水体沉积物环境质量基准建立方法研究进展

近20年来,不同的研究机构和研究者先后提出了多种水体沉积物环境质量基准建立方法,这些方法大多产生于北美地区,都是以底栖动物为保护目标,直接或间接地以污染物的生物效应为依据,可划分为2类：即基于沉积物毒性试验、现场生物效应观察和效应发生频率统计的方法;基于平衡分配理论,污染物在沉积物固相—间隙水相间的分配关系的方法。各种方法都有其适用范围和局限性。目前研究中存在的主要问题是：无法明确污染物—生物效应间的因果关系,难以确定影响污染物生物有效性的因素及其影响程度。因此,至今还没有提出一种可广泛应用的沉积物环境质量基准建立方法。建立统一的沉积物毒性试验、测定标准,提高数据的可靠性,重视不同基准建立方法的结合,将是今后研究的重点和发展方向。     

多宝山铜矿田水系沉积物地球化学背景研究

本文首次提出研究区域地球化学背景场的定量模型ｔ＝（ｘ－￣ｘ）／ｓ，并以０．５≤ｔ＜和－２＜ｔ≤０．５分别作为区域高背景场和低背景场的界限，对多宝山铜矿田水系沉积物１３个单元素的地球化学背景场进行系统研究。最后总结了各元素地球化学背景场的分布规律。     

贵阳市红枫湖湖泊沉积物地球化学与环境质量评价

通过贵阳市红枫湖多目标地球化学调查,发现红枫湖湖泊沉积物pH值为7.3～7.5,属中偏碱性环境。沉积物具有富营养化趋势明显,C、Corg、N、S、F、P等含量较高且富集度大,存在As、Cd、Hg等重金属安全隐患,其中As含量为（34.6～52）×10-6,平均值40.8×10-6,超过国家土壤环境质量三级标准的特点。按每月一次对湖水水质进行一年期观测,发现湖水pH值为7.5～8,属中偏碱性环境,湖水总N长期超标。湖泊沉积物地球化学环境极可能对湖水水质产生影响,因此通过湖泊沉积物和水体的综合研究,可以为贵阳市重要水源地生态环境保护提供科学建议。     

地球化学背景与地球化学基准

探讨了地球化学背景和地球化学基准的概念、含义和确定方法.认为随着地球化学的发展,地球化学背景的概念和含义都发生了很大的变化,由初期的注重其“量”到目前的关注其“质”,研究的目的不同,背景值的确定途径也不同.无论是地球化学背景还是地球化学基准,共同之处在于它们独特的参考功能,正是这种参照性质使地球化学背景和地球化学基准的研究在进行环境质量评价和环境立法时具有重要的理论意义和实用价值.     

湖泊沉积物中重金属的环境地球化学

概要地回顾了近年来国内外湖泊沉积物中重金属环境污染方面的研究成果,介绍了湖相沉积物重金属研究的主要内容、方法和可能的发展方向.认为就重金属成因方面应加强区分其主要来源是岩石和矿物风化的碎屑产物、大气降尘、人类活动等的研究;重金属污染方面更应重视污染物质的生物有效性、迁移转化机理和重金属“二次污染“的研究;研究手段上,注重运用同位素示踪与定年技术来研究重金属的来源和污染历史,应用高分辨率沉积物钻心研究环境的变迁.最后提出加强多学科的综合研究,建立中国湖泊基准数据库,为探讨湖泊湿地的可持续发展提供依据.     

湖泊沉积物中重金属的环境地球化学

概要地回顾了近年来国内外湖泊沉积物中重金属环境污染方面的研究成果,介绍了湖相沉积物重金属研究的主要内容、方法和可能的发展方向。认为就重金属成因方面应加强区分其主要来源是岩石和矿物风化的碎屑产物、大气降尘、人类活动等的研究;重金属污染方面更应重视污染物质的生物有效性、迁移转化机理和重金属“二次污染”的研究;研究手段上,注重运用同位素示踪与定年技术来研究重金属的来源和污染历史,应用高分辨率沉积物钻心研究环境的变迁。最后提出加强多学科的综合研究,建立中国湖泊基准数据库,为探讨湖泊湿地的可持续发展提供依据。     

云贵湖泊现代沉积物早期成岩过程中微量重金属地球化学行为研究

云贵湖泊现代沉积物早期成岩过程中微量重金属地球化学行为研究＠马英军￥中国科学院地球化学研究所湖泊沉积物,孔隙水,微量重金属,早期成岩作用,地球化学相云贵湖泊现代沉积物早期成岩过程中微量重金属地球化学行为研究马英军（中国科学院地球化学研究所,贵阳５５０００２...     

云南湖泊的水质及沉积物地球化学

云贵高原上的众多湖泊，其经济意义十分重要，1994年10月，对24个湖泊采集水样和沉积物，室内深入研究后提出每个湖泊化学、物理特性以及区域地质、人类活动对水质和沉积类型的影响。云南构造成因的深水湖泊的水质与浅水溶蚀湖盆有区别。一般来说，后者要比前者更具有高营养积聚，并显示出较敏感的湖滨扰动。即便如此，凡是有大型植物生长的浅水湖泊，其水体都呈低营养质特点。除了重硫酸钠型的程海外，其它湖泊均以Ca 2、Mg 2、HCO3-1离子为特征，可能是由周边区域地质环境及碳酸盐类岩层所决定。特殊的电导性和同位素δ18O呈正相关性表明：此为溶解物和18O均由蒸发作用引起的结果。滇东南大型洗水湖呈18O富态；小型深水湖泊18O呈消减态。降雨汇聚径流量显著多于自深水体的小型浅水湖中的18O也呈消减淡化。同位素证据表明：程海表面5m内的18O在减少，此为蒸发量增加、入湖汇流水体性质发生变化及多样性所致。地表冲刷是毁林、农耕、土壤侵蚀以及工业化等方面的结果。湖泊高丰度营养化物质表明：人类活动已严重影响水质。沉积物中低有机质是因为地表冲刷而使愈来愈多的非碳酸盐类和碎屑物组分混入的结果。需要由环境保护来加以控制，以平衡因经济活动而造成的生态感应和对水质的影响。     

中国锂矿地球化学背景与空间分布:远景区预测

由于锂在新能源领域的大量需求和不可替代性,锂矿成为关键资源调查和研究的热点.本文以全国采集的12118件岩石样品和3394个汇水域沉积物样品数据为基础,首次提供了中国锂地球化学背景和时空分布数据,在此基础上划分了全国19个锂矿远景区.根据全国4101件岩浆岩,6209件沉积岩,1808件变质岩样品数据得出如下结论:全国岩石锂平均含量为29.22×10–6,侵入岩25.22×10–6,火山岩22.92×10–6,沉积岩为31.45×10–6,变质岩为32.30×10–6;在侵入岩中锂含量从酸性到中性、基性、超基性岩由高到低依次降低,侵入岩中加里东期、喜马拉雅期、印支期和燕山期锂含量明显高于其它其次;沉积地层中泥质岩类锂含量最高,平均含量达50×10–6,是地壳克拉克值的4倍;地层中锂含量由高到低依次为:三叠系,石炭系、寒武系、白垩系、侏罗系、志留系、奥陶系、元古宇、二叠系、古近系和新近系、太古宇.依据全国汇水域沉积物地球化学数据,共圈出31个地球化学异常,归为19个锂地球化学省,分为4种类型:花岗伟晶岩和花岗岩有关的锂地球化学异常,盐湖与地下卤水型锂地球化学异常,泥质岩类有关的锂地球化学异常,次生风化黏土有关的锂地球化学异常,其中全国多处新发现的地球化学异常,特别是与泥质岩类有关和干旱盆地有关的锂异常,对锂矿找矿具有重要指导意义.     

控制湖泊水体化学组成的地球化学原理研究

对控制和影响湖泊水体化学组成的主要作用—大气降水、底部沉积物和水相互作用、生物化学作用、岩石土壤风化及结晶和蒸发作用等进行了讨论,并探讨了水体中某些化学成分的物源分析方法,提出了有待深入研究的典型水环境地球化学问题。     

湘江下游河床沉积物元素地球化学背景值估算

本研究对湘江下游河床沉积物进行了元素地球化学分析,在认识沉积物元素地球化学特征、甄别人为源与自然源重金属的基础上,估算了沉积物的元素地球化学背景值。结果表明：SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O等主量元素及V、Co、Cr、Ba、Sc、U、Sr、Ga、Ge、Rb、Nb、Y、REE等微量元素在沉积物中含量变化相对稳定（Cv< 0. 2）,分布相对均匀,且富集不明显（EF< 2. 0,Sr明显亏损）。而MnO、MgO、CaO、Na2O、P2O5等主量元素,及Cd、Mn、Cu、Pb、Zn等重金属在沉积物中含量变化大（Cv> 0. 25）,分布极不均匀,且沉积物中重金属明显富集（EF> 2. 0）。主成分及Pearson线性相关性分析显示,沉积物中不明显富集的微量元素主要赋存于难溶硅酸盐矿物相中,为自然源元素。而沉积物中显著富集的重金属主要赋存于铁—锰氧化物等矿物相中,为有人为源叠加的元素。故针对不同来源特征的元素用不同的方法进行了背景值计算,求得沉积物中47个元素的背景值。再利用元素比值等方法对所得背景值进行检验。结果表明,本文得到的湘江沉积物元素背景值合理,可用作流域沉积物重金属污染评价参考。     

湘江下游河床沉积物元素地球化学背景值估算

本研究对湘江下游河床沉积物进行了元素地球化学分析,在认识沉积物元素地球化学特征、甄别人为源与自然源重金属的基础上,估算了沉积物的元素地球化学背景值。结果表明:SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O等主量元素及V、Co、Cr、Ba、Sc、U、Sr、Ga、Ge、Rb、Nb、Y、REE等微量元素在沉积物中含量变化相对稳定(Cv<0.2),分布相对均匀,且富集不明显(EF<2.0,Sr明显亏损)。而MnO、MgO、CaO、Na2O、P2O5等主量元素,及Cd、Mn、Cu、Pb、Zn等重金属在沉积物中含量变化大(Cv>0.25),分布极不均匀,且沉积物中重金属明显富集(EF>2.0)。主成分及Pearson线性相关性分析显示,沉积物中不明显富集的微量元素主要赋存于难溶硅酸盐矿物相中,为自然源元素。而沉积物中显著富集的重金属主要赋存于铁—锰氧化物等矿物相中,为有人为源叠加的元素。故针对不同来源特征的元素用不同的方法进行了背景值计算,求得沉积物中47个元素的背景值。再利用元素比值等方法对所得背景值进行检验。结果表明,本文得到的湘江沉积物元素背景值合理,可用作流域沉积物重金属污染评价参考。     

浅水湖泊沉积物中磷的地球化学特征

对太湖不同污染状况和生态系统状况的湖区沉积物中磷的地球化学形态及其分布进行了研究。结果发现,沉积物的理化性质和磷的化学形态一般都在表层下深5～15cm发生明显的转折;草型湖区、藻型湖区、开阔湖面的大湖区沉积物的理化性质、间隙水中的磷浓度及沉积物中磷的形态存在较大的差异。东太湖沉积物间隙水磷浓度和交换态磷含量都显著低于其他湖区;风浪扰动相对剧烈的开阔湖面湖区沉积物中磷的沉积规律也不同于梅梁湾藻型湖区和东太湖草型湖区。研究表明,浅水湖泊中水生生物状况、风浪扰动状况对沉积物中磷的地球化学行为有至关重要的影响。     

Assessment of metal concentrations in lake sediments of southwest Japan based on sediment quality guidelines

Geochemical analysis of the bottom sediments of Lakes Banryoko, Onbe, Hamahara and Kijima in Shimane prefecture of southwest Japan was carried out to determine their metal concentrations, and to assess the potential for ecological harm by comparison with sediment quality guidelines. The work conducted includes water quality measurement, and analyses of trace and major elements and rare earth element (REE) of sediments. Results showed that water quality of the lakes contrasts slightly between their upper and lower parts. Average abundances of As, Pb, Zn, Cu, Ni, and Cr in Banryoko sediments were 27, 33, 90, 27, 25, and 46 ppm, respectively, compared to 31, 52, 175, 44, 44, and 75 ppm at Onbe, 11, 26, 96, 13, 13, and 35 ppm at Hamahara, and 24, 43, 193, 31, 12, and 30 ppm at Kijima. These concentrations exceeded the lowest effect level that has moderate impact on aquatic organisms as proposed by the New York State Department of Environmental conservation. Pb and Cu abundances are comparable to the Coastal Ocean Sediment Database threshold, while As and Zn exceed this value, indicating the concentrations of these metals are potentially toxic. Increases in the abundances of these metals in lake sediments are probably related to the reducing condition of the sediments, anthropogenic sources and surface soil erosion. The REE patterns of sediments in the study areas are broadly comparable to the average upper continental crust, but show some contrast between lakes due to differing source litho type. Significant positive correlations between Fe₂O₃ and As, Pb, Zn, and Cu were found in the sediments, suggesting these metals may be adsorbed on Fe oxides in the lake sediments.     

藏东衣珠兴拉地区水系沉积物地球化学特征与找矿远景划分

西藏衣珠兴拉地区位于班公湖—怒江带东段,属于阿尔卑斯—喜马拉雅巨型系构造带向南转折的藏东三江地区,构造-岩浆活动强烈,具有良好的多金属矿成矿条件,是寻找铬铁、铅锌多金属矿的有利地区。依据1/5万水系沉积物测量成果研究表明:1)通过分析元素地球化学特征、元素相关性分析,认为Ag、Au、Cu、Pb、Zn、Sb等为本地区主要成矿元素;2)利用因子分析研究了元素组合特征及异常分布规律,结合成矿地质条件和已知矿床(点)信息,认为该区多金属矿化与燕山期岩浆热液成矿作用有关,具有明显的高中低温分带性;(3)划分出4处多金属矿成矿远景区,即拉桑卡—尼尼拉卡铬铁矿Ⅰ级成矿远景区、母拉同Ⅰ级成矿远景区、根达卡—曲功马Ⅱ级成矿远景区、摘龙—瓦昌达铅锌钨锡多金属成矿远景区Ⅱ级成矿远景区。     

Quantitative micro‐X‐ray fluorescence scanning spectroscopy of wet sediment based on the X‐ray absorption and emission theories: Its application to freshwater lake sedimentary sequences

Micro‐X‐ray fluorescence scanning spectroscopy of marine and lake sedimentary sequences can provide detailed palaeoenvironmental records through element intensity proxy data. However, problems with the effects of interstitial pore water on the micro‐X‐ray fluorescence intensities have been pointed out. This is because the X‐ray fluorescence intensities are measured directly at the surfaces of split wet sediment core samples. This study developed a new method for correcting X‐ray fluorescence data to compensate for the effects of pore water using a scanning X‐ray analytical microscope. This involved simultaneous use of micro‐X‐ray fluorescence scanning spectroscopy and an X‐ray transmission detector. To evaluate the interstitial pore water content from the X‐ray transmission intensities, a fine‐grained sediment core retrieved from Lake Baikal (VER99‐G12) was used to prepare resin‐embedded samples with smooth surfaces and uniform thickness. Simple linear regression between the linear absorption coefficients of the samples and their porosity, based on the Lambert–Beer law, enabled calculation of the interstitial pore spaces and their resin content with high reproducibility. The X‐ray fluorescence intensities of resin‐embedded samples were reduced compared with those of dry sediment samples because of: (i) the X‐ray fluorescence absorption of resin within sediment; and (ii) the sediment dilution effects by resin. An improved micro‐X‐ray fluorescence correction equation based on X‐ray fluorescence emission theory considers the instrument's sensitivity to each element, which provides a reasonable explanation of these two effects. The resin‐corrected X‐ray fluorescence intensity was then successfully converted to elemental concentrations using simple linear regression between the data from micro‐X‐ray fluorescence scanning spectroscopy and from the conventional analyzer. In particular, the calculated concentration of SiO₂ over the depth of the core, reflecting diatom/biogenic silica concentration, was significantly changed by the calibrations, from a progressively decreasing trend to an increasing trend towards the top of the core.     

腾冲地块稀土地球化学背景与泥岩中稀土超常富集特征

近年来围绕腾冲地块花岗岩取得了一系列重要稀土勘查突破, 深入了解稀土元素地球化学背景是稀土矿产勘查的基础。系统总结腾冲地块全国地球化学基准值和区域化探扫面获得的水系沉积物和 9个主要地质单元岩石的稀土元素分布, 查明区域稀土元素地球化学背景。稀土元素主要在新近系泥岩、白垩纪花岗岩和全新世火山岩, 其中新近系芒棒组泥岩具有稀土超常富集, 稀土平均含量达444×10–6, 是地壳克拉克值的3倍, 并与水系沉积物La地球化学异常具有空间对应关系, 结合区域地质成矿条件和新类型稀土矿成矿特点, 认为除白垩纪花岗岩以外, 腾冲地块芒棒组泥岩和全新世火山岩可能具有形成稀土矿的潜力     

长江三峡库区土壤与水系沉积物Cd地球化学特征

对长江三峡库区段不同介质中Cd的分布特征和长江水系沉积物在垂向、横向剖面上的元素分布特征的研究发现，残坡积型土壤与长江干流水系沉积物Cd含量差异较大，水系沉积物具明显的高Cd异常；各个沉积时期的水系沉积物中均存在Cd异常，上游来源的Cd是引起三峡库区水系沉积物高Cd异常的主要因素；人类活动对土壤和水系沉积物中Cd的含量影响明显，在厂矿、码头、生活垃圾场等地区土壤中Cd的含量远高于一般地区土壤中Cd的含量，城市排污水系沉积物Cd的含量也高于长江干流水系沉积物Cd的含量。自然源是沿长江流域Cd异常普遍存在的根本原因，而人为源却有可能是高Cd异常主要沿长江干流及支流两岸大中城市分布的重要影响因素。     

全国土地质量地球化学调查二十年

土地质量地球化学调查计划是我国继区域化探全国扫面计划之后一个新的国家地球化学填图计划,该计划实施20年来,在支撑土壤环境污染防控、土地资源管理、国家重大立法、精准扶贫等方面做出了重大贡献,显著拓展了地质工作服务链。本文从计划的提出背景、项目的组织实施、主要进展、调查技术的进步和分析测试技术的提高与质量控制方案的完善等方面回顾了该计划的发展历程。从全国耕地地球化学状况、全国省会城市土壤环境质量状况、中国主要淡水湖泊沉积物环境质量状况、中国主要农耕区20年来土壤碳库变化4个方面对调查成果做了全面总结。全方位介绍了调查应用成果在土地管理、土壤污染防治、农业种植结构调整、脱贫攻坚、地方病防治、油气勘查、固体矿产勘查等7个领域中的应用。并在调查技术革新、评价方法创新和调查与研究融合三个方面对土地质量地球化学调查工作的未来发展趋势做了展望。     

河南桐柏马道地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向

通过河南桐柏马道地区1∶5万水系沉积物测量和元素地球化学特征分析研究认为,Au、Ag、Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Fe 8种元素为区内主要成矿元素,共圈出单元素异常831个、综合异常27个,地球化学异常严格受地层、大河断裂带及其次级断裂、岩浆岩等因素联合控制。结合综合异常特征以及成矿地质条件,圈定了围山城金银多金属矿找矿远景区、刘山岩铜锌多金属矿找矿远景区、月儿湾金银多金属矿找矿远景区、老和尚帽银多金属矿找矿远景区4处。通过对远景区综合异常查证,在围山城5-甲1-1和11-甲1-1、刘山岩14-甲3-1、月儿湾2-甲3-1、老和尚帽24-甲2-2综合异常区发现与异常相关的矿化信息,为下一步地质找矿工作指明了方向