铅同位素示踪技术在重金属污染研究中的应用

重金属通过在生态环境和生物中的迁移、转化和富集已对环境质量和人类健康构成了严重威胁。概述了重金属元素在地表环境中的迁移方式和在土壤一植物系统中的聚积形态,以及重金属污染治理的研究现状。针对以往研究工作的不足和在研项目特点,重点提出了土壤和茶叶中铅同位素组成的测试技术．综述了铅同位素示踪技术在重金属污染研究中的应用,并指出了今后研究重金属污染的重点。     

用铅同位素示踪长春环境铅污染的来源

本文用铅同位素示踪了近几年长春市主要公路两旁交通环境中铅污染的来源及燃煤对周围土壤的污染,由此说明长春市属“尾气型”铅污染的城市,并论述了环境铅污染对人体健康的危害。     

元素-铅同位素示踪在云浮硫铁矿区 土壤铊污染研究中的应用

不同源区铅同位素的组成不同,因此可以利用铅同位素的这种"指纹"特征来示踪铅的不同源区。近年来铅同位素示踪在研究土壤中相关重金属来源及其运移途径起到独特的作用。由于铊和铅具有相似的地球化学性质,并且在云浮硫铁矿区污染土壤中其分布与铅有很好的相关性,笔者利用铅同位素作为示踪工具探讨了土壤中铊的污染特征,初步研究表明铊污染物主要累积在土壤深度0~16.5cm范围内,深度为16.5cm以下土壤受到废渣中铊污染的影响较小,但废渣周围土壤深度约44cm范围已经受到来自废渣中铊的影响。     

铅同位素地球化学示踪进展

本文论述了铅同位素示在地学中的最新应用和发展。由于它在示踪物质来源,圈定找矿靶区,判别构造环境等方面的优势,是当前最重要的地球化学示踪手段之一和同位素地球化学研究的热点。     

南京栖霞山铅锌矿区铅同位素示踪

南京栖霞山铅锌矿已开采50余年,环境问题日益突出。为了了解污染来源和污染传播方式,采集了该地水、土、植物、大气沉降、燃油灰尘、矿石、人血和生物等多种样品进行重金属元素含量和铅同位素示踪分析。结果表明矿区重金属污染严重,且污染随着靠近矿区而逐渐加重,重金属元素Pb、As、Cd、Cu、Zn之间相关性明显,初步反映了污染与矿山有关;同位素分析显示,矿区大气沉降样品、大部分植物样品、部分土壤和部分生物样品铅同位素组成与矿石铅同位素组成相似,证实了污染源为矿山。另外,大气沉降与植物样品铅含量高且它们的铅同位素组成相当,反映了大气沉降是污染传播方式之一。     

粤西云浮含铊硫化物矿产利用对环境的影响:元素-铅同位素示踪研究

通过对粤西云浮含铊硫化物矿渣堆放场及周边土壤剖面的铊、铅元素含量和铅同位素组成特征的研究,试图示踪土壤中原存的铊和人为影响的铊的分布状况.土壤样品采于露天的含铊硫化物工业堆渣场和一个邻近的背景土壤剖面.结果表明来自于废渣的土壤铊污染是有限的,废渣的铊主要聚集在0～16.5 cm的土壤上部且不同采样点数据变化较大,随着深度增加铊污染程度降低.由于铊和铅具有相似的地球化学行为,可以采用铅同位素示踪方法研究铊在土壤中的迁移过程.     

新疆石河子城区道路尘土的铅污染和铅同位素示踪研究

城市道路尘土中重金属污染已成为当前重大的环境问题之一.本文对我国西部石河子市城区道路尘土的重金属污染进行评价,利用电感耦合等离子体质谱法测定铅的含量及铅同位素组成,采用地积累指数法评价铅的污染程度.结果显示,石河子市城区道路尘土中重金属铅的含量范围为19.36 ～ 84.63 mg/kg,平均含量为37.85 mg/kg,高于当地土壤背景值,但明显低于我国其他大中型城市,表明当前石河子市的环境质量已经受到人为活动的干扰;尘土中铅的地积累指数在-0.59～1.54之间,平均值为0.30,属于轻度污染水平.利用铅同位素示踪法识别铅污染的来源,206pb/207Pb比值的范围是1.159 ～ 1.182,208 pb/207 Pb比值的范围是2.391 ～2.457,均接近于煤炭和建筑材料的铅同位素比值,初步判断石河子道路尘土的铅污染主要受到煤炭燃烧和城市建设的影响.     

成都市城市环境铅同位素地球化学特征

应用铅同位素示踪原理,对成都市的城市环境包括土壤、大气降尘、主要河流水系表层沉积物的铅同位素地球化学特征进行了研究。土壤的铅同位素组成基本落在燃油铅和燃煤铅的范围,表明燃油铅和燃煤铅是其主要的污染源,交通流量大的城区铅同位素组成与燃油铅接近,郊区则呈现燃煤铅的特征。大气降尘铅同位素组成主要接近燃油铅,部分落在燃油铅与燃煤铅之间,表明大气铅污染主要来自于机动车尾气排放及少量燃煤扬尘。水系表层沉积物的铅同位素组成则主要落在燃煤铅的范围,揭示燃煤铅是其主要污染源。      

长春市城市土壤铅同位素组成特征及其来源解析

为查明长春市土壤铅的污染来源,采集了长春市表层(0～20 cm)土壤及城市环境污染端元(燃煤尘、汽车尾气尘,建筑尘)样品,采用X荧光光谱法(XRF)测定土壤Pb含量,用质谱仪测定各样品的铅同位素组成.分析结果表明,长春市表层土壤Pb平均质量分数44.72×10-6,是长春市土壤背景值(19.06×10-6)的2.35倍,已受到一定程度铅污染;长春市土壤铅同位素208Pb/207Pb和206Pb/207Pb比值变化较大,分别为2.249～2.473和1.158～1.213;各污染端元物质铅同位素组成差异较大,能很好区别各端元物质.运用铅同位素示踪技术追踪土壤铅的污染来源结果表明,长春市中心城区土壤铅污染主要来源于以热电二厂为代表的工业燃煤排放和历史汽车尾气残留,而与当前汽车尾气排放关系不大;建筑尘也一定程度上对城市土壤产生了影响.     

T-检验在杭州市不同环境介质中铅同位素组成及其来源判别中的应用

应用Microsoft Excel软件中"数据分析"工具之T-检验,对杭州地区不同环境介质的铅同位素组成(206Pb/207Pb比值)进行了均值相等假设检验。通过T-检验,揭示了杭州市哪些环境介质具有相似或不同的铅同位素组成。结果表明,汽车尾气铅具有独特的铅同位素组成而不同于其它环境介质;汽车尾气铅对环境的污染导致环境中铅同位素组成逐渐偏离原值,如城区表土污染最为严重,其206Pb/207Pb比值已与土壤的残渣显示有显著差异,西湖表层沉积淤泥也与深部沉积柱样品有明显的不同。大气和水与多个环境介质具有相似的铅同位素比值,说明大气与水在环境中能与多种环境介质进行同位素物质交换,对污染的扩散起了重要的作用;茶叶与大气有相似的铅同位素比值,说明大气(降尘)对茶叶铅有较大的贡献。而运河沉积物与城区表土铅同位素比值高度一致则说明运河沉积物可能就是来自城区流失的表土。通过实例,介绍了Excel中T-检验在地球化学研究中的应用。     

GIS网络分析技术在河流水污染追踪中的应用

在分析河流水环境系统特征的基础上,探讨了GIS网络分析技术在河流水污染追踪中的应用方法。主要内容包括数字化河系网络模型的建立、河流水环境数据库的建立与集成、河流水污染追踪应用的方法与步骤,并以汉江流域河系为例,进行了原型研究。     

西安市街道灰尘中重金属铅的环境异常

在对西安市城市灰尘研究的基础上,对市区街道灰尘中铅的环境地球化学异常进行研究,一共圈定了5处铅的环境地球化学污染区,包括西新街污染区、安远门污染区、龙首村污染区、纺织城污染区、钟楼污染区.并对铅环境异常成因进行了初步的解释和推断.     

铅同位素示踪在大气降尘重金属污染来源解析中的应用

为了分析大气降尘中铅的污染来源,解析各污染源对大气降尘铅的相对贡献值,在厦门市不同功能区采集了29个大气降尘样品。用热电质谱仪测定了大气降尘的总铅同位素组成,用ICP-MS测定样品酸可溶相铅同位素组成。结果表明,厦门市大气降尘铅同位素²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb值变化较大,为1.111 9~1.173 8;酸可溶相铅²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb值与福建土壤残渣相²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb值相差较大,表明厦门市大气降尘受人类活动来源铅的影响较大;酸可溶相铅²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb值明显小于总量铅²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb值。铅同位素示踪表明,厦门市大气降尘铅主要来源是燃煤,其次是自然来源和汽车尾气。三元混合模型分析表明,燃煤、自然来源、汽车尾气对厦门市大气降尘总量铅的贡献率分别为48.57%、20.29%、31.14%。     

磁学方法在环境污染研究中的应用

环境磁学方法问世20多年来，因其快速、灵敏、经济、无破坏性和信息量大的特点，在环境研究中得到广泛的应用。磁学方法可用于传统的污染分析技术（化学）之前的预研究，而后者一般耗费大量人力、物力和时间；它也可以作为环境污染评估的代用指标。近年来，随着世界环境污染问题的日益严重和倍受关注，磁学方法被广泛地应用于环境污染研究。欧洲环境磁学专家在重建污染历史、监测现代环境污染、追踪与分离污染源等方面，开展了大量的工作，并积累了一定的经验。介绍了磁学方法用于污染研究的显著特点、主要用途、野外工作方法以及相关仪器；展示了在大气、土壤、潮滩、河流、湖泊以及海洋等不同环境系统中，利用磁手段研究污染的成果和最新进展；对 于一些难点、热点问题，如磁性机理的研究、多源污染的分离、强烈多变的人类活动对获取有意义磁讯号的影响等，做了相应的分析和总结。     

杭州市土壤铅污染的铅同位素示踪研究

根据杭州市40个土壤全铅和38个可溶相铅的统计分析,土壤中全铅平均含量为49.6×10^-6,可溶相铅平均为21.4×10^-6,城区表土的全铅高达76.1×10^-6,显著高于全国土壤平均值。分析结果还显示,从农村→远郊→近郊→公路旁,土壤可溶相铅含量逐渐增加,且土壤的可溶相铅含量与深度具明显的负相关关系。表明杭州市土壤受到了不同程度的铅污染,污染程度由农村→远郊→近郊→公路旁→城区有明显的增高趋势。通过对茶园土壤中可溶相铅、残渣态铅及城区表土全铅的同位素组成对比分析发现,从土壤残渣态(代表土壤背景)→土壤可溶相→城区表层土壤全铅²⁰⁶Pb/²⁰⁷Pb比值有明显的降低。²⁰⁸Pb/(²⁰⁶Pb+²⁰⁷Pb)也有类似的变化趋势。将土壤与杭州市的汽车尾气、大气等环境样品进行对比发现,随着土壤受污染程度的增加,铅同位素组成逐渐向汽车尾气铅漂移,表明汽车尾气排放的铅为其主要污染源。     

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。     

热电离飞行时间质谱法用于铀矿勘查的铅同位素示踪

在自行研制的低成本热电离飞行时间质谱仪(TI-TOF-MS)基础上,开展了应用TI-TOFMS法测定铀矿钻孔样品中铅同位素示踪铀矿勘查的研究。文中介绍了样品的前处理,铅的分离和富集步骤,仪器测量及数据处理等。TI-TOF-MS法测量铅同位素比值~(204)Pb/~(206)Pb、~(207)Pb/~(206)Pb和~(208)Pb/~(206)Pb的精密度分别为0.94%、0.37%和0.14%,可满足铀矿同位素示踪的要求。通过对北方某铀矿钻孔岩心取样的测量结果表明,TI-TOF-MS测量铅同位素的方法能够用于示踪铀矿。