北京城近郊土壤中Hg的分布特征、存在形式及污染评价

通过对北京城近郊深层与地表土壤中Hg含量以及水溶相、吸附相、有机相、铁锰氧化物相中Hg含量变化的研究,探讨了北京城近郊土壤中Hg的分布特征和存在形式.以国家颁布的<土壤环境质量标准>为依据,对表层土壤中Hg的污染程度进行了评价,结果显示,北京城近郊土壤中Hg污染程度是相当严重的.     

城镇周边土壤Hg异常成因机理研究

普遍出现在城镇及其周边土壤中的Hg异常受到极大关注,但是对此类异常到底具有怎样的生态危害目前还没有明确的结论原因之一就是对异常的成因机理缺乏准确认识。在13个中心试验区及其周围几十个城镇获得的试验研究结果表明,出现在城镇周边地区的土壤Hg异常,均与土壤中的辰砂矿物有关,而且辰砂在形成土壤Hg异常中起到重要作用。此类辰砂是叠加到土壤中的Hg经过形态转化形成Hg2 ,然后与S2-结合生成HgS,进而结晶形成的首次给辰砂的次生成因学提供了一种可能性。辰砂的形成使Hg以矿物态形式固定在土壤中,导致土壤Hg含量增高,形成土壤Hg异常。此项研究成果对土壤Hg异常生态效应评价及预警预测研究具有重要意义。     

广州市土壤—大气界面Hg交换通量研究

运用Tekran 2537 A与动力学通量箱联测技术,对广州市5个绿化带和草地土壤—大气界面汞交换通量进行了实地监测,结果表明,广州市5个监测点土壤—大气界面汞交换通量密度均值为7.341±9.714 ng·m-2·h-1,不同地点土壤—大气汞交换通量密度有显著差异。汞交换通量密度随土壤汞含量的增加而增大,气象条件显著影响汞交换通量,汞交换通量密度与光照和土壤温度呈显著正相关关系,与土壤pH呈负相关关系,降雨和植被显著影响汞交换通量。     

湖南洞庭湖地区土壤中Hg的来源

Hg污染已成为全球性的环境问题,尤其是Hg对土壤的污染,因其具有隐蔽性、不可逆性和长期性的特点,对陆生生态系统构成潜在的巨大威胁,因此查明土壤中Hg的来源非常重要。运用生态地球化学填图的指导思想,对湖南洞庭湖地区土壤剖面分析和成土过程研究后发现,表层土壤中Hg含量的高低与成土母质中Hg的含量有很好的对应性,成土过程对土壤中Hg的含量也有显著的影响。     

城镇区土壤中Hg环境地球化学异常查证及评价新思路

城镇区重金属元素异常查证及评价是目前开展的平原区多目标地球化学调查工作中亟待解决的问题.在Hg环境地球化学异常查证及评价研究中发现,在城镇及其周边土壤Hg异常内普遍存在着辰砂,而且辰砂的产出位置与Hg异常的空间分布位置基本吻合.该成果为Hg异常查证及其生态效应评价等提供了新的思路.     

北京城区24年来土壤Hg元素时空变异特征

采用地统计学和GIS相结合的方法,研究了北京城区24年来2个阶段(1987—2005年,2005—2011年)土壤汞含量的时空变化特征。结果表明,随着能源消费结构的变化,研究区不同时期土壤汞含量发生了明显的变化,随着时间的推移呈现下降的趋势。1987—2005年,由于工厂搬迁、煤改气等措施的大力实施,土壤汞含量呈现明显的下降,从1.291μg/g减少到0.556μg/g。而2005—2011年,土壤汞含量变化并不显著,从0.556μg/g减少到0.490μg/g。空间上,从1987年至今,研究区二环内土壤汞含量高值区的范围在不断缩小。从1987年到2005年,二环内土壤汞贫化明显,土壤Hg含量下降了1μg/g以上,Ⅲ级和超Ⅲ级区域面积从142.22 km2,经过18年后减小到53.59 km2。相对于2005年,2011年研究区只有二环内中北部和西南三环区域土壤汞贫化相对较明显,土壤Hg含量下降了0.3μg/g以上,Ⅲ级和超Ⅲ级区域面积经过6年后减小到40.51 km2。     

土壤中Cd、Pb、Hg离子的地球化学行为模拟实验

研究了山西省3种不同质地的土壤对Cd2＋、Pb2＋、Hg2＋的吸附、解吸和3种离子在土壤中的运移特性。结果表明,Cd2＋、Pb2＋和Hg2＋在粘粒土壤中的吸附能力大于在砂粒土壤中的吸附能力,且3种土壤对Pb2＋都有很强的吸附能力,吸附的Pb2＋很难在土壤中解吸下来。3种土壤对3种金属离子的吸附能力为Pb2＋＞Cd2＋＞Hg2＋,解吸能力正好相反,这主要与土壤的不同性质和3种重金属离子的水合离子半径、离子的水合能密切相关。Cd2＋在3种土壤中的等温吸附符合Freundlich和Langmuir方程,Pb2＋在3种土壤中的吸附特征符合Henry方程,而Hg2＋在3种土壤中的吸附符合Langmuir方程。土柱淋滤实验表明,Hg2＋在土壤中的穿透性很强,Cd2＋次之,Pb2＋在土壤中的穿透性最慢,其在长达20天的淋滤过程中仍然没有穿透土柱。3种不同质地的土壤对Cd2＋、Pb2＋和Hg2＋的迁移能力都表现为：大同土壤＞临汾土壤＞太原土壤。     

平原区城市及周边Hg异常土壤中辰砂的发现及其特征

在我国东部平原区城市及其周边土壤Hg异常查证过程中首次发现辰砂，对其矿物学特征进行了研究，并就辰砂分布与土壤Hg异常的空间对应关系、辰砂的含量与Hg异常土壤中Hg含量间的相关性等问题进行了探讨。结果表明，辰砂是Hg异常土壤中Hg的一种主要存在形式。这一发现对研究和评价Hg异常土壤的生态环境效应具有重要的理论和实用价值。     

安徽省宣城市土壤硒地球化学特征及成因分析

通过1∶25万多目标土壤地球化学调查采集的表、深层双网格土壤样品,对宣城市土壤硒地球化学特征及成因来源进行分析。结果表明：宣城市表层土壤Se含量在(0.12～8.80)×10^-6,平均含量0.44×10^-6,区内足硒和富硒土壤分布广泛,占比分别为61.90%和35.63%,富硒土壤主要分布在宁国市宁墩镇—绩溪县伏岭镇、泾县晏公镇—宣州区百棵树—水东镇、泾县陈村—赤坑山、广德县新杭镇等地。土壤Se含量主要受母岩及成土母质控制,震旦系蓝田组,寒武系荷塘组、杨柳岗组等含炭质泥页岩、炭质硅质泥岩分布区,二叠系、三叠系、石炭系、寒武系、奥陶系等灰岩分布区土壤Se含量高,燕山期中酸性侵入岩、第四系分布区土壤Se含量低。不同成土母质中碳酸盐岩类、浅色碎屑岩类、浅变质岩类母质土壤Se含量高于晚更新世黄土、河流冲积物以及酸性岩类母质Se含量;不同土壤类型中石灰岩土、粗骨土、石质土、红壤Se含量高于水稻土、黄褐土、潮土Se含量。土壤Se含量与V、Cd、Ba、Ag、Zn、Mo、U、Ni、Sb、P、S以及有机质等理化指标相关性较好,土壤全量硒与有效硒相关性较好。区内...     

基于地球化学基线的土壤重金属污染潜在生态风险评价

地球化学基线是区分地球化学背景和异常的重要参数。在采集和测试德兴地区约5000km^2面积的479个表层土壤样品基础上，采用标准化方法确定了样品中Cu，Pb，Zn，Cd，Cr，As和Hg等7种重金属元素的基线值，并以基线作为潜在生态风险评价的参比值，对德兴地区土壤重金属污染进行潜在生态风险评价。结果表明：研究区可划分为3个潜在生态风险等级：轻微生态风险、中等生态风险和强生态风险，强生态风险区主要分布在德兴铜矿和钟家山煤矿等矿业活动区附近。其他大部分地区为轻微生态风险区。     

北京郊区土壤中DDT（滴滴涕）残留调查及评价

北京郊区农田表层土壤中DDT（滴滴涕）有不同程度的检出,∑DDTs含量介于2．7008～292．4021μg／kg之间,平均值为41．6227μg／kg。总体而言,DDT及其代谢物的残留量处于较低水平。样品中p,p′DDE和p,p′-DDT是DDT的主要残留物,p,p′-DDD／p,p′-DDE质量比为0-1．2730,大部分小于1,说明DDT主要降解为DDE类化合物,由此推断北京郊区的土地利用较多处于好氧环境中。（DDE＋DDD）／DDT的比值在0．1044～1．4688之间,均值之比为0．3557,母体DDT含量占优势,DDT农药施用时间很短。经初步分析,北京郊区土壤中DDT的风险较低,但从食物链角度的风险评价结果来看,土壤中的DDT仍有一定的风险。     

北京城近郊区土壤中Cd的释放、形态转化与演变趋势

在对北京城近郊区主要类型土壤(潮土和褐土)中Cd形态分析的基础上,研究pH与土壤中Cd的释放量及其形态转化的关系。结果表明:潮土和褐土中Cd的释放量曲线都呈下凹的弧形,在pH=6～7之间释放量最低。pH对土壤中Cd释放的影响,其本质是土壤中Cd的化学形态发生了变化,各形态间的转化以水溶态为中介体。所有的形态转化中,pH对交换态和碳酸盐结合态影响最大,且这两者之间的转化对生物有效量起决定性作用。进而根据北京城近郊区土壤中生物有效Cd的分布状况,结合北京市近12年监测的大气pH值,对北京城近郊区土壤Cd污染进行预警。     

Source apportionment and distribution of atmospheric mercury in urban Beijing,China

The concentration of gaseous elemental mercury (GEM) in the atmosphere of urban Beijing was measured from October 2003 to September 2004 to investigate the origins and spatial-temporal variations of atmospheric Hg. The mean value of Hg concentration is 17.1 ng·m-3 (n=653). The atmospheric Hg data showed spatial-temporal variations throughout the duration of our observation. The maximum GEM concentration (53.7 ng·m-3) was observed at Gucheng in the western area of urban Beijing. The GEM concentrations increased from the north to the south of the studied area, and were higher in winter than in summer. The highest and lowest monthly averages of GEM concentrations were measured to be 23.3 and 4.1 ng·m-3 in January and July, respectively. In addition, GEM concentrations are higher in the daytime than at night in Autumn and from 14 March to 15 April, but daily GEM variation showed an inverse pattern from 22 April to 22 May. In winter, two peak values of GEM concentrations occurred at 13:30 and 21:30. Daily variation of GEM concentrations in summer was the lowest in the four seasons. Mercury from coal combustion was estimated to be the main source of anthropogenic emissions in Beijing from October 2003 to September 2004. Additionally, Hg emission from natural gas burning was estimated to be another dominant source of atmospheric Hg in Beijing.     

北京城区表层土壤多元素分布特征及重金属元素污染评价

采用地统计学和GIS相结合的方法,对北京城区表层土壤样品54项指标的地球化学背景值进行了详细研究,认为微量元素中Ni、Cr和As含量值存在极高值点,具有点源污染特征;Hg、Cd、Zn、Pb和Cu具有面状污染特点。对这5种重金属元素开展研究,统计北京城区五环内每个区域的数据并结合元素含量空间分布特征,指出元素含量平均值由市中心向周边地区逐渐降低。采用内梅罗指数法对表层土壤重金属元素污染进行评价,认为北京市城区表层土壤大部分已经被重金属元素所污染。分析了造成土壤重金属元素污染的可能影响因素,主要包括工业活动、化石燃料燃烧、建筑涂料、机动车尾气等,并提出了污染防控的建议。     

北京城市地质工作进展与思考

本文分析了北京城市地质工作主要进展,提出了当前城市地质工作中存在的主要问题,思考了未来北京城市地质工作发展方向。提出:北京建设世界城市对地质工作提出了更高的战略需求,需要充分借鉴纽约、伦敦和东京等特大城市地质工作经验,启动城市地质工作立法,强化城市地质工作服务经济社会发展的先行性作用;实施首都建设地质响应计划,统筹部署地质工作;加快首都地区地质资源环境承载能力监测预警平台建设步伐,有效解决与城市发展和城市居民生活密切相关的重大地质问题。     

北京市平原区土壤中硒的含量和分布

通过对北京平原土壤硒含量调查和研究,发现北京平原分布有高硒土壤,其特征为沿平原区西部山前断续出现,在北京市区零星分布。表层土壤硒含量为0.04～5.26 mg/kg,平均值为0.20 mg/kg,深层土壤硒含量为0.043～0.22mg/kg,平均值为0.081 mg/kg,总体趋势是硒在表层土壤富集;各类岩石中以炭质页岩中含硒量最高,北京西部富硒炭质页岩的风化可能为平原区土壤硒的来源。相关性分析表明,土壤中Se与有机质呈正相关性,有机质对表层土壤Se具有强烈的吸附与固定作用。     

Spatial variability of mercury emissions from soils in a southeastern US urban environment

We quantified gaseous mercury (Hg⁰) fluxes over soil surfaces in an urban setting during the winters of 2003 and 2004 across the metropolitan area of Tuscaloosa, AL. The objective was to provide a first inspection of the local spatial variability of mercury flux in an urban area. Flux sampling took place on bare, undisturbed, soil surfaces within four evenly spaced landuse areas of Tuscaloosa: industrial, commercial, residential, and mixed landuse. Median total gaseous mercury fluxes (ng/m² h) from each site were as follows: 4.45 (residential site), 1.40 (industrial site), 2.14 (commercial site), and 0.87 (mixed landuse site). Using non-parametric statistical analyses, the residential and mixed landuse sites were found to be statistically different from the overall median flux. Landuse and soil type are the suspected factors primarily controlling the observed spatially variable fluxes. The presence of statistically different fluxes over soil surfaces on a local scale in this preliminary study warrants additional investigation, particularly during the spring and summer seasons when terrestrial mercury emission is the highest. Providing such information will help develop better estimates of mercury emission from urban areas and, ultimately, lead to more accurate and useful spatially relevant inventories.