西笤溪流域重金属污染磁学研究及多元分析

对西苕溪流域的土壤样品及部分太湖近岸表层底泥样品,进行了环境磁学测试与化学分析.采用指标聚类分析,抽取磁化率、S比值和Cr、Fe、Pb、Sr、Ti、Zn含量等8个典型指标.再应用模糊C均值聚类分析,分辨出了4种不同的样品类型和两种不同的人类活动响应.取自丘陵山地的第一类样品,以强的磁化率、高的S比值和低的Sr、Ni和Zn含量为特征,代表了流域的自然背景.分布在河谷平原农耕区的第二类样品,磁化率、S比值以及重金属含量都很低,反映了农业活动对环境的影响.而分布在滨湖平原和东苕溪流域的第三类样品,Sr、Ni和Zn含量最高,反映了工业活动对环境的影响.代表丘陵与平原过渡带的第四类样品,其磁参数和重金属含量介于丘陵山地与平原之间.由于流域的磁背景场很高,且人类活动多元化,磁与重金属的相关性差,因此单一的磁化率不能直接指示污染状况.

土壤剖面中粉煤灰垂向迁移的磁响应

对浙江省安吉县梅溪发电厂粉煤灰贮灰场附近的土壤短剖面进行环境磁学、元素含量及粒度研究.借助模糊聚类分析,分辨出粉煤灰原位堆积、富集、迁移深度及未受污染土壤特征.剖面上部0～14cm为粉煤灰的原位反映,多畴磁铁矿主导了该段样品磁性.其中11～14cm处磁性矿物和金属元素有所富集.14～21cm为粉煤灰在土壤中的迁移深度.迁移段土壤中亚铁磁性矿物及Pb、Zn等金属含量介于底部未污染土壤与上部粉煤灰原位堆积层之间.单畴斜交反铁磁性矿物及来源于上部粉煤灰的多畴磁铁矿共同主导了该段土壤的磁性特征.21cm以下土壤基本未受粉煤灰污染,单畴斜交反铁磁性矿物是其主要磁性矿物.指标聚类分析表明,亚铁磁性矿物主要赋存在粗粉砂中,单畴磁晶粒主要存在于细粉砂中.x、ARM、SIRM与Cu、Mn、Pb、Zn呈显著相关.结合多元统计分析,磁参数可用于追踪、识别粉煤灰在土壤剖面中的垂向迁移.

北京东郊722土壤垂向剖面重金属污染的磁学响应及其统计意义

对北京城东附近某苗圃内典型的土壤污染剖面进行了环境磁学和地球化学分析,发现某些重金属(Pb、Zn、Sr、Ba、Cu)和磁性参数呈现相同的垂向变化趋势,都在37cm以上显示高值区,磁化率均值达到192.02×10-8m3/kg,如Pb含量达到67.62mg/kg,而在37cm以下,明显属低值区,磁化率均值只有18.38×10-8m3/kg,Pb含量也只有23.43mg/kg.借助于指标聚类分析和主成分分析方法,揭示出各种指标之间的内在联系,表明磁参数与Pb、Zn、Sr、Ba、Cu等元素显著相关,彼此的相关系数都达到0.90以上,属于同一类别的隶属度在80%以上,说明磁指标可以作为这些重金属污染的一种代用指标.利用模糊C均值聚类分析分辨出了土壤上部污染物堆积层和下部未污染土壤背景2种不同的特征段.

沉积剩磁的获得和变化

前人的古地磁工作已经证明 ,沉积物的剩磁获得机理十分复杂 .不同条件下不同的磁化过程能否产生与地磁场变化毫无关系的伪磁信号 ,其判别十分困难 .沉积剩磁 (DRM )可能产生倾角误差和地层误差 .沉积后剩磁 (PDRM )可能在沉积物的磁性年龄及沉积年龄之间产生一个滞后 .当沉积物中有不同锁定深度的不同磁相时 ,会使得反转或漂移事件的深度的判别比较困难 ,甚至于产生伪磁信号 .即使在沉积物中只有一个磁相存在 ,但该磁相锁定时间相对于一个倒转 (或漂移 )事件所持续的时间长短不同时 ,所记录的磁信号也会不同 .此外 ,重磁化也可能改变原始的磁记录 ,含水量的变化也可导致磁边界的位移 .所谓的“不稳定孔” ,代表了矿物学上的微小的变化 ,可能产生许多具明显变化的复杂古地磁记录 ,且不能与其他稳定孔的磁记录相比较 .甚至于一些物理扰动 ,诸如生物扰动、变形、钻进过程和干燥效应 ,都可能导致剩磁的改变 .一些古地磁研究已经证明 ,湖泊及边缘海沉积物的磁记录较深海磁记录复杂 ,且均匀的泥及粘土沉积物总是不变地获得较好的古地磁记录 ,而不均匀的砂层则相反 .