浅议学科交叉与地球系统科学

以整体系统的观念认识地球 ,强化学科间的交叉与渗透 ,是 2 1世纪初地球科学发展的主题。各国都十分重视推动学科交叉研究 ,并将学科交叉分为Modidisciplinary、Interdisciplinary、Transdiscipli nary三个层次。地球系统科学的两大前沿为“地球系统的联系”和“地球系统的演化” ,2 1世纪地球科学的突破在于地球系统变化理论的形成。笔者指出 :目前 ,我们的观念还跟不上地球科学的发展 ,尤其是“学科交叉”的理念不强 ,缺乏地球系统科学的思维 ,但我们有开展地球系统科学研究的有利条件     

大连湾60多年来生态环境地质演化

依据对大连湾60多年来沉积柱的生态环境地质演化研究，发现其污染变化可以分为3个时期：①1933－1974年为洁净时段；②1974－1989年为污染较重时段；③1989－1997年为严重污染时段。若视第一时段的污染度为0，则第二时段的污染度为第一时段的8倍，第三时段的污染度为第一时段的25倍，可见污染度增加是非常迅速和严重的。其中Cd、Pb、As、S、Zn5种元素含量增加最快。1997年大连湾表面沉积物中Cd、Hg、Pb、As的含量分别为自然背景值的81．42倍、6．0倍、7．54倍、3．82倍，表明大连湾污染的严重性。研究发现自1950年以来大连湾生物多样性急剧下降，说明污染度增加已对生命健康造成严惩的影响。大连湾的臭水套已成为一个生物多样性异常低下的、超级污染的环境，是一颗巨大的隐性化学定时炸弹。     

流体地球科学与地球系统科学

近年来,地球系统科学逐渐成为地球科学的新趋势,但固体地球科学尚难于融入其中。其根本原因在于地球系统科学属于系统科学或复杂科学的组成部分,而固体地球科学其本质上属于理想科学的范畴,以研究线性地球过程为主,或者以理想科学的手法研究非线性地球过程。流体地球科学不仅研究地球的流体系统,也研究流体系统与固体系统的强和弱相互作用,是固体地球科学融入地球系统科学的唯一途径。     

自贡市龙潭镇土壤中重金属的地球化学基线及污染状况研究

地球化学基线是区分地球化学背景和异常的重要参数.在采集和测试自贡市龙潭镇内168个表层土壤样品的基础上,采用了地质统计学方法建立了研究区内重金属元素As、Cd、Cr、Pb、Hg、Cu、Ni、Zn的地球化学基线.在此基础上,应用地质累积指数方法评价了表层土壤重金属的污染状况.结果表明:区内各重金属元素基线值为As(3.86 μg/g)、Cd(0.183μg/g)、Cr(66.41 μg/g)、Pb(28.19 μg/g)、Hg(0.037 μg/g)、Cu( 23.1 μg/g)、Ni(24.5 μg/g)、Zn(62μg/g);研究区内Cd和Hg的污染较突出,各重金属元素的地质累积指数排序为:Cd＞H g＞Zn＞Cu＞As＞Cr＞Ni＞Pb.     

浅议地质学与其他学科的交叉

钱学森院士早在1983年就倡议创立“地球表层学”,认为它是“一门横跨地理学、地质学、气象学、工农业生产技术、技术经济学和国土经济学等多门学科的自然科学与社会科学交叉的科学”.随着现代科学的发展,地质学的知识理论及掌握的资料完全可以应用于地球表层有关的其他学科,同时在其应用过程中,也使地质学本身得到了发展,拓宽了服务领     

Assessment of heavy metals contamination in soils of Dexing region, Jiangxi Province, China

Heavy metal contamination has attracted huge concern due to its toxicity, abundance and persistence in the environment, and subsequent accumulation in soil, sediment and water. Mining is one of the most important sources of heavy metals in the environment. Mining-milling operations and disposal of tailings （the finely ground remains of milled ores） in addition to smelting and metal refining provide significant sources of pollution. Mining and mineral processing in the Dexing region of China have been carried out for over forty years and have contaminated the soils with heavy metals, Many studies were conducted to assess and establish the extent of heavy metal contamination in the soils due to mining. The aim of this work was to assess the environmental impact of mining on soils in the Dexing region and to identify the main factors involved in heavy metals dispersion. A 4800 km^2 study area was assessed with respect to its heavy metals on the basis of the current guideline values. In order to assess the extent of heavy metals contamination resulting from past mining activities in the Dexing region, 919 soil samples were collected and analyzed for As, Hg, Cd, Cr, Zn, Cu and Pb, Heavy metals levels were determined using inductively couple plasma-atomic emission spectrometry and X-ray fluorescence spectrometry. Results of soil samples reported concentrations between 1.790-899 mg/kg for As, 0.034-4.980 mg/kg for Hg, 0.043-8.330 mg/kg for Cd, 10-666 mg/kg for Cr, 25-18500 mg/kg for Zn, 6-1825 mg/kg for Cu, and 16-1312 mg/kg for Pb, respectively. The maximum values of As, Hg, Cd, Cr, Zn, Cu and Pb concentration in soils were up to 60, 33, 41, 7, 185, 52 and 37 times higher than the tolerable level, respectively. Meanwhile, the single-factor pollution index and Nemerow pollution index were used to assess the environment quality of heavy metals contamination.     

浅谈固体地球科学与地球系统科学

地球科学在20世纪的诸多进展中,对后来科学发展具有深远影响的基本认识之一是地球演化的行为具有整体性,其不同的圈层确实通过多种途径相互作用,且人类活动已成为地球演化的重要营力之一。这些认识导致地球系统科学思想的产生和发展,并使不同圈层相互作用的过程和机理、人与环境的相互作用研究成为21世纪基础科学研究的前沿。地球系统科学强调地球不同圈层、不同单元相互作用的整体性和关联性,因而科学研究必须从"整体地球系统"的视野出发,但研究过程又必须从关键区域入手。我国是地球系统科学研究的关键地区之一,未来研究应立足地域优势和特色,攻克全球性重大科学问题,解决社会对地球科学的知识需求。     

地球系统科学—一门新的综合学科

80年代初期,由国际科学联合会理事会(ISCU)提出筹组90年代新的国际科学规划:国际地圈-生物圈计划(IGBP)。该计划主要研究全球变化。世界各地科技组织都在积极筹备和提出计划方案。美国和加拿大是这一计划的主要发起国家,并在国内从组织上、经济上积极推行和实施这一计划。最近,美国的科学家正式提出了“地球系统科学”并对它作了较系统的     

农业生态地球化学评价系统设计与实现

随着农业生态地球化学调查与评价工作的全面展开,海量数据随之产生,但目前尚没有得到广泛应用或认可的评价系统.笔者在对农业生态地球化学评价系统详细设计的基础上,选用国产流行的GIS软件(MapGIS6.7)为工作平台,完成了评价系统软件的二次开发,进行了土壤生态地球化学评价,介绍了评价所需要的软、硬件配置条件和选择方法,探讨了在评价过程中,实现图形输人、筛选因子、确定权重、计算评价属性值、形成评价图和进行空间属性分析等的基本技术要点和工作流程,该系统主要包括:数据库(实测数据、图形数据),评价系统,属性统计和查询系统.     

近50年来抚仙湖重金属污染的沉积记录*

文章以抚仙湖污染严重的北部和基本未受人类活动影响的中部为研究对象,分别采集了沉积岩芯FB和FZ,通过对岩芯的¹³⁷ Cs测年和重金属元素(Cu,Ni,Ti,Cr,V,Pb,Cd和Zn)的含量分析,研究了湖泊重金属来源和污染历史,并利用地质累积指数法评价了湖泊重金属污染程度。结果表明:抚仙湖北部的平均沉积速率约为2.0~2.8mm/a;20世纪80年代以前,湖泊北部和中部的重金属元素(Cu,Ni,Ti,V,Pb,Cd,Zn)以自然来源为主;80年代以后,抚仙湖受到人类活动的影响,但湖泊中部Cu,Ni,Ti,V,Pb,Zn以及湖泊北部Cu,Ni,Ti,V仍以自然来源为主;湖泊北部Pb和Zn地质累积指数值小于1,属无污染到中度污染;北部Cd地质累积指数为3~4,达强度污染;中部Cd地质累积指数为2~3,属中强度污染;且Pb,Zn和Cd污染程度有加速增大的趋势。     

内蒙古乌梁素海底泥重金属元素污染评价

根据乌梁素海底泥（0~20 cm）重金属元素调查数据,利用潜在污染生态危害指数法评价了底泥重金属污染风险.底泥中Pb、Cd、As、Cu、Cr、Hg、Zn之间相关性明显,说明湖泊底泥中这些重金属的成因来源和地球化学行为相同.采用国家海洋沉积物质量一类标准、生态危害临界值（TEL）和国家土壤环境质量一级标准的评价表明,湖泊底泥中重金属的复合污染较严重,污染元素主要为Cu、Cd、Ni、Zn.乌梁素海大部分地区属轻度污染,仅3个排干渠入口附近为极度污染区,其他局部地区为重度污染区.     

城郊部分菜地土壤重金属污染简述

介绍了中国城郊部分菜地土壤重金属污染现状,系统地分析了部分菜地土壤重金属污染元素、污染趋势、污染城市分布、污染来源及污染原因,同时,着重探讨了重金属在土壤中的分布、向上迁移、向下迁移、转化等行为特征.结果表明,城郊部分菜地土壤重金属污染与农业生产活动有密切关系,其中重金属在土壤中的行为特征与土壤环境和重金属形态有关.     

武汉主要湖泊重金属污染的特点研究

对武汉主要类型湖泊环境的金属污染现状,进行了地球化学调查。探讨了重金属污染元素在湖泊环境体系各要素(水体、底泥、生物)间的地球化学行为——重金属污染元素在湖泊水体、底泥中的分布特点,指出重金属污染元素在湖泊底泥中,主要以铁锰氧化物相和有机相形式存在。水生植物藕带对重金属元素的吸收富集具有选择性。     

廊坊地区土壤重金属污染程度评价

利用河北省多目标地球化学调查资料,研究了廊坊地区表层土壤中重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Pb的富集特征与污染程度.与我国土壤元素背景值相比,廊坊地区表层土壤中Hg的富集系数较大;与研究区元素背景值相比,Cd、Hg富集系数较大,富集程度依次为Hg＞ Cd＞ Pb＞ Cr＞ As.地积累指数污染评价结果表明,以全国土壤...     

锦州市土壤重金属污染特征及生态风险评价

以锦州市为研究区,分析8种土壤重金属As、Cd、Hg、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni的污染特征,采用单因子污染指数法、地累积指数法、内梅罗综合指数法和Hakanson潜在生态风险指数法确定锦州市土壤重金属污染程度,评价土壤重金属潜在生态风险.结果表明,锦州市土壤重金属Cd和Cr含量高于全国土壤及辽宁省土壤背景值,Cu、Hg、Ni和Pb含量高于辽宁省土壤背景值.采用单因子污染指数评价,Cd为中度污染,Hg、Pb、Cr、Ni和Cu为轻度污染.经地累积指数法评价,Cd为轻中度污染,其他重金属为无污染.内梅罗综合污染指数平均值为2.25,为中度污染等级.研究区综合潜在风险指数平均值为157.34,处于中等生态风险,造成局部地区土壤潜在生态风险较高的重金属为Cd和Hg.     

辽东湾北部脉红螺中重金属元素分布特征

对辽东湾北部浅海区脉红螺生物中Cd、As等重金属元素的全量进行了分析,研究了脉红螺软体中Cd、As等重金属元素分布特征及其与生长环境之间关系.研究表明,脉红螺易于吸收和贮集各种重金属元素,受生长环境影响较大,底泥、海水和海水悬浮物中重金属元素含量高的海域,脉红螺软体内重金属元素含量亦较高.     

成都市金牛区土壤重金属污染状况——浅谈土壤生态环境治理的紧迫性问题

成都市郊九个乡耕地全部受重金属等物质污染，尤以汞最为严重，次为铅、镉、砷、铬等，导致农作物中重金属等污染物含量增高，再由食物链作用危害人体。对重金属污染所具有的隐蔽性、循环性、长期性、剧烈性、剔除的艰难性等进行了论述，并指出对其防治的必要性和紧迫性，以期引起各级政府部门的密切关注和采取相应的措施。     

江西某蔬菜基地土壤重金属污染现状

根据表层土、深层土的采样研究资料,获取了江西某蔬菜基地的土壤主要重金属元素基准值,分析了5种重金属元素在该区表层土中的分布、分配及相关特点,分析了元素的迁移特征.对该蔬菜基地的土壤重金属污染现状作了初步评价,并提出了合理调整的相关建议.研究发现,该蔬菜基地表层土(耕作土层)中Cd、Hg、Pb存在明显的积聚现象.局部地段土壤中已超出了农业部颁发的无公害蔬菜产地以及绿色食品产地土壤环境质量标准,成了"不安全生产区".同时发现区内重金属含量本底值并不高,重金属的污染积蓄主要与人类生产活动有关,可能来源于长期不合理的施肥与喷药.     

重金属污染评价及方法对比——以福建浅海沉积物为例

应用地质累积指数法、内梅罗综合污染指数法及生态危害指数法,对福建浅海沉积物461个底泥样品中7种重金属（Hg、Pb、Cr、Zn、Cu、Cd、As）进行了污染评价对比.结果表明：①各主要海湾浅海沉积物中超标重金属为Cr、Cu（Cr占24.1%,Cu占15.0%）,其次为Pb、Zn（Pb占6.3%,Zn占5.0%）;②九龙江口潜在生态危害最大,Cd潜在生态风险最高,地质累积指数超标的Cr、Cu、Pb、Zn潜在生态风险并不大;③三种评价方法各有侧重点和优缺点,各具合理性和局限性,若能结合应用,可较为合理地对重金属污染状况进行系统评价.