土壤—作物系统中重金属元素的地球化学行为

对我国部分土壤和作物中重金属元素的分布特征作了概括性的论述,指出重金属元素的富集或贫化与成土母质、土壤环境等因素密切相关。母质母岩中元素含量高则相应土壤中该元素富集;土壤偏碱性或氧化条件下,重金属元素的有效性低;重金属元素通常富集于土壤表层0-20cm层位。不同种类的粮食、蔬菜对土壤中重金属元素具有不同程度的吸收和富集能力,叶类菜比茎类菜对重金属具有更强的吸收和富集能力,粮食作物的根比籽粒含重金属更多。对已污染的土壤大多采用生物修复和生态修复方法。

土壤环境中砷元素的生态效应

论述了各环境介质中砷元素的分布特点,指出土壤第Ⅱ环境中的砷主要来源于人为活动。砷主要富集于土壤表层,且主要以稳定矿物形式存在;但当土壤砷总量高时其可溶性砷量亦相应高,砷在土壤中易形成Fe、Al、Ca型砷化物而被固定;当土壤pH值增高至中性或碱性时,砷易转化为迁移能力更强、毒性更大的三价砷。砷对作物、人体生态系统危害作用明显,砷通过蔬菜对人体的危害甚于谷物,应采取有效措施防治土壤中砷污染。

土壤元素异常成因研究及生态风险评价

山区岩石与水系沉积物,对山前平原土壤物质组成具有控制作用。土壤地球化学调查,查明北京某地区土壤存在着大面积同心圆状的镉、铜、铅等多金属元素异常。研究表明,西北侧山区分布着种类繁多的岩浆岩、变质与沉积岩,但与山前土壤具有高度正相关的元素组合特征的主要是燕山期中酸性岩浆杂岩体,而且杂岩体周边及其下游的BY沟水系沉积物中的多金属元素也呈现出明显的高背景含量特征。同时,铅同位素组成亦指示山前平原土壤铅与山区岩浆岩铅、沉积岩铅具有一致的物质来源,从而证实山前土壤多金属元素异常主要来源于山区岩浆杂岩体。由于山前平原土壤呈现为碱性且农田仅种植旱地作物,故富含多金属的土壤对农作物生长的生态风险程度低下。

北京市平原区土壤中硒的含量和分布

通过对北京平原土壤硒含量调查和研究,发现北京平原分布有高硒土壤,其特征为沿平原区西部山前断续出现,在北京市区零星分布。表层土壤硒含量为0.04～5.26 mg/kg,平均值为0.20 mg/kg,深层土壤硒含量为0.043～0.22mg/kg,平均值为0.081 mg/kg,总体趋势是硒在表层土壤富集;各类岩石中以炭质页岩中含硒量最高,北京西部富硒炭质页岩的风化可能为平原区土壤硒的来源。相关性分析表明,土壤中Se与有机质呈正相关性,有机质对表层土壤Se具有强烈的吸附与固定作用。

北京市农田土壤重金属的化学形态及其对生态系统的潜在危害

选取北京市农田96件土壤样品,采用分级提取试验方法研究土壤中重金属元素Cd、Hg、Pb、As的化学形态。结果表明,Cd、Hg、Pb、As的含量远低于国家土壤环境质量二级标准(GB15618-1995);As、Hg、Pb主要以残渣态形式存在,Cd主要以离子交换态存在;As、Pb各形态的变异系数差异相对较小,Hg、Cd各形态的变异系数差异较大;元素总量和土壤有机质含量是影响元素地球化学形态的主要因素;Cd的迁移能力较强,容易被植物吸收,对土壤生态系统的潜在危害性较大。

北京奥林匹克公园—北苑家园地区地热水流体地球化学特征和形成时代分析

北京奥林匹克公园地区是北京一个新的地热资源区。通过地热水流体地球化学、氢氧同位素、氚同位素和14C测年等数据,结合该地区地质和地热地质背景,对该区地热水的地球化学特征和形成机制进行了分析探讨。该区地下水水化学类型以碳酸、硫酸、盐酸钠型水(HCO3--SO24--Cl--Na+)为主,亦有少量硝酸、重碳酸、钙镁型水(NO3--HCO3--Ca2+-Mg2+)。地下热水不具有现代大气降水的补给特征,其径流状态与区域断裂系统有关,是介于地热源水和深层地下冷水之间的混合型地下热水,地热源水大约形成于20000～30000aB.P.。该区地热水具有较高的开采利用潜力。

北京城区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu及Zn化学形态及环境效应

为弄清北京城区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu及Zn五种重金属元素的化学形态分布特征,系统采集了126件城区表层土壤样品,采用连续提取法对重金属元素各化学形态含量进行了测定。结果表明:土壤中土壤中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn含量差异显著。Hg元素以残渣态和强有机结合态为主,Cd元素离子交换态、碳酸盐结合态、残渣态、铁锰氧化物结合态含量较高,Pb、Cu、Zn元素以残渣态、铁锰氧化物结合态为主。Hg元素的有效态含量最低(不足1%),现情况下不会对环境造成污染;Cd元素的有效态含量最高(40%),生物有效性和潜在生态危害性较大,运用植物修复技术对其治理为经济有效的方法;Pb、Cu、Zn有效态含量较低(约10%),生物有效性和潜在生态危害性均有限。各元素形态与全量之间相关程度虽有差别,但基本呈正相关关系。

北京小汤山地区环境高氟的地质成因分析及其对生态系统的危害

昌平小汤山镇北山地区土壤与水系沉积物的元素组成与燕山期岩浆岩、元古宙—中生代沉积岩具有良好的空间对应关系。受地质体、地形与河流的共同影响,平原地区土壤充分反映出成土母岩为北山岩石的地球化学性质。小汤山地区土壤与水体的氟含量明显高于其他地区,高氟环境对生态系统具有危害性,使得当地居民既往历史上长期流行地方性氟中毒疾病。因此,只有通过查明地质背景状况来制定环境降氟措施,才能有效提高人群健康质量。

北京平谷大桃产地土壤环境与地质背景研究

土壤物质成分,主要受控于成土母岩的岩石类型与矿物组成。平谷平原区具有适宜大桃种植的气候与土壤条件,这与平谷区特殊的地质背景密切相关,土壤中多项有益元素的含量普遍高于北京市其它地区。平谷区内的不同地区大桃果实中的矿质元素含量也存在着差异,以平谷东部大桃中的矿质元素含量最为丰富。

氡地质潜势规律研究方法探讨

氡的地质潜势是环境氡研究的重要内容，也是从地质背景出发快速评价氡浓度水平的有效方法。氡析出率是反映氡地质潜势的最好参数。根据放射性元素分布规律、地质背景及放射性元素衰变等，建立了计算氡析出率的理论公式。理论计算结果表明，北京市区氡的地质潜势分为四个不同的区，不同潜势区中室内氡浓度水平发生相应变化。说明通过氡地质潜势规律研究，可以确定室内氡浓度水平潜在高值区。