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。     

浙西水田土壤镉形态与有效性研究

土壤镉(Cd)的生物有效性受多种因素影响,化学形态分布是决定其有效性的重要因素。为查明浙西水稻土Cd的生物有效性,分析土壤形态Cd与稻谷Cd含量关系,采集了32个田块土壤样及其中15个田块水稻样品,测试了土壤pH值、Cd总含量及各形态Cd含量和稻谷Cd含量,讨论了不同酸碱度及成土母质条件下土壤Cd形态分布特征及其生物有效性,研究了稻谷Cd含量与土壤不同形态Cd含量的相关性。结果表明,研究区水稻土Cd以离子交换态为主(约占全量的35%),水溶态Cd含量最小(约占全量的1%),其他形态Cd介于二者之间。酸性(pH 5.0～<6.5)条件下,土壤中离子交换态Cd含量最高,Cd生物有效性也最高。不同母质形成的土壤Cd形态分布特征不同,灰岩类风化物形成的土壤Cd形态分布特征与其他成母质区土壤差异明显,不同母质区的Cd污染应采取不同的治理措施。相关分析表明,稻谷Cd含量与土壤离子交换态Cd含量呈极显著相关性(P<0.01),而与其他形态Cd相关性不显著。     

甘肃白银东大沟地区土壤镉地球化学特征及生态风险评价

甘肃白银是中国重要的有色金属基地,历史上不科学不合理的矿产资源开发和农业生产活动,造成白银市及其周边部分地区重金属严重超标。重金属生物有效性控制因素和生态风险预测,一直是元素生物地球化学行为研究非常关注的问题。本文调查研究了白银东大沟灌区及其周边根系土与玉米籽实污染情况,分析东大沟灌区农业集中区土壤2007年与2018年关键指标变化情况,并综合评价玉米种植区生态风险。研究区土壤中局部地段Cd含量超标,平均值17.48 mg/kg,最高值达到51.1 mg/kg,不同形态Cd含量相对大小依次为碳酸盐态>离子交换态>铁锰氧化态>腐殖酸态>强有机态>残渣态?水溶态,高pH值碱性土壤和低镉积累的耐镉型玉米品种等因素限制了土壤中Cd的生物有效性,玉米籽实超标率仅为8.8%。东大沟灌区玉米地集中种植区内存在一定的Cd污染,但已得到有效控制,制约Cd生物有效性的pH值、Corg和CaO含量一半以上点位呈现升高趋势,可确保现在和未来一段时间内仍将继续保持低风险。为更好地做好东大沟灌区内Cd含量超标区管控,建议继续选择低镉积累的耐镉型玉米品种种植,同时成熟期收获籽粒作为动物...     

土壤样品中镉的形态分析研究

采用改进的Tessier连续提取法对武汉地区的土壤样品中镉的形态进行了分析,结果表明土壤中镉主要以离子交换态形式存在,总体看其顺序为离子交换态(包含水溶态)>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>腐殖酸结合态>残渣态>强有机结合态,说明土壤中镉较活泼,易于迁移转化,对植物的可给性大,是环境中的重要污染元素.     

海南岛农田土壤Se的地球化学特征

Se是人和动物必需的微量元素之一,具有广阔的开发应用前景,研究土壤中Se的地球化学分布规律和生物有效性控制因素意义重大。系统总结了海南岛27 426 km2范围内土壤Se的含量特征和影响因素。结果表明,研究区69.98%土地面积为足硒和富硒土壤,表层土壤Se含量在一定程度上继承了成土母岩(或深层土壤)Se含量,但不同成土母岩形成的表层土壤Se含量富集贫化趋势不同。进一步研究显示,土壤中Se含量与有机碳、Al2O3、TFe2O3、Mn和CIA等具有显著的正相关关系,说明土壤中粘土矿物、有机碳、铁锰氧化物及风化淋溶程度对Se的地球化学行为有重要影响,同时这些指标又是影响土壤Se生物有效性的重要参数。土壤有机碳、粘粒、CEC等含量或指标越高,Se的生物有效性越低。研究区土壤pH6.5时,土壤Se含量较低;土壤pH6.5时,土壤Se含量随pH下降而增加;当土壤pH为5.5～7.5时,土壤Se生物有效性相对较高。因此,开发富硒农产品不但要依据土壤总Se含量,还必须考虑土壤pH、TOC、CEC、粘粒等指标含量。     

珠江三角洲平原区土壤Pb元素地球化学特征及其影响因素研究

以珠江三角洲平原为研究区域,对其7个区县102件水稻根系土样品进行土壤理化参数及Pb形态分析,探讨在第四系分布区土壤Pb全量及Pb活动态含量的特征及影响因素。结果表明:全部供试土壤样品中Pb元素平均含量为46.47mg/kg,略高于广东省土壤Pb含量背景值(36mg/kg),表现出一定的累积趋势。研究区自西北陆相沉积区至南部海陆交互相沉积区,元素含量增高。Pb元素主要以残渣态和铁锰氧化物形态赋存在土壤中,迁移能力弱。影响土壤Pb全量的因素主要有Al2O3、K2O、Tl、Mo;影响土壤Pb活动态的因素有Pb全量、pH、有机质、CEC、P、TFe2O3、Mn;其中,p H是控制Pb元素活动性的最主要因素。     

天津蔬菜主产区土壤中镉的有效性及关键调控因子研究

在天津蔬菜主产区配套采集土壤与农作物样品,运用相关分析和主成分分析等方法对土壤中有效Cd的含量、影响因素及关键调控因子进行研究。结果表明:研究区土壤样品中Cd的含量范围为0.21×10^-6～1.03×10^-6,平均值为0.47×10^-6,超过风险筛选值(GB15618-2018)的比例为28%;有效Cd的含量范围0.05×10^-6～0.48×10^-6,平均值为0.14×10^-6。农作物样品中Cd含量均低于0.05×10^-6,满足食品安全要求(GB2762-2017)。农作物中Cd含量与土壤中Cd含量、有效Cd含量分别呈极显著正相关关系(p<0.01)。土壤有效Cd含量与pH、CEC、黏粒含量呈负相关(p<0.01),与有效P含量呈正相关(p<0.01),而与有机质和Eh没有明显相关性。结合主成分分析及线性回归分析结果可以推断,土壤Cd含量是Cd生物有效性的主控因子。     

土壤中硒的生物有效性表征方法及影响因素研究进展

硒是人体必需的微量元素之一。土壤-植物体系是人体摄入硒的主要途径,但尚缺乏准确评价土壤中硒生物有效性的通用方法,且影响因素也复杂多样, 这些问题制约了富硒土地资源的利用。本文通过追踪近年来国内外研究成果,系统地总结及比较了化学提取法、梯度扩散薄膜法、区域尺度硒生物有效性评价方法的优缺点。传统的化学提取法如单一提取和顺序提取在一定程度上能够表征土壤中生物有效性硒,但提取过程中存在影响因素多和提取不完全等问题。梯度扩散薄膜技术(DGT)能够模拟植物的根系吸收过程,相比顺序提取能更好地表征硒的生物有效性,但由于复杂的自然体系和不同元素结合相的差异,野外原位表征技术上仍存在难度。通过大规模的农作物-根系土样本,建立土壤-农作物硒元素评价模型,模型参数为影响土壤硒有效性的理化指标(如土壤酸碱度、有机质含量、土壤硒总量等),能较好地预测区域尺度上硒生物有效性。本文还总结了影响植物吸收土壤中硒的因素如地形、土壤类型、硒的存在形态、土壤理化性质、植物种类、土壤老化等,认为地形和土壤类型、硒的存在形态、酸碱度和有机质是影响有效硒的主要因素,植物种类与土壤老化为次要因素。完善DGT等原位分析检测技术、改进元素形态分析方法是未来发展的重要方向。     

辽河流域花生产区土壤地球化学特征分析与评价

花生丰富的营养价值奠定了其在食品工业中的重要地位.运用区域地球化学调查方法,对辽河流域花生主产区的气候特征和土壤地球化学特征、土壤环境质量,进行了分析评价,认为:1)土壤中富含Si元素和K元素,N、P相对缺乏,微量元素含量低,比较适合花生耐贫瘠的特性,能够满足花生的正常生长.2)土壤中重金属含量低,土壤环境质量优,符合发展绿色花生种植条件.3)土壤孔隙度、持水量、质地适合花生生长的土壤特征,建立了适合花生种植的地球化学模型.4)建议在本文研究的基础上,对整个辽河流域进行土壤环境质量地球化学分类,扩大适合花生种植的区域,为辽河流域花生产业的发展奠定基础.     

基于DGT技术分析土壤镉生物有效性及迁移动力学过程

通过采集分析安徽省石台县仙寓地区61组主要农作物（水稻、茶叶）及其根系土壤样品,基于（DGT）技术研究了典型富硒区土壤中镉（Cd）的生物有效性及其迁移动力学过程,并借助DIFS模型评估土壤Cd的迁移潜力。研究结果表明：土壤DGT-Cd的主要影响因素为pH、有机质、铁锰氧化态Cd。DGT测量的Cd有效态与水稻及茶叶农作物中Cd含量有较好的正相关关系,但水稻的DGT测量生物有效态预测效果要差于茶叶。DGT-Cd和土壤溶液-Cd受土壤性质（有机质、pH和铁氧化物）和土壤易迁移的Cd总量控制。不同土壤R值从高到低的顺序为：pH 4.5～5.5的土壤>pH 5.5～6.5的土壤>pH高于6.5的土壤,pH较低的土壤固相补给更丰富。本研究进一步提升了对研究区土壤中Cd活化的认识,对促进当地富硒农产品安全种植开发具有重要意义。     

辽河盆地石油卟啉的地球化学特征

对辽河盆地西部拗陷19个原油和生油岩样品中的卟啉进行了系统的调查.发现辽西剖面岩卟啉的含量随埋藏深度变化的宏观特征与总烃随深度的变化趋势一致,证实了卟啉类化合物是石油低成熟阶段的有效地球化学指标。油/油和油/岩对比表明,高升1-6-14井原油和高升3-7-9井原油可能来自不同的油源区,并揭示高升3-7-9井原油具有国内罕见的以玫红型卟啉为主的特征,以及杜家台油田和高升油田烃源岩沉积环境的差异。     

辽河流域径流对气候变化的响应特征研究

近百年来,全球气候发生了以气温升高为主要特征的显著变化。东北是中国的重要粮食主产区,气候变化将可能加剧东北地区水资源短缺情势,进一步影响到国家的粮食安全。以辽河流域为对象,分析了近60年来降水径流变化特性,采用水文模拟方法,揭示了河川径流变化成因,基于假定气候情景,研究了河川径流量及土壤含水量对气候变化的响应。结果表明:铁岭站实测径流量自20世纪60年代中期以来,总体呈明显的阶段性减少趋势,人类活动是河川径流减少的主要原因。降水增加比减少对河川径流量的影响明显,土壤含水量对降水减少的响应更加敏感,气候暖干化趋势将非常不利于东北地区的水资源利用和农业生产。     

德兴铜矿大坞河流域土壤中Cd的环境地球化学特征及意义

采用连续提取法对德兴铜矿大坞河流域的土壤样品中Cd元素的形态进行分析,并基于缓变型地球化学灾害模型,对大坞河流域土壤中Cd的环境地球化学特征进行研究.结果显示,大坞河上游的祝家村附近和中游的德铜医院附近的土壤中Cd元素活动性污染总浓度(total concentration of active specie of Cd,以下记为TCAScd)随着污染物的可释放总量(total releseable content of the pollutant of Cd,以下记为TRCPcd)增加而增加,二者之间呈线性关系.虽然大坞河上一中游的样品中TRCPcd范围均在国家三级土壤标准之下,但随着该地区土壤中Cd元素的不断输入,这种情况下所造成的污染相对于缓变型地球化学灾害造成的污染,应当更加引起重视.在大坞河下游的下沽口村附近土壤中,Cd的各形态数据特征符合缓变型地球化学灾害特征,且有TRCPcd向TCASCd释放转化的趋势.Cd元素的缓变型地球化学灾害模型为y=1.12167E-04x3-6.25584E-02x2+1.15298E+ 01x-6.07452E+ 02.爆发临界点为TRCPcd=185.90ng/g,有约36％的样品超过爆发临界点,具有爆发缓变型地球化学灾害的可能性.这种认识对大坞河流域土壤中Cd元素污染的预警和对生态环境的改善具有重要意义.     

辽河盆地西部凹陷稠油分布区地层水化学特征

地层水特征是研究盆地演化及稠油分布的重要因素.稠油在辽河盆地已探明的石油储量中占有重要比例, 地层水化学场研究是预测稠油分布的基础,利用地层水地球化学特征和同位素资料研究地层水来源,分析水介质条件对原油降解稠化的影响.研究表明:西部凹陷地层水的矿化度和离子构成受深度控制,具有“垂向流”特征;其化学组成及变化规律的差异反映了不同地区地表水注入强度及局部地下水运动特征的变化,地表水注入强度及运动特征的差异是原油生物降解程度不同的主要原因,地下水的循环特征决定了其化学条件和原油生物降解程度,地表水淋滤作用是降解型稠油发育的必要条件.      

海河流域平原区土地质量地球化学评估

以海河流域平原区多目标区域地球化学调查数据为基础,研究了该区土壤肥力、土壤环境的地球化学特征,对土地质量进行了地球化学评估。评价结果充分反映流域平原区土地质量整体很好,优良级的土壤占52.49%;土壤肥力受pH值及含盐量影响在沿海滩涂地区和永定河流域相对较低;差等级土壤在区内分布极少,仅占总面积的1.62%,零星分布在油田和石油勘探活动的地区。笔者同时提出了本区土地质量存在的主要生态地球化学问题。     

辽河盆地西部凹陷原油的生物标志物类型及其地球化学意义

原油的生物标志物组合特征可提供油气来源、成熟度、次生改造程度等多方面的重要信息,是油气成因分析和油源对比的有效工具.利用原油的生物标志物类型及其组合特征分析地球化学意义,通过生物降解作用的研究和原油生物标志物组合的判断,对稠油的来源进行成因分析,研究认为:辽河盆地不同地区各类生物标志物的组合及正构烷烃和异戊间二烯的分布特征,反映研究区发育母质输入、成熟度和生物降解程度明显不同的两种类型的原油,即富4-甲基甾烷型和富伽马蜡烷型原油,分别来源于沙三段和沙四段源岩.      

辽河流域"2005·08"暴雨洪水分析

2005年辽宁省先后遭受了9号台风“麦莎”和“2005·08”暴雨洪水袭击,辽、浑、太河发生了1995年以来的最大洪水,部分地区洪涝灾害严重。本文对这次暴雨洪水特性、洪水等级及洪水预报进行了分析,对于掌握该流域暴雨洪水形成的条件和变化规律是十分有益的。     

辽河流域径流过程模拟的空间尺度效应分析

针对分布式水文模型的尺度问题,在辽河流域,采用SWAT模型,研究不同DEM分辨率及不同子流域大小导致模拟结果的不确定性。研究结果表明:①DEM分辨率对流域平均高程、流域面积和子流域数量影响较小,而对流域平均坡度有显著的影响,因此径流模拟时需要进行坡度订正。对于河网提取,DEM分辨率为500m时提取的河网与基准河网吻合程度较高。②子流域面积过大,数量过少时,模拟结果与基准结果偏差较大,而在划分一定阈值波动范围内径流对子流域数量敏感性较低。     

黔西南地区土壤中镉的地球化学分级和污染修复建议

本文利用区域化探扫面成果资料,从地球化学角度对黔西南地区土壤进行分级,经研究表明,在黔西南地区地表覆盖物(土壤)中镉的含量超标,造成土壤污染,多为二级和三级土壤地球化学评价标准。局部达到一级土壤地球化学评价标准。