2011—2020中国应用地球化学研究进展与展望之生态地球化学

生态地球化学在调查的基础上,以元素在不同生态系统中的循环为主线开展生态地球化学评价,通过输入输出通量调查和重访监测掌握元素循环的发展规律,从而对元素、化合物和其他地球化学参数的发展趋势进行预测预警,并提出开发或修复建议。近十年,该学科在实践应用的基础上进行理论框架和技术方法的不断拓展,不仅产生了大量技术标准、论文和专著等书面成果,还在污染控制、土地资源合理利用、特色农产品开发、土壤碳汇和抑制气候变化等方面产生了积极作用。在理论研究和应用实践需求的推动下在土壤碳库与全球变化、土壤重金属高背景产生机制、土地质量地球化学评价、土壤有益元素开发和土壤污染修复等方面不断产生分支研究方向。主要回顾和总结2011年以来,我国生态地球化学学科研究进展。     

云南省宣威市农耕区土壤重金属元素分布影响因素及生态风险评价

为探究云南省碳酸盐岩风化区重金属污染特征及分布影响因素,选取云南省宣威市农垦区为研究对象,利用1:5万土地质量地球化学调查成果,通过分析表层土壤重金属元素累积特征及分布规律,并结合土壤理化性质及地形因素等数据,研究驱动农垦区土壤重金属元素富集的影响因素,并利用富集指数法(EF)和潜在生态风险评价(RI)进行污染评价.结...     

河北省康保—沽源地区土地质量地球化学评价

河北省康保—沽源地区土地质量地球化学评价工作是基于河北省该区1 ∶ 25万土地质量地球化学调查获得的土壤54项全量元素数据,根据《土地质量地球化学评价规范》（DZ／T0295－2016）和《土壤环境质量标准》（GB15618－2018）,采用单指标评价法对研究区土壤养分和土壤环境质量进行了评价。对两者资料叠加分析,认为：研究区土壤养分元素普遍偏低,土壤大量营养元素优于微量营养元素。土壤养分综合等级以三等为主,占区内总面积的41. 96%,二等和四等分别占区内总面积的27. 72%和25. 00%,坝缘山地和闪电河、葫芦河流域土壤肥力普遍优于其他地区。土壤重金属环境综合质量以一等无风险区为主,占总面积的99. 95%,二等风险可控区占总面积的0. 05%,重金属主要为镉元素的污染影响。     

陕西省西咸新区窑店镇土地质量地球化学评价及合理开发建议

为了揭示西咸新区土壤环境质量的地球化学现状,为农业环保及卫生等领域提供基础资料,以窑店镇1/5万土地质量地球化学调查取得的数据为基础,对窑店地区表层土壤中镉、汞、砷、铅、铜、锌、铬、镍等八种重金属元素的污染状况作出评价,分析重金属污染的影响范围和程度;同时,研究窑店地区土壤中氮、磷、钾、有机质、硒、有效铜、有效锌、有效硼、有效钼等营养有益元素的地球化学特征和空间分布,划分土壤肥力等级,进行土壤肥力质量综合评价。在上述工作的基础上,对窑店地区土壤环境质量进行综合评估,划分出土地质量地球化学等级为二至六等共5个等级,并以此为依据,结合西咸新区总体规划要求,对窑店地区都市农业的发展策略提出建议。     

土地质量地球化学评价成果与若干问题探讨:以浙江省金华市汤溪镇为例

为进一步总结完善丘陵盆地区中大比例尺土地质量地球化学调查评价方法技术,2013年在中国地质调查局的支持下,选择浙江省金华市汤溪镇农用地分布区开展了试点调查和采样密度对比试验。基于调查数据进行了土壤酸碱度(p H)、土壤养分丰缺、土壤环境质量和土壤质量地球化学综合评价与分级,探讨了丘陵盆地区野外采样密度。结果表明:区内土壤p H值低、酸性土壤广泛分布;土壤养分元素氮、磷、钾普遍缺乏;土壤环境质量总体较好,仅局部地区出现重金属元素超标;土壤质量地球化学综合等级以一等、二等为主,优良土地面积占调查区的92. 6%,土壤酸性强、养分缺乏是影响调查区土地质量的主要原因,建议采取适当措施调控土壤酸碱度、补充土壤养分;丘陵盆地区中大比例尺土地质量地球化学调查应适当提高土壤采样密度,有效控制土地利用图斑,以便于调查成果在土地资源管护中的应用。     

海河流域平原区土地质量地球化学评估

以海河流域平原区多目标区域地球化学调查数据为基础,研究了该区土壤肥力、土壤环境的地球化学特征,对土地质量进行了地球化学评估。评价结果充分反映流域平原区土地质量整体很好,优良级的土壤占52.49％;土壤肥力受pH值及含盐量影响在沿海滩涂地区和永定河流域相对较低;差等级土壤在区内分布极少,仅占总面积的1.62％,零星分布在油田和石油勘探活动的地区。笔者同时提出了本区土地质量存在的主要生态地球化学问题。     

安徽省宣城市南部地区土壤重金属元素地球化学特征

利用1∶25万土地质量地球化学调查数据分析和研究了安徽省宣城市南部地区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种重金属元素的地球化学特征以及重金属异常来源。调查发现地质背景是土壤元素含量的主控因素,调查区表、深层土壤重金属元素含量空间分布特征与地质背景、沉积环境表现出显著的空间一致性,重金属高含量成土母岩(荷塘组、皮园村组、蓝田组等地层)是土壤重金属元素高异常的主要影响因素,此外矿山开采、大气干湿沉降也是土壤重金属高异常的影响因素之一,土壤中Pb、Hg、Cd、Cr元素具有大气干湿沉降的输入来源。调查区土壤重金属污染风险主要影响指标为Cd,土壤Cd超过农用地土壤污染风险管制值的样品比例为2.56%,形态分析结果显示土壤Cd以离子交换态为主,结合农作物调查发现在土壤Cd高异常区存在一定的生态风险。     

土地质量地球化学评估培训班在杭州、哈尔滨举办

为进一步深入实施"全国土壤现状调查及污染防治"专项,加强土地质量地球化学评估工作,中国地质调查局于2008年1月7～12日与14～19日分别在杭州、哈尔滨举办南方地区和北方地区土地质量地球化学评估培训班.     

土地质量地球化学评估方法研究——以慈溪市为例

以地球化学方法对慈溪市土地质量进行评估,通过层次分析法、因子分析法和专家经验法三种评估方法的对比研究,认为层次分析法、因子分析法比较适合一般土地质量评估,而专家经验法更适合污染土地质量地球化学评估。本文探索了适合土地质量评估的优选方案,为土地质量生态管理和土地合理规划、利用提供依据。     

安徽省岳西县来榜地区土地质量地球化学评价

以安徽省西南部岳西县来榜地区为研究区,按8个点/km^2的密度采集表层土壤样品,系统分析了该区土壤样品中Cd、Hg、As、Se等21项元素的含量及相关指标特征。采用土地利用现状图斑作为评价单元,参照土地质量地球化学评价规范对来榜地区土地质量进行地球化学评价。结果表明:来榜地区土地环境综合质量状况优质,达到一等环境质量的土地面积占研究区总面积的97.14%;土壤养分综合质量中等以上的土地面积占研究区总面积的88.05%。土地质量地球化学综合等级以二等土地为主,面积占研究区总面积的66.87%;其次为一等土地,面积占研究区总面积的18.57%。研究区土壤整体缺乏硒,但部分茶叶富硒。上述结论可为研究区土地质量生态管理、土地合理规划及利用提供参考。     

黔西北地区土壤重金属地球化学背景及管理目标值

基于贵州省毕节地区1∶25万土地质量地球化学调查的1 308件深层土壤样品重金属含量数据,研究了土壤重金属含量分布及其地球化学背景特征,与全国土壤比较,黔西北土壤重金属地球化学背景值显著高于全国土壤元素背景值,但是,与我国西南地区土壤元素背景值接近。黔西北地区土壤重金属含量与地质背景关系密切,不同地质单元区土壤重金属含量存在显著差异,石炭系地层发育的土壤呈Pb、Zn地球化学高背景,二叠系中统风化形成的土壤呈Cd、Hg地球化学高背景,黔西北地区不仅存在土法炼锌造成的土壤重金属污染,土壤重金属地球化学高背景也是影响土壤重金属富集的重要因素。统计表明,黔西北地区二叠系中统风化土壤Cd管理目标值高于我国农用地土壤Cd风险管制值(2.0×10^-6),认为在确定黔西北地区土壤重金属管理目标时,应充分考虑不同地质单元区土壤重金属地球化学背景值差异及其生态环境效应的影响。     

基于GIS和统计学的土壤监测指标时空变化分析

土壤监测对于查清土壤生态质量家底,积极开展土壤污染生态修复与防治,实现可持续土地资源监测与利用有重要指导价值。为了研究江苏省宜兴市土壤监测指标的时空变化,根据宜兴市2004年多目标地球化学调查的426个土壤样本以及2015年1∶5万土地质量地球化学调查的4 458个土壤样本的数据,利用地理信息系统(GIS)和统计学方法研究了该区重要土壤环境参数的变化,通过箱线图和t检验对参数或元素浓度变化进行了检测,利用基于半变异函数的块金值(C₀)进行了误差分析,并评估分析了不同的空间变量。结果表明,宜兴市土壤中有机质(OM)、氮、磷、硼等营养元素(指标)在11年间呈增长趋势,土壤pH值呈现明显下降趋势,土壤中镉、铜、铅、锌等重金属元素和硒含量呈上升趋势,砷含量没有明显变化。     

农田表层土壤中重金属潜在生态风险效应研究

皖江经济区南陵县是我国商品粮生产基地之一,该区农田表层土壤中重金属元素潜在生态风险效应研究对于提高粮食安全具有重要意义。文章以南陵县基本农田区作为主要研究区,按土地质量地球化学调查评价要求,布设和采集了0~20 cm深度的表层土壤样品500组,分别监测了土壤中Cd、Pb、Cr、Hg、As、Cu、Fe、Mn和Zn等重金属含量现状,并采用地质累积指数法和潜在生态风险指数法量化解析了这些重金属在土壤中的潜在生态风险效应。结果表明:（1）土壤中除了Cr元素,其余重金属元素都不同程度存在异常;（2）局部土壤中Cd、Hg和Fe等元素含量存在异常,平均含量分别是所在区域背景值的1.92,1.95,7.13倍,存在潜在生态风险的影响;（3）土壤中重金属元素的潜在生态风险值（平均RI值）为164.5,Cd和Hg元素为主要影响元素。     

西宁—乐都地区土地质量地球化学评估

通过对西宁—乐都地区的土地质量地球化学评估发现,该地区土壤肥力适中,土壤环境清洁,适宜发展现代农牧业。同时,也发现沿湟水河工农业发达的地区,土壤中重金属元素虽还未达到引起污染的程度,但其含量要高于其他地区,土壤环境有恶化趋势,应引起相当的重视。当地土壤中普遍高F可能与当地较普遍的地方性F中毒有一定联系。     

发扬地学学科优势,形成具有国土资源部门特色的土壤修复理论与技术体系

岩石圈是土壤重金属元素的根本来源,是其迁移转化和生物-地球化学循环的场所,也是重金属元素的最后归宿,因此地质学、岩石学、矿物学和地球化学在重金属污染土壤修复中具有基础性的重要指导意义。国土资源部门已经在土壤重金属调查、溯源和风险评价上发挥了重要作用,还可以在探索研究灾害链的组成、影响因素和阻断途径的基础上,形成有地学特色的修复理论和技术。目前,国土资源部门的修复理论研究成果主要集中在缓变型地球化学灾害理论和地球化学工程学方面,在所属研究机构已经形成了若干种土壤修复剂,通过小试、中试和典型示范,验证了这些修复剂具有优异的修复性能与效果,是落实"土十条"和生态文明建设的一支重要力量。     

安徽省滁州地区土地质量地球化学评估研究

基于滁州地区多目标区域地球化学调查成果数据,建立了由影响土地肥力、环境健康质量的指标组成评价体系,应用层次分析法对滁州地区进行了土地质量地球化学评估及空间分布研究。结果表明:滁州地区土地质量状况整体良好,优良以上等级土地占研究区的98.67%,其中优质级土地占43.73%。土地质量地球化学评估可为土地质量生态管理和土地合理规划、利用提供依据。     

云南省盐津县峨眉山玄武岩区土壤铜元素地球化学特征及环境风险评价

针对峨眉山玄武岩区土壤常见铜元素异常,利用云南省盐津县1:50 000土地质量地球化学评价资料,开展铜元素地球化学特征研究及环境风险评价。结果显示,研究区表层土壤铜元素异常带与峨眉山玄武岩组空间位置十分吻合,虽然土地质量地球化学评价的土壤铜环境等级为中度污染和重度污染,但区内灌溉水水质清洁,水稻、玉米和茶叶等农作物样品中铜元素含量均不超标。研究区表层土壤铜元素分布主要受成土母质和地质背景影响,暂无环境风险。     

东北黑土地质量调查成果

正2016～2018年,中国地质调查局沈阳地质调查中心承担了"东北黑土地1∶25万土地质量地球化学调查"项目,目标是查明东北黑土地耕地集中分布区土壤地球化学分布分配特征、土地质量状况,为耕地质量提升服务;查清重点地区特色优质耕地资源分布,为贫困地区经济社会发展服务;查明东北黑土地退化的规模、强度、成因和生态风险,为黑土地保护服务.     

珠三角经济区农田土壤重金属环境地球化学特征及生态风险预测预警研究

<正>珠江三角洲(珠三角)社会经济发展迅速。改革开放以来,快速工业化和城市化已经带来了包括重金属污染在内的系列环境污染问题。农田土壤重金属污染对当地生态系统和人群健康影响深远,亟需对其开展具有前瞻性的生态地球化学环境预测预警研究。学者们对环境介质中重金属的预测预警做了大量的研究,但是在时空演变尺度下的地球化学预测预警问题还没有完全解决。本研究对前期珠三角经济区农业地质与生态地球化学调查项目取得的海量数据进行信息挖掘,选择     

土地质量地球化学评估在土地规划和管理中的应用

论述了土地规划及土地评价的内容、方法,着重阐述了土地评价中土地质量地球化学评估的定义、原则、任务、工作程序和技术方法.通过实例说明了土地质量地球化学评估在土地质量评价、农业用地分等定级中的应用.认为土地质量地球化学评估为土地质量评价和土地规划与管理提供了重要的依据.