城镇及其周边土壤重金属元素异常成因机理

普遍出现在城镇及其周边地区土壤中的重金属元素异常受到广泛关注,但是目前对此类异常的生态危害还没有明确的结论,原因之一是对异常的成因机理缺乏深入研究和客观认识。这里研究结果发现,城镇周边地区的土壤重金属元素异常,与燃煤(或金属矿石选冶)过程中释放出的“微球粒“物质和黄铁矿、磁铁矿等重矿物具有成因联系,因此为确认此类异常的成因机理提供了证据,对异常的生态效应评价以及预警预测研究具有直接意义。     

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。     

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。     

城镇周边和江河沿岸土壤中Hg和Cd存在形式解析与生态风险评估

受人类活动和自然作用双重影响,土壤中重金属元素异常普遍存在,其中尤以城镇周边的Hg异常和大江河沿岸区域Cd异常最为典型。近年来,通常采用化学分步提取的方式,探讨土壤水溶态、离子交换态、有机态、铁锰氧化物态等形态中Hg、Cd等重金属元素含量的状况,进而分析其生态效应,但对土壤中Hg、Cd等重金属元素的自然存在形式缺乏深入探讨。本文以Hg、Cd两元素为重点,选择我国代表性城市和地区,采集城镇周边Hg异常区和江河沿岸Cd异常区的土壤样品,采用王水溶样原子荧光光谱法(AFS)测定Hg含量,采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸溶样电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定Cd含量,同时配合其他相关实验手段,对Hg、Cd的自然存在形式进行解析;并以水稻中Hg、Cd含量为依据对Hg、Cd的生态效应进行了评价。结果表明:长春、南京、漳州和广州等城镇周边土壤Hg异常区Hg主体以硫化物形式存在,而且至少有一部分是以辰砂矿物形式存在,由此决定了土壤中Hg有效态在Hg全量中所占比例较小,土壤中Hg平均含量达到500μg/kg时,水稻籽实中Hg含量超过无公害食品标准的比例为3.4%,生态效应不甚敏感;长江、珠江等江河沿岸区域Cd异常区内Cd主要呈黏土吸附形式存在,由此导致50%左右的Cd以有效态形式存在,在土壤Cd全量中所占比例较大,当土壤中Cd平均含量达到1000μg/kg时,水稻籽实中Cd含量超过无公害食品标准的比例为43%,生态效应敏感。由此揭示出土壤中Hg、Cd等重金属元素生态效应敏感程度更直接地受到自然存在形式的影响。以辰砂矿物形式存在的Hg呈现\"惰性\",不容易被农作物吸收,故生态效应不敏感;以黏土矿物吸附形式存在的Cd活动性更强,容易被农作物吸收,故生态效应敏感。Hg、Cd等重金属元素被农作物乃至人体吸收后,其存在形式及其转化特性是评估该元素是否存在生态风险的关键。     

贵州玉屏县土壤Hg、Cd元素异常查证方法及其成因分析

通过贵州省玉屏县耕地质量地球化学调查评价工作,发现该县部分区域耕地土壤中Hg、Cd元素含量超过国家土壤环境质量三级标准值,达到严格管控范围,出现高值异常,分别形成汞、镉两个异常区。进一步查清异常区特征及其异常源,对该区土壤质量的评价和农业种植结构调整具有实际指导意义。本文采用横向剖面法、垂向剖面法、地质剖面法等三种方法相结合开展异常查证及成因分析。经综合分析得知:汞异常区位于北东向新晃-玉屏深大断裂带上及其附近,异常源为区内的汞矿化点,其经强风化成土后残留原地或有较小的迁移而形成汞异常。镉异常区位于近东西向太阳山断层附近,其异常源为寒武系下统\"黑色岩系\"地层和区内铅锌矿化点,其\"黑色岩系\"地层中富含Cd元素和铅锌矿化点中伴生的镉矿物是引起镉异常的直接因素。     

我国平原区土壤地球化学异常成因研究

我国平原地区土壤地球化学异常普遍存在,但是目前对这些异常的成因缺乏系统认识。这里以长春和南京地区的Hg、Cd异常试验研究结果为例,利用元素相关关系法,对此进行了系统研究。结果表明,城镇及其周边地区的土壤地球化学异常,异常组分叠加量表现出表层累积型特点,此类异常的成因与人类活动有关。分布在河流沿岸的土壤地球化学异常,在垂向上,异常组分叠加量表现出了连续型分布特点,且异常组分含量主要受土壤物质组成的控制,此类异常是在河流沉积物自然沉积过程中形成的。     

BS盆地土壤吸附烃异常成因浅析

ＢＳ盆地是发育在奥陶纪、志留纪、石炭纪及三叠纪基底地层之上的第三纪沉积盆地。油气化探评价工作中发现了南部辛街和北部田坝两处烃类异常，其异常分布地段及外围为泥盆系和石炭系。研究认为：辛街烃异常与泥盆系中烃类组份高含量有关；而田坝烃异常则与石炭系中烃类组份高含量及其浅层煤层有关。     

金属矿床有机烃气常见异常模式和成因机理研究

作者通过对十几个典型金属矿床进行试验研究后，初步总结了各类金属矿床上方，有机烃气和汞气的常见模式，即不对称对偶双峰式、对称对偶双疑式、顶端单峰（或峰丛）式和双峰、单峰混合式。并从烃气和汞的运移通道、成矿期的热差效应、金属硫化物的氧化作用、氧化还原条件等方面剖析了这些异常模式的成因机制。     

平原区区域Cd地球化学异常成因及其生态效应

区域Cd地球化学异常成因机理及其生态效应研究是目前多目标地球化学调查工作中的一个热点问题,但是许多问题仍不明确。本次研究结果表明,区域Cd地球化学异常由自然地质作用形成,主要受土壤机械(粒级)组成的控制,Cd的累积过程遵循吸附沉淀机理,由此决定了土壤中Cd的活性组分含量比较高,并导致部分异常区某些作物中Cd的含量超标。进一步研究发现,Cd异常的生态效应还具有区域分异特征,并因土地耕作方式不同而异,这一发现为农作物合理布局提供了依据。     

Discovery of Cinnabar in Soils in Hg Anomalous Zones in City and Town Areas and Their Surroundings and Its Significance

As a result of systematic study on heavy minerals in soils at city and town areas and their surroundings,cinnabar was discovered for the first time in areas of Hg anomalies in China, and it was found that the distribution of cinnabar was basically coincident in scope with that of Hg anomalies, showing that Hg anomalies were‘closely related to cinnabar. This finding provides a theoretical basis for a verification of Hg anomalies in soils in city and town areas and their surroundings, as well as evaluation of its ecological effects, and is significant to revealing the occurrence modes and origin of Hg in soils.     

成都市土壤测量Hg元素的发育特征及其来源

成都市是Hg的高背景和民异常区,深、浅层样各具不同的元素组合和发育特征。深层样Hg异常与构造、天然气、地热、矿产和基底隆起有关;浅层样则与城市居民生活,古代颜料、工业、燃煤、农业、河流的污染及上游的矿产等物质来源有关。     

汾阳市杏花村镇供水井位勘测

传统直流电法勘探方法,在地下水研究中应用于寻找水源、确定地下水的开采量取得了较好的应用效果.本文结合杏花村镇供水井位勘测,详细介绍了地球物理勘探工作的方法,并对测量资料进行了解释,提出了确定供水井井位的建议.     

南宁市坛洛镇岩溶塌陷群成因机制分析

岩溶塌陷是岩溶区较为常见的地质灾害,对其成因机制的研究有助于针对性的进行综合防治。为了弄清2012年6月在广西南宁市坛洛镇连续发生的岩溶塌陷的成因及发育机制,在塌陷群发生地区开展了现场调查、地球物理勘探、水文地质工程地质钻探、地下水动态长期监测、岩土样测试等多项工作。结果表明,坛洛岩溶塌陷群是各种不良因素共同作用的产物。其致塌因素主要包括特殊的“水-土-岩”组合及人为活动。研究区地下水位埋深较浅,土体结构以粘性土为主,渗透系数较低且易崩解,地下岩溶极为发育。高强度的人工地下水开采活动是坛洛岩溶塌陷的诱因。深入分析其发育机理,认为塌陷群是渗流潜蚀效应、增荷失托效应和水位波动产生的气压差效应等3个力学效应综合作用下发生的,其致塌模式是重力致塌、潜蚀致塌、真空吸蚀致塌和冲爆致塌等4种模式的相互结合。根据岩溶塌陷的发生顺序推断坛洛镇岩溶塌陷群的发育过程可分为缓慢发育—塌陷诱发—塌陷集中爆发3个阶段,各阶段的主要地质营力有所不同。      

武功山片麻岩特征及侵位机制

江西武功山片麻岩,前人存在两种观点,混合成因和岩浆成因,近年来,作者等人通过1：5万区调,对武功山片麻岩取得了一些新的认识,认为武功山片麻岩是岩浆成因,属岩浆多次脉动形成的气球膨胀式强力侵位机制。     

峡江地区推、滑覆构造特征及成因机制探讨

通过对赣中峡江地区1：5万新干图幅区调资料的综合研究,在该区道 次提出了泥盆纪地层为外来推,滑覆体的观点,认为印支期泥盆系是由SW向NE推覆,燕山期再向SE伸展滑脱,以详实的野外第一性资料,着重阐述了推,滑覆构造特征,初步分析了其成因机制。     

禹城市城乡用地结构和布局分析

统筹城乡用地、优化城乡用地结构和布局,既是节约和集约用地的重要途径,又是统筹城乡发展的客观需要。通过分析禹城市城乡用地结构和布局,提出优化城乡用地结构和布局的建议和对策,从而为制定合理的土地利用总体规划提供基本的依据。     

铜陵市长江东路岩溶塌陷形成机制及土地适宜性分析

岩溶塌陷是铜陵市长江东路主要地质灾害类型,这种地质灾害现象,是在复杂的地质环境条件下产生的。本文在大量地质调查、分析与研究的基础上,通过对长江东路岩溶塌陷灾害的形成机理、产生条件的分析研究,并在研究这一灾害系统特性的基础上,预测分析了岩溶塌陷灾害的发展趋势,同时,根据铜陵市发展的实际情况和远期发展目标,对岩溶塌陷区的特征及土地的适宜性进行了评价分析,并在此基础上因地制宜的提出了工程建设过程中预防岩溶塌陷灾害的措施。     

南宁市区地下水水化学特征及形成机制

为了深入研究南宁市区地下水水化学特征、水质情况及地下水质量演变的主要水化学过程,文章采集南宁市区22组孔隙水和7组岩溶水,检测pH值、阴阳离子、溶解性总固体（TDS）和总硬度等化学指标,探讨地下水水化学特征和形成机制。结果表明:研究区孔隙水和岩溶水pH平均值均小于7,两种水TDS和总硬度基本一致,主要的阴离子（HCO3-、Cl-、SO42-）中含量最高的是HCO3-,平均分别为68.08 mg/L和106.68 mg/L;对于阳离子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+）,研究区孔隙水和岩溶水均表现为Ca2+≥Na+>Mg2+>K+,其中Ca2+的平均含量分别为24.04 mg/L和31.34 mg/L;地下水化学成分主要通过风化-溶滤作用与混合作用形成,地下水水化学类型为HCO3--Ca2+型水;地质环境背景是地下水pH值普遍偏低的主要原因,人类活动对地下水的影响越来越重要,pH值和水化学类型改变均与经济发展、人口增加、工矿企业增加等人类活动密切相关。