贵州省惠水土壤-灌溉水-雨水-大气降尘中Cd、As等微量元素特征及来源讨论

【研究目的】土壤-水体-大气降尘中Cd、As等微量元素成因来源、富集规律为环境地质研究焦点,开展惠水土壤-灌溉水-雨水-大气降尘系统中Cd、As等微量元素迁移与富集的定量研究,对该地区农业生产和农产品种植具有重要意义。【研究方法】以贵州省惠水县表层土壤、灌溉水、雨水和大气降尘样品为研究对象,分析样品中的Cd、As微量元素地球化学特征。【研究结果】结果表明：研究区以酸性土为主,147件表层土壤样品中元素Cd与As、Cr、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn、pH呈正相关关系,与Cu、Se呈负相关关系;34件灌溉水样品中含量主要为As、B、F^-、Se、Zn,灌溉水重金属元素单因子污染指数和内梅罗综合指数等级为1级,属清洁范围,表明灌溉水水质均达标;5件雨水和大气降尘样品中,大气降尘主要为As、Cd、Cr、Hg、Pb,雨水中主要为As、B、Cd、Cr⁶⁺、F^-、Ge、Hg、Pb、Se、Zn。【结论】评价结果显示：土壤单因子污染指数Cd指数最高,内梅罗综合污染指数大小为羡塘镇红旗村>芦山镇羊马村>涟江街道大坡村>好花红...     

济南市近地表大气降尘元素地球化学特征及污染评价

为查明济南市近地表大气降尘中元素的含量特征及污染来源,评价环境质量,在济南市城区范围内采集400件大气降尘样品。分析结果表明:大气降尘中As、F、Ni的平均含量分别为9.5×10-6、512×10-6、26.0×10-6,略低于济南市城市土壤背景值;而Cd、Cr、Hg、Pb、Se、Zn、Ca O含量均值分别为0.33×10-6、101×10-6、191×10-9、38.0×10-6、0.79×10-6、119.0×10-6、13.31%,明显高于城市土壤背景值。相关分析和主成分分析结果说明,大气降尘中Cd、Pb、Zn、Se可能来源于燃煤,Cr、Ni来源于土壤粉尘,Ca O、As来源于建筑尘,F主要来源于汽车尾气排放,Hg则受燃煤、冶炼及交通等因素影响。大气降尘中重金属Cd、Pb、Zn、Cr、Ni、As、Hg地累积指数变化范围分别为-2.46~4.53、-1.81~2.75、-2.02~3.48、-2.38~3.48、-2.95~1.96、-3.45~2.58及-3.04~6.87,污染程度排序依次为HgCdZnPbCrAsNi。     

新疆阿舍勒铜矿区及外围表生地球化学分散特征

研究了阿舍勒铜矿区及外围区域岩石-土壤-水系沉积物风化作用体系的地球化学特征,发现:①Ca是研究区最活跃的元素,在土壤40-200cm深度上形成碱性碳酸盐地球化学障──钙积层.②不同地质背景对元素表生活动有制约作用,背景区和异常区元素的表现有明显差异.③从风化岩石→土壤→水系沉积物,Cu、Zn的存在形式发生明显变化,从以硫化物相为主变成以有机相为主.④大多数铜矿化指示元素都富集在<0.5mm的水系沉积物中,并可沿水系迁移到矿区下游7km以外.     

土壤微细粒全量测量在甘肃花牛山矿区的应用

在甘肃柳园花牛山矿区开展土壤微细粒全量测量的试验工作,试验结果显示:主成矿元素Pb、Zn异常衬度高、富集系数大,在该区域发生强烈富集,且与Ag、Sb、As、Au、Hg、Cu正相关性高;土壤微细粒全量测量地球化学勘查方法圈定的成矿元素地球化学异常具有Pb-Zn-Ag-Au-Sb-As-Cu-Hg多元素异常组合特征,且异常分布范围与深部矿体较为一致,表明该方法可以有效地指示深部铅锌矿体,可作为戈壁荒漠区寻找铅锌矿的有效方法。     

安徽二叠纪龙潭组煤中潜在毒害元素分布的因子分析研究

运用因子分析法对安徽二叠纪龙潭组煤层中S、Fe、As、CA、Se、Hg、Ti和Zn等的分布规律进行了研究,研究了这些潜在毒害元素的相关关系,并结合元素地球化学知识给出了这些元素在煤中赋存状态的信息。结果表明:煤层中Pb以方铅矿形式存在于煤中;As、Hg、Sb主要赋存于次生黄铁矿中;Zn和Se主要赋存于闪锌矿中;从元素地球化学性质上讲,Cd应赋存于闪锌矿中,但由于其在煤中的含量较低,造成分析数据的误差较大,从而掩盖了它与Zn之间的相关关系;Ti的赋存状态较为复杂。     

河北邯邢铁矿区矿山环境生态地球化学评价

在河北邯邢西石门及周边铁矿区系统地采集了各类生态环境地球化学样品,包括土壤(n=242)、玉米(n=110)、地表水(n=37)、地下水(n=31)和水系沉积物(n=81)。通过对矿区各样品元素含量特征和元素富集程度的研究,利用区域地球化学基准值和地质累积指数定量评价了矿山污染扰动程度。研究表明,矿区土壤、玉米、地表水、地下水、水系沉积物中相对富集较高的与成矿作用有关的元素及主要的伴生元素,部分重金属元素超标,土壤和水系沉积物中Se、As、Cd、Cu、As、Cd、Cu、Co元素超标,玉米中F、Cr、Cd元素接近食品卫生限值,地表水和地下水部分指标浓度接近三类水质限值。研究表明,造成污染的主要来源是铁矿尾矿沙和煤矸石中的硫化物发生氧化作用,导致重金属淋滤转移,另一来源是燃煤降尘的积聚。     

四川甘孜─理塘断裂带阿加隆洼金矿地球化学特征

矿区位于甘孜─理塘区域断裂带中段,矿区内已圈定6个矿体分布于长度约850m的Ⅰ号矿带上,主矿体(层)为1号、2号和3号。阿加隆洼矿区在区域化探异常中显示为54号金异常,面积28km2;在1/2.5万水系沉积物地球化学异常中为54-5号金异常,面积1.5km2;在土壤地球化学异常中位于1号异常,面积0.4Km2;岩石地球化学异常中,原生晕浓集中心与矿体的中心部位相对应。本次通过研究矿区内多种地球化学特征,了解矿体在不同地球化学异常中的显示情况。     

地球化学勘查快速圈定找矿靶区——以黑龙江省黑河市大新屯锑-金矿床的发现为例

黑河市大新屯锑-金矿床位于大兴安岭成矿带东北部,区内构造、岩浆活动频繁.1∶5万水系沉积物Sb、Au、Hg异常强度较高,规模较大,是金及多金属成矿有利部位.为了对区内1∶5万水系沉积物异常进行评价,选定了规模最大的新07Hs-35异常,利用土壤地球化学测量工作方法对异常进一步查证.经土壤地球化学测量工作后圈定Sb、Au、Hg、Ag、As、W土壤地球化学异常多处,以Sb、Hg、Au异常为主,各元素异常浓集中心吻合较好.因此利用槽探工程对圈定的土壤地球化学异常进行了验证,发现了锑-金矿体,从而确定了大新屯锑-金矿找矿靶区,说明地球化学勘查快速确定找矿靶区是成功的.     

多重分形方法识别铜陵矿区土壤中Cd的地球化学异常

土壤元素异常下限值的确定对环境地球化学评价具有重要意义。传统异常下限值计算方法仅适用于元素含量数据呈正态分布的情况,而事实上土壤元素含量的空间分布极其复杂,很可能具有多重分形分布特征。本文利用校正累积频率分形方法确定铜陵矿区土壤中Cd的异常下限值为1．687mg／kg。并据此圈定了异常范围。与传统方法所确定的异常下限值及相应异常区域对比,分形方法圈定的异常区域范围更广,更为合理、有效。     

吉林省敦化尔站矿区地球化学异常与钼矿体的相关性分析北大核心CSCD

吉林省敦化尔站矿区位于吉黑东部多金属成矿带中南部,以往资料表明有Mo、Cu等元素地球化学异常和斑岩体存在。为查明该区成矿条件,明确勘探思路,开展了水系沉积物、土壤元素地球化学和地物化综合剖面测量工作。通过对各元素分布、相关性和异常特征研究,发现水系和土壤地球化学异常具有较好重现性,R型聚类分析表明Mo与As、W元素相关性较好,主成矿元素为Mo元素,在地球化学高异常和低阻高极化率区域进行异常查证,发现钼矿体6条。钼矿体产于晚二叠世蚀变似斑状二长花岗岩体及其与围岩接触带,主要受北东向构造带控制,Mo和As等元素地球化学异常与矿体和蚀变带的辉钼矿、黄铁矿等关系密切。综合分析尔站矿区成矿地质条件,在已发现矿体北东和南东圈定靶区2个,区域上含前寒武系残片呈北东向展布的晚古生代花岗岩区是重点找矿地段。     

Distribution,chemical speciation and source of trace elements in surface sediments of the Changjiang Estuary

To evaluate biogeochemical characteristics, eco-environmental risks and sources of trace elements (TEs: As, Hg, Se, Sb, Te, Sn, Bi and Ge), their total concentrations and chemical speciation in surface sediments collected from the Changjiang Estuary were determined. Total concentrations for As, Hg, Se, Sb, Te, Sn, Bi and Ge were 4.57–30.20, 0.01–0.40, 0.04–0.38, 0.36–1.48, 0.02–0.10, 0.48–6.58, 0.13–0.64 and 0.83–2.43 μg/g, respectively, with higher values at the estuary. This distribution pattern was attributed to the riverine input and high clay and total organic carbon contents. The sequential extraction suggested that TEs mainly occurred in residual fractions. The risk assessment code suggested that As, Hg and Sn were at low risk, whereas Bi, Se, Sb, Te and Ge were at medium risk. The geoaccumulation index (I _geo) and principal component analysis indicated that Se and Sn mainly came from the natural input (crustal and biological inputs), whereas As, Sb, Hg, Bi and Te came from both of the crustal and anthropogenic inputs via atmosphere and rivers. In addition, Ge possibly came from the natural (crustal and biological inputs) and anthropogenic inputs.     

生态地球化学土壤样品元素形态分析方法研究

对生态地球化学土壤样品,采用振荡提取法提取样品中离子交换态(包括水溶态)、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机质结合态(包括部分硫化物);采用等离子体发射光谱法测定其中Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Mo、Ni、Pb、Zn,原子荧光光谱法测定As、Hg、Sb、Se。方法的质量参数满足生态地球化学土壤样品评价形态分析的需要。     

煤中潜在毒害元素分布的多元分析及其地球化学意义

在对贵州省二叠纪龙潭组煤 Ｓ、Ｆｅ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｈｇ、Ｐｂ、Ｓｅ、Ｓｂ、Ｔｌ、Ｚｎ分布规律进行讨论的基础上,作者运用多元分析方法这些潜在毒害元素的相关关系,并结合元素地球化学知识给出了这些元素在煤中赋存状态的信息。煤怪中Ａｓ、Ｈｇ、Ｓｂ主要赋存地交内铁矿中：Ｚｎ、Ｓｅ主要赋存于闪锌：Ｐｂ以方 铅矿形式存在于煤中,从元素地球化学性质上讲Ｃｄ应赋存地闪锌矿中,但由于其在煤中的含量较低,造成分析数据的误     

北京市土壤Hg污染的区域生态地球化学评价

城市土壤Hg异常/污染是中国普遍存在的重大生态环境问题。文章对北京市近1000km2范围内的地表土壤、壤中气、大气干湿沉降、大气颗粒物、大气中的Hg含量水平和空间分布模式进行了系统研究,查明北京地表土壤Hg平均含量为0.41mg/kg,大气干湿沉降物中的Hg平均含量为0.194mg/kg,壤中气Hg的平均含量为559.65ng/m3,大气颗粒物PM10和PM2.5中的Hg含量分别为0.59和0.67ng/m3,大气中的Hg平均含量为3.13ng/m3。北京市自2000年起实现了由燃煤转变为燃气的减排措施,导致干湿沉降物中的Hg沉降通量显著减少,2006年大气干湿沉降物中Hg的沉降通量1.837mg·m-2·a-1,北京市城区(近1000km2)Hg全年沉降为1837kg,空气中总Hg浓度由1998年的8.3~24.7ng/m3下降到2006年的3.13ng/m3,大气颗粒物中Hg含量由2003年的1.18ng/m3下降到2006年的0.59ng/m3(PM10)和0.67ng/m3(PM2.5),表明北京市煤改气减排措施的实施显著改善了大气环境质量。通过对土壤中Hg的存在形式研究,发现土壤中有硫化物(辰砂)及各种Hg盐(HgCl2)的含Hg矿物,Hg也可以各种吸附方式或壤中气方式存在。研究证实北京壤中气Hg与大气Hg存在显著的相关性(n=131,R=0.267,p<0.01),表明壤中气Hg是大气Hg的重要来源之一。利用2005年地表土壤总Hg与Hg释放速率的线性方程估算,土壤Hg平均释放速率为102.42ng·m-2·h-1,2005年土壤释放进大气的Hg通量为936.70kg。在查明土壤中存在大量辰砂矿物的同时,还分布有大量具有高温熔融特征的金属微球粒和玻璃质微球粒,证明燃煤和冶金烟尘是地表土壤Hg的主要来源。土壤中Hg、S、pH和辰砂颗粒浓度在空间上的高度耦合性表明,碱性条件下,土壤中高含量的S和Hg是辰砂形成的重要原因。按国家土壤环境质量标准,北京市I级土壤Hg环境质量的面积为176km2,Ⅱ级为808km2,Ⅲ级为24km2,超Ⅲ为36km2。Ⅲ级、超Ⅲ级主要分布在二环路以内的中心城区。城南(长安街为界)大气Hg环境质量明显优于城北,在北四、北五环之间的部分地区,大气颗粒Hg的环境质量为Ⅲ级或超Ⅲ级。在地表土壤Hg含量较高的中心城区,居民每天因呼吸摄入的Hg高达364ng,对人体健康构成潜在风险。根据我国"十一五"规划中每年实现10%节能减排的目标,对北京市未来50年土壤Hg含量的时空演变趋势预测,预测2050年北京因干湿沉降带来的Hg输入量为16.03kg,地表土壤释放Hg的输出量为37.36kg,明显大于Hg的输入通量,土壤Hg的环境质量将得到根本改善。预测到2040年Ⅲ级土壤Hg环境质量的区域将完全消失,到2060年以Ⅰ级土壤为主。     

煤矸石的危害与防治

山东省煤炭资源丰富,开采历史悠久,在数10年的开采过程中,引发了诸多环境地质问题,煤矸石危害是其中之一.境内各煤矿矸石堆存量达6651万m3,占地37900hm2.侵占大量耕地、林地、居民地和工矿用地,破坏地质地貌景观.矸石堆单体过大,形成矸石山,已引发渣石流和坍塌事故.1980年以来,因此致死19人,伤多人.浸溶试验结果表明,矸石淋滤液中SO42-、F-、Mo、Se、总硬度、pH等成份或指标偏高,甚至超过<地面水环境质量标准>(GB3838-88)中的Ⅲ类水标准,局部已对水环境构成污染.煤矸石有害可溶物因地质条件、浸泡时间、堆放时间不同而变化,风化、侵蚀可导致有害可溶物的增加.莱芜煤田矸石堆附近土壤中的硫、氟、汞等成份比对照点偏高,但低于山东省土壤成份背景值.对莱芜煤田煤矸石抽样监测,其放射性低于国家<放射性防护规定>(GBJ8-74)的标准.矸石堆露天堆放过程中,粉尘及自燃产生的气体,污染大气环境.淄博矿区岭子煤矿矸石堆附近因此形成酸雨."以防为主,综合利用"是矸石危害防治的原则,煤矸石中含有煤粉、黄铁矿、高岭石等,检选这些有用矿产,具有可观的经济效益,同时可防止矸石自燃和淋滤液污染,文中对其反应过程做了分析.     

Leaching potential and redox transformations of arsenic and selenium in sediment microcosms with fly ash

The unintended release of coal ash to the environment is a concern due to the enrichment of contaminants such as arsenic (As) and selenium (Se) in this solid waste material. Current risk assessments of coal ash disposal focus on pH as the primary driver of leaching from coal ash. However, redox speciation of As and Se is a major factor for their mobilization potential and has received much less attention for risk assessments, particularly in disposal scenarios where coal ash will likely be exposed to microbially-driven redox gradients. The aim of this study was to demonstrate the differences of aerobic and anaerobic conditions for the leaching of As and Se from coal ash. Batch sediment-ash slurry microcosms were performed to mimic an ash spill scenario and were monitored for changes in As and Se speciation and mobilization potential. The results showed that the dissolved As concentrations were up to 50 times greater in the anaerobic microcosms relative to the aerobic microcosms during the two week incubation. This trend was consistent with As redox speciation determined by X-ray absorption spectroscopy, which indicated that 55% of the As in the solid phase at the end of the experiment was present as As(III) (a more leachable form of arsenic relative to As(V)). In the aerobic microcosms, only 13% of the As was As(III) and the rest was As(V). More than half of the Se was present as Se(IV) in the original fly ash and in the aerobic microcosms, while in the anaerobic microcosms Se was gradually transformed to less soluble Se(0) species. Likewise, dissolved Se concentrations were up to 25 times greater in the aerobic microcosms relative to anaerobic conditions. While the overall observations of As and Se mobilization potential from coal ash were consistent with expectations for aqueous and solid phase speciation of these elements, the findings directly show the relevance of these processes for coal ash disposal. These results highlight the need to select appropriate environmental parameters to include in risk assessments as well as provide potential geochemical monitoring tools through the use of dissolved Se/As ratios to determine the redox conditions of ash storage and spill sites.     

Occurrence of native selenium in Yutangba and its environmental implications

Rare native Se has been discovered in Yutangba, Enshi City, Hubei Province, China, where a sudden incidence of Se poisoning occurred in the early 1960s. It was first found in a small area where native Se was produced on a large scale and was diverse in forms due to different formation mechanisms. Genetically, native Se can be divided into 3 categories: the primary native Se occurring in carbonaceous-siliceous rocks and tiny Se crystals formed in cracks of rocks during tectonic activities; micro-Se crystals formed in the weathering processes of Se-rich rocks; and larger Se crystals derived from natural burning of stone coal on the subsurface of abandoned stone coal spoils. The different forms of native Se found in Yutangba demonstrate that Se can be activated, transformed, remobilized and enriched at special sites such as in the unsaturated-subsurface zone or in the saturated zone. This discovery of native Se has not only resolved a long-standing controversial question on modes of occurrence of Se, which has puzzled many researchers in China, but has provided new possible evidence for the pathogenic explanation of the sudden prevalence of Se poisoning in Yutangba. The research results also have important implications for studying the mineralogy, ore geochemistry and environmental geochemistry of Se.     

安徽旌德-宁国地区大气干湿沉降地球化学特征及评价研究

以安徽旌德-宁国地区大气干湿沉降物为研究对象,共采集6处干湿沉降物样品24件,对大气干湿沉降元素含量特征、通量特征进行对比分析,对干湿沉降元素含量及分布特征加以统计研究,并开展大气干湿沉降环境地球化学评价.结果显示：1）大气干湿沉降元素主要以矿物相形式存在或吸附在固体颗粒上,且受周边环境影响;2）干沉降中Cd、Se的高含量会对研究区土壤污染造成较大影响,湿沉降中部分样点pH超灌溉水水质标准,所有点均达到地表水Ⅱ类环境质量标准;3）区内重金属元素年沉降通量密度为,As年沉降通量低,Hg、Ni、Pb、Cr、Cu、Cd偏低,Zn偏高;4）大气干湿沉降重金属元素通量一般表现为丘陵山区小于城镇及工矿区,主要受燃煤燃烧、尾气排放及人为活动等影响;5）大气干湿沉降物环境地球化学单指标和综合指标评价结果均为一等.     

浙西典型石煤矿山周边耕地富硒土壤地球化学特征及影响因素

为系统研究石煤矿山周边耕地富硒土壤地球化学特征及影响因素,在浙江省常山县辉埠石煤矿山周边耕地采集了表层土壤样品144件、农产品甘蔗样20件、土壤垂向剖面土壤样6件、岩石样5件和地表水样3件。通过样品Se、有机质、As、Cd、Cu、Pb、Zn、Ni、Hg、Cr等元素含量指标测定和统计,探究了该区富硒土壤地球化学特征。结果表明:区内表层土壤硒含量主要集中于0.47~1.34 mg/kg之间,平均含量0.87 mg/kg,远高于浙江省平均值,且硒含量高值区与辉埠石煤矿的走向一致;硒含量随着土壤深度增加而逐渐下降;89.58%的土壤样品和65%的甘蔗样品达到富硒标准,但存在土壤和农产品Cd等主要重金属元素含量超标的生态风险。土壤硒含量均值在寒武系下统荷塘组最高(1.31 mg/kg),奥陶系中—下统最低(0.64 mg/kg);旱地硒均值略高于水田,但差异不显著(p>0.05);硒含量均值高低变化为粗骨土>石灰岩土>水稻土>红壤。研究认为,土壤硒含量受地质背景、土壤类型和有机质等因素的影响,含石煤层黑色岩系和碳酸盐岩等富硒地层是形成富硒土壤的主要因素,小部分与矿山开采等人类活动有关。