成都经济区As等元素大气干湿沉降通量及来源研究

2004年8月—2005年8月在四川省成都、德阳等6万km2的农田区进行了为期一年的大气样品采集,共采集干、湿沉降样品28件,分别测试干、湿沉降中B、Mo、Mn、Zn、As、Cd、Hg、Pb、K、Ca、Na和Mg元素含量,计算获得各元素的年沉降通量;其中4种有害元素年沉降通量平均值分别为As2.77mg.m-2.a-1、Cd1.77mg.m-2.a-1、Hg0.10mg.m-2.a-1、Pb45.95mg.m-2.a-1。应用主成分分析对大气干湿沉降中各元素进行区分,取得了相当好的结果。其中第一主成分为Hg、Pb、Zn、Cd、Mo和As;第二主成分为K、Mg、Na、Mn和B;第三主成分为Ca。主成分对原始变量解释度达到94.88%,第一主成分说明Hg、Pb、Zn、Cd、Mo和As是影响大气质量的主要因素。将各干湿沉降接收点元素沉降通量与相应点位土壤元素含量进行相关分析表明,Pb、Hg在两种介质中相关性显著,说明土壤中Pb、Hg积累与大气干湿沉降具有密切关系,其他元素来源则更为复杂。通过不同地区重金属元素沉降通量的比较发现,各地区元素沉降通量差异明显,其中成都和德阳两地As、Cd、Hg、Pb沉降量显著较高,说明沉降中污染元素来源与不同地区工矿企业类型和数量有关。     

安徽旌德-宁国地区大气干湿沉降地球化学特征及评价研究

以安徽旌德-宁国地区大气干湿沉降物为研究对象,共采集6处干湿沉降物样品24件,对大气干湿沉降元素含量特征、通量特征进行对比分析,对干湿沉降元素含量及分布特征加以统计研究,并开展大气干湿沉降环境地球化学评价.结果显示：1）大气干湿沉降元素主要以矿物相形式存在或吸附在固体颗粒上,且受周边环境影响;2）干沉降中Cd、Se的高含量会对研究区土壤污染造成较大影响,湿沉降中部分样点pH超灌溉水水质标准,所有点均达到地表水Ⅱ类环境质量标准;3）区内重金属元素年沉降通量密度为,As年沉降通量低,Hg、Ni、Pb、Cr、Cu、Cd偏低,Zn偏高;4）大气干湿沉降重金属元素通量一般表现为丘陵山区小于城镇及工矿区,主要受燃煤燃烧、尾气排放及人为活动等影响;5）大气干湿沉降物环境地球化学单指标和综合指标评价结果均为一等.     

大庆市大气干湿沉降重金属元素通量及来源

大庆市是我国最大的陆上油田和重要的石油化工基地,开展重金属沉降通量及来源研究对于评估土壤重金属的来源及人类活动对土壤环境的影响具有重要意义。于2008年4月至次年4月采用被动采样技术共收集大气干湿沉降样品17份,配套土壤17份。通过AFS-230E原子荧光光度计法和ICP-AES全谱直读电感耦合等离子发射光谱法测试与分析了样品中的重金属含量,计算了沉降通量和富集因子。元素沉降通量与配套土壤的相关分析结果表明:Hg、Cd、As、Cr、Ni、Pb的沉降通量较低,而主要来源于人为污染源的Zn、Pb、As、Cd表现出较强或极强度的富集;土壤Zn、Cd的积累与大气沉降之间具有显著的相关关系。其他元素来源较为复杂,不同地区元素沉降通量之间差异显著。沉降量主要与城市地理位置、气候条件、人口数、工业结构、城市化水平等因素有关。     

南京沿江地区大气干湿沉降对农用地土壤重金属含量的影响

为查明大气干湿沉降对农用地土壤环境的影响大小,通过估算干湿沉降通量、计算并分析重金属元素含量及其变化率,探讨了南京沿江地区干湿沉降中8种重金属元素输入对农田土壤重金属累积的影响。结果表明：干湿沉降物中重金属元素含量明显高于周边土壤的重金属元素为Cd,干沉降中的Cd平均含量达0.84 mg/kg,是农用地土壤污染筛选值的2.8倍;As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的年沉降通量平均值分别为12.1、1.60、89.1、47.9、0.092、46.6、36.6、116 g/(hm²·a);大气干湿沉降物对土壤影响最显著的重金属元素为Cd,大气干湿沉降1年后的增量为5.33 ng/g,年变化率达1.38%,表明大气沉降物为研究区农田土壤中重金属Cd的重要来源之一。     

长春市城区大气湿沉降中重金属及pH值调查

为弄清长春市城区大气降水pH值及重金属湿沉降状况,于2006年8月-2007年7月在3个采样点分4季系统收集了大气降水样品12件,采用全谱直读电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)分析了As、Cd、Cu、Pb、Zn、Cr,采用原子荧光光度法(AFS)分析了Hg.结果表明:长春市大气降水年平均pH值为6.43,总体上为中性雨;降水中重金属质量浓度较低,Hg、Cr、Cu、Zn、As、Pb、Cd分别为0.042、3.59、9.25、148.6、18.44、21.71、0.933 μg/L,且受气象条件(如气温、风速、相对湿度等)影响明显,同时随区域的不同而略有差异.总体而言,除Cr外,各重金属元素质量浓度在春冬季明显高于夏秋季,汽车厂附近区域大气降水中重金属质量浓度最低.经估算,As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb和Zn湿沉降通量分别为2.13、0.21、1.70、3.74、0.019、6.82、65.78 mg/(m2·a),且主要集中在3-9月.     

浙东沿海某地区大气干湿沉降对土壤重金属 元素含量的影响

基于对浙东沿海某典型固废拆解区重金属元素大气干湿沉降特征的研究,探讨了重金属元素干湿沉降输入对土壤环境的影响。结果表明,研究区露天焚烧等不规范的固废拆解行为造成大气质量恶化,对土地质量造成严重的负面影响。区内干、湿沉降中Cd、Cu、Pb、Zn、Ni等重金属元素的含量均远高于浙江省干、湿沉降平均值和其它相关标准值,并且其年沉降通量在省内居高,尤其是Cu、Zn两种元素每年每平方百米沉降通量分别达7108g、11420g。研究显示,大气沉降能大大增加研究区土壤重金属元素的含量水平,Cu、Zn、Cd、Pb平均年增加量分别达3426ng/g、5819ng/g、6.50ng/g、582ng/g,并且年增加率较大,Pb、Cu、Zn等重金属元素的年增加率达0.5%以上。     

太原盆地农田区大气降尘对土壤重金属元素 累积的影响及其来源探讨

通过研究太原盆地大气干湿沉降中重金属元素的含量分布特征及年输入通量,讨论其对土壤中重金属元素累积的影响。同时采用富集因子法探讨降尘物质的来源。研究结果表明,降尘中重金属元素As、Cd主要来源于人为活动,Pb的来源可能是人为源和自然源。而Hg则主要来源于自然源。     

河北省南部平原区大气降尘来源及分布特征

从2007年11月到2008年11月,采用被动方式在河北省南部平原区域采集了48个点的大气沉降样品,分析了Al、K、Ca、Cr、Cd、Pb、Se、Mo、I、F、S等21种元素的含量。在计算了各元素之间相关性和富集因子的基础上,得出河北南部平原区大气降尘的物质来源以土壤颗粒物为主,在此基础上叠加了燃煤污染。大气降尘输入通量的结果表明,河北省南部平原区的大气质量明显低于北京平原区。省内对比表明,沧州地区绝大多数元素输入通量最大,而邯郸地区最低,省会石家庄以燃煤元素(Cd、Hg、Mo、Se)的输入通量最大为特征。     

广西中东部9县区农田土壤Se输入通量研究

对广西中东部9县区农田土壤中Se的输入通量进行了初步研究,确定大气干湿沉降是Se的主要输入途径。研究区大气干湿沉降通量平均值为6.36 g/(hm~2·a),灌溉水输入通量次之,施肥输入通量明显较低,三者对土壤Se输入的贡献率分别为70.93%、27.35%和1.72%,其中不同县区三者比例略有不同,但大气干湿沉降贡献比例大部分在50%以上。因此,大气干湿沉降是研究区Se的主要输入途径。研究区Se输入通量与进入农田土壤的As、Cd、Cr~(6+)、Hg、Pb 5种重金属元素总量在各地区间的差异以及三种输入途径所占比例方面表现基本一致,说明外源输入在带入有益元素Se的同时也带入了一定量的重金属元素,因此要严格预防和控制外源输入造成的土壤重金属污染。     

成都经济区农业生态系统土壤镉通量研究

以四川成都经济区农业生态系统中的重金属Cd为对象,对其在土壤中的输入输出通量进行初步探索。综合各方面的因素,确定以大气干湿沉降、灌溉水、化肥为输入途径和农作物为输出途径进行研究。经过计算,经济区大气干湿沉降通量平均值为17.76g/hm2·a,灌溉水和化肥通量明显较低,三者对土壤Cd污染的贡献率分别为86%、10%和4%。对于6个不同的地区,三者比例略有差别,大气干湿沉降所占比例最高达94%,最低也达到了77%。Cd通过农作物收割输出的量相对较小。土壤Cd年净增量主要受大气干湿沉降的制约,因此大气环境质量应是重点监控的对象。以耕作土体为研究介质,经估算,当前的Cd年平均通量可引起土壤Cd的质量分数升高0.006mg/kg。     

囊谦古近纪盆地砂岩地球化学特征及其对物源和沉积环境的指示作用

砂岩地球化学特征对物质来源、古气候和沉积环境具有十分重要的示踪和指示作用。通过分析砂岩的微量元素和稀土元素含量的变化,研究了囊谦盆地沉积环境、古气候及物源特征。结果表明:囊谦古近纪盆地的古环境为气候干旱炎热、氧化环境;微量元素中的深源元素低于地壳粘土岩中的平均值,说明物源为陆源物质,而陆源元素则与地壳粘土岩中的平均值相当,反映沉积速度快;砂岩的REE北美页岩和球粒陨石标准化配分模式表现出轻稀土元素富集、重稀土元素亏损但变化平缓,反映典型的沉积成因特征;Th/Sc、Th/U、La/Th元素比值和La/Sc-Co/Th、Th-Hf-Co、La/Yb-∑REE以及砂岩函数判别图解显示囊谦古近纪盆地碎屑岩物源具有多样性,主要来自于上地壳长英质源区,源岩可能为沉积岩、酸性火山岩和拉斑玄武岩的混合。     

华北地台南缘中元古代官道口群热水沉积硅质岩的地球化学特征

在简要介绍了硅质岩基本地质特征的基础上，详细讨论了该套硅质岩的常量元素、微量元素以及氧同位素化学成分及组成．研究表明，该套硅质岩富集了与热水成因有关的Ａｇ、Ａｓ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｂ、Ｓｂ等微量元素和ＣａＯ、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３等氧化物中常量元素，贫化了ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｎＯ等氧化物中的常量元素．氧同位素组成及利用氧同位素估算的硅质岩的形成温度，均反映了热水沉积成因的特点     

重庆芙蓉洞滴水现代次生化学沉积物沉积速率与元素特征

为了探讨芙蓉洞现代沉积物沉积速率和微量元素 (Mg,Sr) 的变化特征、控制机制以及气候环境指示意义,于2010年11月到2013年11月对芙蓉洞5个滴水点进行连续现场监测,并采集现代沉积物样品进行沉积速率计算和微量元素测定。结果显示:(1) 芙蓉洞5个滴水点的现代沉积物沉积速率与滴量、pH、Ca2+浓度以及PCO2等指标的关系表现出多样性。 其中MP4和MP5的沉积速率均与滴量呈正相关 (r=0.75, n=11, p<0.01; r=0.63, n=11, p<0.05),两个滴水点的沉积速率整体表现出雨季高、旱季低的变化规律,表明MP4和 MP5的沉积作用主要发生在雨季,其沉积速率的变化可以对季节性干湿度变化做出响应。(2) 2012-2013年年降水量明显增加,在稀释作用、水岩作用以及植物对元素差异性吸收作用的影响下,各滴水点现代沉积物整体呈现出Mg浓度减小而Sr浓度增大的趋势,Mg/Ca和Sr/Ca比值呈反相关关系,它们响应了年际尺度上降水量增加的气候信息。      

铜陵市大气降尘中Cd元素污染特征及其对土壤的影响

为了评价有色金属矿山城市大气降尘中重金属元素的污染状况、来源及其对土壤重金属累积的影响,分析测试了铜陵市大气降尘样品中Cd元素的含量.分析结果表明,降尘样品中Cd元素的平均含量为16.44/μg/g,明显高于安徽省江淮流域多目标调查中铜陵土壤Cd元素的平均含量;降尘中Cd元素含量较高的样品出现在矿山和冶炼厂附近.用富集...     

吉林省西部地区大气干湿沉降元素通量及来源

通过检测吉林省西部地区大气干湿沉降中各元素含量,追踪其可能来源,探讨影响吉林西部大气环境质量的主要因素。在吉林省西部均匀布置大气干湿沉降采集点共55个,采样密度为15 个/万km²。样品的检测在国土资源部长春矿产资源监督检测中心进行。采用主成分分析和富集因子法对结果进行分析。吉林省西部大气中常量元素Al、Ca、Fe、K、Mg、Na以及N、C元素均表现出较高的沉降通量,采样点湿样部分与干样部分元素平均沉降通量及比值显示,所有元素均为沉淀部分大于溶解部分;各元素富集因子均值和主成分分析结果显示,影响大气综合质量评价的主要因子F₁（F、Ni、Mo、Co、Cr、Cu、Mn、Zn、P、Hg、Ca、Fe、Mg）中除Zn外,其余元素的富集因子均接近1或远小于1,说明大气中的这些元素主要输入源为自然源或是自然界中沙土、岩石风化的尘埃。影响大气综合质量评价的次要因子F₂（U、Th、Pb、C、As、Al、K、Na、B、N）中的各元素除U、Th、K、Na来源于自然源外,其余元素主要来源为人为源或受人为污染的可能性大。各元素主要以固态形式存在于大气沉降样品中。来自于自然源或自然界中沙土、岩石风化的尘埃是影响吉林省西部大气质量的主要原因,人为污染是次要原因。     

Quantification of the dry aeolian deposition of dust on horizontal surfaces: an experimental comparison of theory and measurements

Eight techniques to quantify the deposition of aeolian dust on horizontal surfaces were tested in a wind tunnel. The tests included three theoretical techniques and five measurement techniques. The theoretical techniques investigated were: the gradient technique, the inferential technique without grain-shape correction, and the inferential technique corrected for grain shape. The measuring techniques included the following surrogate surfaces: a water surface, a glass surface, a metal surface, a vertical array of metal plates, and an inverted frisbee filled with glass marbles. The efficiency of the techniques was investigated for the sediment as a whole (all grain sizes together) as well as for a large number of grain sizes extending from 1 to 104 μm. The surrogate surfaces showed more or less comparable catch efficiencies, although the water surface nearly always caught the highest quantities of dust and the marble-filled frisbee and the vertical array of metal plates the lowest quantities of dust. The dust fluxes calculated by theoretical methods were markedly different from those obtained by direct measurements. The fluxes calculated by the inferential technique approximated those of the direct measurements only for grain sizes between 30 and 40 μm. For smaller and coarser grains, deviations from the measured fluxes were high. The gradient method, in its turn, provided extremely low calculated fluxes for grains in all size classes investigated. The latter technique was not considered very reliable for the dust used in the tests.     

Coal-derived rates of atmospheric dust deposition during the Jurassic-Cretaceous greenhouse periods

The study of dust deposition records in geological history is of great significance to the study of paleoclimate evolution during deep periods. Because dust can directly influence the biochemical processes and climate evolution of the Earth. However, the absence of quantitative data on dust limits the systematic and comprehensive study of paleoclimate evolution during deep periods. Prior to the Quaternary period, most quantitative studies on atmospheric dust have focused on the Permian era. However, in the entire Mesozoic era, there are still no quantitative data available on atmospheric dust deposition rates. We utilized the average concentration of inorganic matter in coal from the Jurassic and Cretaceous periods to depict the dust concentration and corresponding dust deposition rate in the atmospheric system during these periods. We also conducted a correlation analysis using the distribution of arid source areas. The results show that the values of ash concentration and dust deposition rates are higher near the arid provenance and lower far away from it. Furthermore, in this study, we have compared the latitudinal variation gradient of dust deposition rates under the icehouse and greenhouse climates by using the end of the Permian and Quaternary as representatives of icehouse climate and the Jurassic and Cretaceous periods as representatives of the greenhouse climate. Our findings indicate that there is a higher ash concentration, dust deposition rate, and dust deposition rate variation gradient in the air under the icehouse climate, while there is a lower ash concentration, dust deposition rate, and dust deposition rate gradient in the air under the greenhouse climate. We have also discussed the dust sources during the Mesozoic period, as well as the differences in ash data under greenhouse and icehouse conditions. This provides a strong basis for studying the atmospheric environment after the modern climate entered the ice age.