综合实测光谱与Sentinel-2影像的农田土壤重金属含量时空变化研究：以辽宁苏子河流域为例

农田土壤重金属污染严重影响着作物生长和人类健康,为了探索一种快速、准确的土壤重金属含量遥感监测方法,以辽宁省苏子河流域为研究区域,将实测光谱数据转换为多光谱数据。笔者利用偏最小二乘回归法(PLSR)建立相关关系模型,选择最优模型运用到2016年和2020年苏子河流域的Sentinel--2影像。结果表明：综合实测光谱与多光谱可用于土壤重金属含量监测,各模型R²均高于0.50,2年间流域内农田土壤重金属元素中Cu、Ni、Pb、Zn含量增加,Cd、Cr、As含量降低,超标的重金属元素由Cd、Cr、Cu变化为Cu、Ni、Pb、Zn。经分析,重金属相关含量变化与矿场、农业种植结构以及生活垃圾等密切相关。     

小秦岭金矿区水系沉积物重金属特征研究

在划分小秦岭金矿区水系流域的基础上,研究了不同水系沉积物中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn七种重金属的含量水平、分布特征;从各个元素的主要来源出发,分析了重金属含量水平高低不同的原因,探讨了金矿开发对重金属含量变异的影响,提出影响水系沉积物重金属赋存、迁移的相关因素.结果发现:①从地域上看,小秦岭北麓水系沉积物重金属含量普遍高于南麓,而在北麓表现出“中间高、两侧低”的特点;②从元素含量差异看,小秦岭金矿区水系沉积物中Pb含量最高且偏离背景值的程度最大,其次是Hg,而Cr、As继续保持了低背景值的趋势.     

铜陵矿区水系沉积物中重金属存在形态特征研究

通过对铜陵水系沉积物重金属形态分析实验,研究了重金属各种形态在沉积物中分布特征。分析结果显示,矿区水系沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属含量都显著的高于对照样品,水系已经受到重金属的污染。提出了防治和改善铜陵地表水环境污染的措施。     

铜陵矿区水系沉积物中重金属存在形态特征研究

通过对铜陵水系沉积物重金属形态分析实验，研究了重金属各种形态在沉积物中分布特征。分析结果显示，矿区水系沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd等重金属含量都显著的高于对照样品，水系已经受到重金属的污染。提出了防治和改善铜陵地表水环境污染的措施。     

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.     

云南镇康地区区域地球化学特征及找矿方向

基于1∶5万水系沉积物测量成果,对云南镇康地区的地球化学参数进行计算和分析,并对分布特征、岩石地球化学特征、异常元素组合特征进行研究。结果表明,二叠系沙子坡组(Ps^)中的Cu、Ni、Hg、Mo、Zn、As含量高出全国水系沉积物均值的2~4倍,是该区最具找矿潜力的地球化学地层。以Zn、Pb、Cu为主的异常元素组合主要分布在芦子园复式背斜轴部附近;而以Hg、Sb、Pb为主的异常元素组合主要分布在麻栗林断裂以东的大东子—南伞隆起部位,异常呈北东或北北东向展布,与主要构造线方向一致。研究区元素异常分带与区内已知矿产一致,具有由南往北,由Cu、Pb、Zn、Ag、Mo、W、Ni等逐渐向Pb、Zn、Ag、As、Au、Sb、Hg→Sb、Hg的元素温度分带特征,应按此元素分带规律寻找相应矿产。结合地质、矿产分布特征,圈定了找矿靶区9个,为该区寻找多金属矿提供地球化学依据。     

鄂西南鹤峰县官庄河地区地球化学特征及多金属找矿预测

本文基于鄂西南鹤峰县官庄河地区已完成的水系沉积物地球化学测量工作成果,系统统计研究区内不同地质单元Cu、Pb、Zn、Ni等13种元素的含量、背景平均值、变异系数、浓集比率、富集系数等,研究了多金属元素组合异常特征,探讨成矿元素的地球化学异常对找矿勘查的地质意义。研究显示,区内Cu、Pb、Zn等10种元素富集系数高,分异度低,Au等3种元素属弱分异型字-分异型。Cu、Zn异常主要集中在娄山关组地层中,Au异常主要集中在石牌组和天河板组地层且与后期构造热液蚀变有关。通过组合异常分析,将研究区划分成3个多金属综合地球化学异常带,并圈出了官庄金异常区和麻旺三组铅锌异常区2个重点找矿区。通过异常查证,重点找矿区内存在菱锌矿等矿化现象。因此,地表水系沉积物测量地球化学异常可以有效地指导矿区找矿预测。     

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。     

广东汕头市内海湾沉积物重金属环境质量调查与评价

内海湾底泥沉积物的环境质量状况与水生生物的生存和人体健康关系密切。在广东汕头市内海湾两岸23个点位采集了表层(0~20 cm)和深层(100~120 cm)底泥沉积物样品46件,对其pH值和Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn计7项重金属及K含量进行测试分析,调查底泥中这些重金属的含量特征,并参照农用地水田土壤污染风险管控标准对重金属环境污染质量进行评价。结果表明汕头内海湾底泥沉积物的pH介于7.00~8.82之间,平均值为7.83,在46件样品中41件样品的pH值大于7.5。内海湾底泥中7项重金属元素的含量均明显低于环境污染风险管制值,即对该区底泥重金属环境污染不需要管制。Cd、As、Pb、Cr这4项重金属含量均低于污染风险筛选值,其污染风险可以忽略。2件表层样品的Hg含量值高于污染风险筛选值,18件样品的Cu和Zn含量值高于污染风险筛选值,因此建议对底泥中Cu、Zn、Hg含量进行环境质量监测。K含量介于0.70%~2.59%,平均值为1.54%。基于表层底泥和深层底泥元素含量对比分析,认为该区Hg污染来源应为人为源;Cu、Zn的污染来源一部分为人为源,另一部分可能为人为源、自然源或二者的混合源。     

化探方法成矿指示元素组合——以豫西牛头沟金矿为例

确定成矿指示元素组合是建立典型矿床地球化学找矿模型的关键步骤。豫西牛头沟金矿床是熊耳山地区近年来发现的大型金矿床之一,矿区矿体及蚀变带在地表出露,并严格受NW向断裂控制,属破碎蚀变岩型金矿。本文利用原生晕基岩和区域水系沉积物的化探数据分析,确定成（或找）矿指示元素组合,并提出利用中国水系沉积物元素含量中位值来确定指示元素的异常下限。基于矿区原生晕基岩元素含量分析,牛头沟金矿成矿指示元素组合为Au、W、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Cd、Ag、As、Sb、Hg、Co、Y、F,总计15项;根据矿区1:5万水系沉积物化探普查得到的元素异常特征,该区找矿指示元素组合也为上述15项元素;而根据1:20万区域化探元素异常特征,牛头沟金矿区找矿指示元素组合为Au、W、Mo、Bi、Pb、Zn、Cd、Ag、F、Co、Y,共11项。     

南黄海中部海底沉积物声阻抗特性

基于在南黄海中部海域获得的大量海底沉积物样品及其测试数据,分析讨论了该区域海底浅表层沉积物声阻抗特性及其与沉积物物理力学性质参数的相关关系。研究表明:研究区浅表层沉积物声阻抗呈现出分区域分布的特征,可分为西南部声阻抗高值区、东北部声阻抗低值区以及北西-东南向声阻抗梯度带3个区域。通过回归分析,建立了声阻抗与沉积物物理力学参数的经验回归方程。结果表明:声阻抗与密度、含水率、孔隙比、孔隙度、液限、塑限、塑性指数、压缩系数等参数的相关性较好,判定系数R²一般大于0.8,而与砂粒含量、黏粒含量、中值粒径、抗剪强度等参数的相关性相对较差,判定系数R²一般小于0.7。将声阻抗与物理力学性质的相关性和声速与物理力学性质的相关性进行了对比,结果表明,声阻抗与上述参数的判定系数R²均大于声速与上述参数的判定系数,从而表明声阻抗是一个能够更好地反映声学特性与物理力学性质关系的沉积物声学特性参数。     

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.     

滇中武定高桥镇土地质量地球化学评价

在武定县高桥镇以1.12个/km²的密度共采集453件表层土壤样品. 对重金属元素砷、铬、镉、铜、汞、铅、镍和锌做土壤环境地球化学等级评价, 最终评级为一等和二等. 一等区面积约350 km², 占比84.95%;二等区面积约62 km², 占比15.05%, 部分地区铜和镉显示异常但未达到污染级别. 对养分元素氮、磷、钾含量值做土壤养分地球化学等级评价, 中等以上约378 km², 占比91.74%. 养分缺乏地块靠近人口密集区, 推测该评价单元受人为因素影响严重. 最终得到土地质量地球化学评价结果, 高桥镇土地质量相对均衡, 优质区约101 km², 占比24.51%, 良好区约224 km², 占比54.37%, 中等区约80 km², 占比19.42%, 无劣等区.     

河北阜平县表层土壤重金属对人体健康的风险评估

河北省阜平县矿产资源丰富,矿产开发会产生大量重金属污染物,近年来大力发展果农业,也会对表层土壤造成一定影响,目前该县表层土壤重金属现状尚不清晰.为评估阜平县农业重点区表层土壤重金属污染特征和对人体健康的影响,本文按照1:5万土地质量调查规范要求,布设标准网格在该县农业重点区采集表层土壤样品647组,采用原子荧光光谱、电...     

江苏典型地区河流沉积物重金属元素分布特征及其污染来源

通过对河流沉积物等地表沉积物中重金属元素分布等环境地球化学调查数据的统计分析,总结了江苏典型地区河流沉积物中重金属元素的分布特点与规律:江苏局部地区河流沉积物中,Cd、Pb、Zn、Cr、Cu、Ni、Hg等相对富集趋势明显,Cd最大富集倍数 100;不同河流沉积物的重金属元素分布存在差异,与其污染来源密切相关;工业排放是导致河流重金属污染的主要原因,使用含Cd的颜料作为调色剂导致部分河流出现严重Cd污染;与土壤等其他地表沉积物相比,河流沉积物中重金属元素的分布更不均衡。查明河流沉积物的重金属元素分布可为相关农产品安全性预测、确定重金属污染来源、追踪涉重产业的发展历程、防治局部耕地重金属污染等提供科学依据。     

微量元素在湖积物、土壤的垂向分布与稻谷中的分配

报道了“江苏省国土生态地球化学调查”项目有关湖积物、土壤柱微量元素垂向分布及稻谷样元素分配研究的初步成果。通过对有关样品元素含量的分析对比,指出洪泽湖沉积柱元素垂向分布与其动荡的沉积环境关系密切、太湖局部沉积物在其目前20cm以上深度存在人为重金属污染,这二湖沉积物中其氮与总有机碳含量呈显著正相关;认为城市化可使当地土壤环境受重金属等污染的深度显著加大、城市土壤环境受人为活动的影响要显著高于农村;发现Mo易富集于稻米、重金属与营养元素易富集于稻皮、各元素在米-谷间的分配关系不确定。     

Comparison of stream sediment and soil sampling for regional exploration in the eastern Alps,Austria

Tests in three different areas of the Austrian Alps showed that in mountainous areas, soil samples taken at the break of slope are an alternative sampling medium to stream sediments for regional geochemical exploration even if taken at the unusually low density of 1 sample/km². B-horizon soil samples from the nearest break of slope were collected in conjunction with stream sediment orientation studies. The minus 0.2 mm fraction of all samples was routinely analyzed for the total contents of 36 elements. The results for the indicator elements in the three test areas (Area 1: Cu; Area 2: Ag, As, Cu, Pb, Sb, Sn, Zn; Area 3: As, Cu) showed that break-of-slope soil samples more clearly indicate known mineralization than drainage geochemistry. In the soils, almost all elements showed a higher natural variability of the data with considerably higher metal contents. In mountaineous regions, each soil sample will have a clearly defined area of influence. The break of slope represents a site where clastically and hydromorphically dispersed elements are concentrated. It is concluded that soil samples can be used for regional exploration using low sampling densities in mountaineous areas. At the same time they will provide valuable information for other fields of science (e.g. agriculture, forestry, environmental sciences) and are thus superior to stream sediments.     

成都市生态环境地球化学特点

成都平原多目标地球化学调查表明，成都市区土壤Hg、Ag、Pb、Cu、Zn、Sb、P、S、Se、C、Sr、Mo、Na2O等13种元素和河流水系沉积物P、Hg、S、Zn、Pb、Cu、Mo等有机质、N、Cd、Cr等11种高含量元素，土壤中主要污染元素Hg、Pb、Zn、Cu的含量，在浅层样中较高，其污染状况市区内及工厂区比城郊严重，府河，南河的污染比沙河严重，但其污泥可以综合利用，研究表明，东部龙泉山区深层样丰富的农业有益元素为水果生长提供了有利条件。     

黄河下游山东段沿岸土壤中重金属元素异常的成因

山东省多目标区域地球化学调查发现,沿黄河两岸分布有As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Ni等重金属元素异常,这类异常衬度不大,并多沿河呈不连续分布。研究结果表明,异常区土壤重金属元素的含量与SiO2、Al2O3Fe2O3等常量组分间具有显著的相关性,多数微量重金属元素随SiO2含量的增加而降低,随Al2O3Fe2O3含量的增加而增加。根据常量组分与土壤质地的密切关系可以推断。土壤质地对重金属元素异常的形成具明显的控制作用。     

地表微量元素含量对环境及农业的影响

本文利用1:20万区域化探资料,研究了微量元素在土壤和水系沉积物中的分布,明确了元素含量在水系沉积物中基本能反映土壤中元素含量的变化趋势。通过研究微最元素含量分布对人体健康及农作物的影响,确定了Γ、Cu、Sn、MgO、Be、Mn、Ni、Sr、Cd等元素过剩或缺乏与地方病的关系,明确了Zn、Cu、Mo、P、K₂O、Mn等元素对农作物产量的影响。对区内与地球化学环境直接有关的疾病进行了预测。