不同环境中树叶的磁学性质及其对大气环境污染的指示

为了研究树叶的磁学性质对大气环境污染的指示作用,对安徽省凤阳县城、水泥厂和石英砂厂生长的杨树叶及在凤阳县城生长的银杏树、梧桐树等树叶的磁学参数进行测量。结果显示树叶样品中主要磁性矿物都是磁铁矿,粒径较大;但不同环境生长的杨树叶中磁性矿物含量存在差异,由高到低依次排列为水泥厂、凤阳县城、石英砂厂,指示水泥厂大气环境污染较凤阳县城和石英砂厂严重。进一步分析还发现在凤阳县城采集的杨树、银杏树、梧桐树等树叶样品中磁性矿物含量各不相同,其中银杏树叶中磁性矿物含量高于杨树和梧桐树树叶。利用树叶磁学参数能监测大气环境污染,但不同树种树叶的磁学参数对大气环境污染的指示作用存在差异。     

磁学方法及其在环境污染研究中的应用

针对日益突出的环境问题,磁学方法依靠自身便捷、经济等一系列优势在环境污染研究方面得到了广泛的应用.文章总结了环境研究中磁性矿物的特征和鉴别方法及主要的环境磁学参数,回顾了磁学方法在地表沉积物污染、水环境污染和大气环境污染方面的应用进展.并指出增进对磁性物质与污染源关系、污染物磁性形成机理的理解,加强从单纯的磁化率测量到多磁性参数的综合运用以及与矿物学、地球化学等方法的结合来查明污染物质的多源性、记录环境信息在时空尺度上的不确定性和不同环境对污染物承载能力的差异性,是提高磁学方法在环境污染研究领域应用效果的关键,有利于使环境污染监测和评价由定性研究向定量化研究发展.     

武夷山紫色土磁学特征及其对成壤的指示意义

紫色土是非地带性土壤, 具有磁性本底值低的特征, 是研究成土初始阶段土壤磁性矿物与成土因素关系的良好材料。目前, 国内紫色土系统的环境磁学研究处于起步阶段。本研究以福建省武夷山市的紫色土剖面(简称WYS剖面, 地理坐标为27°44'24'N, 118°00'36'E; 海拔216.3m)为分析对象。该剖面发育于白垩系紫红色粉砂质泥岩之上, 厚度为0.9m。通过系统的环境磁学研究, 结合漫反射光谱一阶导数曲线、色度指标和常量地球化学元素指标, 分析其磁学特征的层次分异, 探讨磁学参数对成壤的指示意义。结果表明: 1)WYS剖面以反铁磁性矿物赤铁矿为主。A层的亚铁磁性矿物磁铁矿含量略有增加, 超顺磁(SP)颗粒含量更高, 磁颗粒相对更细。成壤作用是造成A层和C层的磁学特征差异的主导因素。2)WYS剖面母岩具有易于物理风化、不易化学风化的特征。由于成土时间短, 即便在湿热气候条件下, 母质中磁性矿物转化微弱。母质和成土时间是影响紫色土磁学性质的主导因素。3)成壤过程中, 少部分赤铁矿转化为磁铁矿。磁学参数的微小变化响应于弱成壤作用, 表明紫色土磁学特征可以非常敏感地指示成壤强度。

     

中亚地区现代表土磁学特征及其古环境意义*

在中国西北地区主要沙漠、绿洲和戈壁及蒙古国南部戈壁等亚洲中部粉尘源区采集了表土(包括沙漠和土壤)样品,系统分析了样品的磁学性质(包括磁化率、无磁滞磁化率、等温剩磁、磁滞回线和热磁曲线)。结果表明,中亚地区表土样品中主要磁性矿物是铁磁矿,含有赤铁矿和磁赤铁矿,并伴有少量顺磁性矿物;磁性矿物粒度主要是准单畴(PSD)和多畴(MD),超顺磁性颗粒含量较低,接近于中国西部黄土地层含量。中亚地区表土磁性矿物含量总体都较低,磁性矿物含量在空间上与降雨量成正比。研究结果指示西部地区(准噶尔盆地和南部塔里木盆地)表土样品较北部地区(鄂尔多斯高原、阿拉善高原以及蒙古高原)表土样品,其粗颗粒磁性矿物含量高,而细颗粒磁性矿物含量低。本研究结果为黄土地层古土壤磁性增强源自成土过程提供了最直接的证据。     

城市道路尘埃的磁性特征及其环境意义

城市环境磁性研究表明,道路尘埃中的粗颗粒磁性载体(频率磁化率系数χ′FD＜5%)多为人为源,磁性矿物以单畴和多畴状态的磁铁矿为主,同时含有少量的赤铁矿和其他磁性矿物;细颗粒磁性载体(χ′FD为7%～11%)多为自然源,磁化率较低(小于100×10-8 m3/kg).磁性物质在迁移时往往与粗一级粒径的尘埃颗粒相伴生,磁性参数(如磁化率)和重金属元素(如铅、锌)质量分数之间呈相关关系,它们之间的关系可以用回归分析方法确定.利用电镜分析、因子分析和聚类分析方法可以识别道路尘埃物质的污染源.因此,道路尘埃的磁性特征研究在城市环境评价中具有潜在的重要意义.     

土壤剖面的磁学特征及其对交通污染的指示意义——以北京首都机场高速公路为例

对北京首都机场高速公路旁采集的土壤柱状T01剖面的磁学参数和金属元素分析,探讨了研究区内现代交通导致的土壤磁学性质的变化及其对环境污染的响应.结果表明,磁参数(χ,ARM和SIRM)与重金属含量呈同步垂向变化趋势.来源于交通运输排放的污染物是土壤剖面上部(0～8 cm)磁性和金属含量增强的主要原因,8cm以下,土壤基本未受到污染,磁性矿物和重金属含量较低,磁性颗粒变化稳定,基本代表了该地区土壤的自然背景.尽管土壤岩石磁学分析表明剖面上下部受污染和未受污染样品的磁载体均是粒度较粗的多畴磁铁矿,但是结合磁参数比值曲线,说明底部样品的磁颗粒的粒度较顶部偏细.磁性矿物的含量变化没有影响磁颗粒的粒度特征.指标聚类等相关分析表明,土壤磁参数(χ,ARM和SIRM)与重金属元素(Pb,Zn和Cu)含量显著相关;结合模糊聚类分析,磁参数可用于追踪、识别交通污染物质在土壤剖面中的富集、迁移状态,揭示不同深度土壤的污染程度.     

渭河流域典型黄土剖面的环境磁学特征及其古气候意义

对黄土高原南部耀县全新世黄土地层的形成及保存环境进行了研究.结果表明:地层中磁性矿物主要为软磁性矿物,硬磁性矿物对地层的磁学性质贡献小;随着成壤强度的增加,硬磁性矿物的相对含量在减少.本区全新世地层的形成和保存环境为氧化环境,适宜用磁学手段反演全新世古气候.对磁化率和频率磁化率、无磁滞剩磁磁化率的对比分析,可以看出:成壤强度较低时,细粒磁性矿物相对于磁性矿物总量的增加速率相对较快;成壤强度较高时,细粒磁性矿物的相对含量会达到或趋近饱和,相对于磁性矿物总量的增加速率相对较慢.研究表明,在黄土地层中,χfd%和χARM/χ等指示细粒磁性矿物的磁学参数可以显示更细微的气候变化;在古土壤中,χlf的气候指示意义相对更好.     

渭河流域典型黄土剖面的环境磁学特征及其古气候意义

对黄土高原南部耀县全新世黄土地层的形成及保存环境进行了研究. 结果表明: 地层中磁性矿物主要为软磁性矿物, 硬磁性矿物对地层的磁学性质贡献小; 随着成壤强度的增加, 硬磁性矿物的相对含量在减少. 本区全新世地层的形成和保存环境为氧化环境, 适宜用磁学手段反演全新世古气候. 对磁化率和频率磁化率、无磁滞剩磁磁化率的对比分析, 可以看出: 成壤强度较低时, 细粒磁性矿物相对于磁性矿物总量的增加速率相对较快; 成壤强度较高时, 细粒磁性矿物的相对含量会达到或趋近饱和, 相对于磁性矿物总量的增加速率相对较慢. 研究表明, 在黄土地层中, χfd%和χARM/χ等指示细粒磁性矿物的磁学参数可以显示更细微的气候变化; 在古土壤中, χlf的气候指示意义相对更好.     

龙门山汶川-茂县断裂带的岩石磁学特征及其地震作用的指示意义

汶川-茂县断裂带是龙门山后山断裂,是松潘-甘孜褶皱带与龙门山断裂带之间的边界断层,然而,在2008年M_W 7.9级汶川大地震中并没有发生破裂。同时,汶川-茂县断裂带在汶川地震之前是否发生过历史大地震仍缺少确切的证据。这不仅制约着汶川地震发生机制的认识,而且还影响对龙门山形成演化过程的理解。因此,确定汶川-茂县断裂带的断裂作用环境对于认识龙门山断裂带的地震发生机制至关重要。断裂岩的岩石磁学可以有效地揭示断裂带的物理和化学环境。本文以汶川-茂县断裂带北部地表露头的断裂岩为研究对象,通过岩石磁学研究,并结合显微结构观察和地球化学分析,探讨汶川-茂县断裂带的断裂作用环境。断层泥和断层角砾岩最大磁化率值分别约为围岩的30倍和15倍,具有高磁化率值特征。断层泥的主要载磁矿物为磁铁矿、磁黄铁矿、针铁矿;断层角砾岩的主要载磁矿物为磁黄铁矿、针铁矿。断层泥的高磁化率值异常的主要原因是围岩中的含铁矿物在地震摩擦热和流体作用下新生成磁铁矿和磁黄铁矿。断层角砾岩的高磁化率值异常是围岩在含有大量硫元素的低温热液流体作用下生成了磁黄铁矿。大量针铁矿指示了震后期还原性的低温热液流体作用。断裂岩的高磁化率值异常和新生磁铁矿指示了汶川-茂县断裂带曾经发生了摩擦热温度>500℃的大地震活动,发震和震后期均为还原性的硫元素含量较高的低温热液流体环境。

     

新疆伊犁地区典型黄土磁学特征及其环境意义初探

黄土地层记录的磁学参数受控因素复杂,全球不同地区黄土磁化率的主要受控因子存在差别。文章在伊犁地区选取两个地层磁化率与成壤作用分别存在较明显正相关和负相关的典型黄土剖面,进行了系统磁性地层学研究。结果表明伊犁地区黄土地层中磁性矿物浓度较大,磁学性质主要受呈现准单畴状态磁铁矿控制,黄土沉积物中磁性矿物主要为原生矿物,后期改造作用弱,地层的磁学特征受物源影响明显。地层的成壤强度与地层中磁性矿物浓度无明显相关关系,与磁性矿物中细粒磁性矿物的含量呈正相关关系。本研究结果暗示伊犁地区黄土沉积物的磁化率增强模式既区别于典型的西伯利亚黄土"风速说"模型,也不同于中国黄土高原"成壤说"模型; 当后期改造作用弱时,地层的磁学特征主要受物源影响; 随着地层成壤作用的增强,对原生磁性矿物的改造作用逐渐增强,次生磁性矿物含量逐渐增加,磁化率变化规律趋近于"成壤说"模型。     

武汉城市湖泊汞的环境地球化学评价

汞由于其在环境中的持久性、生物地球化学可循环性以及潜在的生态威胁性而受到格外关注。对武汉远郊、城乡结合部和市区三种环境中6个湖泊的水、沉积物和生物(鱼)中汞污染特征进行了调查采样,用原子荧光光谱仪进行了汞含量的测定。采用Hakanson提出的潜在生态危害指数法直接评价了武汉湖泊汞的生态效应。结果表明,与国家食品卫生标准鱼肉中汞含量(≤300ng/g)相比,除梁子湖乌鱼(汞含量为676ng/g)外,6个湖泊3种鱼肉中汞含量均未超标,表明武汉城市湖泊汞元素尚未造成明显的生态效应;与国家Ⅲ类水质汞含量标准(0.1μg/L)相比,除金银湖水汞含量(0.137μg/L)略有超标外,其他湖水汞含量分布在0.048～0.081μg/L之间,均在合格标准线以下,武汉地区湖水中重金属汞污染不严重,不会构成严重的环境问题;应用Hakanson评价模型,据单个金属的潜在生态危害系数,排出所研究湖泊沉积物汞污染程度的序列为:东湖>墨水湖>金银湖>梁子湖>汤逊湖>鲁湖。     

福建白垩系沙县组地层磁学特征及其环境意义

广泛分布于中国南方的白垩系巨厚地层被认为是河湖相沉积,蕴含着丰富的古气候古环境变化的信息。白垩纪是典型的温室时期,其气候特征可以为当代和未来温室气候研究提供重要借鉴。对位于中国东南的福建省三明市沙县和永安地区的白垩系沙县组典型地层进行了系统的环境磁学参数测量,结合漫反射光谱(DRS)和色度指标,探讨了该地层磁学特征及其环境指示意义和红色的成因。结果表明:1)红色调和黄色调地层的主要磁性矿物分别为赤铁矿和针铁矿,均含有顺磁性矿物和极少量的亚铁磁性矿物;2)相对于粗粒的砂岩,细粒的粉砂岩赤铁矿含量较高;3)红色赤铁矿与黄色针铁矿均形成于成岩阶段之前,具体形成阶段与形成原因需要具体分析;4)红色调地层的赤铁矿指示高温的气候环境;黄色调地层的针铁矿指示局部的湿润环境。磁学参数变化的具体环境指示意义需要进一步研究。     

成都经济区土壤磁化率特征及其环境意义

通过对54个根系土和14条土壤剖面土磁参数与化学组成的分析测试、以及根系土相对应的水稻籽实样品化学分析结果,较系统地总结了成都经济区土壤磁化率特征。结果表明：①土壤磁化率在数值上主要受成土母质控制;②在根系土壤样品中,根系土磁化率比其下层土壤磁化率有不同程度的增加;③不同类型土壤的磁化率均与土壤中Cd含量呈正相关,并对土壤污染程度有较好的指示性;④利用磁化率可以对土壤进行初步分类。     

环境微量元素对甘肃河西地区胃癌发病的影响

环境物质中的微量元素水平与胃癌之间存在相关联系,甘肃省是胃癌高发区,对甘肃省河西地区胃癌患者生活饮用水及土壤微量元素进行了相关性研究.结果表明:河西地区水土的Fe含量高于对照组,高浓度游离Fe有利于癌细胞的快速繁殖,摄入高浓度的离子Fe对机体有毒害作用,是导致胃癌发生的一个重要因素.环境中Zn水平低可能是胃癌发生的癌前因素,Se水平与癌症生病率呈负相关,河西地区环境中镓含量较低,可能导致机体内微量元素的不平衡,促使胃癌的发生.     

长江三角洲全新世地层中潮滩沉积磁性特征及其古环境意义

对长江三角洲北翼江苏南通地区NT钻孔（长60.9 m）进行了系统的环境磁学分析,并结合岩性特征、粒度、漫反射光谱（DRS）等手段,探讨了全新世早、晚期潮滩沉积的磁性特征及其古环境意义。NT孔自下而上可分为6层（U1~U6层）,其中U2层下部（49.9~44.8 m）和U6层（7.5~0.3 m）为潮滩沉积,具有较低的退磁参数S比值及较高的硬剩磁（HIRM）和SIRM/χ,表明反铁磁性矿物如赤铁矿、针铁矿等含量和比例较高。结合漫反射光谱（DRS）分析,发现U6层上部盐沼（1.5~0.3 m）赤铁矿和针铁矿富集,U2层下部的盐沼仅富集赤铁矿。这一差异与U2层和U6层形成的时期和沉积环境有关。U2层形成于晚更新世晚期至早全新世,且曾长期暴露地表,有利于赤铁矿的形成,其后随着海平面的持续上升,盐沼不断垂向加积,始终处于水下环境,不利于针铁矿的形成;U6层形成于晚全新世三角洲海岸的进积过程中,氧化还原相互交替的环境有利于针铁矿的形成,后期成陆后的成土作用生成了较多的磁赤铁矿和赤铁矿。研究表明,全新世三角洲发育过程中,不同时期形成的盐沼具有不同的磁性特征,磁性特征的研究可以提供潮滩沉积环境演变的信息,对三角洲古环境重建研究具有重要意义。     

黑龙江五常地区土壤肥力及环境健康评价

从农业用地的角度,以地球化学为主要手段,对黑龙江五常地区的土壤肥力指标及环境健康指标进行了筛选,并对其中各元素指标的地球化学分布进行了统计分析。参考1990年出版的《中国土壤元素背景》以及依据中国土壤环境质量标准得出结论：五常地区土壤中有机质及植物所必需大量元素中N、K、C、Mg、S的含量相对于全国土壤(A层)背景值较为丰富, P、Ca较缺乏;对Hg、Pb、Zn、Cu、As、Cr、Ni重金属元素进行综合评价, 99%以上的土壤达到了一级标准;必需微量元素中Fe、Mn相对于全国土壤(A层)背景值较为丰富,B、 Mo、Zn、Cl较为缺乏。     

长株潭近地表大气尘矿物特征及环境指示意义

通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜/能谱(SEM/EDX)方法对长沙、株洲和湘潭(以下简称长株潭)地区近地表大气尘中矿物成份进行分析研究,结果显示大气尘中含有石英、石膏、方解石、白云石、硫酸镉等23种自然矿物,还含有SiS2、Cadmium Arsenide(Cd3As2)、RhZn、Cr2Nb、NiTi、HfMo2等14种非自然矿物;近地表大气尘矿物形貌特征显示Cd元素主要富集在有矿物颗粒的地方,且呈近浸染状分布,能谱半定量分析,Cd含量可达4%,表明Cd易被吸附在矿物表面。分析长株潭地区大气尘中矿物成份、空间分布特征及其来源,对长株潭城市一体化具有及其重要的环境指导意义。     

Environmental Geochemistry of Mining Activities in Panzhihua Region, Southwestern China

INTRODUCTIONMining activlties have significant envi ronmenta1 inll)ac'l ssuch as visual intrusions, dust, noise, blasting, trafflc and h}'drology (Kwolek, l999; Ripley et al., l996 ). The l)rot'csst'sof mineral extraction, processing, smelting and refinlng;1rt'never approximate to the environmental neutrality, but tht' affected areas can be ameliorated (KwoIek, l999; Klukanov;1;llltlRapant, 1999). The regions, where mining activities are I,r('sent or continuous for a long tlme, are pote…