福建龙海土壤垂向剖面元素分布特征

基于福建省龙海市4类典型成土母质的垂向土壤剖面样品分析数据,研究了常量组分和微量元素含量及剖面分布特征。结果表明:研究区在温暖湿润气候条件下,化学风化作用强烈,Ca、Mg、Na、Si、K淋失贫化,含量明显低于全国均值,Al、Fe则相对富集,风化淋溶系数(ba)和硅铝铁率(Saf)值远低于全国土壤,土壤风化程度达到脱硅富铝铁阶段,花岗岩类成土母岩区风化作用尤为强烈;剖面土壤环境质量总体较好,微量元素含量与成土母质密切有关,九龙江口冲海积成因(剖面1)土壤重金属含量明显高于其他3个剖面;多数微量元素垂向分布受常量组分的控制,As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn与土壤中Fe等组分具有显著正相关性。因表层土壤中细粒黏质组分随地表径流淋失或下渗迁移,导致表层土壤低Fe、Al和重金属元素;在生物地球化学循环和人为污染的影响下,Hg、Cd、Pb、Zn等在表层土壤呈富集特征;多数重金属元素的相对富集系数小于1.0,且表层土壤无明显富集特征,认为除Hg、Pb等少数重金属元素外,其他元素受人为污染影响较小。     

广东省揭阳市土壤铅的空间分布特征及影响因素

以广东省揭阳市土壤为研究对象,采集了表层土壤(0~20 cm)样1 330个和深层土壤(>150 cm)样331个,测定了土壤Pb含量。利用GIS空间分析技术、半变异函数拟合和方差分析等方法研究土壤Pb含量的空间结构、特征和影响因素。结果显示: 揭阳市不存在明显的土壤Pb污染,表层土壤Pb含量平均值39.26 mg/kg,低于揭阳市土壤Pb背景值(43.71 mg/kg),略高于广东省土壤Pb背景值(36.00 mg/kg);富集因子表明研究区表层土壤Pb富集程度主要为无富集和轻微富集,分别占52.11%和42.63%,Pb富集不明显;研究区表层土壤Pb空间分布呈中等自相关性;表层土壤Pb高值区主要分布在人类活动影响强烈的东部和南部地区。按土地利用、成土母质、土壤类型及其理化性质的分类统计表明,林地及未利用地表层土壤Pb含量最高;页岩风化形成的土壤Pb含量显著高于其他成土母质区土壤;黄壤Pb含量相对较高;有机碳和pH值均与土壤Pb含量呈显著正相关。     

广东揭阳土壤镉含量的空间分布特征及影响因素

以广东省揭阳市土壤为研究对象,采集了1 330个表层土壤(0~20 cm)样品和331个深层土壤(150~200 cm)样品,通过 GIS 空间分析技术、半变异函数拟合和方差分析等方法对研究区土壤镉含量的富集特征、空间分布、结构特征以及影响因素进行了系统分析。结果表明,研究区表层土壤镉含量的均值为0.09 mg/kg,高于该区土壤背景值,但低于GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》的标准值。通过富集因子法研究表明,研究区表层土壤镉主要为轻微污染和中度污染。从结构特征来看,研究区表层土壤镉含量呈中等空间相关性。揭阳市表层土壤镉含量高值区主要分布在人类活动密集的东部和南部地区。土地利用类型、成土母质和土壤类型是影响表层土壤镉含量的重要因素,在不同土地利用方式下,建筑用地土壤镉含量最高;不同成土母质中,第四纪沉积物土壤镉含量显著高于其他母质;不同土壤类型中,水稻土的镉含量相对较高。     

成都经济区黄壤土壤剖面Pb形态分布特征及其影响因素

土壤剖面中不同形态铅迁移转化及其影响因素的研究对于了解Pb的土壤地球化学行为具有非常重要的意义。以四川省成都经济区农田生态系统黄壤剖面中不同形态Pb分布特征为例,探讨黄壤剖面中不同形态Pb的迁移转化影响因素及其生态危害性。结果表明:在黄壤剖面中,Pb总量表现为表层富集、深层稳定的特点;弱有机结合态含量表现为表层富集、深层稳定的特点,其他形态Pb含量剖面分布特征不明显;土壤中的Pb主要是以铁锰氧化态和残渣态为主,其他形态Pb含量所占比例较小;成土过程中,随着Pb总量的增加,稳定态Pb含量增加,而活动态相对减少;土壤pH值对各形态Pb含量分布影响较大,尤其是对碳酸盐结合态的影响显著;土壤总有机碳也是影响土壤中各形态Pb含量分布的重要因素之一,尤其是对有机结合态Pb含量影响显著;而随着土壤熟化程度的增加,黄壤剖面中的活动态含量增加,稳定态减少;剖面中的Pb迁移系数和生物可利用系数均较小,说明Pb不易向下迁移,容易在表层富集,对植物及人类有一定的危害。     

湖南隆回县土壤硒元素地球化学特征及其影响因素:以石门-滩头镇为例

湖南省隆回县石门-滩头两个乡镇的土地质量地球化学调查共采集表层土壤样品699件,农产品样45件以及4个土壤垂向剖面,系统分析了表层土壤以及农产品中硒元素的含量特征,并探讨了土壤硒元素含量与成土母质、土地利用方式、土壤酸碱度以及有机质之间的关系.结果表明:区内土壤表层硒含量平均值为0.67 mg·kg-1,高于全国背景值,富硒土壤面积比例达到87.96％;表层土壤硒含量主要受控于成土母质,即硒来源与硅质岩密切相关;土壤垂向剖面总体呈现硒元素的表聚性;土地利用方式对土壤硒的富集也产生一定的影响;土壤硒含量与土壤pH值呈负相关,与有机质含量则呈显著的正相关.黄豆以及玉米富硒率非常高,同时这两种农产品大多数样品内重金属元素含量均符合国家食品安全标准.这些研究成果为当地富硒土壤资源开发利用等提供理论上的支持.     

广东揭阳市土壤铜的分布特征及其影响因素

以广东省揭阳市土壤为研究对象,测定了1 330个表层土壤样(0~20 cm)和331个深层土壤样(150~200 cm)的Cu含量,据此研究土壤Cu的分布特征和影响因素。利用富集因子、GIS空间分析和方差分析等方法,综合分析了研究区土壤铜富集特征、空间分布特征及其影响因素,遵循国家标准评价了土壤铜污染风险。结果表明:表层土壤铜含量均值为9.49 mg/kg,远低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618—2018)中Cu风险筛选值(50 mg/kg);表层土壤铜的富集程度处于未富集和轻微富集水平,不存在明显的铜富集情况;表层土壤铜高值区主要分布在榕城区中部、揭西县东南部以及惠来县西部和北部;成土母质和土地利用方式是研究区表层土壤铜含量的主要影响因素,土壤类型对其也有一定影响,不同成土母质中,第四纪沉积物土壤铜含量最高;不同土地利用方式下,建筑用地土壤铜含量显著高于其他土地利用方式;不同土壤类型中,水稻土土壤铜含量最高。     

河北省某市工业用地土壤重金属污染现状及风险评估

采集研究区表层土壤、深层土壤样品共232个,分析样品中As、Cd、Cu、Pb、Hg、Ni含量,运用地累积指数(I_geo)、潜在生态风险指数(Eri和RI)对土壤重金属进行生态风险评价。结果显示：土壤样品中6种重金属的平均值均低于国家建设用地土壤污染风险筛选值;表层土壤中Cd、Cu、Pb、Hg及深层土壤中Cu、Hg的平均值均高于河北平原区土壤背景值。富集程度分析显示,土壤中Cd和Hg的k_表深比>2.0,以富集为主,受人为活动影响较大。相关性分析显示,表层土壤除了Hg元素外,其他元素间均呈现显著正相关,表层—深层土壤中除Cd外,其他元素间均呈现显著正相关,表层土壤存在复合污染。地累积指数I_geo显示,研究区整体处于无污染和轻度污染。土壤重金属生态风险显示,Hg在表层和深层土壤中的E_ri平均值分别为118.13 (强生态风险)和61.08 (中等生态风险);重金属RI平均值在表层和深层土壤中分别为190.57 (中等生态风险)和113.70 (轻微生态风险)。研究区土壤Hg的污染和风险水平较高,今后...     

海南岛东部地区砖红壤中稀土元素含量及其纵向分异研究

对海南岛东部地区发育典型的5个砖红壤剖面的REE组成特征及其纵向变化规律进行研究发现,基岩与成土母质决定着土壤中稀土元素的最初含量,由花岗岩风化而成的砖红壤的REE含量大于砂页岩风化而成的砖红壤的REE含量,土壤表层强烈的淋溶作用又导致由土壤剖面深部至浅部∑REE逐步减少。基岩及成土母质决定了砖红壤中呈现的LREE富集及Eu亏损的特点,而土壤发育过程中REE分异作用又使这些特征在成土母岩的基础上发生了一定程度的叠加。砖红壤剖面表层氧化和水解作用导致Ce在土壤表层中的富集,并导致由剖面深部至浅部,Ce呈现出由负异常向正异常演化之趋势。     

北京市延庆区土壤重金属元素地球化学特征及其来源分析

北京市延庆区是首都生态涵养区,开展土壤重金属分布特征及来源解析研究对保障土地安全利用、防控生态环境风险具有重要意义。采集延庆区2 354件表层土样及44件深层土样,测试分析了重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、V、Zn及Sc等含量。采用空间分布分析、多元统计分析与受体模型相结合的方法,阐明了土壤重金属元素分布特征,解析了土壤重金属潜在来源,并计算了不同来源对土壤重金属的相对贡献率。结果表明,表层土壤中V、Cr、Ni、As元素主要来源于成土母质,Cd、Zn、Pb含量高值区集中分布于人口密集区域,人为活动对该3种元素影响较大,而Hg主要受大气干湿沉降的影响。深层土壤中Hg元素在居民区含量较高,而其余元素均未受到人为活动的影响。     

贵州惠水农作物-土壤剖面重金属污染评价

为研究贵州省惠水县农作物-土壤重金属污染现状,采集农作物-根系土、土壤剖面-成土母岩样品,测定Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn和pH的含量,选用富集系数、健康风险评估、单因子污染指数法、地累积指数法对农作物-土壤重金属污染现状进行了评价。研究表明：（1）农作物中水稻、玉米和油菜中以Cd累积为主,其次为Pb、Cr、Hg;金钱橘无重金属超标;农作物富集系数中Cd是Pb、As、Cr的几倍至上百倍;经玉米、油菜、金钱橘摄入重金属的人体健康风险很低;水稻中Cd的THQ大于1,对人体的健康有一定的风险;（2）单因子污染指数研究结果说明根系土以Cd污染为主;Ig揭示根系土中Hg、Cd、Cr超标可能受人类活动影响较大;（3）从土壤剖面-成土母岩系统来看,As、Cd、Cu具有继承性,尤其Cd含量在成土母岩、土壤剖面、根系土、农作物中含量超标,有部分来源于成土母岩高背景值。     

云南省安宁地区土壤重金属等元素生态地球化学调查与评价

云南省安宁市是长江上游滇中经济发展和生态文明建设的重要地区。本文以2018～2020年度在安宁地区系统采集的表层土壤样品为研究对象,对研究区表层土壤重金属等元素含量特征和富集程度进行研究,利用地累积指数和潜在生态风险评价指数对土壤重金属的生态风险进行评价,并采用相关性和主成分分析其来源。结果表明,研究区土壤重金属Cr、Zn、As、Cd、Pb、Hg以及放射性元素U显著高于云南省土壤背景值,且变异程度较高,空间分布不均;重金属Cr地质异常累积程度最高,As、Cd和Hg潜在生态风险等级高,生态风险主要集中在磷矿采区及螳螂川流域钢铁厂、化工厂周边。研究区土壤中Cr、Ni、Cu可能更多地来源于成土母质;Cd、Pb、Zn和As高含量区受人为活动的影响较为显著;Hg可能存在复合污染源。本研究结果将为识别安宁地区土壤重金属的来源及当地土地资源安全管护提供科学依据。     

云南典型地质高背景区土壤重金属含量特征及污染风险评价

云南峨眉山玄武岩和碳酸盐岩分布区为典型重金属地质高背景区,选取云南鲁甸县典型地质高背景区为研究对象,采集1406件表层土壤样品,系统研究土壤中重金属含量特征,评价土壤重金属污染风险,重点探讨不同地质岩性对土壤重金属含量的影响,分析土壤重金属的来源。结果表明:(1)表层土壤中Cu、Cr、Cd、Zn和Ni含量均超出云南省背景值,土壤重金属含量明显受成土母质影响,碳酸盐岩明显富集Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn,飞仙关组碎屑岩明显富集Cr、Cu、Ni、Cd,玄武岩明显富集Cu、Cd、Zn、Cr,均为典型的地质高背景区;(2)表层土壤重金属综合评价等级以风险可控为主,碳酸盐岩、飞仙关组碎屑岩和玄武岩土壤中污染风险较高的重金属元素主要为Cd、Cu、Cr、Ni,且明显受玄武岩岩浆活动影响;(3)主成分和空间分析结果显示,地质高背景区土壤重金属高含量主要为成土母岩中重金属高含量及其风化成土过程中次生富集作用导致,人为影响相对较小。     

北京市密云区农业土壤重金属元素地球化学特征及生态风险评价

在北京市密云区西南部农业区系统地采集了1 065件表层土壤样品,对其中Ni、V、Cr、As、Cd、Pb、Zn、Hg 8种重金属元素的含量开展了测试分析。采用多元统计分析法及空间分析法,阐明了这些重金属元素的地球平均化学分布特征,并探讨了其可能的主要来源。结果表明,8种重金属元素主要分为3类：第一类为Ni、V、Cr、As,其含量低于北京地区背景值,其分布主要受成土母质等自然因素的影响;第二类为Cd、Pb、Zn,其平均含量高于背景值,且居民区含量最高。除继承成土母质外,此类元素的分布特征受人为活动影响较大,其中Cd受人为活动影响的程度明显高于Pb和Zn;第三类为Hg,推断大气沉降为影响Hg分布的主要因素。主要采用Hakanson法评价了土壤中重金属的生态风险,结果表明该地区潜在生态危害指数较低。     

广西北部湾地区土壤锗分布特征、影响因素及其生态环境评价

Ge在工业和医疗领域具有良好应用前景,有机锗化合物是一种毒性较低、具有较强抗癌活性的物质,富Ge土壤具有广阔的开发利用价值,但目前我国对土壤Ge的研究程度较低。基于广西壮族自治区多目标区域地球化学调查成果,对北部湾地区表层土壤及深层土壤Ge的空间分布特征进行了研究,阐明了不同成土母质地区表层土壤及深层土壤Ge含量情况,总结了影响土壤Ge含量的因素。结果表明,广西北部湾地区表层土壤Ge含量平均值是1.43 mg/kg,深层土壤Ge含量平均值是1.64 mg/kg。土壤Ge含量主要受控于成土母质,碳酸盐岩分布区土壤Ge含量最高,其次为花岗岩分布区、第四系沉积物分布区以及砂-页岩分布区。表层土壤与深层土壤Ge含量的比值显示表层土壤Ge含量受人为活动影响小。不同成土母质形成的土壤Ge含量的影响因素存在差异,花岗岩分布区表层土壤与深层土壤Ge含量主要受土壤黏土矿物、三水铝石以及石英的影响,碳酸盐岩、砂-页岩及第四系沉积物分布区表层土壤Ge含量主要受土壤黏土矿物、三水铝石、次生含铁矿物、无定形铁氧化物/氢氧化物、石英及有机质的影响,深层土壤Ge含量主要受土壤黏土矿物、三水铝石、次生含铁矿物、无定形铁氧化物/氢氧化物及石英的影响。研究区53.32%的表层土壤Ge含量达到较丰富水平,30.21%的表层土壤Ge含量达到丰富水平,对富Ge农作物的生长非常有利,具有开发利用价值。本文的研究成果旨在为土壤Ge的生态地球化学特征提供基础资料,为富Ge土地资源评价和富Ge农产品开发利用提供依据。     

宁夏南部山区葫芦河流域土壤地球化学特征及影响因素分析

基于宁夏固原地区土地质量地球化学调查数据资料,采用数理统计方法研究了表层土壤30项元素(指标)的背景值,对比分析了不同成土母质(岩)和土地利用类型元素空间分布特征和富集贫化规律,进一步采用主成分分析法从元素组合特征的角度分析了制约元素分布特征的因素。结果表明：研究区土壤中亲铁元素(Ni)、亲钨元素(Mo)、碱(土)金属元素(Na₂O、MgO、CaO)及卤族元素(I、F)、亲铜元素(As)含量高于全国背景值,Hg、Se、有机质、N、Pb等亲生物元素与全国背景值相比相对贫化。成土母质(母岩)是土壤元素含量特征的主要控制因素,在成土过程中,自然及人为影响造成了部分元素的贫化富集。N、Mo、I、有机质、S等受红土母质和其母岩控制明显,Ca²⁺、Na~+则在水动力影响下造成风化淋失。河谷平原土壤元素含量介于红土和黄土母质之间,在表生环境下易溶于水的Na₂O、K₂O、Cl在水动力的作用下于河口、河谷地带富集,P、Hg、Se、Mo则受人为干扰出现局部富集。因子分析表明,成土母质(岩)、成土过程中的风化、淋滤、生物...     

桂西北典型岩溶区水稻田成土剖面砷的垂向分布特征及其影响因素

调查分析桂西北典型岩溶矿区及其周边水稻田成土剖面砷含量及相关土壤参数垂向分布特征,研究了岩溶区土壤砷的含量垂向分布及迁移规律,并探讨了岩溶区土壤砷垂向迁移的主要影响因素。结果表明:研究区三个典型土壤剖面的主要土壤类型为石灰岩土,化学风化程度较高,土壤砷自然来源主要为土壤母质;土壤剖面砷含量的垂向分布均为表层相对富集、深层相对稳定,而土壤有机碳是制约岩溶区水稻田土壤砷垂向迁移的关键因素;矿区外围的两个土壤剖面砷含量主要富集在10～20 cm层,而在0～10 cm层砷含量相对较低,土壤砷含量平均值分别为5.5 mg·kg-1 和5.0 mg·kg-1 ;而临近矿区的土壤剖面具有土壤砷高背景值的特点,土壤砷含量平均值为46.2 mg·kg-1 ,且砷主要富集在20～40 cm的次表层,而在10~20 cm层砷含量则相对较低,但在0～10 cm层土壤砷含量又显著高于10～20 cm层,这表明外来源对该剖面表层土壤也具有显著影响。      

山东省东部地区土壤地球化学特征及污染评价

以山东省东部地区农业生态地球化学调查取得的区域土壤地球化学数据为依据,研究了区内54种元素或指标的土壤地球化学基准值和背景值与全国土壤的差异。通过对比区内土壤基准值与背景值的变化,认为本区大部分元素或指标在表层土壤中的含量继承了成土母质,后期人类活动对其影响较小,Zn、Pb、Cu、Se、Cd、S、P、Hg、N、OrgC等元素或指标在表生作用或人类活动等因素影响下,其分布分配特征产生明显变化。本文通过对表层和深层土壤元素相关系数的研究,认为深层土壤元素地球化学含量可表征表层土壤原始沉积的地球化学含量;讨论了人为活动导致土壤污染的评价方法,莱州—招远—烟台和牟平—乳山金矿集中区以及人口密集的城镇地带表层土壤中Hg、Cd、Pb、As、Zn、Se、S等元素污染严重。地质背景和人类活动(采金污染、工业生产、城市人口密集生活等)的共同作用,是造成环境中有害元素含量较高的主要原因。     

华东多目标区域地球化学调查区土壤常量元素地球化学特征

为了研究土壤常量元素来源及分布特征,分析了华东多目标地球化学调查区表层土壤和深层土壤常量元素质量分数的关系,以及不同成土母质发育的土壤常量元素质量分数之间的相互关系。结果显示：在该地区表层土壤和深层土壤中,常量元素存在显著相关性,质量分数比值为0.75～1.04,说明该区域表层土壤常量元素与深层土壤属于同一物质来源,主要来源于成土母质;常量元素在不同地质单元区土壤质量分数的高低及变异系数的大小除了成土母质原因,元素自身地球化学性质也是其主要影响因素;元素之间相关性及因子分析很好地区分出了在该地区成土过程中元素共生组合特征,即CaO-MgO-Na₂O、Al₂O₃-TFe₂O₃-K₂O、SiO₂3个组合。通过分析可以得出在该地区表层土壤常量元素对成土母质有良好继承性,因此能够利用表层土壤元素组合特征和质量分数高低在一定程度上辨别该地区土壤的成土母质岩性、来源和土壤机械组成。     

海南岛表层及深层土壤重金属分布特征及源解析

地学统计及多元分析是判断土壤中重金属元素来源和影响因素的有效方法。区域尺度上不同岩性地区表层及深层土壤中重金属元素含量和空间分布的对比分析,也可以为区分重金属元素来源提供有价值的信息。本研究在海南岛共采集了8 713件表层土壤样品和2 197件深层土壤样品,分别测定了其中8种重金属元素和Sc等元素含量。结果表明,表层和深层土壤中As、Co、Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、Hg的平均含量分别为5.29 mg/kg、11.95 mg/kg、60.79 mg/kg、17.24 mg/kg、26.18 mg/kg、51.22 mg/kg、0.081 mg/kg、0.043 mg/kg和5.53 mg/kg、12.89 mg/kg、65.24 mg/kg、19.97 mg/kg、29.15 mg/kg、58.87 mg/kg、0.065 mg/kg、0.029 mg/kg。通过Pearson相关性分析和多元成分数据分析,发现影响海南岛表层和深层土壤中重金属元素分布的主要因素为成土母岩的岩性、成土过程以及人类活动。分析结果表明,As、Co、Cr、Cu、Pb、Zn元素主要继承于土壤母质并受成土过程影响,而Cd和Hg元素受到人为活动输入影响较大。     

资江河口区农田土壤重金属污染评价及来源分析

资江是洞庭湖的第二大支流,其中上游锑(Sb)矿采矿冶炼工业发达,给资江下游及洞庭湖区带来了严重的重金属污染风险。以资江河口区为研究区,采集了132个农田土壤样品及7个资江水样,综合采用多种污染评价方法、空间分析、多元统计分析方法对研究区重金属进行了污染评价及来源分析。结果表明,研究区农田土壤重金属平均质量分数表现为ZnCrNiPbCuAsSbCd,旱田土壤重金属平均质量分数除Pb外均高于水田。Sb、As、Cd为主要污染元素,Sb达到了中等污染和中等生态风险的程度,总体处于轻微-中等生态风险程度。资江水体Sb质量浓度较高,平均为10.51μg/L。Sb主要来源于中上游的锑矿工业,受高锑质量浓度地表水灌溉、垃圾填埋场以及燃煤等人为活动的控制;Cd主要来源于农药化肥、生活垃圾和城镇废水等人为活动;Cr主要来源于成土母质,而Cu、Zn、As、Ni、Pb受成土母质和人为活动的双重控制。