硫铁矿冶炼区不同土地利用方式及土壤类型对重金属迁移的影响

为探讨硫铁矿冶炼区不同土地利用方式和土壤类型对重金属元素迁移的影响,采集了毕节市林口废弃硫铁矿冶炼厂内耕地砂壤土及附近林地石灰土表层和深层样共40组。室内测试土壤理化指标Pb、Zn、Cd全量和有效态含量,并对重金属元素含量的水平和垂直分布特征及重金属元素含量的相关性进行了讨论。结果表明:土壤中Pb和Zn的含量均符合土壤环境质量二级标准值,耕地表层土壤Cd含量是贵州省农业土壤背景值的7倍。土壤Cd有效态含量占全量的比值最大,而Pb和Zn有效态含量占全量的比值差别较小。耕地砂壤土Zn和Cd的全量随剖面深度的增加表现为先增大后减小,Pb呈减少的趋势;Pb和Zn的有效态含量随剖面深度的增加而减少,Cd有效态含量呈波动变化。林地石灰土中Pb、Zn、Cd的全量和有效态含量均随剖面深度的增加而减少,且Pb、Zn、Cd全量之间及全量与有效态含量之间都具有显著的正相关关系,而在耕地中各元素的相关性不明显。土壤频繁的扰动和偏酸性的环境有利于重金属垂向迁移。      

安徽铜陵水木冲尾矿重金属赋存状态及污染特征研究

为探讨富硫化物尾矿酸化及重金属污染特征,选择安徽铜陵水木冲尾矿库浅层(0～90 cm)剖面为研究对象,对其结构特点、矿物组成、重金属(Pb、Cd、Zn、Ni、Cr、Mn、Cu和As)含量及赋存形态进行研究。结果表明,该尾矿库浅层出现分层现象,即表层为强硬化层,向下依次为弱硬化层和松散层,且呈酸性;矿物主要以辉石、长石、云母和石膏为主,由浅及深,金属硫化物及碳酸盐型矿物特征峰呈现增强的趋势;重金属呈现两种富集类型:表层(0～30cm,As、Pb)富集和中部(40～60 cm,Cd、Cu、Mn、Ni、Zn和Cr)富集型,其中Cu、Cd、As污染较为严重。由相关性分析可知,部分金属之间存在一定的伴生性,且p H值是影响重金属迁移的重要因素之一。该尾矿重金属主要以残渣态为主,其中Pb的潜在迁移能力最强,As最弱,顺序为Pb Cd Zn Ni Cr Mn Cu As。     

西昌普诗碎屑岩地区紫色土剖面重金属迁移富集特征与生态风险评价

为探究西昌普诗碎屑岩地区紫色土中8种重（类）金属元素（Cu、Cd、Ni、Pb、Zn、Hg、As、Cr）的迁移富集特征及潜在生态风险,选取白垩系小坝组4个典型岩石-土壤剖面进行了系统的采样、测试和分析。结果表明,研究区土壤呈酸性—弱酸性,重金属元素Cd、Pb、Zn在剖面表层富集,与外源重金属元素叠加有关。此外,重金属元素的迁移富集特征还受到剖面风化程度、淋溶淀积作用、黏土矿物吸附作用及大气降尘等多种因素共同影响。单因子指数评价和内梅罗综合指数评价表明,研究区4个剖面均不存在土壤重金属元素污染问题。潜在生态风险评价表明研究区土壤整体处于低潜在生态污染水平,Hg和Cd元素存在中度潜在生态风险等级。建议相关部门加强土壤重金属元素的检测和监控力度,科学降低土壤重金属潜在生态风险。     

不同氧化还原条件下铅锌矿尾砂中重金属元素活化迁移规律

以广西大厂镇鲁塘铅锌矿尾砂为研究对象,通过淋滤实验研究了不同氧化还原条件下尾砂中Cu、Cd、Zn、Pb和As等元素的活化和迁移规律。结果表明：经高浓度氧化、高浓度还原条件处理的尾矿表现为pH<7的酸性环境,经低浓度氧化环境条件处理的尾砂呈现pH>7的弱酸性至弱碱性环境;尾砂中Cu、Cd元素活化迁移受pH值的影响明显,即高浓度还原和高浓度氧化条件可以促进Cu和Cd元素的迁移,酸性条件对Cu和Cd元素的迁移起到促进作用;Zn与Cd元素存在竞争吸附关系,但二者仍有明显差别;Pb和As元素受到还原条件的影响,能有效促进Pb和As元素的释放迁移。在淋滤实验前期,铅锌矿的表面阻力较小,由于环境酸碱性的改变,初始尾砂对重金属元素的吸附位能发生变化,重金属元素初期迁移能力得到加强;淋滤后期,矿物颗粒表面由于发生氧化还原反应,促使颗粒表面的阻力增加,重金属元素的溶出量减少,迁移能力受到抑制。     

福建龙海土壤垂向剖面元素分布特征

基于福建省龙海市4类典型成土母质的垂向土壤剖面样品分析数据,研究了常量组分和微量元素含量及剖面分布特征。结果表明:研究区在温暖湿润气候条件下,化学风化作用强烈,Ca、Mg、Na、Si、K淋失贫化,含量明显低于全国均值,Al、Fe则相对富集,风化淋溶系数( ba)和硅铝铁率( Saf)值远低于全国土壤,土壤风化程度达到脱硅富铝铁阶段,花岗岩类成土母岩区风化作用尤为强烈;剖面土壤环境质量总体较好,微量元素含量与成土母质密切有关,九龙江口冲海积成因(剖面1)土壤重金属含量明显高于其他3个剖面;多数微量元素垂向分布受常量组分的控制,As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn与土壤中Fe等组分具有显著正相关性。因表层土壤中细粒黏质组分随地表径流淋失或下渗迁移,导致表层土壤低Fe、Al和重金属元素;在生物地球化学循环和人为污染的影响下,Hg、Cd、Pb、Zn等在表层土壤呈富集特征;多数重金属元素的相对富集系数小于1.0,且表层土壤无明显富集特征,认为除Hg、Pb等少数重金属元素外,其他元素受人为污染影响较小。     

长白山区暗棕壤成土作用地球化学特征

以代表性暗棕壤垂直剖面土壤地球化学数据为依据,研究了长白山区特定的森林景观条件下成土过程中元素的分异与富集特征。研究结果表明,在岩石风化过程中主要以CaO、Na2O、Sr淋溶为主,有机酸淋溶过程中SiO2、Al2O3、K2O部分被淋溶,部分游离铁下渗到土体中下部氧化成铁锰胶膜;微量元素在风化过程中被次生黏土矿物吸附,不同程度地富集,在腐殖质积累过程中Cd、Zn、Pb、Mo、Hg、Co、Mn、Cr等亲生物元素进一步富集于表层土壤,Ce、Ni、Sb、Ti、V、Y、Zr在表生环境中地球化学性质稳定,残留富集于土壤表层。母质层继承和保留了基岩元素地球化学分布的基本特征。     

关中娄土剖面中重金属元素的垂直分布规律研究

通过对关中平原西安污灌区、宝鸡峡灌区、交口灌区关中娄土剖面土壤样品的采集、监测,重点分析了对土壤环境及人体危害较大的Cd、Pb、As、Cr等重金属元素在土壤剖面中的垂直分布和淋失迁移的特征.结果表明:在长期污灌的条件下,关中娄土剖面中的Cd、Pb、As、Cr含量具有在土壤耕作层富集的特征,关中娄土剖面中的Cd、Pb含量具有从耕作层向土壤下层递减的趋势,As、Cr含量从耕作层向土壤下层递减的趋势不明显.关中娄土剖面中的Cd、Pb、As、Cr含量在80～100 cm土壤粘化层中均具有明显增高的趋势,为土壤剖面中重金属元素垂直分布的转折层.关中娄土剖面中重金属元素的淋失率具有CA>Cr>As>Pb的特征,且土壤剖面中重金属的淋失率具有从耕作层、犁底层、老耕层、古耕层、粘化层垂直递增的趋势.当污灌区土层中的重金属含量高时,土壤剖面中的重金属元素Cd、Cr、As、Pb均可向土壤下包气带土层淋虑迁移,对地下水的安全构成威胁.     

滇中富碱斑岩风化剖面中重金属元素地球化学特征和环境风险评价

中国西南地区发育大规模富碱斑岩带,通常具有重金属高背景值的特征,岩石风化是重金属的重要来源,土壤重金属污染是全球性关注的热点问题。在云南水热条件充足、成土作用强烈的条件下,为了查清富碱斑岩成土过程中重金属元素地球化学行为特征以及可能带来的一系列生态环境问题。本文选择滇中姚安富碱斑岩岩石风化剖面为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱法（ICP-MS/OES）、原子荧光光谱法（AFS）、X射线荧光光谱法（XRF）、容量法等方法测定岩石和土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Al2O3、TFe2O3、CaO、Na2O、K2O、MgO、SiO2、有机碳等主微量元素含量和pH值,利用多元统计学方法和质量迁移系数研究风化剖面中重金属元素分布特征、迁移富集规律及影响因素,探讨富碱斑岩风化成土过程中重金属地球化学特征,揭示重金属元素迁移富集机制及可能带来的生态环境问题。结果表明：①富碱斑岩各风化层元素分布特征继承了基岩的特征,在风化成土过程中,As、Cr、Cu、Hg和Cd、Pb、Zn具有相似的地球化学行为,相对于Ti,重金属迁移能力强弱顺序为：Cd＞Zn＞Pb＞Hg＞Cu＞As＞Ni＞Cr;②Cu、Cr、Ni、Hg受其自身化学性质和脱硅富铝铁作用的影响,随风化最终富集于黏土矿物与Al、Fe氧化物/氢氧化物中,As与Fe、Al结合成难溶性的化合物而显著富集,土壤层迁移系数均值为7.64,Cd、Pb、Zn在酸性和强淋溶条件下显著地淋失迁移,土壤层迁移系数均值分别为−0.67、−0.45、−0.59。与大部分铅锌矿区相似,As受富铝铁作用影响原地次生富集,Cd、Pb、Zn受自身活泼的化学性质和pH影响大量淋失;③研究区土壤生态环境可能存在As、Pb污染的风险,Pb的大量淋失可能随地表径流迁入蜻岭河,应加强对富碱斑岩上覆土壤中As、Pb和流经富碱斑岩区河流中Pb、Zn的监测。     

江苏潮间带表层沉积物重金属空间分布及污染评价

对采自江苏潮间带的824个表层沉积物中的重金属元素Cu、Pb、Zn、Cr、Cd含量进行测定,采用相关分析法对表层沉积物重金属来源进行了解析,根据海洋沉积物质量标准(GB 18668—2002)对沉积物进行分级评价,同时采用Hakanson潜在生态危害指数法进行污染评价。结果表明：江苏潮间带表层沉积物Zn、Pb含量均符合一类沉积物标准,Cr、Cd、Cu含量均符合二类沉积物标准;研究区Cu、Pb、Zn元素在物源或富集特征上具有相似性,Cd元素不受元素“粒度控制律”控制,其含量分布主要受人类活动影响;江苏潮间带表层沉积物重金属总体污染和潜在生态危害处于低风险级别,重金属潜在生态危害指数由大到小依次为Cd>Pb>Cu>Cr>Zn。     

沈阳细河沿岸土壤中重金属垂直分布特征与形态分析

研究了沈阳细河沿岸翟家、彰驿和黄腊坨地区13个土壤剖面样品中重金属的垂直分布特征,对土壤环境危害较大的3种重金属元素Cd、Hg、As进行了重点分析。采用改进的Tessier连续萃取法研究了5个表层土壤中7种重金属元素的形态分布。研究表明土壤重金属元素形态分布具有以下特点:As、Cu、Cr、Zn和Pb主要以残渣态存在;Cd主要以离子交换态存在,残渣态所占的比例较低,表明表层土壤中Cd的活动性较强,容易迁移进入生态食物链。大部分样品中Hg以残渣态为主。除Cd外,土壤中其余6种重金属的可交换态含量都比较低。7种重金属的潜在迁移能力顺序为:CdHgPbZnCrCuAs。     

陕西马元地区楠木树铅锌矿床成矿物质来源——来自氢、氧同位素和微量元素的制约

为进一步探讨楠木树铅锌矿床的成矿物质来源,文章对矿床中的25件岩矿石样品进行了系统的微量元素分析,并对矿床中不同阶段的热液脉石矿物进行了包裹体测温和氢、氧同位素测试。结果表明,Pb、Zn等成矿元素在郭家坝组地层中明显富集,而基底变质岩中Pb、Zn元素的丰度明显低于地壳岩石圈丰度;与成矿元素密切相关的元素Ag、Cd、Ge、In在寒武系郭家坝组地层中富集,在基底岩石中亏损;矿石中Ag、Cd、Ge、In等元素的含量明显高于未矿化的围岩。元素迁移分析表明流体运移过程中成矿热液萃取了Zn、Pb及其密切相关的Ag、Cd、Ge、In等组分,使Zn、Pb等成矿组分进一步富集。氢、氧同位素组成显示,与铅锌矿密切相关的石英样品落入变质水范围内,且靠近有机水范围,晚期方解石样品向雨水线漂移,表明早期成矿流体可能来自于深部的盆地卤水,在向上运移的过程中流经富含有机质的地层或有有机流体的加入,晚期有大气降水和海水的加入。     

利用黏土矿物计算背景值评估沉积物重金属污染

综合考虑样品性质及粒度的影响,提出利用黏土矿物计算背景值的方法。实例研究表明,研究区沉积剖面不同深度样品的背景值存在一定的差异。将实测值与背景值之比视为富集因子,发现As、Cr、Cu在剖面的中下部弱富集;Pb在剖面中部弱富集;Zn与Cd在剖面的不同位置的富集程度变化较大,在中部显著富集,表层及底部中度富集。与传统方法相比,该方法综合考虑了粒度和样品性质的影响,并且可以计算出不同位置样品的背景值,使得评估结果更加准确。     

青海民和-海石湾一带土壤重金属异常成因研究

青海省多目标区域地球化学调查发现,民和-海石湾一带的狭长谷地沿109国道两侧分布的土壤中存在以Cd、Pb、Hg、Cr等重金属元素为主组成的综合异常。空间上各异常元素套合较好,而且综合异常面积较大,异常元素衬度较高。经相关分析,Cr元素与土壤常量组分显著相关,与SiO2含量呈负相关关系,同时,Cr元素水平剖面上城区含量明显高于其他地方,垂向剖面上呈现元素表层略微富集的现象;Cd与有机碳之间存在显著性相关关系,与TFe2O3不存在显著性相关关系;Pb元素在80 cm以上的土壤中,异常区土壤中的含量明显高于非异常区,Pb异常基本存在于表层土壤中;Hg元素含量表层富集明显,城区土壤中的Hg含量远高于其他地方。研究结果表明,人为源输入是导致该地区Cd、Pb、Hg异常的主要因素,而Cr元素异常的形成具有双成因性质,在较高自然背景上产生了人为源叠加。因此,加强异常区工业"三废"的控制和管理,是防止异常面积扩大的有效措施。     

广东省典型花岗岩成土剖面元素垂向分布特征

对广东省南部花岗岩广泛发育地区的两个花岗岩风化剖面进行部分主量元素和重金属元素含量变化的研究表明:研究区成土过程是Na、Mg、K、Ca持续风化淋失的过程,且风化程度较高,土壤剖面中重金属元素与主量元素含量的变化趋势一致.研究区两土壤剖面的淋溶作用较强,淋溶层深达200 cm,淀积层深度为100～300 cm.在淀积层内,随着Ca、K、Na、Mg等主量元素的新生矿物沉淀,As、Cd、Pb、Zn、Ni等元素也相对富集,是广东地区深层土壤As、Pb等元素含量高于表层土壤的可能成因之一.     

长江南京段沉积物元素特征及地球化学意义

采集了长江南京八卦洲段悬浮物、漫滩柱状沉积物和表层沉积物样品,分析了Al、Fe、Mn、Hg、Ni、Cr、Cu、Pb、Cd、Co、Zn含量.结果表明,柱状沉积物元素含量垂向变化较小,反映沉积物来源比较稳定;表层沉积物微量元素含量因子分析反映元素主要受流域地质影响,Cd、Cu、Pb、Zn等元素还叠加人为活动的影响;悬浮物与长江中下游成矿带地质体的Pb同位素206Pb/207Pb比值非常接近,表明长江中下游成矿带来源悬浮物携带以Cd为代表的重金属对江苏沿江土壤重金属富集胚层起着重要的塑造作用.     

安徽铜陵地区不同粒级土壤中元素含量 与矿物组成分布特征

土壤矿物和粒级组成及其与土壤元素关系的研究对土壤生态环境和肥力评价具有重要意义。对安徽铜陵地区土壤的研究发现,不同粒级段土壤中元素富集程度不同,不同元素的富集粒级也不尽相同,-200目细粒级中各种元素含量最低。研究表明,土壤不同粒级段的矿物组成不同,伊利石和针铁矿对Cu、Zn、Cd、Pb、As等元素具有较强的吸附作用。     

南宁市郊周边农田土壤-农作物系统重金属元素迁移特征及其影响因素

通过采集南宁市郊农田中玉米、蔬菜、水稻可食部分及其根系土150组,研究重金属元素在不同土壤-农作物系统中迁移特征及其影响因素,结果表明:根系土中Hg、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn平均含量分别为0.116、0.202、56.76、22.12、14.49、25.18和56.28 mg·kg-1。农作物对应平均含量分别为0.001 1、0.037、0.054、1.153、0.205、0.011和9.37 mg·kg-1。根系土富集因子表明Cd受到不同程度人为活动影响,Cr和Ni主要受地质背景控制;不同作物系统元素富集因子表明Pb在土壤-农作物系统中迁移能力最低,Zn迁移能力最强。Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn在土壤-水稻系统重迁移能力显著高于蔬菜和玉米。根系土中pH、CaO、有机质、Fe2O3、K2O、MgO与重金生物富集系数呈显著性负相关,但在土壤-叶类蔬菜系统中根系土中K2O、MgO与Hg生物富集系数呈显著正相关。      

安徽铜陵地区不同粒级土壤中元素含量与矿物组成分布特征

土壤矿物和粒级组成及其与土壤元素关系的研究对土壤生态环境和肥力评价具有重要意义。对安徽铜陵地区土壤的研究发现,不同粒级段土壤中元素富集程度不同,不同元素的富集粒级也不尽相同,-200目细粒级中各种元素含量最低。研究表明,土壤不同粒级段的矿物组成不同,伊利石和针铁矿对Cu、Zn、Cd、Pb、As等元素具有较强的吸附作用。     

黄沙坪碳酸盐型尾矿中重金属的赋存状态与污染评价

污染指数法用于碳酸盐型尾矿(指富含碳酸盐的金属硫化物尾矿)重金属污染评价存在局限性。通过研究湖南黄沙坪铅锌矿尾矿中Zn、Cd、Pb、Cu及As等元素赋存状态(包括尾矿铅垂剖面结构、元素总量及其水溶态分量的分布和影响因素以及次生胶结物纤铁矿与元素结合作用等),结合元素迁移活性(水溶取率)和污染指数分析,得出如下结论:1该尾矿发育层(带)状结构,即浅表胶结硬化层(中褐色,氧化/酸化)→中部弱胶结层(黄褐色,次氧化)→深部尾砂层(橄榄灰-绿灰色,弱/未氧化),重金属元素在尾矿中浅部的胶结层中富集;2纤铁矿为主要次生胶结物,纤铁矿与元素结合作用的差异性影响尾矿中元素的稳定性/迁移活性;3尾矿中Zn、Cd的迁移活性和污染指数均较高,是主要的污染因子,应重点防控;As的污染指数虽高,但因其迁移活性较低,仍属次要污染因子;Pb、Cu的迁移活性及污染指数均较低,对环境影响可能较小。采用污染指数与元素赋存状态分析相结合的方法,对(黄沙坪)碳酸盐型尾矿的重金属污染危险进行综合评价,可避免污染指数法的局限性。     

山西临汾盆地黄土剖面重金属分布特征及其影响因素

山西临汾盆地2条黄土剖面重金属分布特征及其影响因素研究表明,Pb、Cu和Zn的垂向变化特征非常相似,而As、Cd和Hg在剖面中的分布特征与前三者不同。各重金属元素在黄土剖面中的变化特征首先均受到黄土源区物质成分的控制,其次不同程度地受到古气候变化的影响。依据Pb、Cu、Zn与各古气候替代性指标(例如磁化率,w(SiO2)/w(Al2O3)等)均呈显著相关,As、Cd和Hg与古气候替代性指标的相关性较差,推断剖面中Cu、Pb、Zn的分布特征受古气候变化的影响,其原因可能主要是这3个金属元素易以类质同象形式赋存在磁性矿物中;而As、Cd和Hg在剖面中的分布特征与古气候无关。但各重金属元素与源区指示元素的相关性表明其在剖面中的分布特征均受黄土源区物质成分的影响和控制。