,并以Cd、Mo、Sb等重金属污染最强,达中度至极强污染程度。重金属与主量元素的相关性分析显示,土壤中的重金属主要赋存于黏土矿物和铁氧化物(针铁矿)等矿物相中,其中Ba、Sn、Th、Cu、Sc等主要赋存黏土矿物中;Zn、Ni、Mn、Co、Cd、Tl、Pb等则主要赋存于铁氧化物矿物(针铁矿)中;而Cr、V、Mo、Sb、U等则不受黏土矿物和铁氧化物矿物的控制。此外,不同地区土壤的Zr/Hf、Ta/Nb、Nd/Sm等元素比值相对稳定,依次为36.20、0.085、5.30(n=73),并与相应的成土母岩(黑色页岩)相应值基本一致。土壤与成土母岩具有相同的稀土配分型式,且成土过程中稀土元素不发生明显的分异。微量元素比值和稀土元素特征指示土壤中的重金属来自成土母岩(黑色页岩)本身,为自然污染源。

黑色页岩土壤玉米的重金属富集特征

本文以湘中地区黑色页岩土壤上种植的玉米为研究对象,探讨了本次研究的意义,黑色页岩土壤玉米重金属富集特征和下一步研究设想。重点就玉米重金属元素的吸收系数(BAF)、富集系数(Ki)、与土壤含量的对比等方面进行了总结和分析。

湘江三角洲沉积物元素重金属污染地球化学特征

在湘江河口三角洲采集4个沉积柱芯,得到沉积物样品94份,测定了各样品中Cd、Sc、Sn、Sb、Zn等16种元素的含量,并利用地累积指数法和主成分分析法对沉积物中的重金属污染状况进行分析和评价。结果表明,湘江河口三角洲沉积物重金属污染最严重的为Cd,其次为Sn、Sb、Zn、Pb污染;各采样点沉积物中重金属的复合污染状况为:Q>W>XY>QS,表明入湖河段的沉积物重金属含量要比湖盆的沉积物重金属污染程度更为严重;W、XY、Q采样点的Sc、V、Co、Mo、Pb、U主要受第1主成分的支配,而在QS采样点第1主成分的因子变量在这些重金属元素的浓度上有较高的负载荷,说明Sc、V、Co、Mo、Pb、U主要来自于湘江水。

湖南安化下寒武统黑色页岩土壤元素地球化学特征

本研究对湖南安化县东坪、烟溪两地发育于下寒武统黑色页岩上的6个土壤剖面进行系统采样,并利用ICP-MS等分析技术对土壤和相应岩石样品的主量元素和微量元素(包括重金属和稀土元素)含量进行了分析.主量元素A-CN-K(Al2O3-CaO+Na2O-K2O)图解显示,黑色页岩土壤的形成是黑色页岩化学风化的结果,经历了早期的Ca、Na淋失和后期的Al、Fe富集过程后,土壤具有贫Ca、Na而富Al、Fe的化学组成特征.多因子分析和相关性分析结果表明,成土过程中,微量元素可分为稳定元素(Ti、Zr、Nb、Hf、Ta、W等)、次稳定元素(Be、Sc、Ga、Ge、Rb、Cs、Pb、Th、Ba等)、活动性较强的元素(REE、Y、P、Sn等)和强活动性元素(Mn、Co、Ni、Zn、Cd、Tl、V、Mo、Sb、U等).富集因子重金属污染评价显示,V、U仅在烟溪土壤剖面达到显著污染程度,Sn、Ba在东坪土壤剖面达到显著污染.Mo、Cd、Sb等重金属则在东坪和烟溪土壤均达到显著污染程度,其中,Cd在东坪可达到高度污染水平,而Mo在烟溪可达到极度污染水平.微量元素及稀土元素地球化学示踪分析显示,黑色页岩土壤没有受到外来物源的干扰,土壤重金属污染为来自黑色页岩的自然污染源.