小江河滩表土磁化率与Cu、Cd相关性差异及原因

磁化率与重金属元素之间的相关性是利用磁化率评估区域重金属污染的前提。文章通过测定东川小江河谷30个河滩表土样品的磁化率与Cu、Cd元素发现,小江河滩表土磁化率(低频)平均值为218.46×10-8m3/kg,频率磁化率百分数为0.87%;Cu、Cd平均含量分别为130.86 mg/kg和0.18 mg/kg。磁化率与Cu、Cd元素含量均在P<0.01级别上呈正相关,但磁化率与Cu的相关性(R=0.624)明显高于Cd(R=0.495)。X射线衍射鉴定和电子显微观察显示河滩表土的主要载磁物质(对表土磁化率值起主要贡献的物质)为粒径10~200μm的多畴磁铁矿。载磁物质的Cu、Cd元素测定结果显示,载磁物质Cu平均含量为420.95 mg/kg,高出所在表土样品平均值3倍以上,而Cd的平均含量为0.16 mg/kg,低于其所在表土样品的平均值。研究结果表明,载磁物质与Cu元素存在着同源(伴生)排放关系,而与Cd元素存在此类关系的概率较低,这可能是小江河滩表土磁化率与Cu相关性高于Cd的主要原因。

贵州省惠水土壤-灌溉水-雨水-大气降尘中Cd、As等微量元素特征及来源讨论

【研究目的】土壤-水体-大气降尘中Cd、As等微量元素成因来源、富集规律为环境地质研究焦点,开展惠水土壤-灌溉水-雨水-大气降尘系统中Cd、As等微量元素迁移与富集的定量研究,对该地区农业生产和农产品种植具有重要意义。【研究方法】以贵州省惠水县表层土壤、灌溉水、雨水和大气降尘样品为研究对象,分析样品中的Cd、As微量元素地球化学特征。【研究结果】结果表明:研究区以酸性土为主,147件表层土壤样品中元素Cd与As、Cr、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn、pH呈正相关关系,与Cu、Se呈负相关关系;34件灌溉水样品中含量主要为As、B、F-、Se、Zn,灌溉水重金属元素单因子污染指数和内梅罗综合指数等级为1级,属清洁范围,表明灌溉水水质均达标;5件雨水和大气降尘样品中,大气降尘主要为As、Cd、Cr、Hg、Pb,雨水中主要为As、B、Cd、Cr^(6+)、F^(-)、Ge、Hg、Pb、Se、Zn。【结论】评价结果显示:土壤单因子污染指数Cd指数最高,内梅罗综合污染指数大小为羡塘镇红旗村>芦山镇羊马村>涟江街道大坡村>好花红镇好花红村>摆金镇立新村;灌溉水水质均达标,无重金属元素污染;大气降尘年通量密度平均值大小顺序分别为B>Se>Pb>Zn>Cr>As>F>Cd>Ge>Hg。研究区大气降尘总量平均值89 g·m^(-2)·a^(-1),与中国一些省市地区相比较,总量略低;表层土壤、大气降尘之间对比表明:表层土壤与年雨水通量相对比来看,Cd、Cr、Pb、Zn富集,Se亏损,表明雨水对Se的贡献较大;大气降尘对比于雨水,除Hg外,大气降尘其他元素都高于雨水;大气降尘年通量和表层土壤平均值比较,除Se外,其他元素均亏损;大气降尘年通量与灌溉水含量相对比,As、Hg、Se富集,Cr亏损。表层土壤重金属元素Cd污染来自于地质背景、工业三废、燃煤的综合来源;大气降尘主要来源于燃煤尘和交通尘。

Cd胁迫对银中杨幼苗金属元素代谢及其氧化应激的影响

为了探究镉(Cd)胁迫对木本植物生长发育和生理特性的影响,以一年生盆栽银中杨(Populus alba×P. berolinensis)为研究对象,在土壤基质中添加4种含量的Cd(0、0.5、1.5或2.5mg·kg^(-1)土壤),分析Cd处理下银中杨的生长状况,以及叶片的必需金属营养元素、氧化损伤、抗氧化酶和非酶类抗氧化剂的含量或活性。在Cd各含量处理下,银中杨苗木的生长量和生物量均受到显著抑制,表现为苗高、根长和地径,以及叶、茎、根鲜重和干重均显著低于对照(P <0.05)。Cd处理显著提高银中杨叶片对Cd的富集含量,并显著扰乱银中杨叶片金属营养元素K、Ca、Cu、Zn、Mn和Mg的代谢平衡(P <0.05)。在Cd处理后的第30、40或50天,银中杨幼苗叶片中的超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性和丙二醛含量均显著升高(P <0.05),且各指标值在3个采样日期均与Cd含量呈正相关性。此外,Cd各处理组次生代谢产物(黄酮类和木质素)的含量,以及参与次生代谢的2种关键酶(苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶)的活性均显著增加(P <0.05)。Cd胁迫通过氧化损伤导致银中杨幼苗生长迟缓和营养元素代谢紊乱;银中杨的抗氧化防御系统被激活,在一定程度上缓解了Cd暴露对其造成的毒性效应。

Zn、Cd及其复合对小麦幼苗吸收Ca、Fe、Mn的影响

研究了溶液培养条件下Cd、Zn及其复合对小麦幼苗吸收Ca、Fe、Mn的影响 .结果表明 ,小麦幼苗对Zn、Cd的吸收随溶液中Cd2 +、Zn2 +浓度的升高而增加 ,Cd、Zn同时存在时与其单独作用时幼苗对它们的吸收不同 ,Zn影响幼苗对Cd的吸收 ,Cd对Zn的吸收起抑制作用 .Ca、Mn的吸收随溶液中Cd2 +、Zn2 +浓度升高而呈下降趋势 ,在Cd单独处理组和Zn单独处理组中Fe的吸收随Cd2 +、Zn2 +浓度升高而增加 ,但在Zn +Cd处理组中 ,Fe的吸收则呈下降趋势 ,其效应方式还与作物具体部位有关 .

多重分形方法识别铜陵矿区土壤中Cd的地球化学异常

土壤元素异常下限值的确定对环境地球化学评价具有重要意义。传统异常下限值计算方法仅适用于元素含量数据呈正态分布的情况,而事实上土壤元素含量的空间分布极其复杂,很可能具有多重分形分布特征。本文利用校正累积频率分形方法确定铜陵矿区土壤中Cd的异常下限值为1.687 mg/kg,并据此圈定了异常范围。与传统方法所确定的异常下限值及相应异常区域对比,分形方法圈定的异常区域范围更广,更为合理、有效。

铜陵市大气降尘中Cd元素污染特征及其对土壤的影响

为了评价有色金属矿山城市大气降尘中重金属元素的污染状况、来源及其对土壤重金属累积的影响,分析测试了铜陵市大气降尘样品中Cd元素的含量。分析结果表明,降尘样品中Cd元素的平均含量为16.44μg/g,明显高于安徽省江淮流域多目标调查中铜陵土壤Cd元素的平均含量;降尘中Cd元素含量较高的样品出现在矿山和冶炼厂附近。用富集因子法定性地判断了各采样点Cd元素的来源,大气降尘中Cd元素的富集因子均值为78.8,表明铜陵市大气降尘中Cd元素污染严重,且矿石的开采和冶炼对大气降尘中Cd污染的贡献较大,是研究区大气污染中重金属的主要来源。大气降尘对土壤Cd的输入通量较大,达到1.84mg/(m2·a),远高出合肥、马鞍山等城市。

德兴铜矿大坞河流域土壤中Cd的环境地球化学特征及意义

采用连续提取法对德兴铜矿大坞河流域的土壤样品中Cd元素的形态进行分析,并基于缓变型地球化学灾害模型,对大坞河流域土壤中Cd的环境地球化学特征进行研究。结果显示,大坞河上游的祝家村附近和中游的德铜医院附近的土壤中Cd元素活动性污染总浓度(total concentration of active specie of Cd,以下记为TCASCd)随着污染物的可释放总量(total releseable content of the pollutant of Cd,以下记为TRCPCd)增加而增加,二者之间呈线性关系。虽然大坞河上-中游的样品中TRCPCd范围均在国家三级土壤标准之下,但随着该地区土壤中Cd元素的不断输入,这种情况下所造成的污染相对于缓变型地球化学灾害造成的污染,应当更加引起重视。在大坞河下游的下沽口村附近土壤中,Cd的各形态数据特征符合缓变型地球化学灾害特征,且有TRCPCd向TCASCd释放转化的趋势。Cd元素的缓变型地球化学灾害模型为y=1.12167E-04x3-6.25584E-02x2+1.15298E+01x-6.07452E+02。爆发临界点为TRCPCd=185.90ng/g,有约36%的样品超过爆发临界点,具有爆发缓变型地球化学灾害的可能性。这种认识对大坞河流域土壤中Cd元素污染的预警和对生态环境的改善具有重要意义。

吉林省黑土区土壤--作物系统Cd元素转化积累研究

在吉林省黑土区系统的野外调查和土壤及玉米籽实样品采集、测试的基础上,采用地球化学分析方法及SPSS技术,研究了Cd元素的土壤地球化学特征,及其在土壤和作物籽实中的含量特征和相关性,用以揭示Cd元素在土壤--作物系统中的转化累积特征及影响因素,为粮食安全服务。研究表明:吉林省黑土区Cd元素全量高于吉林省及全国土壤背景值,但不存在污染,籽实中Cd含量低于国家安全标准。土壤中Cd元素有效态转化程度较高,受其全量控制,同时Zn、Cu及P元素有效量对Cd转化的作用明显,偏酸性土壤更利于Cd元素的转化。玉米籽实对Cd吸收程度较低,主要取决于其自身的生物特性,Zn元素缺乏可能导致玉米籽实对Cd元素吸收增加。

广西某喀斯特流域土壤重金属Cd分布及其来源分析

对广西某喀斯特流域内土壤和岩石样品中的Cd元素含量进行分析测试，研究流域内土壤重金属Cd的分布特征和来源。结果表明，流域土壤中Cd含量变异较大，为0．10～33．00mg·kg-1，插值图显示流域中游地区土壤中Cd含量较高；流域内岩石中重金属Cd含量范围为0．19～1．08mg·kg-1，流域土壤中Cd元素具有较高的地球化学背景值。研究表明，流域内土壤重金属Cd的主要为自然地质源，其次是人类活动的干扰。

煤燃烧过程中痕量元素As、Cd、Cr释放特性实验研究

主要研究以As、Cd、Cr为代表的痕量重金属在煤加热过程中的释放机理,因其挥发性将直接影响其对大气的排放量。试验表明,痕量元素的释放不仅与元素的物理化学性质有关,而且与元素在煤中的浓度和赋予的形态及燃烧工况等因素有关。As主要以硫化物形态存在,而且其熔点和沸点较低,故As最易挥发;而Cr主要以无机物形态存在,熔点和沸点又高,故最难挥发;而Cd介于二者之间,故挥发性As>Cd>Cr。试验证明随着温度升高,各元素的挥发率也逐渐升高,而且As Cd>Cr。

淹水条件下不同中微量元素及有益元素对土壤pH和Cd有效性的影响

本试验的目的是研究土壤淹水培养条件下不同中微量元素及有益元素对土壤pH和镉(Cd)有效性的影响,为Cd污染土壤中中微量元素及有益元素的合理施用提供技术支撑。结果表明,不同中微量元素和有益元素对土壤pH和Cd有效性的影响存在显著差异。淹水后,土壤pH由6.4迅速上升至7.0,维持一段时间后缓慢回落,60 d时降至6.7;土壤Cd的有效性经历了与pH变化相反的变化过程。Ca2+、Mg2+、S、硅酸钠和碳酸钙等能显著降低土壤中有效Cd含量,而Zn2+、Cu2+和Fe3+能显著增加土壤有效Cd含量。因此,建议在镉污染土壤种植水稻时,宜施用碳酸钙,硅酸钠和含硫肥料,慎重使用铜肥和锌肥。如果必须施用这些元素时,应把用量控制在生产推荐量以下。

云南省富乐铅锌矿床闪锌矿中微量元素地球化学特征——兼论深色闪锌矿富集Cd的原因

富乐铅锌矿床位于川滇黔铅锌多金属成矿域东南部,其闪锌矿中Cd含量居全国前列。单矿物常量分析表明闪锌矿内w(Fe)低,平均0.23%。微量分析和电子探针微区分析显示,微量元素w(B)主要为Cd 16 183×10-6,Cu 1 514×10-6;Ni 414×10-6;As215×10-6;Se 163×10-6;Ge 135×10-6;Ga 86×10-6;Sb 35×10-6;Ag 16×10-6,其次为Cr,Co,Mn,Ba,Ti,Sr,Mo等,其含量一般1×10-6～10×10-6。Cd与Cu,Ag,Sb,As,Ni等呈正相关。闪锌矿的颜色由这些微量元素共同引起,Ni使闪锌矿呈紫色,Cu使闪锌矿呈红色,Ga使闪锌矿呈黄色。Cd不影响闪锌矿颜色,Cd之所以在深色闪锌矿中相对富集,是因为Cd与引起闪锌矿颜色改变的这些微量元素含量正相关,它们同步进入闪锌矿的晶格。Fe因为含量过低,对闪锌矿颜色影响不明显。

低Pb、Cd积累马铃薯品种筛选及其余矿质营养元素的相关性研究

为了降低食物链中铅、镉污染,筛选和培育低积累马铃薯品种,研究Pb、Cd在马铃薯植株内的转运和富集规律,分析马铃薯体内重金属Pb、Cd与其他矿质营养元素质量比的相关性。试验以20种马铃薯品种为材料,通过盆栽试验采用石墨炉原子吸收分光光度法测量Pb、Cd在马铃薯不同器官的质量比,采用火焰原子吸收分光光度法测量马铃薯块茎中其余矿质元素,根据国家规定的食品中污染物限量标准筛选Pb、Cd质量比相对低的马铃薯品种。结果表明,20种马铃薯品种对Pb的富集系数为0. 151 5～0. 339 7,对Cd的富集系数为5. 054 8～12. 051 7,马铃薯对Cd的富集能力强于Pb,20种马铃薯品种Pb、Cd的转运系数差别不大,在0～10内,呈现对重金属Pb、Cd的转运能力由大到小为叶、茎、块茎的规律。筛选测得马铃薯可食用部位Pb、Cd质量比,得到在限量标准范围内的马铃薯品种为D47、D157、根1,可作为Pb、Cd低积累马铃薯品种加以研究和应用。马铃薯块茎中重金属元素Pb与Cd、Fe、Mg呈极显著的正相关关系(p <0. 01),相关系数分别为r=0. 449**、r=0. 473**、r=0. 335**; Cd与K呈极显著的正相关关系(r=0. 391**,p <0. 01),Cd与Ca呈极显著的负相关关系(r=-0. 360**,p <0. 01)。

分散元素(Ge,Cd,Tl)稳定同位素研究

近年来,非传统稳定同位素地球化学得到了飞跃性的发展,其主要研究对象为海洋体系的演化。特别是氧化还原敏感元素(Se,Mo,Fe等)稳定同位素已经在古海洋环境的示踪研究中发挥重要的作用。相比分散元素(Ge,Cd,Tl)稳定同位素研究比较薄弱,但这些元素在海洋体系中有特殊的循环模式,这使得它们的同位素研究将可能存在很大地质潜力。海洋体系中它们的源汇简单,而且有机无机吸附过程都可能导致同位素分馏。Ge,Cd,Tl均属于挥发性元素,原始星云的形成过程可能存在较大的同位素分馏。我国南方大面积的低温成矿域,将为Ge,Cd,Tl稳定同位素的发展提供天然的平台。另外,Cd,Tl是环境污染的主要潜在元素,因此采用稳定同位素示踪还可能示踪表生环境中的污染来源。

贵州玉屏县土壤Hg、Cd元素异常查证方法及其成因分析

通过贵州省玉屏县耕地质量地球化学调查评价工作,发现该县部分区域耕地土壤中Hg、Cd元素含量超过国家土壤环境质量三级标准值,达到严格管控范围,出现高值异常,分别形成汞、镉两个异常区。进一步查清异常区特征及其异常源,对该区土壤质量的评价和农业种植结构调整具有实际指导意义。本文采用横向剖面法、垂向剖面法、地质剖面法等三种方法相结合开展异常查证及成因分析。经综合分析得知:汞异常区位于北东向新晃-玉屏深大断裂带上及其附近,异常源为区内的汞矿化点,其经强风化成土后残留原地或有较小的迁移而形成汞异常。镉异常区位于近东西向太阳山断层附近,其异常源为寒武系下统“黑色岩系”地层和区内铅锌矿化点,其“黑色岩系”地层中富含Cd元素和铅锌矿化点中伴生的镉矿物是引起镉异常的直接因素。

Cd元素对Al-4Cu合金析出过程的影响

通过显微硬度、拉伸性能测试、透射电镜及高分辨检测等分析手段研究Cd在Al-4.0Cu合金中的微合金化作用。结果表明:100℃时效时,由于Cd元素的空位结合能较高,Cd元素的添加可抑制GP区的形成,减缓时效响应速率,使得含Cd合金的峰值硬度和强度降低;在150℃时效时,含Cd合金中析出的Cd′粒子为θ′相提供了非均匀形核位置,促进了θ′相的大量析出,使合金峰值抗拉强度大幅度提高。Cd′粒子与θ′相和铝基体的位向关系为(110)_(Cd)‖(001)_(Al)‖(001)_θ。

Pb、Cd胁迫对紫茎泽兰N、P、K吸收的影响

采用模拟Pb、Cd污染土壤培养法研究了紫茎泽兰在重金属Pb、Cd胁迫下植株不同部位对3种营养元素(N、P、K)吸收的影响。结果表明,紫茎泽兰各组织在Pb胁迫下对N、P的吸收总体上均保持一定的促进作用,对K则表现出一定的抑制效应;Cd胁迫下对N、P有良好的吸收,低浓度Cd促进K的吸收,高浓度则表现出抑制作用。Pb-Cd复合污染胁迫下根茎叶均对N的吸收有一定的促进作用,而对K的吸收有较强的抑制效应。这表明,紫茎泽兰在重金属Pb、Cd胁迫下可通过大量吸收N、P等元素来有效缓解重金属的毒害作用,这可能也是紫茎泽兰能适应高Pb、Cd胁迫的一种耐性机制。

基于ArcGIS与分形理论确定土壤重金属异常下限值——以喀斯特小流域Cd为例

土壤重金属元素异常下限值的确定对区域土壤环境评价具有重要意义,本研究基于Arc GIS技术与分形理论对喀斯特小流域土壤重金属Cd元素的异常下限值进行研究,通过含量-面积方法确定了喀斯特小流域土壤重金属Cd元素异常下限值为1.07 mg/kg。通过与传统方法 (平均值加两倍标准离差)和85%累计频率法进行对比,表明分形方法确定的异常区域是有效的、合理的。

不同Cd含量对Al-Cu合金组织与性能的影响

通过室温拉伸、SEM、EDS和TEM分别对试样进行性能测试及微观表征,研究了不同Cd含量对Al-Cu合金微观组织和力学性能的影响.研究表明:在175℃人工时效过程中,不同Cd含量的合金具有相似的时效响应规律,Cd元素能促进合金强化相θ′的析出,与含质量分数为0.10%Cd的合金相比,含质量分数为0.19%Cd与0.36%Cd的合金达到峰时效的时间缩短且峰值硬度值提升.在峰时效状态下,当Cd元素质量分数从0.10%增加到0.19%时,合金屈服强度从384.2 MPa提升到422.8 MPa,延伸率从8.5%降到7.1%;Cd元素质量分数为0.36%时强度几乎不再变化,延伸率则继续下降至5.86%.TEM结果显示含质量分数为0.19%Cd的合金中析出相数量多且尺寸小,对合金析出强化效果更明显;当Cd质量分数为0.36%时,合金中析出相长度稍微变短,数量增多不明显.与此同时,含质量分数分别为0.19%和0.36%Cd的合金断口表面存在富Cd晶间残留相,这对Al-Cu合金性能的提升是有害的.

CaCO_3对Cd和几种营养元素在红壤-黄豆系统中的调控作用

利用盆栽试验,通过研究CaCO3施用对Cd在红壤-黄豆系统中的迁移与分配和对几种营养元素在土壤以及黄豆叶片中含量变化的影响,探讨了CaCO3对Cd和几种营养元素在红壤-黄豆系统中的调控作用。结果表明,CaCO3施用能提高土壤pH值和交换态Ca含量,显著降低土壤交换态Cd含量,有效抑制黄豆植株对Cd的吸收和转运,从而达到修复土壤Cd污染的目的。同时,随着CaCO3施用量的增加,土壤交换态K,Mg,Zn,Mn等营养元素含量下降,黄豆叶片中这些元素含量也同时降低。CaCO3施用虽然能够降低土壤Cd的活性,有效抑制土壤Cd向植物地上部分迁移,显著降低黄豆各器官的Cd含量,但是黄豆叶片中营养元素含量下降的现象应该引起人们的注意。