Soils Developed from Dolomitic Shale in the Yichang Area, China and Adsorption Characteristics for Phenol

Recently, the problem of phenolic organics pollution has become increasingly serious. More and more strategies have been developed to remove phenolic organics from water, including oxidation, adsorption, chemical precipitation, etc. Among them, adsorption technology has attracted great attention due to its advantages of high efficiency, simplicity and easy operation. In this study, the natural shale soil without any modification was directly used as adsorbent to remove phenol from aqueous solutions. The shale soil samples were characterized by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and nitrogen adsorption-desorption isotherms. Detailed kinetics and isotherm studies of phenol adsorption onto shale were investigated. According to the results of the orthogonal test, the influence degree of the four factors on the removal of phenol by soil samples was operating temperature > adsorbent dosage > contact time > pH. The adsorption kinetics of phenols by the soil corresponded with the pseudo-second-order kinetic model. Thermodynamic studies indicated that Freundlich adsorption isotherm model could better describe phenol removal characteristics than Langmuir adsorption isotherm model. And the maximum adsorption capacity was found to be 9.68 mg/g for phenol. It is concluded that shale soil without any modification or activated methods could be employed as a low-cost alternative adsorbent for wastewater treatment.

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.

贵州黑色岩系和煤系地层发育的富硒黄壤中硒的空间分异特征

研究富硒土壤硒的分异特征对贵州富硒农业开发具有重要意义。本文以黔西南二叠纪煤系地层和遵义寒武纪黑色岩系地层中发育的黄壤为研究对象,对土壤的总硒含量、硒的形态分布、有效硒含量及影响因素进行了研究。结果表明,黑色岩系和煤系地层发育黄壤的总硒平均含量分别为0.76 mg/kg和0.99 mg/kg;两种地层发育黄壤中的硒元素(Se)以有机结合态、残渣态和铁锰氧化物结合态为主;有效硒平均含量分别为67.2μg/kg和71.8μg/kg,分别占其总硒的8.57%和6.98%,包括水溶态、可交换态及碳酸盐结合态的有效硒供给水平很低。黑色岩系地层发育的黄壤总体呈酸性(pH均值为5.88),其有效硒含量主要受有机质影响;煤系地层发育的黄壤总体呈中性(pH均值6.84),其有效硒含量主要受pH影响。黑色岩系和煤系地层发育的黄壤,其影响硒有效性的因素有显著差异。因此,在发展富硒农业时需因地制宜。

紫色页岩土壤玫瑰茄栽培技术试验

湖南省衡阳市林业局、衡阳市林业科学研究所从云南省农业科学院引进玫瑰茄品种在衡阳市雁峰区基地紫色页岩土壤上进行栽培对比试验,试验表明,玫瑰茄适应紫色页岩土壤条件,同时筛选出了玫瑰茄适应紫色页岩土壤生长的立地类型、播种时间、种植密度、轮作年限。

湘西黑色页岩关键带铅的分布及活动特征

本研究对湘西一带发育于下寒武统黑色页岩关键带上的新鲜黑色页岩、风化黑色页岩和黑色页岩土壤进行系统采样和元素地球化学分析,探讨黑色页岩关键带铅(Pb)的分布和循环活动特征.结果表明,该区黑色页岩相对富集SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)等惰性组分和Pb、Zn、Cu、Cd等重金属,而亏损MgO、Na_(2)O、K_(2)O等活性组分.黑色页岩关键带上Pb含量变化在2.3—80 mg·kg^(−1)之间,分布不均匀.且Pb富集不明显(EF<1.5),自新鲜黑色页岩→风化黑色页岩→黑色页岩土壤,其富集程度趋于降低.质量平衡计算表明,黑色页岩风化过程中,赋存于硫化物矿物中的Pb等重金属活动性较强,Pb随黄铁矿等硫化物氧化分解而淋滤释出,淋滤释出率平均达−21.9%(n=36);Pb等重金属在黑色页岩风化的淋滤释出后,于成土作用过程中进一步被淋滤释出,淋滤释出率平均达−29.8%(n=36).黑色页岩风化-成土过程中Pb的淋滤释出与黑色页岩中钙质含量低,硫化物氧化分解产生的酸难于被中和等因素有关.

油页岩半焦基矿物生物炭对土壤理化性状影响研究

将油页岩半焦进行碳化后生产出的矿物生物炭与秸秆生物炭进行理化性能对比分析,并在甘肃省马军坪、张掖、白银3地的试验田进行了相关应用试验。研究结果表明,矿物生物炭比表面积较大、孔径小、具有一定疏水性,与秸秆生物炭类似,含有较高的养分,作为土壤改良剂可在一定程度上提升土壤肥力,有利于改良土壤结构、透气性、透水性及保水能力,作为农业或其他工业产品原料安全可行;在碱性土壤中施用后,会对土壤酸碱度下降有一定的促进作用;增施矿物生物炭能有效提高土壤有机质、全氮、水溶性钙含量,可为矿物生物炭在甘肃省不同属性土壤改良、农田种植中规模化应用、构建高标准高质量农田提供理论基础。

某页岩气开发场地重金属污染风险分析

为探究页岩气开发不同阶段对开发场地土壤中重金属含量的影响,以长宁区块某平台为例,监测开发过程中场地土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn的质量比变化,并对其分布特征评价。结果表明:页岩气开发各阶段场地土壤中重金属元素As的超标率最高达到了76.92%,页岩气开发对场地土壤中重金属Hg、Cd、As质量比变化影响程度相对较大;部分采样点土壤受重金属元素Cd与Hg影响存在中等生态危害风险,但场地内土壤重金属的综合生态风险指数RI平均值为70.357<150,仍有0.67%的比例存在中等生态危害风险;4.35%采样点土壤中因重金属元素As影响为中度污染风险,场地内土壤重金属的综合污染指数P的平均值为0.880,但1.35%采样点的土壤为中度污染风险。因此页岩气开发场地内土壤重金属存在一定的污染风险,为避免页岩气开发过程对场地土壤的污染,应加强重点区域防控与措施整改降低页岩气开发过程对场地土壤的污染风险,减少页岩气开采对资源地环境的影响。

油页岩半焦生物炭对玉米产量及土壤理化性状的影响

油页岩半焦含有丰富的有机质和无机营养物质,是复混肥理想的添加物料。为了提升油页岩半焦生物炭在农业生产中的利用价值,以玉米为指示作物,玉米品种先玉335为指示品种,设施油页岩半焦生物炭20、40、60、80 t/hm^(2),不施肥和仅施氮、磷肥(优化施肥)6个处理,采用随机区组设计,研究了不同油页岩半焦生物炭施用量对玉米产量及土壤养分状况的影响。结果表明,施用油页岩半焦生物炭后土壤性状发生显著变化,与播前相比,土壤容重下降了2.21%~8.82%,土壤孔隙度增加了-11.05%~4.08%,毛管孔隙度增加了-6.70%~3.74%,土壤pH下降了4.73%~7.84%。土壤储水量较对照不施肥处理增加了18.85%~30.57%。与优化施肥相比,土壤全氮增加了6.25%~20.83%,土壤全磷增加了0~25.51%,土壤全钾增加了0.92%~2.63%,土壤有机质增加了24.29%~88.26%,土壤碱解氮增加了-7.40%~14.21%,土壤速效磷增加了-30.27~80.37%,土壤速效钾增加了-12.87%~115.07%。在油页岩半焦生物炭投入量为60 t/hm^(2)时,玉米产量最高,达17681.4 kg/hm^(2),较对照不施肥处理增产20.10%。综合分析,施不同用量油页岩半焦生物炭均能明显改善土壤物理化学性状,显著提升土壤肥力,促进作物生长,进而提高作物产量。

重庆某地质高背景区土壤重金属富集特征与污染风险

土壤重金属污染是我国的重要环境问题,西南地区是我国典型的地质高背景区,土壤重金属富集引起的环境问题备受关注。前期研究发现渝东北部分地区存在重金属异常富集现象,但对重金属的区域分布特征与污染风险的认识不足。因此,本研究选择城巴断裂带以南的区域为研究区,研究了土壤地球化学组成、重金属分布特征、典型农产品镉污染风险。结果表明:研究区为典型的地质高背景区,土壤中镉(Cd)、砷(As)等多种重金属富集,其中Cd的富集程度最高,是研究区土壤潜在污染风险最高的重金属,54.4%的样本Cd含量超过农用地土壤污染风险筛选值。土壤Cd的富集主要与母岩地球化学继承性有关,呈明显的局域异常富集特征,高pH和有机质有利于Cd的富集;而受母岩地球化学异质性的影响,研究区土壤Cd的富集机制与纯碳酸盐岩区存在差异。研究区主要农产品中Cd的富集程度较低,整体超标率为5.97%,核桃和红薯未超标,土豆超标率低,玉米超标率相对较高,土壤Cd整体呈现“高含量、低风险”的特征。研究结果可为区域土壤重金属污染风险防控提供参考。

贵州茂兰国家自然保护区砂页岩黄壤剖面镉的分布特征

【目的】探究茂兰国家自然保护区镉在砂页岩黄壤剖面的分布特征,为国家保护区土地安全利用提供科学依据。【方法】选择在自然保护区内采集5个砂页岩黄壤剖面土样以及15个表土样品,分析所采集土壤发生层土样及表土样品镉赋存形态,检测土壤pH、土壤速效磷(AP)、土壤碱解氮(AN)和土壤有机质(SOM)的含量。【结果】潜在迁移指数法显示,土层越往下,则镉迁移性越弱;Person相关系数法表明,在腐殖质层土壤镉易迁移而在淋溶层和淀积层中富集,主要受pH影响较大。另外,降雨及镉高地球化学背景值特征对黄壤剖面镉含量分布特征有极大影响。地质积累指数法表明,表层土壤主要是轻度污染和偏中度污染;单因子指数法表明,表层土壤以轻微污染和轻度污染及中度污染为主。【结论】黄壤剖面镉含量整体呈现中间高、两端低的分布特征,这主要与其地方性气候特征、高地质化学背景值和植物生长过程影响有关。

关于页岩气开发项目水土保持方案的探讨--以宜209井钻井工程为例

以宜209钻井工程为例,通过分析项目实施情况和水土保持方案编制情况,探讨了页岩气开发项目水土保持方案编制过程中存在的问题。根据水土保持方案编制的相关标准,合理制定项目水土保持措施,在运用调查监测、巡查监测等方法全面监测工程的基础上布设监测点位,使项目各项指标能够在设计水平年达到西南紫色土区一级防治标准。由于项目属于建设生产类项目,因此,说明了建设期和生产期水土保持补偿费的计征,并明确了项目生产运行期的水土保持补偿费缴纳标准。

黑色页岩与土壤重金属污染

本文利用ICP-MS等技术分析了湘中地区黑色页岩及其相应土壤的重金属含量,在对分析结果进行统计分析的基础上,探讨了黑色页岩与土壤重金属污染的关系。研究表明,黑色页岩是富集多种重金属元素的特殊岩石。以黑色页岩岩系为母岩的土壤,不仅明显富集Cu、Cd、Cr、Co、Pb、Zn、Mo、Ni、V、U、Sn、Sb、Tl、Th等多种重金属元素,而且受到Mo、Sb、Cd、U、Tl、Cu、V、Sn、Th等重金属的污染,其中以Mo、Cd、Sb、U、Tl等的污染尤为严重。黑色页岩土壤重金属污染在一些地方已产生明显的负面环境效应,值得关注。

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。

紫色土肥力要素的剖面分异与肥力潜力

通过典型采样分析 ,研究侏罗纪沙溪庙组 (J2 s)、遂宁组 (J3s)、蓬莱镇组 (J3p)和白垩纪城墙岩群 (K1c)、夹关组 (K2 j)五种紫色土主要肥力要素的剖面分配特征。以黄壤作对比 ,对上述紫色土的肥力要素进行统计分析 ,评价紫色土的肥力状况与肥力潜力。结果表明 ,紫色土矿质养分含量高 ,土壤肥力高于黄壤 ;紫色土剖面有机质、N呈表土 >母质 >母岩的正向分异 ,P也基本表现正向分异的特点 ,紫色土全K表现逆向分异趋势。田间生物试验结果表明 ,富含未风化母岩(紫色页岩 )的紫色土玉米产量达到对照紫色土的 80 % ,土壤有机质及N素缺乏明显 ,施用有机质 (30 0 0 0kg/ha)和N (90kg/ha)、P (1 8kg/ha) ,玉米产量与熟化紫色土产量相当 ,表明紫色页岩是紫色土养分 (尤其钾 )补偿的重要而充足的库源 ,紫色土肥力潜力大 ,利用紫色页岩可快速培肥瘠薄紫色土。

衡阳盆地土壤动物多样性研究

对衡阳盆地紫色页岩土壤 9种生境中的土壤动物进行了调查研究 ,共获得土壤动物35 85只 ,隶属于 4门 8纲 39目 ,其中线虫类、蜱螨类为优势类群 ,占总捕量的 5 0 2 4 % ;常见类群 1 2类 ,占总捕量的 4 4 0 1 %。从土壤动物水平分布上看 ,9种生境相似程度较大 ,其中尤以芦竹林和桃树林、阔叶林和桉树林、芦竹林和桉树林之间相似程度更突出。从土壤动物垂直分布上看 ,9种生境中只有桃树林、柑桔林垂直分布较为明显 ,而各种生境中土壤动物具有明显的表聚性。芦竹林、柑桔林、桉树林、菜地、阔叶林和桃树林 6种生境土壤动物群落的多样性及均匀度呈基本一致的趋势 。

紫色页岩风化侵蚀与环境效应

通过 田间试 验与野外 观测研究 紫色页 岩的风化 程度与 侵蚀特征 ，结果表 明，紫色页 岩年风化 成土速率 为１５ ８００ ～２５ ５００ ｔ／ｋ ｍ ２ ， 各 种紫 色岩 的 风化 顺 序为 遂宁 组（ Ｊ３ｓ） ＞ 蓬 莱镇 组（ Ｊ３ｐ） ＞ 沙溪 庙组（ Ｊ２ｓ） ＞ 城墙 岩 群（ Ｋ１ｃ） ；风 化 侵 蚀强 烈 是紫 色 页 岩的 独 有特 征， 侵 蚀 模数 为１４ ３８０ ～２３ ９５２ ｔ／ ｋ ｍ ２·ａ 。 工程建设 中开挖 山体、暴露 母岩是 引发紫色 页岩风 化侵 蚀的 首要 外力， 紫色页岩 区每年工 程增沙 量高达２ ０００ 万ｔ 。 为此， 控制 工 程增 沙成 为 改善 长 江上 游生 态环境 的重要 方向。

贵州开阳地区富硒地层及风化土壤地球化学特征

通过对开阳地层和土壤调查,发现灯影组、牛蹄塘组等地层富集硒元素,由其风化而来的土壤也富硒。富硒地层同时还富集Mo、As、Cd、Sb、Ba、Co、Ni、Tl、V、Zn等元素,而相对缺Ag、Bi、Cr、Ga、Rb、Sr、Ta、Zr等元素;富硒地层风化形成的土壤中As、Ba、Cd、Co、Mo、Ni、Sb、Se、Tl等元素对基岩有明显的继承而富集;Pb元素则在基岩风化过程中流失而亏损;Cu、Sc、V、Zn元素在基岩风化后明显富集;而Ni、Co、Cd则具有对基岩的继承和后期风化富集的双重特征。研究表明该地区硒的富集是热水沉积、深部物质沿白马洞深大断裂迁移、热卤水的迁移混合,铀矿化以及大量硫化物的存在共同作用的结果。开阳富硒地层及风化土壤中稀土元素总量∑REE为66.61～609.13×10-6,LREE/HREE比值为1.17～5.40,(La/Yb)N=5.08～15.72>1,REE分布模式为右倾型,轻稀土段右倾明显,(La/Sm)N=1.43～7.44>1,为LREE富集型,重稀土段则相对平缓,(Tb/Yb)N=1.01～2.39。通过对微量、稀土元素的分析表明,富硒的黑色岩系形成于缺氧条件下的低温热水沉积环境。

茂名北排油页岩废渣场的土壤与植被特性研究

茂名北排油页岩废渣堆放场是一块面积达６７０ｈｍ２的工业生产废弃地,废渣场土壤干旱,养分贫瘠,重金属含量略为偏高,不利植物入侵与定居。这片因人为因素形成的次生裸地经过２０多年的自然恢复,入侵定居植物只有２４科５９属６６种,且大多数均为禾本科、莎草科、菊科等科的草本植物种类;草本植物有１３科３８属４４种,占总种数的６７%,占总覆盖度的８０%以上。群落结构及组成种类简单,处于群落次生演替的前期阶段,表明废渣场次生裸地的植被恢复是非常缓慢的。为尽早达到控制污染、改善环境等目的,必须辅以人工措施,加速植被的恢复进程。最后提出了实现这一目的的生态恢复对策。

紫色泥页岩的侵蚀产沙特点及影响因素分析

紫色泥页岩区是长江上游泥沙的一个重要来源。论述了遂宁组紫色土的侵蚀和泥沙形成流失的特点。并分析了解家湾小流域紫色土的侵蚀、泥沙形成输沙以及紫色土可蚀性等的影响因素。研究结果对川中紫色土丘陵区生态环境建设有重要参考意义。