土壤沉积物中铊的地球化学形态研究进展

<正>铊(Tl)是一种剧毒重金属元素,其对生物的毒害作用远远大于Hg、Cd和Pb等元素。在自然土壤和沉积物中,Tl的含量一般很低。以国内为例,据1990年《中国土壤元素背景值》资料所示,全国土壤中Tl的平均含量为0.62mg/kg,沉积物中含量低则更低,如辽宁地区沉积物Tl含量低至0.30mg/kg[1]。随着国内一些含Tl矿床的开采和冶炼,大量的Tl被释放到土壤、大气和地表水中,通过沉降作用最终聚集在     

快速连续提取沉积物中还原性无机硫的实验方法与应用

还原性无机硫是沉积物硫中最活跃的部分,其含量变化控制沉积物中铁、磷及重金属等元素的地球化学行为,在地质过程和环境污染方面都具有至关重要的影响。化学连续提取法是目前沉积物中硫形态提取基本方法,但常用的冷扩散法处理单个样品耗时长,难以实现对大批量样品的快速连续提取。为实现快速、准确地测定沉积物样品各形态还原性无机硫的含量,本文采用热蒸馏法,改进基于前人的三步提取过程,通过优化实验装置预先制备实验所需的二氯化铬溶液,实现了样品还原性无机硫形态的快速连续提取;以过氧化氢为氧化剂,将提取的各形态硫氧化为SO24-后采用离子色谱进行检测。选取三峡库区沉积物样品进行重复实验检验,得到提取酸挥发性硫、黄铁矿硫、元素硫的标准偏差(RSD,n=3)分别为5.26%、1.22%和3.09%,重复性较好。进一步对酸挥发性硫、黄铁矿硫、元素硫的加标回收率进行测定,得到这三种硫形态的回收率分别为92.8%、93.6%、94.1%。本实验方法采用的热蒸馏法对单个硫形态提取时间为1.5h,用时较短,玻璃装置连接便捷、操作简单,分析检测准确度好,实现了一套装置对沉积物还原性无机硫形态的连续提取,可适用于大批量样品的硫形...     

铊矿区主要环境介质中铊化学形态分布特征

<正>铊(Thallium,Tl)是一种高毒性的重金属污染物。Tl对哺乳动物的毒性高于Hg、Cd、Pb、Zn等元素[1]。其在环境中的富集机制、迁移转化行为、毒性和生物效应与其赋存化学形态密切相关[2-4],仅研究其在环境中的总量特征已不能阐明其环境地球化学行为。深入开展环境介质中Tl的化学形态及其演化特征研究,对阐明Tl的环境地球化学行为、预防和控制Tl污染具有重要意义。黔西南铊矿区位于我国贵州省西南部,其行政区划上隶属于黔西南苗族、布依族自治州兴仁县回龙镇     

粤西河流表层沉积物重金属铊的环境地球化学特征及生态风险评价

<正>铊(Tl)是一种高毒害的稀有金属元素,严重的铊中毒可导致神经植物人甚至死亡[1]。由于Tl这种剧毒重金属长期以来并不是我国环境监测对象,且大多数Tl化合物无色无味,Tl污染具有极大的隐蔽性。随着近年来广东北江和广西贺江等铊污染事件的爆发,铊污染逐渐引起重视。水体中的重金属容易沉降并汇集到沉积物中,导致重金属的富集和污染。一旦水体环境条件如氧化还原电位,p H值、温度等发生变化,沉     

湘江岳阳段沉积物重金属污染特征及其初步生态风险评估

分析了湘江岳阳段表层沉积物样品中10种典型重金属元素(Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、Tl、V、Mn、Co和Ni)的含量水平和分布规律,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法,初步评价了沉积物中重金属污染状况和潜在生态风险。研究结果表明:(1)湘江岳阳段沉积物中重金属Cd、Zn、Mn和Cu等污染较为严重,其含量范围分别为8.56～19.4 mg/kg、250～367 mg/kg、1489～2258 mg/kg和40.5～64.7 mg/kg;(2)研究区域中多种重金属潜在生态风险指数(RI)为369～698,表明研究区域沉积物重金属污染导致的潜在生态风险高,且主要风险污染物为Cd和Tl;(3)湘江岳阳段沉积物呈现出以Cd为主的多种重金属复合污染特征。     

黄铁矿中毒害元素的化学形态分布及其环境学意义

<正>黄铁矿是重要的战略工业资源,工业上主要利用黄铁矿中的S和Fe。但是伴生的稀有毒害元素Tl、Cd、Pb、Cu等重金属随着矿床开采和工业利用过程大量进入环境,给环境造成巨大的威胁。本文结合化学形态分级提取技术和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法分析了广东云浮黄铁矿中稀有毒害元素Tl、Cd、Pb、Cu、Ni和Cr的地球化学形态。结果表明,稀有元素的化学形态与元素含量无关,并与黄铁矿产     

含铊废水微生物絮凝深度处理技术的初步研究

<正>铊(Tl)是一种典型的毒害重金属元素,其对生物体的毒性远大于Hg、Cd和Pb等元素,严重的铊中毒可导致神经植物人甚至死亡[1]。铊的含量通常较低,但某些硫化物(Pb、Zn、Fe、Cu等)矿物和煤矿中会富集铊,含量可达上千ppm。作为有色金属行业中的高污染行业,铅锌冶炼排放的含铊等重金属废水对生态环境已构成严重威胁。2010年10月,广东北江中上游河段发现重金属Tl超标而震惊社会,典型涉铊     

湘江湘潭段河岸沉积物重金属污染地球化学分析

本研究用X射线荧光(XRF)和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等对湘江湘潭段河岸沉积物进行了主元素、微量元素地球化学分析。结果表明,河岸沉积物具明显贫Na_2O、CaO、Mg O等碱质,而富Fe_2O_3、MnO等氧化物的化学组成特征。沉积物明显富集Cu、Pb、Zn、Mn、V、Cr、U、Th等多种重金属和Zr、Hf、Ta等高强场元素,而亲石元素Cs、Ga、Ge、Rb、Sr等及稀土元素(REE+Y)在沉积物中富集不明显。地累积系数(Igeo)法评价显示,河岸沉积物存在Cu、Zn、Pb等元素组成的潜在重金属污染。主元素与重金属元素相关性分析显示,Ba、Rb、Th、U、Sc、Cr、Ta、Nb、Zr、Hf、Ga、Ge、Y等主要赋存于石英等碎屑矿物中,这些微量金属元素可能主要为自然来源,在沉积物中化学性质相对稳定;而Mn、V、Co、Cr、Cu、Pb、Zn等重金属元素则主要赋存于铁、锰氧化物矿物相中,这些重金属元素可能以人为源为主,在沉积物中有一定的化学活性,可发生活化迁移。沉积物的Fe_2O_3、LOI、∑REE等的含量值及Eu/Eu*值可作为指示沉积物重金属污染的地球化学指标,对沉积物重金属污染有一定的指示作用。     

雄安新区白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征及生态风险评价

【研究目的】白洋淀为雄安新区核心生态功能区,为支撑白洋淀湿地生态修复与保护,系统开展了全淀区表层沉积物环境质量调查。【研究方法】在白洋淀湿地采集表层沉积物样品484组,查明了白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征,并采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法开展了重金属生态风险评价。【研究结果】白洋淀表层沉积物重金属含量普遍偏高于河北省表层土壤重金属含量背景值,府河入淀口及白沟引河入淀口为重金属元素主要富集区,入淀河流输入为白洋淀重金属主要来源;环境地球化学综合评价结果为清洁无污染等级分布面积144.54 km²,占表层沉积物分布总面积的96.68%;各重金属污染程度由重到轻排序为Cd＞Cu＞Hg＞Pb＞Zn＞Ni＞Cr＞As,Cd元素污染程度等级以中度和偏中度为主,Cu元素以轻度和清洁为主,其他元素以清洁无污染为主;重金属潜在生态风险以轻度和中度为主,河流入淀口所在淀区重金属潜在生态风险高于其他淀区,潜在生态风险由高到低排序为南刘庄＞烧车淀＞小白洋淀＞王家寨＞藻苲淀＞捞王淀＞池鱼淀＞泛鱼淀。【结论】白洋淀表层沉积物环境质量总体较好,南刘庄等局部淀区存在重金属污染潜在生态风险,以Cd元素污染最为突出。创新点：采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法,系统评价白洋淀湿地表层沉积物重金属污染程度和生态风险;重金属地球化学特征分析与主成分分析法相结合,揭示表层沉积物重金属污染主要来源为河流输入。     

滇西沘江沉积物剖面重金属元素分布特征

采用连续提取法测定流经兰坪金顶铅锌矿区的沘江3个沉积物剖面中重金属元素的含量,分析Pb、Zn、Cd和As在流域的分布特征和在沉积物剖面中的分布特征。结果表明,距矿山75km的河段沉积物中,浅层沉积物中4种金属元素均污染严重,金顶铅锌矿是沉积物中重金属元素的主要来源,随着矿山开发规模的不断扩大,污染程度加深。4种重金属元素中Cd活性态比例高,且污染程度最强、范围最广、深度最大,Zn、Pb次之,As污染相对较轻、范围较小。潜在生态危害指数法研究结果表明,浅层沉积物中重金属元素表现出中等—很强的生态风险性,产生生态危害的主要重金属元素是Cd,其后依次是Pb、As和Zn。     

太湖沉积物中重金属的地球化学形态及特征分析

用连续提取法分析了太湖沉积物5种重金属的地球化学形态,对地球化学形态的组成和地理特征进行了分析研究.重金属地球化学形态配分的共同特点是可交换态最低,残渣态最高.两种形态中Cd的可交换态最高,Cr的残渣态最高,可交换态最低.Cd的碳酸盐态较高,Cr的最低;Pb、Cd的Fe-Mn氧化态较高,Cu的偏低;Cu的有机态最高,Cd的最低;Zn的地球化学形态比例大都处于中间.地域上变化较大的元素是Cd和Cu,变化不明显的元素有Pb和Zn.化学成分中Fe2O3、MnO与重金属地球化学形态的相关性最好,TOC与Cu的形态相关系数最高.综合对比分析表明,太湖沉积物重金属的生物有效性以Cd为最高,其次为Pb.     

大型金属矿山不同环境介质中重金属元素化学形态分布特征——以甘肃金昌市和白银市为例

重金属元素在环境介质中的存在形态及各形态比例是决定其迁移性和生物可利用性的重要因素.采用BCR法连续提取过程对大型金属矿山周围土壤和水体沉积物中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn化学形态的分析结果表明,土壤和水体沉积物中不同重金属元素化学形态分布有很大差异.总体而言,Cd以弱酸提取态为主(约占60%),Cr以残渣态为主,占90%以上,Cu以可氧化态为主(约占60%),Ni和Pb以可还原态为主,分别约占50%和60%,Zn以残渣态为主,约占45%.不同区域土壤中重金属元素各形态质量分数之和依次为厂区外围>尾矿坝旁>农田,各形态分布也与总量具有相似的变化趋势.金昌市矿山环境介质中重金属以Cu和Ni为主,白银市以Cd、Cu和Pb为主,重金属元素的生物可利用态和潜在可利用态质量分数高,平均约占各金属,总量的60%～90%,对周围环境具有很大的潜在生态危害性.     

湘江下游河床沉积物元素地球化学背景值估算

本研究对湘江下游河床沉积物进行了元素地球化学分析,在认识沉积物元素地球化学特征、甄别人为源与自然源重金属的基础上,估算了沉积物的元素地球化学背景值。结果表明:SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O等主量元素及V、Co、Cr、Ba、Sc、U、Sr、Ga、Ge、Rb、Nb、Y、REE等微量元素在沉积物中含量变化相对稳定(Cv<0.2),分布相对均匀,且富集不明显(EF<2.0,Sr明显亏损)。而MnO、MgO、CaO、Na2O、P2O5等主量元素,及Cd、Mn、Cu、Pb、Zn等重金属在沉积物中含量变化大(Cv>0.25),分布极不均匀,且沉积物中重金属明显富集(EF>2.0)。主成分及Pearson线性相关性分析显示,沉积物中不明显富集的微量元素主要赋存于难溶硅酸盐矿物相中,为自然源元素。而沉积物中显著富集的重金属主要赋存于铁—锰氧化物等矿物相中,为有人为源叠加的元素。故针对不同来源特征的元素用不同的方法进行了背景值计算,求得沉积物中47个元素的背景值。再利用元素比值等方法对所得背景值进行检验。结果表明,本文得到的湘江沉积物元素背景值合理,可用作流域沉积物重金属污染评价参考。     

湘江下游河床沉积物元素地球化学背景值估算

本研究对湘江下游河床沉积物进行了元素地球化学分析,在认识沉积物元素地球化学特征、甄别人为源与自然源重金属的基础上,估算了沉积物的元素地球化学背景值。结果表明：SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O等主量元素及V、Co、Cr、Ba、Sc、U、Sr、Ga、Ge、Rb、Nb、Y、REE等微量元素在沉积物中含量变化相对稳定（Cv< 0. 2）,分布相对均匀,且富集不明显（EF< 2. 0,Sr明显亏损）。而MnO、MgO、CaO、Na2O、P2O5等主量元素,及Cd、Mn、Cu、Pb、Zn等重金属在沉积物中含量变化大（Cv> 0. 25）,分布极不均匀,且沉积物中重金属明显富集（EF> 2. 0）。主成分及Pearson线性相关性分析显示,沉积物中不明显富集的微量元素主要赋存于难溶硅酸盐矿物相中,为自然源元素。而沉积物中显著富集的重金属主要赋存于铁—锰氧化物等矿物相中,为有人为源叠加的元素。故针对不同来源特征的元素用不同的方法进行了背景值计算,求得沉积物中47个元素的背景值。再利用元素比值等方法对所得背景值进行检验。结果表明,本文得到的湘江沉积物元素背景值合理,可用作流域沉积物重金属污染评价参考。     

水溶性有机质对土壤TI(Ⅰ)吸附行为的影响

<正>铊(Tl)是一种稀有、分散重金属,它对哺乳动物的毒害作用远远大于Hg、As、Cd、Pb、Cu等重金属,仅次于甲基汞,对人的致死剂量仅为10~15 mg/kg[1]。Tl在自然界中有一价(Tl(I))和三价(Tl(III))两种价态,但Tl(I)更稳定,广泛存在于环境中。而Tl(I)(1.49?)与K(I)(1.33?)离子半径相近,其毒性表现为对动植物的无差别吸收,毒害作用远远大于常规重金属。近年来,由于含Tl资源的开发及利用过程中向     

西藏羊八井—宁中地区水系沉积物中分散元素地球化学特征及其对找矿的指示意义

水系沉积物中元素地球化学特征研究是区域地球化学勘查找矿工作的基础, 分散元素作为一类新型的地球化学勘查指标, 已在勘查找矿工作中显示出显著的效用。西藏地区研究程度低, 以往区域地球化学勘查工作中, 多以主成矿元素及伴生有益元素研究为主, 一直缺乏对分散元素组成特征的研究。本文首次报道了西藏羊八井—宁中地区680件水系沉积物样品的分散元素地球化学特征。从区域上看, 研究区内水系沉积物中强烈富集Cd、Se、Te元素, 其它元素分布均匀, 无富集。与羊八井—宁中地区水系沉积物中分散元素平均值相比, 区内二叠系洛巴堆组地层中强烈富集Cd、In、Se、Te元素, Tl仅在第四系中富集, Cd、In、Se、Te元素的富集可能是由洛巴堆铅锌铜矿床中闪锌矿、方铅矿等金属硫化物的风化作用引起的, Tl元素的富集与羊八井—宁中一带地热资源的热水沉积作用有关; 不同时代侵入岩区水系沉积物中分散元素含量接近研究区平均值, 仅有In、Tl呈现弱的富集。Cd、In、Se、Te元素作为地球化学勘查指标, 可指示铅锌矿化体的产出范围, 为区内开展铅锌多金属矿产勘查工作提供了地球化学依据。     

大亚湾表层沉积物重金属元素形态特征、控制因素及风险评价分析

为了解大亚湾表层沉积物中重金属的污染状况,对大亚湾海域23个点位表层沉积物中7种重金属元素（Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd、As）的质量分数、形态特征、来源控制因素以及潜在生态风险进行了研究。采用优化BCR提取法分析重金属元素赋存形态,并依据各种重金属元素的形态特征与沉积物基质属性进行了相关因子分析,了解其分布的控制因素。结果表明：大亚湾沉积物重金属元素呈现环带状分布特征,从岸向湾内逐渐减小;重金属元素质量分数的高值区主要分布于大鹏澳、哑铃湾及范和港附近;重金属元素赋存形态中Cr、Ni、Cu、Zn、As主要以残渣态存在,Pb主要以可还原态存在,Cd主要以酸提取态存在;7种重金属元素各自非残渣态所占比率从大到小为Pb(78.83%)、Cd(78.65%)、Cu(48.54%)、Zn(48.10%)、Ni(38.31%)、Cr(28.43%)、As(27.76%),即Pb最高,As最低,表明Pb的迁移性最强;通过因子分析,大亚湾重金属主要为沿岸自然风化产物的输入,其次为工业废水及养殖污水。运用酸提取态风险评估法对重金属元素潜在生态风险进行评价,发现研究区所选重金属元素综合风险评价Cd为高风险,其余重金属为中-低风险等级。     

湘中安化黑色页岩土壤玉米的元素地球化学分析

利用等离子质谱(ICP-MS)等分析技术,对产于安化东坪、烟溪黑色页岩土壤上的玉米进行元素地球化学分析.结果.表明:尽管东坪、烟溪黑色页岩土壤重金属元素富集的程度及其元素组合特征明显不同,但生长在其上的玉米有相似的主量元素和重金属元素的富集特征.玉米中Cd、Cr、Sc、Tl、Zn等重金属相对富集,以Cd的富集尤为明显;而Ba、Co、Cu、Fe、Mo、Ni、Pb、Sb、U、V等重金属相对亏损.黑色页岩土壤重金属污染的环境地球化学效应表现为Sc、Cr、Cd、Tl等生物毒性重金属元素在玉米中富集,而Ba、V、Co、Ni、Mo、Rb、Sr等生物必需微量金属在玉米中亏损.     

三峡沉积物中重金属污染累积及潜在生态风险评估

分析了三峡库区主要支流表层沉积物样品中15种重金属元素（Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、Tl、V、Mn、C、Ni、Sr、Ag、Sb、Sn和Mo）的含量水平和分布规律,并采用内梅罗污染指数、地累积指数法和潜在生态风险指数法,初步评价了沉积物中重金属污染状况和潜在生态风险。研究结果表明：（1）三峡库区支流表层沉积物中重金属Cd、Zn和Cu等呈现污染加剧态势,其含量范围分别为0.36-1.22 mg/kg、55.8-182 mg/kg、24.0-93.1 mg/kg;（2）内梅罗单因子污染指数（Ii）和地累积指数（Igeo）指示研究区域中Ag、Sb和Sn等多种重金属污染累积效应显著;（3）研究区域中多种重金属内梅罗多因子污染指数（Pn）和潜在生态风险指数（RI）分别为3.41-11.1和204-568,表明研究区域为重度重金属污染,潜在生态风险较高;（4）三峡库区主要支流表层沉积物呈现出以Cd为主的多种重金属复合污染特征。     

唐山滨海湿地沉积物重金属污染评价

通过对唐山滨海湿地表层沉积物采样,采用3种不同的方法,评价了不同采样点重金属元素Pb、Cr、Zn、Cu、Cd、As、Hg污染水平,并进行级别的划分;分析了不同重金属元素富集的影响因素,为判别其沉积物来源提供依据;通过潜在生态危害评价方法评价重金属对该区域生物的影响,以期为渤海湾重金属防治提供参考资料。结果表明,渤海湾唐山滨海湿地表层沉积物中各重金属的污染程度从大到小依次为:Pb> Cr> Zn> Cu> Cd> As> Hg;主要污染指示为Zn、Cr和Pb等元素;其表层沉积物As、Cd、Hg、Pb、Cu、Cr、Zn存在低等潜在危害程度;重金属元素对生态城生物为负面效应且偶尔发生,其中As元素的潜在危害最强。