攀枝花公园土壤中钒的地球化学形态及潜在生态风险

钒是人和动物必需的微量元素,但过量又会给动植物及人体健康造成损害。近年来随着钒矿的开采,土壤钒污染及其危害日益受到人们的重视。采用改进的BCR方法(按顺序提取元素形态的方法),系统测定旱季和雨季攀枝花公园土壤中钒的地球化学形态,研究土壤中钒地球化学形态的分布及变化特征,以此评价土壤钒污染及潜在生态危害。结果表明:土壤中不同形态钒的含量顺序为残渣态>可氧化态>可还原态>酸可溶态,旱季和雨季土壤中钒的形态变化不明显;攀枝花公园入口处各形态钒的质量分数均较高,与该处人员流动密度大有一定的关系,而在儿童游乐区、休闲区、休憩区各形态的钒无明显的高异常;采用中国土壤背景值计算得到的土壤中钒的污染指数较高,超标率为100%,而采用加拿大城市公园土壤中钒环境质量标准计算得到的污染指数较低,但仍有近一半的样点超标,雨季较旱季钒的污染指数高;通过风险评估编码方法得到的土壤中钒的生态风险为低风险等级,应引起注意。

张家口克山病地区土壤硒的地球化学形态研究

对张家口克山病地区土壤中硒的 7种地球化学形态 :水溶态、交换态、有机态 (富啡酸态与胡敏酸态 )、酸溶性铁锰氧化物态、硫化物态以及硅酸盐态进行了测定。分析总结了各种形态存在的影响因素 ,从而得出土壤中的有效性硒成分能够直接参与硒的生物地球化学循环 。

太湖沉积物中重金属的地球化学形态及特征分析

用连续提取法分析了太湖沉积物5种重金属的地球化学形态,对地球化学形态的组成和地理特征进行了分析研究。重金属地球化学形态配分的共同特点是可交换态最低,残渣态最高。两种形态中Cd的可交换态最高,Cr的残渣态最高,可交换态最低。Cd的碳酸盐态较高,Cr的最低;Pb、Cd的Fe-Mn氧化态较高,Cu的偏低;Cu的有机态最高,Cd的最低;Zn的地球化学形态比例大都处于中间。地域上变化较大的元素是Cd和Cu,变化不明显的元素有Pb和Zn。化学成分中Fe2O3、MnO与重金属地球化学形态的相关性最好,TOC与Cu的形态相关系数最高。综合对比分析表明,太湖沉积物重金属的生物有效性以Cd为最高,其次为Pb。

硫酸盐还原菌修复污染土壤过程中镉的地球化学形态分布变化

利用Tessier五步连续提取法作为分析手段,研究了硫酸盐还原菌对不同污染程度土壤中镉的地球化学形态分布的影响.研究结果表明,在受镉污染的土壤中,可交换态是镉存在的主要形态.土壤中镉在硫酸盐还原菌的作用下,总量没有发生变化,但地球化学形态发生显著变化,从不稳定的可交换态转化为更加稳定的铁锰氧化物结合态,可交换态的去除率可达60%～80%;镉形态的变化使土壤中镉的生物可利用性发生了明显的变化,易利用态的比例明显下降,达到了修复效果.在修复过程中,镉对硫酸盐还原菌活性的抑制作用不同.利用硫酸盐还原菌修复重金属污染的土壤,具有修复效率相对较高、技术简便的优点,是一种有广阔应用前景的修复方法.

哑铃湾网箱养殖海域沉积物中氮的地球化学形态分配特征

对哑铃湾养殖网箱下沉积物、养殖区和非养殖区沉积物中氮的地球化学形态分配特征做了4个季度的比较研究。结果表明:除NNEX以外,其他形态氮的含量都是养殖网箱下沉积物>养殖区沉积物>非养殖区沉积物,并且随着养殖年限的增加,这一规律越明显;但各形态氮之间的比例在三类海域沉积物中有所不同,w(NO) w(NT),w(NEX) w(NI),w(NH+4-N) w(NEX)都是养殖网箱下沉积物>养殖区沉积物>非养殖区沉积物,养殖历史最长的S6站点养殖网箱下沉积物比例最高,网箱养殖明显增大了NO,NEX和NH+3-N) 4-N的含量,而w(NI) w(NT),w(NNEX) w(NI),w(NO-w(NEX),w(NO-2-N) w(NEX)则呈相反的规律;各形态氮之间及其与有机质之间的相关性在三类海域沉积物中也不尽相同,养殖网箱下沉积物中,w(NH+4-N)与w(NT),w(NO),w(NI)及有机质与w(NT),w(NO)都存在显著的正相关关系。

大亚湾沉积物中氮和磷的地球化学形态分配特征

本文介绍了大亚湾沉积物中N和P的地球化学形态(包括形态总量、有机态、无机态及其细分态)的分析方法,并对7个测站沉积物中该两元素的各种形态分配特征进行了研究。结果表明:N和P的总量、有机态和无机态都具有几乎完全相同的分布规律;N和P的主要地球化学形态分别是有机态和无机态,分别占各自总态的80％和60％左右,有机态中的N/P比值非常接近于浮游生物体中该两元素组成典型比值16;N和P的各种形态含量与其相关的结合成分都有较好的相关关系。

地球化学模型在土壤重金属形态研究中的应用进展

重金属在土壤中的固-液分配行为和形态分布对于其环境迁移过程和生物有效性有重要意义.基于热力学机制的地球化学平衡模型是重金属形态研究中一项重要手段.本文从形态模型的发展历史出发,对土壤环境中一些常见的地球化学形态模型进行了梳理;对形态模型的使用过程中模型输入值,包括吸附组分和活性态金属含量的确定方法进行了说明;对地球化学形态模型在各方面的应用进行了总结;最后对模型今后的发展方向和应用前景进行了展望.

珠江三角洲平原区土壤Pb元素地球化学特征及其影响因素研究

以珠江三角洲平原为研究区域,对其7个区县102件水稻根系土样品进行土壤理化参数及Pb形态分析,探讨在第四系分布区土壤Pb全量及Pb活动态含量的特征及影响因素。结果表明:全部供试土壤样品中Pb元素平均含量为46.47mg/kg,略高于广东省土壤Pb含量背景值(36mg/kg),表现出一定的累积趋势。研究区自西北陆相沉积区至南部海陆交互相沉积区,元素含量增高。Pb元素主要以残渣态和铁锰氧化物形态赋存在土壤中,迁移能力弱。影响土壤Pb全量的因素主要有Al2O3、K2O、Tl、Mo;影响土壤Pb活动态的因素有Pb全量、pH、有机质、CEC、P、TFe2O3、Mn;其中,p H是控制Pb元素活动性的最主要因素。

香港维多利亚港沉积物Cu、Pb、Cd在各地球化学相中的分布特征

测定了香港维多利亚港沉积物中Ｃｕ、Ｐｂ和Ｃｄ三个元素的五种地球化学相，并初步探讨了它们的各形态分布规律．为研究重金属在沉积物中的存留及迁移规律、地球化学过程，以及污染源的调查研究等提供科学依据．

某废弃冶炼场地土壤不同粒径组分重金属的特征及其对修复策略的启示

颗粒粒径组分对土壤重金属的分布与赋存具有重要影响,而当前对受冶炼活动影响的不同区域间土壤各粒径组分重金属分布的比较研究较少。本研究以某废弃铅冶炼场地为研究对象,选取三个土壤剖面(冶炼固废堆存区、交通区和邻近的农田),对比研究了不同土壤颗粒粒径组分(>150、45~150和<45μm)中重金属的地球化学分布特征及赋存形态。结果显示,冶炼场地与周边农田土壤各粒径组分重金属的分布特征具有明显差异。随着粒径的增大,冶炼固废堆存区土壤重金属的富集因子从0.78增至1.14,这与该区粗粒废渣的堆放与机械混合相关;而农田土壤重金属的富集因子从1.49降至0.60,这与冶炼过程释放富集重金属的细颗粒沉降有关。同时,冶炼场地土壤的较粗组分(>45μm)具有较高的重金属质量负载量(>50%),且废渣颗粒对土壤重金属的贡献显著,故物理分离技术可用于该场地的土壤污染修复。此外,石膏和莫来石可能是该场地受冶炼活动影响土壤的指示矿物。本研究将冶炼活动影响与土壤不同粒径组分重金属的赋存形态相关联,对修复策略具有一定的指导意义。

大亚湾和四十里湾附近海域表层沉积物中无机碳形态研究

采用连续浸取法对位于亚热带的大亚湾和温带的四十里湾附近海域的表层沉积物样品中无机碳的赋存形态进行了研究,将无机碳分为可交换态(NaCl相)、弱碱浸取态(NH.3H2O相)、强碱浸取态(NaOH相)、弱酸浸取态(NH2OH.HCl相)和残渣态,测定了相关地球化学参数粒度组成和总有机碳(TOC).结果表明,NH2OH.HCl相无机碳是大亚湾和四十里湾附近海域表层沉积物中无机碳的主要存在形式,其平均含量分别占总无机碳的46.2%和86.8%.沉积物粒度是控制四十里湾附近海域表层沉积物中NaCl相、NH.3H2O相和NaOH相无机碳含量空间变化的重要因素;较高含量的粘土组分有利于大亚湾表层沉积物中NH.3H2O相和NaOH相无机碳的保存.TOC仅与大亚湾表层沉积物中的NaOH相无机碳和四十里湾附近海域表层沉积物中NaCl相无机碳具有显著的正相关关系,表明其总体上对这两个海域表层沉积物中无机碳的形态组成影响较弱.

中国地质科学院国家地质实验测试中心磷、砷形态标准物质获批为国家一级标准物质

2012年10月31日，中国地质科学院国家地质实验测试中心研制的湖底沉积物中磷形态系列标准物质和地下水砷形态系列标准物质通过了全国标准物质管理委员会审查，获批为国家一级标准物质。湖底沉积物中磷形态系列标准物质和地下水砷形态系列标准物质的研制填补了我国相关介质形态标准物质的空白。本次共研制了7种地球化学形态标准物质，其中湖底沉积物中磷形态系列标准物质2种，定值指标为磷的5种形态；地下水砷形态系列标准物质5种，定值指标为砷全量、3价砷和5价砷。两个系列标准物质具有定值含量范围较广、代表性好、适用性强、量值准确、不确定度合理、具可溯源性等特点，对湖底沉积物中磷形态和地下水砷形态分析工作的量值溯源、质量监控、分析方法确认、仪器校准及实验能力考核等提供了实物标准，将广泛应用于地球化学研究与调查评价、环境研究等相关领域和部门。

贵屿电子垃圾处理对河流底泥及土壤重金属污染

以广东省汕头市贵屿镇电子垃圾处理场为对象,主要研究了电子垃圾场附近河流的底泥和农田土壤中重金属形态分布特征。结果表明,底泥中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn质量分数分别为52.9-67.1、309-359、79.2-1485、391-449、37.5-111 mg.kg^-1;土壤中Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的平均质量分数分别是54.1-57.1、278-320、93.5-116、382-415、46.2-68.1 mg.kg^-1。底泥和土壤中Cd、Cr、Cu、Pb均超过《土壤环境质量标准》（GB15618—1995）二级标准,其中以Cd和Cu污染最为严重。底泥及土壤中重金属的地球化学形态分布规律基本一致。重金属具有较高迁移性,重金属的迁移性为Cd〉Cr〉Pb〉Zn〉Cu。

太湖水体氮、磷赋存量的逐月变化规律研究

基于中国科学院太湖湖泊生态系统研究站2005～2009年对太湖逐月叶绿素a、氮、磷各形态因子及水深的监测,结合太湖大浦水文站的逐日水位数据,估算出2005～2009年太湖的逐日水量,并运用泰森多边形法,估算出太湖水体总氮（TN）、总磷（TP）、溶解性总氮（TDN）、溶解性总磷（TDP）、硝态氮（NO3）、铵态氮（NH4）、亚硝态氮（NO2）、反应性活性磷（PO4）、颗粒态总氮（TPN）、颗粒态总磷（TPP）、浮游藻类叶绿素a（Chla）的逐月动态变化过程.结果表明：（1）太湖2005～2009年TN、TDN、N02、N03、NH4、TP、TDP、PO4、TPN、TPP、Chla的平均赋存量分别为1.36×104t、1.02×104t、0.02×104t、0.37×104t、0.25×104t、514.34 t、147.30t、51.44 t、0.34×104t、367.04t、7.92 t,不同月份、年际之间变化剧烈,变幅分别为106％、142％、657％、252％、233％、95％、196％、276％、236％、131％、276％;（2）2007年6月无锡贡湖水厂“饮用水危机”事件之后,截止到2009年12月,太湖水体各形态氮及总磷赋存量的下降趋势不明显,溶解性总磷、反应性活性磷的赋存量反而增高,反映出营养盐控制任务的艰巨性.本研究表明,对于年水量变幅巨大的大型湖泊,全湖水体营养盐赋存量在评估水体营养盐污染状况中是一个有价值的指标;对于太湖流域的污染控制效果,仅从浓度角度评价具有一定的缺陷,有必要从水体营养盐赋存量的变化规律上探讨其治理效果.

乌江渡沉积物磷的污染特征及其对河流筑坝的响应

受息烽河输入的影响,乌江渡水库的磷污染问题一直备受关注,但水库上游水体磷的释放以及河流筑坝对水库磷污染的影响却没有引起太多的重视。本文通过对表层沉积物和沉积物柱芯中磷及其形态的分析,研究乌江渡沉积物磷的污染现状和历史变化趋势及其对河流筑坝的响应。结果表明:1)乌江渡水库沉积物磷污染现已非常严重,远高于国内其他湖库;2)乌江渡沉积物磷含量从上游至下游有递增的趋势,且主要由NaOH-P的增加所致;3)乌江渡沉积物磷的空间变化可能源于不同粒径颗粒物或藻类的沿程沉降,也可能源于水体中Fe^(2+)被氧化后引起磷的沿程沉降,但真实原因还需要进一步的证实。这说明上游水库滞留在沉积物中的磷部分可能重新释放出来,导致乌江渡水库中上游沉积物磷的污染也相当严重。

重庆城口黑色页岩残坡积土重金属污染特征与风险

为探讨黑色页岩赋存区风化土壤的重金属地球化学特征和生态风险,选择重庆城口黑色页岩小流域采集黑色页岩风化表层土壤与深层土壤,分析土壤重金属(As、Cd、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Zn和Cr)的元素组成、化学形态和重金属间相关关系,运用单因子污染指数(Pi)评价单重金属污染程度,基于污染负荷指数(PLI)和潜在生态风险指数(RI)厘清多种重金属的综合潜在生态风险程度,采用环境风险预警指数(IER)评判重金属元素的预警风险分布图.结果表明,研究区黑色页岩风化土壤的As、Cd、Cu、Mo、Ni、Zn和Cr的平均含量超过重庆土壤背景值,甚至Cd和Cu的平均含量超过风险筛选值,重金属越向山脊处越具有富集的特征,其重金属来源可分为黑色页岩风化的母质源、农业输入源和锰矿冶炼粉尘源.单因子污染指数(Pi)表明As、Cd和Mo基本处于重度污染,其重度污染面积>97%;Cu、Ni和Zn的重度污染面积达40%,而Mn、Pb和Cr以无污染和轻度污染为主,污染面积>70%.综合污染负指数(PLI)和潜在生态风险指数(RI)均表明极高生态风险(Ⅲ级)集中分布于上游近山脊和北侧坡的近山脊处,且潜在生态风险指数(RI)更适用于高~极高(Ⅱ级和Ⅲ级)生态风险区划.环境风险预警指数(IER)和重金属形态结果表明,Cu、Ni、As、Zn和Cr以轻警和预警为主,且形态以残余态为主,对环境风险较小;Mn和Pb均为无警风险,但Mn以铁锰氧化物结合态为主(34.6%~48.0%)和倾向来源于锰矿冶炼粉尘源,在环境改变时需对Mn进行关注;Cd的中警和重警面积达90%,在近山脊和山中部以可交换态(20.2%~25.2%)、碳酸盐结合态(9.6%~14.5%)和铁锰氧化物结合态(19.2%~30.4%)的形式存在,且Cd大部分超过风险管制值,需重点防控Cd对生态环境和人类的潜在风险.

长江中下游湖泊沉积物中磷的形态及藻类可利用量

调研了长江中下游地区25个浅水湖泊的35个样点表层沉积物中磷的地球化学形态特征,以及太湖沉积物中藻类可利用磷(AAP)的空间分布,垂向分布特征及其蓄积量,探讨了浅水湖泊表层沉积物中磷的赋存量,地球化学形态及其与水草,湖水磷浓度,叶绿素(Chl-a)浓度之间的关系。结果表明,长江中下游地区浅水湖泊的表层沉积物中可交换态磷(Ex-P)含量与水体总磷(TP),溶解性总磷(DTP)及溶解性反应活性磷(SRP)浓度关系密切,有水草湖区的沉积物中生物易利用磷(Bio-P)含量显著低于无水草湖区及藻型湖区。太湖梅梁湾沉积物泥芯中,表层3cm沉积物中Ex-P含量显著增高,而夏季还原条件下容易转变为溶解态磷的铁磷(Fe-P)含量峰值则出现在4～10 cm深度。太湖表层沉积物的Bio-P含量与夏季叶绿素浓度密切相关,说明表层沉积物的Bio-P及AAP可以作为沉积物内源释放风险的指示参数。太湖表层1cm底泥中所含有的AAP量估计多达268．6吨,风浪扰动能将大量的AAP带入水体,对太湖蓝藻水华暴发起着不可忽视的作用。

重庆城口地区黑色页岩风化土壤重金属元素的富集特征和健康风险评价

通过对重庆城口地区黑色页岩风化土壤进行系统采样,分析风化土壤重金属元素的含量组成和化学形态,探讨风化土壤重金属元素的富集特征,基于元素含量和化学形态开展人类健康风险评价.结果表明,研究区黑色页岩风化土壤中多种重金属元素的平均含量都超过中国土壤背景值,甚至超过农用地的风险管控值,表现出不同程度的重金属元素富集特征,尤其是Mo、Cd、As和Tl.致癌风险评价模型结果表明,As对于儿童和成人的大部分TCR值都超过风险安全限,Cr对于儿童和成人的绝大部分TCR值介于风险筛选值和风险安全限之间,少部分TCR值超过风险安全限,Pb对于儿童和成人的TCR值都小于风险筛选值.致癌元素地球化学形态萃取结果显示,土壤中As(92.53%—99.51%)、Cr(89.22%—97.87%)和Pb(62.59%—89.74%)主要以残余态的形式存在,具有很低的生物利用度和可给性,表明土壤中As、Cr和Pb对人类产生的致癌风险可以忽略不计.但是,土壤中Cd主要以可交换态(13.04%—36.82%)、碳酸盐结合态(18.69%—30.11%)和铁锰氧化物结合态(17.79%—31.07%)的形式存在,表现出较高的生物可获得性.由于Cd的TCR值均超过风险筛选值,且部分TCR值接近甚至超过风险安全限值.因此,研究区黑色页岩风化土壤中Cd可能对人类产生潜在的致癌风险,需要引起关注和重视.

武汉市重工业区周缘环境中镉的分布及其危害性

采用原子吸收法分析了武汉市重工业基地武钢周边的土壤、街道尘埃及蔬菜等主要环境介质中镉的含量,对环境介质体系中镉的地球化学特征进行了研究。结果表明:研究区大部分土壤镉含量超标,且高出其母质长江冲积土中镉含量的5倍;处于工业区下风方向的土壤镉含量最高,达到2.84mg/kg,显著高于其他方向土壤中的含量;街道尘埃中的镉含量均值达7.64mg/kg,高于国内外许多发达名城;土壤和街道尘埃中镉均以地球化学活性态为主,具有显著的潜在生态危害性;环境介质中的镉对不同类型蔬菜的影响程度不同:小白菜>茄子>豇豆,但是,除了小白菜个别样点超标以外,大部分均未超标。然而,小白菜可食部分镉含量与土壤弱酸提取态的镉含量呈现显著的相关性。

土壤污染及其防治

硫酸盐还原菌修复污染土壤过程中镉的地球化学形态分布变化／范文宏…（北京航空航天大学环境科学与工程系）／／环境科学学报／中科院生态环境研究中心．