“化学定时炸弹”与可持续发展

“化学定时炸弹”是指自然界中由于化学物质的释放或活化而导致的延缓的有害效应。其一旦发生危害极大，小则影响局部流域，大则影响整个区域，甚至整个国家。我国属发展中国家，经济正处于快速发展阶段，短期内不可避免地向自然界投放有害及化学物质。因此，我国应尽早制定长远的政策，在对我国的陆地进行持续观测的同时，深入研究我国“化学定时炸弹”的基本问题，发展对解决“化学定时炸弹”极具潜力的“地球化学工程学”方法，有效地防治“化学定时炸弹”灾害的发生，以保障我国经济与环境的可持续发展。     

北京五环线两个土壤包气带中Hg和As累积层位的研究与分析——警惕北京地下的“化学定时炸弹”

通过对不同深度土壤中Hg和As含量的测试、污染状况的分析与调查，了解Hg和As元素在不同深度土壤中的累积层位、垂直迁移过程，进而探索Hg和As元素的转移可能对环境造成的潜在危害(即形成“化学定时炸弹”的可能性)。对北京东南郊南苑土壤钻孔剖面研究发现，在深度为13．66～16．00m之间的土壤层，pH剧烈变化，As元素含量明显增高，初步判断该层位是污染物的主要累积层位。     

化学定时炸弹:中国陆地环境面临的新问题

根据中国环境地球化学监控网络第一次采样的结果,发现中国东部,尤其是华南地区,是Ｎａ２Ｏ,ＭｇＯ,ＣａＯ的低背景地球化学区,Ａｌ的高背景地球化学区,这个独特的地球化学区,恰好也是我国酸性沉降物的分布区,由于持续的酸性物质沉降,使这一地区成为对酸性物质沉降最脆弱的地区,有可能导致土壤中Ａｌ的突然释放,出现森林大面积突然死亡的环境危害。研究还发现,该地区也是Ｔｈ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｂ、Ｔｌ、Ｗ、Ｚｎ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｉ、Ｕ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｍｏ、Ｂｉ、Ｒｂ、Ｇａ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｙ、Ｐｂ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂｅ、Ｎｂ、Ｓｎ等２８种元素的地球化学高背景分布区。随着土壤的ｐＨ值不断降低,最终将导致这些金属中的一种或数种元素同时从土壤中释放,有可能在不同的时间阶段及不同地区的大面积范围内出现不同元素的化学定时炸弹。     

矿业活动区农田土壤重金属累积风险的评判方法——以小秦岭金矿区为例

金属矿产资源开发活动通常会导致矿区土壤重金属含量的累积,选用科学的评价标准及方法成为评判、区分矿业活动农田土壤重金属累积影响和风险的关键问题。在简述土壤背景值和土壤环境质量标准含义的基础上,提出采用与矿区其他环境条件基本相同或相近的邻区耕作层土壤重金属元素的平均含量作为评判矿业活动重金属对耕作层土壤的累积影响的对照值。以2011年小秦岭金矿区80件耕作层土壤重金属含量为例,金矿开发活动区耕作层土壤重金属的累积风险研究表明,土壤重金属低风险以上样品数占总样品数百分比的排序为HgCdPbCu,矿业活动对土壤重金属累积的贡献率排序为HgCuPbCdZn。土壤中的Cr、As、Zn元素有轻度累积但无风险。土壤中Hg元素的累积风险面积达到了187.77km2,占到研究区总面积的47.08%。其中,中、高风险的面积为99.55km2,土壤重金属累积风险极其严重。研究结果科学地评判了矿业活动对耕作层土壤重金属的累积影响及其贡献,为土壤污染防治指明了方向。     

矿业活动区农田土壤重金属累积风险的评判方法--以小秦岭金矿区为例

金属矿产资源开发活动通常会导致矿区土壤重金属含量的累积,选用科学的评价标准及方法成为评判、区分矿业活动农田土壤重金属累积影响和风险的关键问题。在简述土壤背景值和土壤环境质量标准含义的基础上,提出采用与矿区其他环境条件基本相同或相近的邻区耕作层土壤重金属元素的平均含量作为评判矿业活动重金属对耕作层土壤的累积影响的对照值。以2011年小秦岭金矿区80件耕作层土壤重金属含量为例,金矿开发活动区耕作层土壤重金属的累积风险研究表明,土壤重金属低风险以上样品数占总样品数百分比的排序为Hg＞Cd＞Pb＞Cu,矿业活动对土壤重金属累积的贡献率排序为Hg＞Cu＞Pb＞Cd＞Zn。土壤中的Cr、As、Zn元素有轻度累积但无风险。土壤中Hg元素的累积风险面积达到了187.77km＾2,占到研究区总面积的47.08%。其中,中、高风险的面积为99.55km＾2,土壤重金属累积风险极其严重。研究结果科学地评判了矿业活动对耕作层土壤重金属的累积影响及其贡献,为土壤污染防治指明了方向。     

缓变型地球化学灾害:特征、模型和应用

“缓变型地球化学灾害”是通过长期积累而存在于土壤或沉积物中的包括重金属和有机污染物在内的环境污染物,因环境物理化学条件（例如温度、pH值、湿度、有机质含量等）的改变减小了环境容量,某种或某些形态的污染物大量地被重新活化和突然释放出来并造成严重生态和环境损害的灾害现象。这种灾害具有明显的特征,其定量数学模型可较完整地概括出环境系统从“干净”到“污染”再到“灾害”的整个过程,可以用于灾害的风险概率评估、预测、灾害爆发轨迹等方面的研究,为土壤污染防治和灾害预警提供了定量研究工具和可供实际采用的基本手段,对当前国土资源调查中的“生态环境地球化学评价”具有重要的借鉴意义。     

缓变型地球化学灾害:特征、模型和应用

“缓变型地球化学灾害“是通过长期积累而存在于土壤或沉积物中的包括重金属和有机污染物在内的环境污染物,因环境物理化学条件(例如温度、pH值、湿度、有机质含量等)的改变减小了环境容量,某种或某些形态的污染物大量地被重新活化和突然释放出来并造成严重生态和环境损害的灾害现象.这种灾害具有明显的特征,其定量数学模型可较完整地概括出环境系统从“干净“到“污染“再到“灾害“的整个过程,可以用于灾害的风险概率评估、预测、灾害爆发轨迹等方面的研究,为土壤污染防治和灾害预警提供了定量研究工具和可供实际采用的基本手段,对当前国土资源调查中的“生态环境地球化学评价“具有重要的借鉴意义.     

缓变型地球化学灾害:特征、模型和应用

“缓变型地球化学灾害”是通过长期积累而存在于土壤或沉积物中的包括重金属和有机污染物在内的环境污染物,因环境物理化学条件(例如温度、pH值、湿度、有机质含量等)的改变减小了环境容量,某种或某些形态的污染物大量地被重新活化和突然释放出来并造成严重生态和环境损害的灾害现象。这种灾害具有明显的特征,其定量数学模型可较完整地概括出环境系统从“干净”到“污染”再到“灾害”的整个过程,可以用于灾害的风险概率评估、预测、灾害爆发轨迹等方面的研究,为土壤污染防治和灾害预警提供了定量研究工具和可供实际采用的基本手段,对当前国土资源调查中的“生态环境地球化学评价”具有重要的借鉴意义。     

洪泽湖流域沉积物重金属元素的环境记录分析*

以淮河中下游洪泽湖湖底沉积物为研究载体,将放射性核素计年与沉积物重金属元素含量变化分析相结合,初步探讨了近百年来洪泽湖湖底重金属元素变化特征及人类活动对湖泊环境的影响。结果表明: 20世纪50年代初以前,洪泽湖沉积物中重金属元素主要为自然沉积,元素含量具有一致的变化趋势; \{1950~\}1978年,特别是1952年后各元素含量开始小幅度上升, Pb,Zn,As等元素均出现较为明显的累积峰值。原因在于1953年洪泽湖下游三河闸水利工程的修建,使部分重金属重新溶出吸附,导致沉积物中重金属元素含量发生波动,另一方面也反映出当时洪泽湖已经受到流域重金属的污染; \{1979~\}1989年间, Hg元素含量开始逐渐增加上升,系自然来源、人类污染及生物累积效应的影响; \{1990~\}2001年,大规模城乡开发活动对环境污染影响加剧,所有重金属元素均呈现逐渐增加的趋势,尤其在表层达到最高值,此阶段Hg和Cd的上升幅度较大,Hg元素平均含量为0.21ppm,Cd元素平均含量2.36ppm,超过土壤环境质量重金属评价三级标准。洪泽湖水体中Hg元素含量的上升,Cd元素含量的严重超标及其引起的生态效应问题应引起高度重视。     

多金属结核的沉积物地球化学场

远洋沉积物是多金属结核赖以生长的场所，本文系统地研究了沉积物中主要成矿元素水成组分在不同地球化学场和不同沉积阶段的地球化学特征，以及水成组分的含量比与成矿作用的相互关系。研究表明，Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ都是一些比较活泼的元素，它们共处于多金属结核、沉积物和大洋水的统一体系中，当结核形成时，Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ在结核与沉积物中的含量呈负相关，而Ｃｏ含量呈正相关。研究区东部结核以富含Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ贫Ｆｅ、Ｃｏ为特征，其伴生沉积物相对贫Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ，而富Ｆｅ，可称之为贫化的地球化学场。研究区西部结核富含Ｆｅ、Ｃｏ而贫Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ，其伴生沉积物则相应贫Ｆｅ，而富Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、和Ｃｏ，可称之为富化的地球化学场。可以看出，贫化的沉积物地球化学场，恰恰是寻找富矿结核的最佳场所。早中新世以来的沉积物，根据水成组分的含量或含量比，也可相应于结核的形成分为三大沉积阶段，其中的第Ⅱ阶段具有贫化的地球化学特征，是多金属结核形成的最有利时期     

河北省廊坊市地面沉降调查

文章首次系统调查了河北省廊坊市区地面沉降灾害。结果显示，廊坊市区存在较为严重的地面沉降灾害，灾害程度大体可以分为重度、中度和轻度，主要表现为井台相对抬升、拉裂，井房地面鼓起，抽水管变形弯曲。沉降灾害点集中分布在市区西北和东北两个区域，与地下水位降落漏斗相吻合，证明地面沉降是由于开采地下水所致。根据大地水准测量资料分析，自1966年以来廊坊市区地面累积沉降量近800mm，沉降发展分为4个阶段，1966～1978年地壳自然垂直波动阶段、1979～1983年地壳波动下降阶段、1984～1992年地壳持续下降阶段以及1992年以后的地壳加速下降阶段。根据沉降灾害形迹推算，1990～2004年期同累积沉降量120mm，并在近年有加速发展趋势。廊坊地面沉降还处于灾害发展的初期发展阶段。建议制定包括地下水源取代、井位优化分布、采水方案优化、节约用水等措施的综合防治对策，为廊坊城市社会经济的可持续发展提供一个良好的基础环境。     

永定河上游水体与底泥中污染物的分布规律

永定河上游官厅水库到三家店段水体和底泥淤积物中的污染物分布受上游工农业生产等人类活动控制。当人类活动较弱时，水体中绝大部分污染物自然降解明显，苯并（a）芘等一些有害组分的降解速率还十分迅速。虽然官厅水库水体中重金属元素低于国家标准，但河流淤泥中重金属元素聚集明显，淤泥中有引发“化学定时炸弹”的可能性。永定河上游河流底泥中大量多环芳烃污染物的积累情况说明，官厅水库上游及永定河沿途不充分燃烧的燃料可以导致水体的严重污染。     

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。     

环境磁学

本世纪60年代,在由湖泊沉积物恢复湖泊及流域地球化学史时,美国地球化学家F.J.H.Mackereth认识到主要由于人类活动而造成的老颗粒碳对~(14)C定年的严重干扰,转而探索湖泊沉积物记录地磁场长期变并用之定年的可能性。研究表明,湖泊和海洋沉积物以及喀斯特溶洞的二次沉积物均可用来提取地磁场连续的长期变化信息,并将时间跨度扩大到数万年。为了对研究Lough Neagh湖的富营养化史提供时标,在Mackereth指导下,R.Thompson测量了多个岩芯记录的长期变,并同步测量了起始磁化率K。各岩芯的K值随深度变化的可比性及其与土壤剥蚀、沉积物源关系的研究,向人们揭示了又一重要自然现象:沉积物非天然剩磁的磁学性质,可以记录并保存流域的环境事件。其后,F.Oldfield和R.Thompson的长期合作研究以及其他先驱者的研究,为环境磁学这门新学科奠定了基础。     

孔隙水压力条件下含缺陷岩样破坏过程及声发射模拟

在平面应变压缩条件下,采用FLAC模拟了围压存在时孔隙压力对具有初始随机材料缺陷的岩石的破坏过程、前兆及声发射的影响。密实的岩石服从莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的破坏准则,破坏之后呈现应变软化-理想塑性行为。缺陷在破坏之后经历理想塑性行为。在孔隙压力存在时,缺陷在施加轴向加载速度之前就发生了破坏。当施加轴向速度后,声发射累积数先一度保持恒定,然后由于缺陷的长大声发射累积数发生了少量的突增。经历了一段短暂的平静之后,由于短剪切带聚合成长剪切带声发射累积数发生了大量的突增,穿越应力峰值。之后,仅有零星声发射活动,试样处于平静的残余变形阶段。随着孔隙压力的增加,应力峰值达到时的声发射累积数提高,应力峰值附近的声发射活动变得强烈,残余变形阶段达到时的声发射累积数提高。出现在软化阶段的最大失衡力的峰值随着孔隙压力的增加而降低。     

苏黎世湖区第四纪地质

苏伯第四纪沉积序列形成于全新世和最后一期冰期时（Ｗｕｒｍ期），相当于海洋地质年代第２．３，４和５同位素阶段。苏黎世湖的三个地方性时代地层单位分别叫Ａｌｐｈａ阶、Ｂｅｔｏ阶和Ｇａｍｍａ阶。在湖底面下１３７．６～１５４．４ｍ的ＬＺ－Ａｌｐｈａ沉积物，可能是冲积的，沉积于Ｒｉｓｓ－ｗｕｒｍ间冰期或在Ｗｕｒｍ最早期；３０．４～１３７．６ｍ之间的ＬＺ－Ｂｅｔａ沉积物属冰川或冰川沉积物，包括冰川底碛物和冰川下或覆冰湖沉积的滴石泥和泥，这些沉积物由于上覆冰川的剪切作用可能发生变形；苏伯地区ＬＺ－Ｇａｍｍａ积物位于３０．４ｍ以上，它们是在Ｌｉｎｔｈ冰川退却到苏伯地区以南之后沉积下来的，属湖相沉积，其沉积特征反映了气候变暖的趋势，从而使无冰湖达到现代化学沉积的条件。苏黎世湖盆起源于最后冰期之前的侵蚀作用。尽管冰蚀作用和沉积作用可能使湖盆地形态有所改变，但冰成谷的反向梯度主要是最后１０万ａ间的构造活动造成的。     

桂林盘龙洞石笋发光性特征及其古环境记录的初步研究

洞穴次生化学沉积物的发光性的研究可以提供分辨率更高的古环境变化信息。桂林盘龙洞一石笋发光性的研究表明，该地区在３．２～１．１万ａ之间普遍处于干冷条件下，而且微层发光谱线表明在此阶段仍存在多次次一级气候变化。在１．１３万ａ左右，谱线值突然由低升高，在１．１０万ａ后，在不断变化中逐渐上升，这可能是新仙女木事件（１．１３～１．１万ａ）在该地区的记录。此外，通过发光性记录与稳定同位素记录和微量元素记录的对比，其变化趋势基本一致，且具更高的分辨率。因此，洞穴次生化学沉积物发光性的研究可能会提供一个地区分辨率更高的古     

地球化学勘查新技术应用研究

地球化学勘查是资源和环境领域一种十分重要的勘查评价方法技术.最近十年来地球化学勘查新方法新技术研究的重要进展主要表现在以下几个方面:①基本解决了森林沼泽区、干旱半干旱高寒山区、高寒湖沼丘陵区中普遍存在的有机质和/或风成沙对水系沉积物测量的严重干扰问题,确定采样粒级为:森林沼泽区和高寒湖沼丘陵区-10～+60目,干旱半干...     

太行山北缘中元古界发现泥火山群

<正>1研究目的(Objective)地震是地球内部结构失衡、应力突然释放并产生巨大破坏的突变事件。现代地震及其触发的滑坡、泥石流和海啸等会给人类带来巨大灾害。规模较大的古地震事件往往会在未完全固结的软沉积物中留下液化或其他变形记录,形成所谓的"震积岩(Seismite)"。古地震记录可提供特定地区地史时期古地震活动的长周期记录,为恢复区域构造演化过程、确定古断裂发生时间与活动史提供背景支撑。     

长江口岸滩近期演变及南水北调工程的可能影响

根据近几十年长江口前沿滩的地形观测资料和大通站输沙量资料，揭示了入海泥沙量变化对河口前沿岸滩冲淤的重要影响，初步估计：在年调水总量不超过450亿吨的背景下，入海泥沙的减少将＜0．2亿t/a，河口潮滩的冲淤动态不会发生实质性变，但同时指：当南水北调和流域的其它入人类活动叠加时，其影响不容忽视。