河南省表层土壤全碳与有机碳地球化学背景值研究

基于2003—2020年河南省陆续完成的1∶25万多目标区域地球化学调查项目的成果数据,系统研究了河南省表层土壤全碳与有机碳地球化学背景值特征。结果表明,河南省表层土壤全碳和有机碳地球化学背景值在不同行政区、不同流域、不同成土母质发育的土壤中差异明显。表层土壤全碳背景值行政区空间分布总体表现为西部山前高、东部平原低,北部碱性土壤区高、南部酸性土壤区低;流域分布以海河流域—黄河流域—淮河流域—长江流域依次降低;成土母质按残积与残坡积物—河流冲积物—洪积物—风积物—黄土与红土—河湖相沉积物发育的土壤全碳背景值逐渐降低。表层土壤有机碳背景值行政区总体表现为山前偏高、平原偏低,不同流域的表层土壤有机碳背景值差异大;成土母质以残积与残坡积物—洪积物—河湖相沉积物—黄土与红土—河流冲积物—风积物发育的土壤有机碳背景值逐渐降低。

惠州市金山新城规划区硒元素的地球化学特征

为查明惠州市金山新城规划区的富硒土地资源,采集了规划区585件表层土壤样品,测试分析了Se元素、有机质和pH指标。结果表明:①规划区表层土壤Se含量范围为0.1~1.48 mg/kg,Se背景值为0.35 mg/kg,是全国土壤的背景值的1.74倍;②规划区富硒土壤资源较为丰富,富硒土壤面积为43.38 km^(2),占规划区总面积的38.21%,土壤硒适量面积为68.15 km^(2),占规划区总面积比达到60.02%;③成土母质类型、有机质和土壤酸碱度(pH)是影响表层土壤Se含量的重要因素,规划区晚白垩世花岗岩成土母质土壤Se元素相对富集,表层土壤有机质和Se元素具有显著的正相关关系,表层土壤pH和Se元素具有显著的负相关关系。

海河平原北部地区土壤地球化学基准值与环境背景值

以北京市、天津市、河北省多目标区域地球化学调查(1:25万)取得的数据为基础,遵循地球化学基准值与环境背景值的概念,根据不同的沉积条件将研究区(即海河平原北部地区)划分为3个统计单元,运用标准化方法,即对土壤表层数据反复剔除异常数据后,通过其他元素与惰性元素Ti的相关关系分别计算得出各指标土壤的基准值;通过对土壤深层数据反复剔除异常数据后,获得了34项指标的平均值、标准离差和变异系数,并以此表征背景值。以上研究为区域土壤环境质量评价与监测预警提供了科学依据。

长江三角洲地区土壤地球化学基准值及其应用探讨

通过对基准值、背景值概念的进一步分析,确定了以沉积环境作为土壤地球化学基准值求取的基本单元,以各基本单元的面积加权法求取区域土壤地球化学基准值的方法。利用长江三角洲地区完成的多目标区域地球化学调查数据,求取了该区的土壤地球化学基准值,并对基准值特征进行了分析和应用探讨。结果表明:各沉积环境有其特征的指示元素或组合,F、Cl、Br、I、Ca和Mg元素组合可反映海相沉积物的新老和比例;N、S、OrgC组合,I、Hg组合和Y、Ce、La等稀土和稀有元素组合分别指示湖相、泻湖相和陆相沉积环境。Hg、Cd等为全区富集的污染元素;土壤中亲石元素、稀有和稀土元素稳定;I和CaO易流失。部分元素的土壤清洁级界限值采用X0+2S0能较好地反映土壤污染的分布。研究区土壤中养分Co、Na2O几乎全部为适宜区,K、N、Fe、B、Cu、Cl、Mg、S含量丰富,Zn、Mn和P、Mo、Si相对缺乏。

基于大数据的中国土壤背景值与基准值及其变化特征研究——写在《中国土壤地球化学参数》出版之际

土壤地球化学背景值与基准值研究是地球科学领域重要基础性工作。《中国土壤地球化学参数》是在全国多目标区域地球化学调查基础上,基于高质量高精度大数据研究的重要成果。本文概述地球化学调查工作方法与样品测试质量等若干基本要求,说明大数据的获取方式与精度水准。主要从宏观尺度上论述中国土壤背景值与基准值变化特征,包括:(1)研究中国土壤地球化学背景值与全球地壳丰度比值特征,阐述中国土壤元素(氧化物)背景值相对于全球地壳丰度的总体特征和基本规律;(2)通过辽河流域、黄河流域、长江流域及珠江流域土壤元素(氧化物)背景值与地壳丰度对比,研究由北方至南方各大流域相对于全球丰度的变化特征;(3)通过上述各大流域与全国土壤背景值对比,研究各大流域分别在全国总背景中的变化特征;(4)以中国基本无人类影响的代表自然本底的第一环境土壤背景值为基准,研究代表人类深度影响的第二环境土壤地球化学富集特征;(5)通过对比国内各大流域和地区第一环境与第二环境土壤地球化学背景比值特征,研究全国不同自然环境和地理景观条件下元素指标富集与贫化规律等。《中国土壤地球化学参数》研究建立在地球化学大数据基础上,信息量巨大,内涵极为丰富,是我国地球化学历史上空前规模的具有里程碑意义的学术成就,为包括土壤学、生态学、环境学、生物学在内的地球科学领域提供基础信息,为全球变化、全球环境、全球治理重大科学问题研究提供重要依据,为国家自然资源、生态环保、农业农村及卫生健康等行业部门科学管理与科学决策提供评价标准。本文研究仅仅触及宏观层面的某些方面,就已经涌流出大量生态信息、自然规律与科学问题需要深化研究和应用实践。可以预见,随着中国土壤地球化学参数的深入研究与广泛应用,将促使地球化学更加深度融入国家经济社会发展,在国家发展大格局中发挥积极作用,国家经济社会发展也将会更加关注地球化学问题。本项调查与研究成果凝聚了广大地学工作者的辛劳和智慧,展现出严谨的科学精神和崇高的事业心与责任心,展示中国质量和中国精度,代表中国地学领域高质量发展方向。

山东省土壤地球化学背景值

自2003年开始,历时15余年,在山东省开展了表层土壤地球化学调查,基本查明了全省土壤地球化学背景值。表层土壤样品采样密度为1点/km^2,4km^2组合成1件分析样品,分析测试Ag,As,Au,B等54项指标;统计并研究了这些指标土壤地球化学参数,确定了山东省土壤地球化学背景值,为山东省基础地质研究及地质找矿与区划等提供了基础数据。

富硒土地资源研究进展与评价方法

硒是重要的生命必需元素,开发富硒农产品是提升我国人体硒摄入水平的安全有效途径,富硒土地资源评价与利用规划是土地质量地球化学调查成果服务于特色农产品发展与脱贫攻坚的重要切入点。本文评述了近年来在土壤和作物硒含量、土壤硒成因来源、土壤硒赋存形态及其生物有效性影响因素、土壤-作物系统硒吸收运移、硒与重金属镉等元素之间的相互作用等调查研究成果。针对我国土壤硒背景值约0.20mg/kg,远低于世界土壤背景值0.40mg/kg,整体上处于低硒水平的实际情况,认为采用0.40mg/kg Se作为富硒土壤标准具有较强的科学依据;多数情况下土壤硒主要来源于成土地质背景,部分地区与人为活动密切有关;富硒土壤可分为地质高背景、次生富集作用、人为输入及其多种作用的叠加成因,元素地球化学性质决定了硒与镉等重金属元素共生的普遍性;土壤硒成因来源以及pH、Eh、有机质、铁铝氧化物等土壤理化条件决定了硒和重金属赋存形态与生物有效性,进而影响到富硒土地的可利用性,成为制定富硒土壤地方标准的理论基础与考虑因素;不同作物种类对硒吸收富集能力不同,筛选适应当地农田生态环境、富硒低镉的农作物具有实际意义;现有的部分富硒农产品标准未充分考虑人体补硒目的,并存在标准间协调性差等问题,急需加强富硒农产品标准的制定。本文提出,富硒土地资源评价不仅需要考虑土壤硒和重金属含量,而且需综合土壤硒成因来源及其生物有效性、土壤-作物系统硒迁移累积、硒与重金属镉等元素之间的相互作用机制,以及当地气候、土壤和景观条件下作物种植的适宜性,依据富硒土地资源可利用性进行分类分区、科学规划和合理种植管理。同时建议,为满足富硒土地资源调查评价与可利用性分析、富硒农产品健康效应研究的需要,需要加强土壤和作物硒含量及其形态的提取分离与分析测试方法技术研究与应用。

青岛古镇口创新示范区土地质量评价及规划利用

分析了青岛市古镇口创新示范区表层土壤中重金属(砷、铬、镉、铜、汞、铅、镍、锌)和土壤肥力相关的pH、有机质、全氮、全磷、全钾等元素的分布特征及其成因,参照相关土地质量地球化学评价规范和标准,对土壤养分和环境进行综合评价,在评价的基础上,提出了研究区土地规划利用可调整的建议。结果显示,研究区土壤元素组成主要受成土母岩控制,在人类活动较频繁区域,汞以及氮、磷含量富集明显。整体而言,研究区土壤养分综合评价较差,土壤肥力较低,土壤环境质量安全清洁(约90%)。相较于其他重金属,Cu元素背景值较高,局部有富集现象,是造成研究区土壤污染风险的主要因素,建议在土壤重金属污染区实行土壤和农产品联合监测。

巨野县土壤地球化学背景值及土地质量地球化学评价

通过对山东省巨野县土壤元素背景值状况的计算和研究,发现土壤中Ca,Cd,Hg,Mg,F等元素显著高于全省和全国背景值;Mo,Pb,Cu,Co等元素则低于全省和全国背景值;其中土壤Mo含量远低于全省和全国平均水平。土壤质地是决定区内土壤N,K,Mg等元素含量的关键;由黄河冲积物发育的土壤P含量普遍较高,TOC空间分布与N密切相关。城镇及工业区土壤中Hg和Pb的积累趋势明显。元素分级结果显示,区内土壤K和有机质比较丰富;N,P和有机质缺乏区占比分别为23.82%,15.39%和6.47%。微量元素中Ca,Mg,S,Cl等元素较为丰富;而Mo,Si,Se,Co,Zn,Cu,Fe,Mn等元素的缺乏状况最突出。土地质量地球化学评价分等结果显示,全区大部分土地质量优良,区内东北部和中西部地区土壤肥力较好,但有害元素含量偏高,西北部地区肥力较差导致土地质量等级偏低。全区土壤有机质含量不足以满足农业生产需要,加之局部土壤盐分偏高,对粮食作物生长不利。区内土壤环境质量水平总体较好,多数重金属元素分布受地质背景控制,但Hg和Pb污染位置与城镇及工业区分布明显存在一定关系,高值区多呈点状分布于人类活动强烈的地带,说明工业或生活排放对区内土壤中Hg,Pb的积累贡献较大。

土壤污染地球化学标准及等级划分问题讨论

全国多目标区域地球化学调查发现有害元素广泛分布引起极大关注。土壤污染将长期危及生态系统和人类生存安全。制定土壤污染等级标准十分重要。国家土壤环境保护标准体系中,土壤污染等级标准是针对调查发现的污染进行量度划分,土壤环境质量标准是依据污染对环境影响程度确定临界值,土壤污染评价标准是针对存在问题进行科学研究的指标。土壤污染等级采用统一的分级标准,划分为国家级、流域级、省级和地市级。标准制定是一个由局部到全局的认识,又由全局到局部的决策过程。在多目标区域地球化学调查基础上首先制定土壤污染标准及划分污染等级是笔者的主导思想。

山东省博山区土壤元素分布特征研究

通过对山东省博山区土壤元素背景值状况的计算和研究,统计N、I、V、F、Cd、Cr、Hg、Co、K、P、Mn、Mo、Ni、B、Pb、As、Cu、Se、Zn、Ge、Sb、Fe、有机质等28种指标的表层土壤地球化学特征参数,查明了土壤元素分布特征、富集贫化规律,对其与全国、山东省同类参数的差异进行了分析。结果表明,元素含量的显著特征是高Mn、F、P、Sr,而低Hg;大部分元素在表层土壤中的含量继承了土壤母质的成分特征,但Cd、Cr、Hg等受人为活动和污染源的作用在表层土壤中明显富集。区内土壤环境质量水平总体较好,部分重金属元素分布受地质背景控制,污染地块面积小。研究区Se、Zn、Ge等元素丰富,特色土地资源具有良好的开发前景。

油气综合化探工作方法研究(二)(采样、加工、条件试验)

从地表化探土壤样品的采集深度、采集层位和介质的统一、采集可靠性的相关检验、吸附烃样品脱气温度的选择 ,以及不同景观条件下背景值的确定方法等 5个方面 ,介绍了油气综合化探的工作方法。这些方法的运用 。

贵州省清镇市土壤硒含量的分布及其影响因素

为了解清镇市土壤硒(Se)含量特征与空间分布,明确其背景值与基准值,探明成土母岩、表生环境(土壤酸碱度、有机质、土壤类型等)与人类活动(施肥、浇灌等)对土壤Se含量的影响,采集了清镇市表层(0~20 cm)土壤样品4 637件和深层(150~200 cm)土壤样品216件,分析了土壤p H、有机质、Se含量等指标。结果表明:清镇市表层土壤Se含量高于深层土壤,表层与深层土壤Se含量空间分布趋势一致;Se含量较高的区域集中分布在流长苗族乡、犁倭镇与站街镇接壤的区域;清镇市富硒(0.4~3.0 mg/kg)土壤面积为103 789.65 hm2,占调查总面积的89.98%;清镇市土壤Se背景值为0.56 mg/kg,土壤Se基准值为0.35 mg/kg,该背景值是全国土壤Se背景值的1.93倍,且高于贵州省土壤Se背景值。清镇市不同土地利用方式与黄壤、黄棕壤、石灰土和水稻土的土壤Se背景变化率(ΔRCSe)均增加。2009—2019年清镇市土壤p H降低了0.15个单位,表层土壤Se含量与pH负相关,与有机质和深层土壤Se含量正相关,Se元素更容易在酸性强、有机质丰富的土壤环境条件下积累富集。清镇市玄武岩发育的土壤Se含量最高,紫色砂页岩发育的土壤Se含量最低;灌溉水与肥料均能向土壤带入Se,灌溉水Se代入量较大,年均带入量为2 205 mg/hm2。

浙江土壤地球化学基准值与环境背景值

以浙江省农业地质环境调查取得的区域地球化学资料(2002—2004年)为依据,遵循地球化学背景值的基本概念,根据成土母质类型将土壤地球化学基准值划分成13个统计单元,土壤环境背景值以浙北杭嘉湖与宁绍平原、浙东沿海温黄与温瑞平原、浙中金衢盆地区统计单元,在反复剔除异常数据后,获得了52种元素(氧化物)的平均值、标准离差和变异系数,为区域土壤环境质量标准的制订、土壤污染评价和治理修复提供了重要的地球化学依据。

浙江温州山地丘陵地区土壤地球化学特征与生态环境评价

基于浙江省温州市多目标区域地球化学调查获取的表、深层土壤地球化学数据,采用正态和对数正态法进行统计分析,获得温州市山地丘陵区土壤54种元素(指标)的地球化学基准值和背景值,以及其分布特征;将结果与全国土壤丰度、温瑞平原和长江三角洲进行对比发现:Be、Bi、Br、Ga、Ge、Hg、Pb、Rb、Se、Sn、Th、Tl、U、W、Y、Zr、Al2O3、La、Mo、Nb、SiO2的基准值和背景值都高于全国土壤丰度;Ge、Se、Th、Tl、U、W、Mo、Nb、SiO2背景值高于温瑞平原,其基准值高于长江三角洲;各元素表层和深层的变异系数基本一致,表明调查区土壤地球化学分异程度基本对应;Na2O、Cd、P、Corg、Tc和N呈现明显的表生富集特征;就不同的p H值范围而言,Ca O、Al2O3、K2O、P以及除Hg以外的重金属元素均在碱性环境含量中高,较多元素在中性环境中趋于稳定。调查区生命元素Se含量丰富,为富Se产业发展提供了物质基础。

浙江嘉善土壤地球化学背景及生态质量评价

通过嘉善全县域4点/km2密度的表层土壤调查采样调查,取得土壤地球化学元素含量背景值,并依据相关标准进行土壤养分质量和环境质量评价。统计分析表明:全县表层土壤地球化学元素含量空间变异小;土壤养分元素中,有机质、氮、钾总体丰富,磷在该县东南部丰富、西北部缺乏,钼在较多地区缺乏,铁、锰、铜、锌均属丰富,硼为中等含量,有效性钙、有效镁含量丰富,有效态硫、有效硅绝大部分为丰富区;表层土壤的环境质量总体为轻度污染,中度污染区零星分布。

淳安县土壤元素基准值与背景值分布特征

基于浙江省淳安县1∶25万多目标地球化学调查获取的表、深土壤地球化学数据,本文采用X射线荧光光谱法(XRF)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)进行统计分析,获得淳安县土壤54种指标的地球化学基准值和背景值,明确其分布特征。与全国相比,调查区土壤地球化学基准值总体偏高,而Na_(2)O、CaO偏低。深、表土壤方面,元素地球化学分布和分配表现出较大差异。山地丘陵区土壤中元素的分布与成土母质、土壤类型关系密切,成土母质以泥页岩、砂(砾)质岩类风化物和灰岩、白云岩类风化物为主,其中,泥页岩、砂(砾)质岩类风化物占调查区面积的较大比例,该区背景与全区土壤背景基本一致。

贵州省镇宁县耕地土壤地球化学背景值研究

采用正态法和对数正态法,对研究区4620件耕地表层土壤样品进行分析,首次获得了耕地土壤养分、环境等23项指标的地球化学特征及背景值。研究区地球化学特征及背景值受酸碱度、成土母质、气候、环境、土壤类型、耕作轮次、施肥强度等影响,导致元素含量在空间上分布不均,碳酸盐岩类母质成因的耕地土壤环境元素含量普遍高于碎屑岩类母质成因耕地土壤。通过对其背景值研究,为土壤质量评价,耕地资源保护(治理)、定量研究特色农业等提供依据。研究区内有益元素Se、Ge背景值较高,表明耕地土壤中Se、Ge元素含量范围较高,富Se、富Ge耕地资源丰富。对比其背景值,发现多数元素土壤背景值高于中国、美国大陆、日本及英国等土壤背景值;其背景值与贵阳市表层土壤和贵阳市城市土壤相比,背景值有所变化,但变化不大。

贵州省土壤硒含量背景值研究

以贵州省耕地表层土壤(0~20 cm)为研究对象,系统采集了454431件土壤样品,分析测试了土壤硒含量,讨论了贵州省耕地表层土壤硒含量及其分布特征,以及不同土壤类型、不同酸碱度、不同地类土壤的硒含量背景值。结果表明,贵州省耕地土壤硒含量背景值为0.482 mg/kg,变化范围为0.179~1.295 mg/kg。与中国农耕区表层土壤硒含量平均值(0.217 mg/kg)相比,贵州省耕地土壤硒含量处于较高水平,为发展富硒农业产业提供了有力支撑。不同土壤类型中棕壤土的硒含量背景值最高(0.591 mg/kg),紫色土的硒含量背景值最低(0.363 mg/kg)。不同酸碱度土壤中,强酸性土壤硒含量背景值最高(0.562 mg/kg),强碱性土壤硒含量背景值最低(0.246 mg/kg)。不同地类土壤中,茶园土壤硒含量背景值最高(0.554 mg/kg),水田土壤硒含量背景值最低(0.414 mg/kg)。

渝西经济区土壤地球化学基准值与背景值及元素分布特征

基于渝西经济区多目标区域地球化学调查资料,采用正态和对数正态法,获得了土壤54种元素(指标)的地球化学基准值和背景值,并研究其分布特征;同时分析了岩石风化成土过程元素的富集贫化规律,以及表层土壤元素分布特征。结果表明,与全国土壤相比,该区重金属元素Cd、Cr、Hg、Ni基准值较高,As较低,Pb、Zn、Cu与全国值相当;多数重金属元素和植物营养元素背景值偏高,仅K、Mn、P、Cl元素背景值低于全国水平。对比土壤背景值与基准值,发现多数元素(指标)背景值与基准值相当,说明表生作用和人为活动对表层土壤影响较小;而Se、Hg、S、N等14种元素在表层土壤富集,人为输入作用显著。不同母岩区表层土壤元素(指标)分布表现为,碳酸盐岩区多数元素含量较高;就不同pH值范围而言,CaO、MgO、K2O、P以及除Hg以外的重金属元素均在碱性环境含量较高,SiO2在酸性环境含量高,较多元素(指标)在中性环境中趋于稳定。