山区城市环境系统的污染及其变异的典型研究

本文以重庆市为代表，讨论山区城市环境系统中大气、地表水、土壤、地下水、包气带、生物体等六个子系统的污染状况，并研究了由此而引发的环境系统的变异，它涉及到气候变迁，土壤酸化，物种退化，水质恶化，建筑物表面和文物的损害，人群和生物生存的潜在变化等诸多方面，为制定防治污染策略提供科学依据。     

氮循环的人为干扰与土壤酸化

从生物地球化学循环的观点出发，研究了N循环的人为干扰与土壤酸化的关系，并探讨了N循环扰动下导致土壤酸化的机理。在土酸壤化中，人类对N循环干扰起作用最大的是对大气中NOx排放的影响以及对N固定的影响；前者通过酸雨导致土壤酸化，后者则通过施肥导致土壤酸化。     

海河平原北部地区主要水土环境问题及影响因素

将土壤和潜水作为一个相互作用的系统,提出了研究区土壤酸化及地下水碱化、土地沙化、湿地退化、土地盐渍化等主要水土地质环境问题。系统地研究了海河平原北部地区土壤、潜水等地质环境的影响因素。以土壤剖面实测数据为基础,认为土壤环境主要受自然因素的控制,人类活动的影响也不容忽视;以地下水监测数据为基础,认为潜水环境受自然因素和人类活动双重作用的控制。为研究区水土地质环境保护提供了重要的依据。     

湖南洞庭湖区土壤酸化及其对土壤质量的影响

酸雨沉降引起的土壤酸化是当前全球最大的环境问题之一,湖南洞庭湖地区是中国土壤酸化非常严重的地区之一。随着土壤的酸化,Cd和Pb等有害元素的水溶态和交换态含量上升,特别是土壤在碱性至弱酸性范围内,Cd的生物活性急剧提高,给农作物安全生产带来了危害。土壤酸化还造成K、Na、Ca、Mg等盐基离子大量淋失,有益元素有效态含量也急剧减少,土壤肥力下降,养分贫瘠,土壤质量下降。针对土壤酸化带来的种种影响,提出了建议:提高能源利用率;增施有机肥,提高土壤缓冲能力;改进施肥结构;适量施用石灰、白云石粉,调整土壤pH值。     

江西鄱阳湖地区土壤酸化与人为源氮的关系

江西鄱阳湖地区是我国土壤酸化严重的地区之一,对比研究区多目标区域地球化学调查与第二次土壤普查资料发现,研究区土壤酸化趋势严重,强酸性土壤占研究区面积比例由58.22%上升到78.44%;赣江、抚河水系入湖区和饶河流域表层土壤酸化明显。研究区因施肥、大气干湿沉降和灌溉输入到农田的氮素分别为123.84 kg.hm-.2a-1、74.13 kg.hm-.2a-1、11.02 kg.hm-.2a-1。研究区因人为氮带入农田的H+为18.67 kmol.hm-.2a-1。化肥氮是引起土壤酸化的主控因素,氮沉降也是影响土壤酸化的主要因素之一。土壤pH与氮含量呈较差负相关,说明土壤中的有机氮对土壤酸化作用有限,增施有机肥和复合肥,适当减少氮肥,特别是铵态氮肥的比例,可以补充盐基物质的相对不足,达到缓解土壤酸化的作用。土壤pH与钙含量呈极显著正相关,适量增施含钙物质可以有效地防止表层土壤酸度降低。     

安徽淮北平原农田土壤酸碱度特征及酸化趋势研究

通过在安徽淮北平原系统采集农田耕层土壤和深层土壤样品,分析土壤pH值及相关指标,研究该区不同成土母质、土壤类型的土壤酸碱度及空间分布特征。将研究区耕层土壤的pH值分别与深层土壤的pH值、20世纪80年代安徽省第二次土壤普查耕层土壤的pH值进行对比,从空间和时间上分析土壤酸碱度特征及酸化趋势。结果表明:研究区耕层土壤酸化趋势明显,酸性土壤占全区土壤总面积的63.38%; 晚更新世黄土性古河湖相沉积物耕层土壤酸化明显,土壤以酸性为主; 全新世近代黄泛冲积物耕层土壤酸化不明显,土壤以碱性为主。相对于深层土壤,66.51%的耕层土壤呈酸化; 相对于20世纪80年代耕层土壤,62.55%的耕层土壤呈酸化。土壤酸化程度主要与地质背景及长期大量使用化肥有关。     

矿业环境影响的地球化学研究

矿业开发对周围地区带来巨大的环境影响, 矿山废弃矿石和脉石堆、矿山选矿废石、尾矿、冶炼熔渣、矿山酸性排水、土壤重金属元素、河流及其沉积物中的重金属、大气污染等都极大地影响了矿山地球化学环境和生态系统。甚至在矿山工业关闭后，长期的环境影响依然是一个重要的地球化学研究内容。环境方面的地球化学化学扰动和平衡，是进一步研究矿山环境地球化学的重要内容。     

山东烟台金矿区及城镇周边土壤重金属化学形态分布及转化

土壤中不同形态重金属及其转化的影响因素研究对于了解重金属的地球化学行为具有重要意义。以山东烟台金矿区及城镇周边典型土壤为例,探讨了土壤中不同形态重金属与土壤有机质、黏粒、磁化率和pH值的关系及其生态危害性。结果表明:土壤中大多数重金属以残渣态和铁锰氧化态存在,而Cd以离子交换态为主;土壤酸化可使Ni、Zn、Cd、Hg的活动态含量增加;对于Pb污染严重的土壤,使土壤pH维持在中碱性环境,可以降低Pb危害;防止土壤盐碱化是消除土壤As污染的有效措施;土壤有机质含量增加可明显降低Pb、Hg、Ni等活动态含量,随黏粒含量增加,Pb、Zn等离子交换态含量占总量的比例略有减小;土壤磁化率对了解土壤酸化的状况和土壤污染程度有较好的指示作用。     

喀斯特地区碳酸酐酶与环境的关系及意义

本文综述了喀斯特地区碳酸酐酶及其与环境的关系和地球化学意义。碳循环通过碳酸酐酶影响水生生态系统。碳酸酐酶是水体碳循环的一个重要因子，是生物地球化学作用的一个重要标志。不同环境条件如水、光、pH值、无机和有机离子等可对碳酸酐酶活性造成不同程度的影响。对于不同岩溶生态系统，植被覆盖率低的土壤碳酸酐酶活性低于植被种类丰富的土壤碳酸酐酶活性。同一类型岩溶生态系统不同岩溶地形的土壤碳酸酐酶活性也不同。研究岩溶地区土壤碳酸酐酶的地球化学作用，可以为岩溶生态系统碳循环的研究提供新的途径和方法，并为岩溶地区石漠化的防治提供理论依据。     

辽河流域土壤酸化与作物籽实镉生物效应的地球化学预警

土壤酸化及其引发的生态安全问题是公众广泛关注、全球研究的热点。辽河流域多目标区域地球化学调查结果显示：当土壤中的w(CaO+K2O)≥3.86%时,土壤对酸性沉降物具有缓冲能力;当w(CaO+K₂O)<3.86%时,则土壤对酸性沉降物的缓冲能力显著下降。利用土壤酸化缓冲能力的地球化学预测模型,对全流域土壤酸化的缓冲能力进行了预测,指出辽河流域东部,即营口-鞍山-辽阳-沈阳-抚顺-铁岭-开源的广大区域内既是土壤酸化的脆弱区,也是作物籽实Cd超标的预警区,辽河流域土壤酸化区域将进一步扩大。     

湖南洞庭湖地区土壤酸化特征及机理研究

湖南省洞庭湖地区是中国酸雨沉降和土壤酸化严重的地区之一,酸雨沉降具有明显的季节性和地域性差异,酸雨沉降与土壤酸化具有较好的空间对应性,但土壤酸化的程度还取决于土壤中盐基离子的含量。在土壤酸化较严重的地区,垂向上,土壤酸化深度已达50cm左右,土壤酸化伴随着大量的可溶性铝的溶出。在土壤pH值与盐基离子、氮和硫含量的关系曲线上,存在着pH值突变的临界点(临界点pH值为8),在碱性范围内,硅酸盐和铝硅酸盐矿物的水解使大量盐基离子溶出,中和了因SO42-和NO3-的输入而造成的土壤酸化,但当pH值下降到小于7·25的中酸性范围时,酸性物质和碱性物质组成的土壤缓冲体系失去缓冲作用,酸性物质略有增加,就会导致土壤迅速酸化。     

粤北岩溶区土壤酸化的空间分异特征研究

为了解粤北岩溶区土壤酸化的空间分异特征,选择华南酸雨区的岩溶槽谷地貌和峰丛洼地地貌土壤为研究对象,对土壤pH数据进行空间插值预测,采用参数最优地理探测器分析岩溶槽谷地貌与峰丛洼地地貌中土壤酸化的空间特征及关键驱动力。结果表明:（1）区内土壤pH范围为4.62~8.19,主要以弱酸性（5.5≤pH <6.5）和酸性（4.5≤pH<5.5）为主。在不同地貌类型中,pH<6.5的土壤样品占比顺序为:岩溶槽谷（61.0%）< 峰丛洼地（69.2%）<非岩溶区（75.0%）;（2）岩溶区小生境复杂多样,在酸雨影响下,成土母质可能是研究区内控制土壤pH的关键因子,而土壤pH空间分异格局可能是多因子共同作用的结果;（3）坡度对土壤pH空间分异的影响仅次于成土母质,表现为土壤pH随坡度的增加而升高,且其与成土母质的交互作用对研究区内土壤pH空间分异的解释力最大。区内土壤酸化防治建议:（1）根据成土母质和坡度因子进行分区分类,并在岩溶槽谷和非岩溶区内设定土壤酸化重点监测区,进行精准防治;（2）除了对酸雨的防控外,还应该重视诸如氮肥使用、工业和矿业活动等外源性因素对土壤的影响。      

河北平原农田土壤重金属元素Pb、Hg地球化学行为的影响因素

土壤重金属元素地球化学行为是目前国内外研究的热点。研究显示重金属元素地球化学行为与土壤理化性质有密切关系。本文选择河北平原农田为研究区,采集了325个根系土样品,测定了Pb、Hg有效态含量,并探讨了影响其地球化学行为的主要因素。研究表明:(1)Pb、Hg水溶态和离子交换态与土壤p H值呈显著负相关关系,土壤酸化使Pb、Hg有效性增加,直接导致农作物中Pb、Hg含量增加,保持土壤p H值在弱酸性至弱碱性范围,防止土壤酸化,可以降低重金属危害。(2)土壤中有机质含量与Pb、Hg全量呈显著的正相关性,但与水溶态和离子交换态呈负相关。所以土壤中有机质的增加可以降低Pb、Hg元素水溶态和离子交换态含量。(3)随着土壤黏粒的增加,Pb、Hg水溶态和离子交换态含量降低,说明黏粒可以吸附一定量的重金属离子,与重金属元素Pb、Hg地球化学行为存在一定关系。土壤p H值、有机质、黏粒是控制重金属元素Pb、Hg地球化学行为的重要因素。     

浙北嘉善县1990-2008年土壤重金属元素及酸碱度变化和趋势预测

根据嘉善平原区表层土壤3次不同时间的调查结果,对其表层土壤的重金属元素含量及酸碱度变化进行了分析。结果表明,重金属元素As、Cd、Cu、Hg在1990-2002年表现为累积,相对变化率最大的为Cu。2002—2008年Cd、Hg、Cu、Ni、Pb、Zn表现为累积,As、Cr略有下降,累积速率最大的为Cd。1990~2008年土壤环境质量下降显著,Ⅰ类土壤区从有到无,Ⅲ类土壤区增加了91.31 km2。土壤酸化明显,全县弱酸性土地从1990年到2008年增加了97.13 km2。预测到2013年Ⅱ类土壤区面积为116.58 km2,Ⅲ类土壤区面积为390.46 km2,占全县面积的77%。强酸性土壤区面积为29.62 km2,占5.84%,酸性土壤区面积为392.46 km2,占77.4%。     

土壤中重金属元素Pb、Cd地球化学行为影响因素研究

通过研究湖南洞庭湖地区水稻土中Pb、Cd与土壤有机质、粘粒和pH值的关系,结果表明,(1)土壤中有机质含量与Cd、Pb有着显著的正相关性,土壤中有机质含量增加可明显降低Cd和Pb的离子态和可交换态含量。(2)随着粘粒含量增加,Pb和Cd离子可交换态占全量的比值略有增加,这说明粘粒表面吸附的Pb和Cd容易进入植物体中,对生态系统安全具有危害的组分。(3)Cd离子交换态与土壤pH值呈显著相关关系,土壤酸化使Cd的离子交换态比例上升,可直接导致农作物中Cd含量增加,防止土壤酸化是控制Cd对生态系统危害的有效途径;Pb的离子交换态与全量的比值与pH值具有显著的相关性,对于Pb污染严重的土壤,保持土壤pH值在弱酸性至弱碱性范围,防止土壤酸化和盐碱化,可以降低Pb危害。土壤有机质含量、pH值等是控制重金属元素地球化学行为的重要因素之一。     

金衢盆地典型地区土壤-稻米重金属含量及土壤酸碱度的影响研究

作物对土壤中重金属的吸收受作物种类、采集部位及土壤理化性质等多方面因素的影响。近年来,金衢盆地土壤酸化面积逐年增大,酸化程度逐渐加深,其对土壤-作物系统中重金属元素的活动影响尚不明确。本文基于金衢盆地典型地区264组根系土壤-稻米样品分析数据,开展土壤、作物的重金属含量特征及其影响因素的研究,重点讨论了土壤pH对作物吸收重金属的影响。结果表明：①264件土壤中多数重金属元素的变异系数大于0.5,As、Cd、Cr、Cu、Ni和Zn元素之间呈显著正相关（P<0.01）。土壤Cd超标样品23件,超标率为8.7%;As、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn超标样品均未超过2件。②稻米中Cu、Zn与Cd含量呈显著正相关,Cd的富集系数（BCF）高于植物营养元素Cu、Zn。③稻米中Zn和Cu在P<0.1水平上与pH值呈显著正相关。Cd、Cr、Hg的BCF与pH值之间存在一定的负相关性。研究认为,适当调低土壤的酸碱度会削减土壤中Cd、Hg等重金属元素的活性,从而减少农作物对重金属的吸收转运。研究结果可为当地粮食安全生产决策提供科学数据,为土地管护提供参考依据。