石家庄污灌区表层土壤中重金属环境地球化学研究

对石家庄市污灌区上、中、下游3条剖面中的农田表层土壤重金属元素Pb、Hg、Cr、Cd、As、Cu、Zn的含量、污染状况、形态等进行了调查与研究。结果发现,研究区表层土壤中的重金属(除As外)在污灌区上、中、下游均有不同程度的富集,其中Hg、Cd含量较高,下游表层土壤中重金属平均含量均高于上、中游。运用Muller的地积累指数法进行了污染评价,结果表明,以河北省土壤背景值计算,As未对研究区表层土壤造成污染,研究区上、中、下游表层土壤受到了Hg、Cd的污染,主要为轻度—中等的污染程度。研究区表层土壤中Pb、Hg、Cr、As、Cu、Zn的形态主要为残渣态,Cd的形态主要为离子交换态和碳酸盐态,Cd具有一定的生物有效性和潜在生态危害性。

石家庄市近地表灰尘重金属污染及环境质量评价

以石家庄市主城区为研究区,采集252个近地表灰尘样品,研究其重金属污染及环境质量状况。采用单因子指数法和尼梅罗综合指数法对石家庄城市近地表灰尘中重金属污染进行环境质量评价,最后应用ARCGIS的空间分析模块进行空间插值制图。结果表明,研究区近地表灰尘中重金属质量比均超过当地背景值,质量比变异系数较大的为Zn、Cd、Cr、Ni、Cu、Pb、Hg等,As的变异系数最小。重金属单元素污染评价表明,Zn、Cd为严重污染,Cr、Hg、Pb、Cu为潜在污染,Ni、As为清洁。重金属综合评价表明,石家庄市近地表灰尘重金属综合污染严重,重污染以上比例达到30.56%,其严重污染区与工业区域、交通分布发达程度的分布相吻合,重金属污染可能与城市的燃煤、交通等污染源有关。

石家庄城市土壤重金属污染及潜在生态危害评价

以石家庄城市土壤为对象,采用单因子指数法和尼梅罗综合指数法对土壤重金属的环境质量及污染特征进行评价,并采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法对土壤中重金属的潜在生态危害进行评价。结果表明,重金属污染程度依次是Cd>Zn>Hg>Cr>Ni>Pb>Cu>As,其中Cu、Pb、As都处于清洁安全状态,Ni绝大部分样点处于清洁安全状态,只有0.45%处于警戒状态,Cd、Hg、Zn、Cr元素都出现污染,其中Cd污染面积最大,达到1.36%;综合污染评价土壤环境整体良好,清洁、安全、警戒、污染土壤面积比例分别为65%、31.82%、2.73%、0.45%,其中警戒及污染土壤面积为3.18%,其形成可能与工业生产及人类活动有关;各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg、Cd,已分别达到强潜在生态危害和中等潜在生态危害水平,其余重金属均为轻度潜在生态危害,综合考虑多种重金属的潜在生态危害性,其轻微生态危害、中等生态危害、强生态危害、很强生态危害的百分比分别是38.6%、53.2%、7.3%、0.9%,整体表现为中等潜在生态危害。

石家庄市大气降尘重金属元素来源分析

本文对石家庄市大气降尘重金属含量水平进行了研究,从2007年11月起连续收集一年的大气降尘样品,分析了As、Cd、Hg、Pb、Cr、Cu、Zn、Ni、Mo、Mn、Al2O3、K2O等12项。结果表明,与土壤背景值相比,石家庄市大气降尘中除Al2O3外的重金属含量总体明显升高。采用相关分析和主成分分析,对降尘重金属元素来源进行解析,认为有3种主要来源:一是Pb、Cr、As、Hg、Mo、Cd、Mn与燃煤活动、道路交通有关;二是Ni、Cu、Zn除与燃煤活动有关外,还与工矿企业废气排放有关;三是Al2O3主要与土壤颗粒物有关(自然来源)。以Al作为参考元素计算重金属的富集因子表明,受工业活动影响的Cd、Hg、Zn具有较大的富集因子,大气降尘中的重金属含量高值区与工业区域的分布相吻合。

石家庄农田区土壤重金属Cd、Cr、Pb、As、Hg形态分布特征及其影响因素

土壤重金属污染是国内外亟待解决的环境问题。随着重金属元素迁移和转化的深入研究,重金属的毒性不仅与其全量有关,而且在更大程度上受形态分布所控制。本文选择石家庄农田区为研究区,采集了31个根系土样品,对土壤中的Cd、Cr、Pb、As、Hg等5种重金属进行了形态分析,并探讨了影响重金属化学形态的影响因素。研究表明:Cd的有效态含量占全量比重最大,40.94%,其次是Pb的12.73%,Cr、Pb、As、Hg均以残渣态为主;5种重金属各形态和全量的相关程度较高,尤其是Pb;土壤pH值与Cd、Cr、Pb元素碳酸盐结合态、强有机结合态和腐植酸结合态均呈显著负相关关系,受pH值的影响顺序为:Cr>Pb>Cd;各重金属元素的残渣态含量与Fe2O3含量均呈显著的正相关关系;5种重金属的离子交换态与TOC均呈负相关关系;CEC和重金属元素的水溶态和残渣态均呈正相关关系;粘粒的含量与Cr的离子交换态呈显著负相关关系,与各元素残渣态呈正相关关系。

石家庄污灌区土壤重金属污染现状评价

为揭示污水灌溉对土壤环境质量的影响,本研究以石家庄市污灌区为例,对其表层土壤重金属Pb、Hg、Cr、Cd、As、Cu、Zn的含量进行了测定分析,按照单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法,根据土壤环境背景值标准进行了评价,并应用克里格插值方法对研究区内表层土壤污染的空间变异特征进行了分析。结果表明,研究区表层土壤中各重金属均有超过背景值现象;其中Cd含量远高于土壤背景值,为主要污染因子,Hg为次要污染因子,Cu、Cr、Pb、Zn基本上为轻度污染,As处于清洁状态;污染综合指数均大于1,处于轻度污染以上等级;各种金属单因子污染指数和综合指数在研究区的分布特点各不相同,总体上形成以东明渠、洨河主河道为中心逐渐向两边递减的污染分布状态,中度污染及严重污染将近占研究区总面积的一半以上。

石家庄市大气降尘重金属元素来源分析

在石家庄市采集了51件大气降尘样品,对其重金属来源进行了解析。主要针对样品所含有的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等8种重金属元素,进行相关性、富集因子及主成分分析。通过分析表明Pb与Cr、As、Hg、Ni相关性明显,Cr元素主要来源于土壤颗粒,As、Zn、Pb、Ni、Cu元素可能叠加工业污染,Hg、Cd污染严重,Pb元素主要受到燃煤和交通污染。重金属元素的空间分布表明市区含量低,二环外含量高,受交通和废气污染较重。

石家庄城市近地表降尘重金属污染及潜在生态危害评价

以2007年6月采集的石家庄城市近地表降尘为对象,采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法对石家庄城市近地表降尘中重金属污染及潜在生态危害进行评价。结果表明,石家庄城市近地表降尘中重金属元素含量变化均较大,Zn、Cd、Cr、Ni、Cu、Pb等属于强变异元素,重金属元素在近地表降尘中积累已达到严重程度;各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Cd、Hg,已分别达到强潜在生态危害和很强潜在生态危害水平,其余重金属均为轻度潜在生态危害。综合考虑多种重金属的潜在生态危害性,其轻微生态危害、中等生态危害、强生态危害、很强生态危害的百分比分别是2.0%、15.1%、30.6%、52.3%,整体为很强潜在生态危害,石家庄城市近地表降尘中重金属元素污染严重。

石家庄污灌区土壤元素评价

本文参照土壤质量内涵的三个方面,对石家庄污灌区表层土壤元素进行了评价。研究认为,反映土壤肥力质量的肥力元素大部分处于丰富或适宜状态,只有Mo、Co、碱解氮、有效Mo等处于相对缺乏状态;反映土壤环境质量的重金属元素含量都低于《土壤环境质量标准》(GB-15618-95)中二级标准限值,其中Cu、Ni、As、Hg、Pb元素100%达到了土壤一级环境质量标准,同时通过对研究区重金属元素的形态分析认为:Cd的生物有效性和潜在危害性较大,是研究区最具有生态危害的重金属;反映土壤健康质量的土壤元素F处于丰富或适宜状态,I处于相对缺乏状态。

石家庄近地表降尘重金属的分布特征及来源分析

系统采集了石家庄市区范围近地表降尘并分析了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn重金属元素的含量,通过元素含量统计分析,发现它们存在较大的变异性,表明重金属含量的空间分布极不均匀。应用地统计模块中的Kriging空间插值分析方法和成图分析,可以看出市区内As、Cd、Cr、Cu呈大面积高值分布,Hg、Ni、Pb、Zn多呈点状污染分布。利用主成分因子分析和重金属元素源指示分析,认为石家庄市区近地表降尘重金属的主要贡献源以燃煤和交通为主。这为全面了解石家庄市区的空气质量状况并为该市大气环境污染治理、城市规划提供了重要依据。

影响大枣品质的岩土元素地球化学特征——以石家庄市变质岩山区为例

系统分析了影响大枣品质的生态地质因素。研究认为 :品质优良的大枣主要产在黑云斜长片麻岩分布区 ,是由于黑云斜长片麻岩较其他类型的岩石风化层厚 ,裂隙发育 ,P、Sr、稀土元素含量高 ,K含量高并以缓效态赋存在黑云母中 ,较其他岩石类型中的K易被植物吸收 ;从土壤地球化学背景分析表明 ,优质大枣分布区与P、Sr、Na和稀土元素总量的富集区吻合性最好 ,Ni、Cr含量低 ,其他元素的分布相对稳定 ,在优质区没有明显的富集特征 ;优质大枣主要分布在海拔 5 0 0m以下的阳坡区 ,在 5 0 0m以上的低温湿润区枣树的分布相对较少 。

影响石榴品质的地球化学因素——以石家庄市元氏县变质岩山区为例

本文依据1∶20万化探资料,对石家庄市元氏县石榴种植区岩石、土壤元素地球化学特征进行了分析,探讨了石榴品质与地球化学因素之间的关系。结果表明:土壤元素地球化学特征和石榴品质有着密切的关系,在1∶20万化探图中,P、Zn、Mg、Fe、Cu、Na等元素的高低与石榴品质的空间分布具有很好的吻合性,品质较好的石榴主要分布在黑云斜长片麻岩和浅变质砂砾岩区,其母岩及土壤中植物营养元素P、K、Mg、Fe、Mn、Zn、B、S、Mo有效态含量都较其它类型母岩及土壤中元素有效态含量高,研究认为,在地貌及水热条件、土壤结构等条件具备的前提下,母岩及土壤中植物营养元素的高低是决定石榴品质的最重要的因素之一,1∶20万化探资料可以做为种植优质石榴科学布局的依据。

石家庄污灌区土壤中铬分布特征

采集石家庄污灌区内土壤表层和深层样品及垂直剖面样品,测定样品中Cr质量比,采用ArcGIS软件和Surfer软件制作Cr的平面分布和垂向分布图,分析了当地Cr分布特征。结果表明,由于外源污染物强烈影响着表层土壤Cr的分布,深层土壤中的Cr受外源影响较小,石家庄污灌区内表层土壤Cr质量比远高于深层,其均值达到深层的1.37倍。研究区内土壤表层和深层都形成了具有独立成因的Cr高值区,二者高值区的分布不吻合。垂向分布上,Cr表现出沿水流方向由排污点逐渐向下迁移的趋势,迁移过程中Cr主要富集在黏土层,其最高值均位于黏土质层,表明Cr的垂向分布受土质的影响。另外,垂向上Cr高值点偏向城镇密集的河道东侧,这表明排污口的位置分布对Cr分布也有影响。

石家庄污灌区土壤质量综合评价

通过对石家庄污灌区土壤评价指标的综合分析,确定了石家庄污灌区土壤质量的评价指标为碱解氮、有效硼、有效钼、Co,Cd,I。利用层次分析法和模糊评判法相结合的手段,在确定石家庄污灌区土壤质量评价指标权重和隶属度函数模型的基础上,对石家庄污灌区的土壤质量进行综合评价。结果显示:该研究区土壤整体处于良好状态,优质土壤、优良土壤、一般土壤、较差土壤面积分别占研究区总面积的24.60%,40.98%,18.03%,16.39%。影响土壤质量的因素主要是污水灌溉方式,其次为土壤质地和元素间的相互作用。通过对石家庄污灌区表层土壤质量的综合评价,客观地分析了土壤的养分水平,正确的定位了土壤的肥力水平和环境质量状况,为当地今后的农业规划、环境污染治理提供了科学的地球化学资料和依据。

河南许昌烤烟生态地球化学环境研究

许昌烤烟适宜种植在化学元素带出的生态地球化学环境。产于分布在各级夷平面上的侵蚀剥蚀低山、丘陵、台地环境以及山前次生分散坡地和河间带机械分散高地等生态地球化学环境的烟叶品质优良。易溶有害化学元素积聚的地球化学环境不适宜种植烟草,平原特别是屏障洼地所产烟叶品质差。研究区土壤中烟草生产有益营养元素处于缺乏状态,并且缺磷,低钾。

多重分形滤波方法和地球化学信息提取技术研究与进展

圈定地球化学异常是勘查地球化学和环境地球化学研究中的一项基础性工作。笔者通过详细分析近30年来与地球科学密切相关的分形和多重分形等现代非线性理论和新方法的迅速发展和应用,特别是以解决地球化学复杂背景与叠加异常分解难题为例,介绍了广义自相似理论与分形滤波技术的发展和应用,相信在资源、环境、灾害的其他应用领域也将发挥重要影响。文中阐明了多重分形是更具普适性的地球化学元素分布模式,"密度-面积"分形模型是刻画地球化学异常的基础模型,并为多个空间开展分形滤波和分解地球化学复杂背景与叠加异常的理论基础。该方法的显著优势在于将地球化学场的各向异性、尺度不变性、广义自相似性等特征集于一体,具有压制变化性背景干扰,突出局部异常的能力,其中C-A和S-A业已广泛应用于矿产勘查靶区圈定和环境污染模式识别,形成了分解地球化学复杂背景和叠加异常的常用技术,在国内外多个成矿区带取得了显著的找矿效果。

冀中南平原土壤碘地球化学特征研究

对冀中南平原土壤碘的地球化学分布特征及其控制因素的研究表明,冀中南平原滨海盐土和沼泽土中碘含量最高,白洋淀湖泊沼泽相和沧州东部的滨海平原深层土壤碘含量较高,而太行山中段滹沱河冲积扇平原、漳河冲积扇平原深层土壤碘含量较低,显示沉积环境是控制土壤碘区域分布的重要因素。研究认为土壤碘的分布特征受自然因素和人为因素的影响,以自然因素为主,表层土壤碘受到较大的人为因素影响。

冀东表层土壤中镉的环境地球化学基线

以土壤环境地球化学研究为主线,以冀东地区13 472 km2为研究区域,将土壤重金属污染元素镉的空间分布规律与环境地球化学机理研究相结合,建立区域土壤环境地球化学基线,选用合适的判别指标判识自然作用过程与人类活动过程对土壤环境的影响。通过对3 287个样品的镉含量的统计分析,结果表明,冀东地区表层土壤中镉的基线值为0.073 mg/kg,镉元素含量大于0.230 mg/kg的样品可能遭受人为污染的影响。地质累积指数分析结果显示,冀东地区49.0%的表层土壤未受镉污染,47.6%的表层土壤在无污染与中度污染之间,2.1%受中度污染,1.2%的表层土壤介于中度污染到强污染之间,只有1%受强污染。污染程度指数分析则显示,冀东地区94.5%的表层土壤未受到镉污染,98.8%的表层土壤污染程度小于2,总污染程度小于0,即总体未受到污染。

太行山大枣品质与生态地质地球化学环境的相关性分析

通过对太行山中段采集的大枣和土壤样品的分析和对比,论述了影响太行山地区优质大枣品质的各项因素,指出了影响大枣生长的构造、岩石、土壤、地球化学异常,气候、地下水、地形等多项因素的作用和主次关系,即地质构造控制片麻岩的分布,优质大枣与片麻岩分布相关;高程500 m以下是太行山山区优质大枣适生地带,高程低于200 m、片麻岩区、沟谷地带、阳坡条件下的大枣品质更好。

唐山城市土壤重金属污染及潜在生态危害评价

以唐山城市土壤为对象,采用单因子指数法和尼梅罗综合指数法对土壤重金属的环境质量及污染特征进行评价,并采用Hakanson的潜在生态危害指数法对土壤中重金属的潜在生态危害进行评价。结果表明,没有重金属元素出现污染状态,其中Hg、Ni、Cr、As都处于清洁状态,Pb、Zn、Cu绝大部分样点处于清洁状态,7.94%、6.35%、1.59%处于安全状态,Cd元素绝大部分样点处于清洁安全状态,只有1.59%处于警戒状态;综合污染评价土壤环境整体优良,清洁、安全土壤面积比例分别为98.41%、1.59%,没有出现警戒和污染土壤;各重金属元素中,产生潜在生态危害的重金属主要是Hg,已达到强潜在生态危害水平,其余重金属均为轻度潜在生态危害,综合考虑多种重金属的潜在生态危害性,其轻微生态危害、中等生态危害、强生态危害、很强生态危害的百分比分别是73.02%、26.98%、0%、0%,整体表现为轻微潜在生态危害。