雄安新区白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征及生态风险评价

【研究目的】白洋淀为雄安新区核心生态功能区,为支撑白洋淀湿地生态修复与保护,系统开展了全淀区表层沉积物环境质量调查。【研究方法】在白洋淀湿地采集表层沉积物样品484组,查明了白洋淀表层沉积物重金属地球化学特征,并采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法开展了重金属生态风险评价。【研究结果】白洋淀表层沉积物重金属含量普遍偏高于河北省表层土壤重金属含量背景值,府河入淀口及白沟引河入淀口为重金属元素主要富集区,入淀河流输入为白洋淀重金属主要来源;环境地球化学综合评价结果为清洁无污染等级分布面积144.54 km²,占表层沉积物分布总面积的96.68%;各重金属污染程度由重到轻排序为Cd＞Cu＞Hg＞Pb＞Zn＞Ni＞Cr＞As,Cd元素污染程度等级以中度和偏中度为主,Cu元素以轻度和清洁为主,其他元素以清洁无污染为主;重金属潜在生态风险以轻度和中度为主,河流入淀口所在淀区重金属潜在生态风险高于其他淀区,潜在生态风险由高到低排序为南刘庄＞烧车淀＞小白洋淀＞王家寨＞藻苲淀＞捞王淀＞池鱼淀＞泛鱼淀。【结论】白洋淀表层沉积物环境质量总体较好,南刘庄等局部淀区存在重金属污染潜在生态风险,以Cd元素污染最为突出。创新点：采用地累积指数法、潜在生态风险指数法等多种方法,系统评价白洋淀湿地表层沉积物重金属污染程度和生态风险;重金属地球化学特征分析与主成分分析法相结合,揭示表层沉积物重金属污染主要来源为河流输入。     

珠江三角洲经济区生态地球化学评价

土壤重金属污染是珠江三角洲地区主要的生态环境问题之一,直接影响到区域生态系统的稳定和食品安全。通过开展多目标区域地球化学调查、区域生态地球化学评价、局部生态地球化学评价和总体综合评价,系统完成了珠江三角洲经济区47954 km²(包括10 m水深以浅的近岸海域)的生态地球化学调查与评价。按照双层网格化方法系统采集了陆域土壤、近岸海域和珠江水系的主要河流沉积物表层和深层样品,测试了71项元素和指标,建立了珠江三角洲经济区土壤、沉积物地球化学背景值和基准值,首次对珠江三角洲地区区域地球化学特征进行了系统全面的调查,全面查明了珠江三角洲经济区土壤环境质量状况,区内一级和二级土壤分别占总面积的19.9%和57.3%,三级和三级以上土壤占22.8%。定量计算了镉、铅、汞等主要异常元素经河流、成土过程等自然来源和大气干湿沉降、施肥、灌溉、使用农药等人为来源贡献量,阐明了其迁移转化途径及生态安全性。结合研究区特点,系统开展了三角洲形成演化过程的地球化学研究,并在国内首次制定了符合地区特点的珠江三角洲经济区土壤环境质量地方标准。     

北京市密云区农业土壤重金属元素地球化学特征及生态风险评价

在北京市密云区西南部农业区系统地采集了1 065件表层土壤样品,对其中Ni、V、Cr、As、Cd、Pb、Zn、Hg 8种重金属元素的含量开展了测试分析。采用多元统计分析法及空间分析法,阐明了这些重金属元素的地球平均化学分布特征,并探讨了其可能的主要来源。结果表明,8种重金属元素主要分为3类：第一类为Ni、V、Cr、As,其含量低于北京地区背景值,其分布主要受成土母质等自然因素的影响;第二类为Cd、Pb、Zn,其平均含量高于背景值,且居民区含量最高。除继承成土母质外,此类元素的分布特征受人为活动影响较大,其中Cd受人为活动影响的程度明显高于Pb和Zn;第三类为Hg,推断大气沉降为影响Hg分布的主要因素。主要采用Hakanson法评价了土壤中重金属的生态风险,结果表明该地区潜在生态危害指数较低。     

重庆南山老龙洞地下河表层沉积物重金属环境地球化学特征及生态风险评价

2013年12月采集了重庆南山老龙洞地下河表层沉积物样品,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICPMS)、电感耦合等离子体发光质谱仪(ICP-OES)分析样品中Mn、Pb、Cu、As和Cr的含量,并用地累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属的生态风险进行评估。结果表明:地下河表层沉积物存在重金属富集现象,富集程度依次为CrCuMnPbAs,其中UGR0处重金属污染相对较严重;地下河表层沉积物重金属含量主要受总有机碳(TOC)控制,与沉积物pH、粒径无显著相关性,TOC也控制着重金属稳定度,影响着重金属的迁移性,进而影响上覆水水质;地累积指数法评价显示地下河表层沉积物重金属整体上处于轻度污染状态,潜在生态风险指数法评价表明老龙洞地下河表层沉积物重金属含量水平引发有害生物效应的可能性不大。     

生态地球化学与生态地球化学评价

中国地质调查局近年来大力推进多目标区域地球化学调查工作,揭示了微观世界中大量未被发现和认识的现象,进行生态环境研究和评价是面临的主要问题.提出和探讨了关于生态地球化学及其评价问题,包括定义、研究思路、技术路线,以及全球的、区域的与局部的生态地球化学评价等.     

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。     

承德市富硒土壤区镉的地球化学特征及生态风险评价

硒是人体必需的生命元素,开发富硒农产品是提升人体硒摄入的安全有效途径,富硒土地资源是开发富硒农产品的基础。然而,近年来全国开展的多目标地球化学调查发现,富硒土壤中重金属元素镉通常较高,不利于富硒土地开发利用,因此,研究富硒土壤区镉的地球化学特征和生态风险状况对于富硒土地开发具有重要的指导意义。文章对承德市富硒土壤区表层土壤中主要的重金属元素镉的地球化学特征及生态风险进行评价,旨在为承德市富硒土地开发利用提供科学依据。采用“七步提取法”研究了表层土壤镉的形态特征。同时,配套分析了苹果、玉米样品中的重金属元素镉的含量,以了解其生物有效性。结果显示：承德市富硒土壤区表层土壤镉在全区均较富集,在新积土和中性粗骨土、水田中显著富集。研究区圈定了4处镉轻度污染土壤,均在表层土壤镉的高值区。表层土壤镉形态平均含量大小顺序为：水溶态 < 离子交换态 < 强有机结合态 < 腐殖酸结合态 < 铁锰氧化物结合态 < 碳酸盐结合态 < 残渣态,生态风险相对较低。表层土壤镉未对苹果和玉米样品产生影响,苹果和玉米中镉均不超标。承德市富硒土壤区表层土壤镉的生态风险较低,暂不影响承德市富硒土地开发利用。     

赛木隆地区水系沉积物地球化学特征及找矿

为了研究青海省赛木隆地区找矿远景,基于工作区最新1∶5万水系沉积物地球化学测量数据,总结分析了元素丰度特征、元素的离散特征、元素的共生关系特征,并对主要异常进行评序,认为工作区主要成矿元素是Au、W、As、Hg、Sb、Mo。结合区域成矿地质条件,优选了3处成矿远景区,为工作区以后的地质勘查提供了重要的指导作用。     

2011—2020中国应用地球化学研究进展与展望之生态地球化学

生态地球化学在调查的基础上,以元素在不同生态系统中的循环为主线开展生态地球化学评价,通过输入输出通量调查和重访监测掌握元素循环的发展规律,从而对元素、化合物和其他地球化学参数的发展趋势进行预测预警,并提出开发或修复建议。近十年,该学科在实践应用的基础上进行理论框架和技术方法的不断拓展,不仅产生了大量技术标准、论文和专著等书面成果,还在污染控制、土地资源合理利用、特色农产品开发、土壤碳汇和抑制气候变化等方面产生了积极作用。在理论研究和应用实践需求的推动下在土壤碳库与全球变化、土壤重金属高背景产生机制、土地质量地球化学评价、土壤有益元素开发和土壤污染修复等方面不断产生分支研究方向。主要回顾和总结2011年以来,我国生态地球化学学科研究进展。     

胶州湾李村河口沉积物稀土元素地球化学特征

在胶州湾李村河口钻取两个柱状沉积物样，分层进行REE含量测定。本区沉积物REE分布模式为右倾，富集轻稀土，具中等Eu负异常，与东海、黄海等近海陆源沉积物相似。同时与崂山花岗岩REE配分特征十分相近。因此，李村河口沉积物REE地球化学特征主要是源区物质崂山花岗岩稀土配分特征的继承与发展，基本未受人类活动的影响。     

长江口启东—崇明岛航道沉积物中多环芳烃分布来源及生态风险评价

近年来我国长江河口有关沉积物中多环芳烃(PAHs)污染的研究主要集中在长江口近海及上海主城区滨岸等区域,而长江口航道则鲜有报道。本文在长江口启东—崇明岛航道区域采集表层(0~20 cm)沉积物样品,利用加速溶剂萃取技术提取,用高效液相色谱-荧光检测器对14种PAHs进行测定,研究其分布特征、环境来源和潜在的生态风险。研究结果显示,PAHs在所有沉积物样品中均有不同程度的检出,浓度范围为83.43~5206.97 ng/g,平均值736.95 ng/g。就PAHs单体而言,含量较高的是2~4环污染物,其中菲的含量最高,占各点位PAHs总量的9.04%~24.06%;其次为荧蒽和芘;具有高致癌性的苯并(a)芘在各个点位均能检出,占PAHs总量的0.94%~10.68%。与国内外类似河口和近海海域相比,本研究区PAHs处于中等污染水平。利用比值法解析PAHs的来源,菲/蒽(Phe/Ant)10且荧蒽/芘(Fla/Pyr)≥1的点位占所有采样点位的56.25%,表明区域内PAHs的主要来源是化石燃料的高温燃烧;位于航运码头附近采样点位的PAHs以石油源为主,部分点位呈化石燃料源和石油源混合污染特征。对照风险效应低值(ERL)和风险效应中值(ERM)进行初步风险评价,表明研究区域部分采样点位的PAHs具有潜在的生态风险。     

长江口外海域表层沉积物微量元素地球化学特征

对采自长江口外海域187个表层沉积物的25个微量元素含量进行了标准差系数、相关分析及R型因子分析,探讨了微量元素的来源和分布特征。长江口外海域沉积物微量元素Li、V、Cr、Co、Ni、Ga、Cu、Zn、Th和Rb分布基本相似;Sr分布与Li、Cu、Pb、Zn、Th和Rb相反;研究区东南部Sr分布与生物作用有明显关系;Cd和Mo分布与粒度之间的相关性较差,主要受氧化还原环境的控制;Zr分布反映了长江物源的影响。相关分析和R型因子分析结果表明,沉积作用、粒度控制效应、海洋生物作用、氧化还原环境和源区地质背景等对长江口外海域表层沉积物中微量元素分布起着主要控制作用。     

长江口海域表层沉积物重金属元素赋存形态特征

通过长江河口地区水下表层沉积物样品多种化学元素的赋存形态分析测试数据,综合分析重金属元素的赋存形态特征。研究结果显示：镉、汞、铅残渣态所占比例均小于50%,锌、砷、铬、铜、镍残渣态占比均大于50%;8个元素的残渣态与全量呈显著正相关关系。沉积环境和沉积物粒径对重金属元素赋存形态具有重要影响。沉积物的物质来源、矿物组成特征、水动力作用与沉积物粒度和物理化学条件等是长江口地区表层沉积物重金属元素赋存形态的主要控制因素。     

北京市大气颗粒物中Cd的地球化学分布特征及其生态风险评估

采集北京市11个区县内的大气颗粒物样品,分析了TSP、PM10、PM2-5的含量分布特征,重金属元素Cd在大气颗粒物中的地球化学分布特征及其生态风险,结果表明：北京市3种粒径的大气颗粒物中PM2-5的超标幅度最大,并且PM10中载带的重金属大部分都集中在PM2-5中。除密云、通州地区外,Cd元素在不同粒级大气颗粒物中浓度的高低表现为 TSP＞PM10＞PM2-5;不同功能区相比,公园中大气颗粒物中Cd元素浓度明显高于农田区和教育区,因此公园的环境质量问题应该引起相关部门的关注。研究区内不同粒径大气颗粒物中Cd元素的非致癌风险较小,但与其他地区相比,海淀区的非致癌风险较高,大气颗粒物超标幅度最大,因此应该重视海淀区的环境健康问题。     

二道松花江沉积物重金属特征及其潜在生态风险

为了查明第二松花江河源区水体环境状况,通过测定二道松花江及其主要支流沉积物中重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn的质量分数,探讨了沉积物中的重金属浓度特征,并采用潜在生态风险指数法对该河流沉积物中重金属的潜在生态风险进行了评价。结果表明：二道松花江及其主要支流沉积物中重金属元素分布不均匀,As、Cd、Cr、Cu、Hg质量分数平均值分别为4.47×10^-6、0.158×10^-6、35.81×10^-6、10.57×10^-6、0.040×10^-6,总体处于较低水平;沉积物中重金属潜在生态风险总体上处于轻微生态危害程度,但在金银别河处于极强生态危害程度,以Hg的生态风险为主。     

Integrated Risk Assessment and Governance of Multi-hazards in the Yangtze River Economic Belt

The construction of the Yangtze River Economic Belt is one of the major strategic initiatives to promote the sustained and steady growth of China's economy at current and the new normal stages. Comprehensive enhancing the governance levels of various natural disaster risks in the Yangtze River Economic Belt is the basic guarantee for promoting the implementation of the development strategy. Based on the multi-hazard integrated risk theory, the main disaster risks of the core cities (Shanghai, Wuhan, and Chongqing) of the Yangtze River Economic Belt and the major risk-earthquake disaster chain were systematically analyzed. The status and existing problems of multi-hazard integrated risk governance in the Yangtze River Economic Belt were expounded in this paper. The main problems include: Insufficient understanding of multi-hazard integrated risk formation mechanism; low level of safety fortification; Imperfect regional coordination and linkage mechanism; and insufficient role of insurance and reinsurance in risk transfer. Finally, the overall promotion strategies were proposed, including establishing multi-hazard integrated risk identification mechanism and governance capability evaluation system; comprehensive improving the fortification level of multi-hazard integrated risk prevention; establishing multi-hazard and multi-party linkage disaster monitoring and early warning systems; strengthening major disaster risk management and evacuation facilities construction; accelerating the construction of catastrophe insurance systems based on multi-hazard risks. This will provide a theoretical reference for major disaster risks studies in the Yangtze River Economic Belt.     

滦河流域沉积物中重金属分布特征及风险评价

沉积物作为重金属污染物的源和汇,对水环境有着至关重要的影响.为了全面了解滦河沉积物中重金属污染现状,采用电感耦合等离子体质谱法对滦河干支流沉积物中重金属含量进行了测定,分析了其空间分布,并采用潜在生态危害指数法对滦河沉积物进行了评价.结果表明:滦河沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd 和Pb的平均含量分别为60.40、26.15、48.07、76.42、0.30、25.55 mg/kg,其中Cu和Cd含量高于中国水系沉积物背景值.滦河干流的重金属含量空间分布自上游往下游呈逐渐增加趋势.潜在生态危害指数评价结果表明:不同重金属污染对滦河流域生态风险构成的危害由强至弱依次为:Cd＞Cu ＞Pb＞Cr＞ Zn,其中Cu、Pb、Cr和Zn为低生态危害等级,Cd以中等生态危害等级为主.总体上,滦河沉积物重金属处于中等生态危害等级,干流大黑汀水库和支流瀑河宽域处于强生态危害等级.     

内蒙古自治区包头市土壤地球化学特征与环境评价

[摘 要] 包头市是内蒙古自治区境内最大的工业城市,随着工业生产的迅速发展,生态环境问题 日益突出,本文利用近年来在本区开展的多目标区域生态地球化学调查成果,依托多目标生态地球化学 调查提供的土壤元素指标的含量值、背景值及区域空间分布图等丰富的地球化学资料,重点对包头市生 态环境进行调查,对包头市土壤元素地球化学特征进行统计分析研究,通过研究土壤中镉、汞等重金属 元素的空间分布特征、物质来源, 运用内梅罗指数法对包头市土壤环境质量及环境污染状况进行了评 价。结果表明,除以冶炼为主的局部地段受到明显的人为污染外,其余地区环境质量总体良好。评价结 果对包头市今后的环境规划和环境治理提供了科学依据。     

长江三角洲地区土壤地球化学基准值及其应用探讨

通过对基准值、背景值概念的进一步分析,确定了以沉积环境作为土壤地球化学基准值求取的基本单元,以各基本单元的面积加权法求取区域土壤地球化学基准值的方法。利用长江三角洲地区完成的多目标区域地球化学调查数据,求取了该区的土壤地球化学基准值,并对基准值特征进行了分析和应用探讨。结果表明:各沉积环境有其特征的指示元素或组合,F、Cl、Br、I、Ca和Mg元素组合可反映海相沉积物的新老和比例;N、S、OrgC组合,I、Hg组合和Y、Ce、La等稀土和稀有元素组合分别指示湖相、泻湖相和陆相沉积环境。Hg、Cd等为全区富集的污染元素;土壤中亲石元素、稀有和稀土元素稳定;I和CaO易流失。部分元素的土壤清洁级界限值采用X0+2S0能较好地反映土壤污染的分布。研究区土壤中养分Co、Na2O几乎全部为适宜区,K、N、Fe、B、Cu、Cl、Mg、S含量丰富,Zn、Mn和P、Mo、Si相对缺乏。