采矿及相关活动对美国爱达荷州科伦达湖中沉积物微量元素地球化学…

１９８９年至１９９０年间，在爱达荷州科伦达湖中采集了１２组重力岩心样品和１５０个抓取的湖底沉积物样品，用于确定湖底沉积物中微量元素的浓度、分配以及表层和下部微量元素的分布模式。此外，从一个钻孔中选取副样分析放射性＾１３７Ｃｓ，用以开始确立该湖的向量元素地球化学演化史。     

河套平原杭锦后旗沉积物砷元素地球化学特征及其释放和富集机制

通过对典型区域剖面布设、环境地质钻探、现场取样、测试及数据分析，较详细地研究和分析了内蒙河套平原杭锦后旗沉积物中砷的地球化学特征及迁移释放机制。结果表明：杭锦后旗典型区沉积物中As的平均含量具有明显的分带性，且与沉积环境有密切相关，从盆地中心向盆地边缘逐渐增高，与Na、Cl元素的分布规律正好相反；沉积物中As含量与Sb、Fe、Mn、B、V含量正相关，与SiO₂含量呈负相关，反映了沉积物中As的富集与地层中少砂石的含铁锰黏性沉积物有关；研究还表明，As被大量释放到地下水中并造成地下水As含量超标的主要机制与河套平原浅湖洼的还原环境有关。     

湖泊沉积物中蛋白质和氨基酸的动态变化

测定了阿哈湖和百花湖沉积物孔隙水中蛋白质和氨基酸的含量。蛋白质含量分别在0．32－1．71mg/ml和0．22－1．38mg/ml之间，氨基酸含量分别在1．15－5．01μg/ml（以含N量计）和1．41－4．16μg/ml之间。两湖沉积物氨基酸含量逐渐增高，表明扩散作用的存在。随着时间的推移，蛋白质在沉积物各层中得到了很好的保存，说明它的分解比较有限。沉积物孔隙水中氨基酸含量和微生物活动有关，氨基酸在27cm以后的阿哈湖沉积物中明显积累，可能指示微生物活动的减弱。     

1200年来湖光岩玛珥湖高分辨率元素地球化学记录

本文运用同步辐射X射线荧光光谱原位微区分析方法对湖光岩玛珥湖湖泊沉积物进行了分析,以核素测年(137Cs、210Pb和AMS 14C)数据为时间标尺,获得了1200年来Ti、Fe、Cu、Zn、Rb和Br等元素含量的高分辨率数据.Br元素含量与当地气象记录降水量变化大致呈正相关,可能说明区域降水是Br元素含量变化的主要影响因素.对1200年来Br元素含量的谱分析结果表明,Br元素含量变化的准周期分别为:1.5a、1.9～2.0a、2.1～2.6a、2.9～3.0a、374～442a和221～256a.其中,年际准周期变化可能与厄尔尼诺相关,而百年尺度的变化可能与太阳活动有关.从Ti元素含量与器测数据对比来看,Ti元素含量较高的时期也对应于降水量较大的时段,降水增加可能有利于碎屑物的搬运,但植被覆盖度、粒度效应等因素对沉积物中Ti元素存在正-负反馈机制.     

湘江入湖河段沉积物主元素组成对重金属污染的指示

本次工作利用X射线荧光(XRF)和电感耦合等离子质谱(ICP-MS)分析技术,对湘江人湖河段沉积物进行主元素和重金属元素分析.结果表明,湘江入湖沉积物中主元素含量变化相对稳定,沉积物具有明显亏CaO、Na2O,而富MnO、A12O3的化学组成特征.其化学组成和风化蚀变特征(蚀变指数CIA值大于78)指示流域上游花岗岩为沉积物提供了主要的物源.主元素揭示的沉积物矿物组成主要包括A12O3表征的细粒黏土矿物类和SiO2、Na2O表征的粗粒碎屑矿物类两部分.沉积物中重金属元素含量变化大,重金属综合富集指数EI值自湾河WH (EI=4.7、14.2)向湘阴XY (6.6、5.6)再向屈原农场QN沉积柱(18.4)趋于增大,重金属污染程度自上游向下游趋于增强.重金属污染程度主要与以A12O3为代表的Ⅰ类元素呈正相关关系.预示重金属污染主要与黏土矿物、铁锰氧化物、有机质、及磷灰石等副矿物相关.其中Bi、Pb、Mn、T1等重金属污染更趋于在黏土矿物、锰氧化物、有机质等矿物相中增强,Cd污染可能主要与铁锰氧化物、有机质等有关,U污染则主要与铁氧化物矿物有关,而Cu、Sb污染主要与有机质关系密切.不同的矿物相可能引起不同种类的重金属污染.     

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。     

多金属结核的沉积物地球化学场

远洋沉积物是多金属结核赖以生长的场所，本文系统地研究了沉积物中主要成矿元素水成组分在不同地球化学场和不同沉积阶段的地球化学特征，以及水成组分的含量比与成矿作用的相互关系。研究表明，Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ都是一些比较活泼的元素，它们共处于多金属结核、沉积物和大洋水的统一体系中，当结核形成时，Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ在结核与沉积物中的含量呈负相关，而Ｃｏ含量呈正相关。研究区东部结核以富含Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ贫Ｆｅ、Ｃｏ为特征，其伴生沉积物相对贫Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｏ，而富Ｆｅ，可称之为贫化的地球化学场。研究区西部结核富含Ｆｅ、Ｃｏ而贫Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ，其伴生沉积物则相应贫Ｆｅ，而富Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、和Ｃｏ，可称之为富化的地球化学场。可以看出，贫化的沉积物地球化学场，恰恰是寻找富矿结核的最佳场所。早中新世以来的沉积物，根据水成组分的含量或含量比，也可相应于结核的形成分为三大沉积阶段，其中的第Ⅱ阶段具有贫化的地球化学特征，是多金属结核形成的最有利时期     

深海沉积物中碲异常的成因

碲在地球上是一种稀有分散元素，碲在地壳中的丰度很低，仅为1.0ng/g；但碲在富钴结壳、海底多金属结核、党海沉积物和陨石中的丰度异常高。为了查明深海沉积物中碲异常的原因，笔者对比分析了深海沉积物中磁性部分与全岩的碲含量和氦同位素组成。结果显示磁性部分的He含量和3He/4He比值及Te含量较全岩的值明显偏高；3He含量与Te含量同步变化；在3He－Te关系图上，二者具明显的正相关关系。本文首次提出深海沉积物中的碲异常与氦同位素异常一样可能是由宇宙尘注入引起的；海底多金属结核和富钴结壳中的碲异常可能也与宇尘有关。     

青海湖沉积物中的粘土矿物

本文对青海湖沉积物中的粘土矿物和沉积环境进行了初步研究。沉积物的粒度成分一般以粉砂级为主,湖周沉积物较粗,湖内沉积物较细。湖中粘土矿物以伊利石-绿泥石为主,含少量蒙脱石和高岭石等。沉积物表层未见蒙脱石,粘土中Al₂O₃、K₂O和MgO的相对百分含量的特征与海粘土的化学成分特征相似。     

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、K_2O、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。     

长江中下游不同类型湖泊沉积物营养盐 蓄积变化过程及其原因分析*

在长江中下游的洪湖、太湖、巢湖采集了沉积柱样,测定了总有机碳、总氮、磷,并采用²¹⁰ Pb和¹³⁷ Cs定年。洪湖1950年以来沉积物中营养元素急剧增加,巢湖在20世纪70年代以来营养元素开始增加,而在太湖中则为80年代。结果表明草型湖中有机质增加比藻型湖迅速,洪湖湖泊沉积物有机质迅速增加与围垦活动开始时间一致。沉积物中总磷的变化不如总有机碳、总氮的变化规律性明显。洪湖两钻孔总磷背景值为0.7~0.8g/kg,太湖钻孔其总磷本底为0.6g/kg,梅梁湾大量钻孔表明总磷本底在0.5g/kg;巢湖的则更低。对比湖泊类型来看,目前为藻型湖的沉积本底磷偏低,而目前为草型湖的沉积本底磷偏高,这可能与不同生态类型湖泊营养元素的生物地球化学循环与积累的方式有关。     

湛江湖光岩玛珥湖中长链烷基二醇类化合物的检出及可能的环境意义

通过对湛江湖光岩玛珥湖现代环境介质(水体和表层沉积物)中的长链烷基二醇类化合物的定性和定量分析,检测出了一系列的长链烷基二醇化合物,包括1,13-C28、1,13-C30、1,14-C30、1,15-C30和1,15-C32.表层水体中1,14-C30相对含量最高,中层水体中1,15-C30相对含量最高,而底层水体中1,13-C30相对含量最高.推测1,14-C30主要来源于硅藻,但也不排除异鞭藻来源.1,13-C28可能同时具有黄绿藻和硅藻来源.1,13-C30、1,15-C30和1,15-C32长链化合物主要来源于黄绿藻(Eustigmatophytes),但也存在其他藻类来源.表层沉积物中长链烷基二醇化合物的分布与中层水体颗粒物各二醇类化合物的分布相似,表明湖光岩玛珥湖沉积物中长链烷基二醇类化合物主要来源于浮游藻类.湖泊水体颗粒物中二醇指数(DIX)同实测的湖泊水体温度具有很强的线性相关性,而表层沉积物中DIX一致,表明湖光岩玛珥湖中二醇指数能够用来作为水体温度的替代性指标.此研究结果为长链烷基二醇类化合物在湖泊古环境重建应用中提供了现代过程证据.     

淡水湖泊沉积物中有机硫的固定作用及C／S比值的意义

本文通过取自阿尔卑斯山边湖泊（苏黎世湖和日内瓦湖）的两个沉积柱的对比分析，阐明了硫在淡水沉积物中的固着途径。尽管这两个湖泊中湖水硫酸盐浓度相差三位以上，但固定在沉积物中的硫含量是相等的。沉积硫的最大深度达１％（干重），与现代近海岸相沉积物的硫含量相似。也表现在Ｃ有机／Ｓ总比值上，该比值较低，为２．５－８。对硫储体的分析表明，有机硫化合物是沉积硫的主要成分，在苏黎世湖和日内瓦湖中分别占总数的８０％和     

青海尕斯库勒盐湖沉积物孢粉组合特征与铀分布关系初探

以青海省柴达木盆地西部尕斯库勒盐湖干盐滩ZK06钻孔岩芯为研究对象,结合孢粉、年代学和铀含量数据,探讨了盐湖沉积物中铀分布与古气候变化的关系.研究表明,自280 ka以来,尕斯库勒盐湖经历6次成盐期和6次淡化期;植被演化趋势为疏林草原—灌丛草原—荒漠草原;气候由凉略湿逐渐变为冷干.盐湖沉积物中铀含量与孢粉总浓度、灌木浓度、蒿属浓度呈明显正相关;与草本植物浓度呈正相关.孢粉带内沉积物的铀含量比成盐期高得多,平均铀含量为成盐期的3倍.孢粉组合特征可能为研究铀及其他元素在盐湖沉积物中的影响因素提供一些古植物和古气候条件证据.     

深海沉积物中的碲异常

碲在地球上是一种稀有分散元素,碲在地壳中的丰度很低,仅为1.0ng/g;但碲在富钴结壳、海底多金属结核、深海沉积物和陨石中的丰度异常高。为了查明深海沉积物中碲异常的原因,我们对比分析了深海沉积物中磁性部分与全岩的碲含量和氦同位素组成。结果显示磁性部分的He含量和3He/4He比值及Te含量较全岩的值明显偏高;3He含量与Te含量同步变化;在3He-Te关系图上,二者具明显的正相关关系。首次提出深海沉积物中的碲异常与氦同位素异常一样可能是由宇宙尘注入引起的;海底多金属结核和富钴结壳中的碲异常可能也与宇宙尘有关。深海沉积物中的碲异…     

洪泽湖流域沉积物重金属元素的环境记录分析*

以淮河中下游洪泽湖湖底沉积物为研究载体,将放射性核素计年与沉积物重金属元素含量变化分析相结合,初步探讨了近百年来洪泽湖湖底重金属元素变化特征及人类活动对湖泊环境的影响。结果表明: 20世纪50年代初以前,洪泽湖沉积物中重金属元素主要为自然沉积,元素含量具有一致的变化趋势; \{1950~\}1978年,特别是1952年后各元素含量开始小幅度上升, Pb,Zn,As等元素均出现较为明显的累积峰值。原因在于1953年洪泽湖下游三河闸水利工程的修建,使部分重金属重新溶出吸附,导致沉积物中重金属元素含量发生波动,另一方面也反映出当时洪泽湖已经受到流域重金属的污染; \{1979~\}1989年间, Hg元素含量开始逐渐增加上升,系自然来源、人类污染及生物累积效应的影响; \{1990~\}2001年,大规模城乡开发活动对环境污染影响加剧,所有重金属元素均呈现逐渐增加的趋势,尤其在表层达到最高值,此阶段Hg和Cd的上升幅度较大,Hg元素平均含量为0.21ppm,Cd元素平均含量2.36ppm,超过土壤环境质量重金属评价三级标准。洪泽湖水体中Hg元素含量的上升,Cd元素含量的严重超标及其引起的生态效应问题应引起高度重视。     

洞庭湖沉积物重金属环境地球化学

对洞庭湖沉积物样进行了Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Ni、As和Hg等8种元素含量分析.结果显示,洞庭湖沉积物中重金属污染物主要是Cd和Hg,其次是Pb、Zn、As和Cu;Cd平均含量达到2.7mg/kg,是国家土壤环境质量三级标准(1.0mg/kg)的近3倍;Cu、Pb、Zn、As和Hg平均含量分别为51.3mg/kg、52.8mg/kg、140mg/kg、22.5mg/kg和0.22mg/kg,均超过国家土壤环境质量一级标准.运用地累积指数法对其污染程度进行了评价,认为重金属污染最严重的湖区是东洞庭湖的鹿角至城陵矶湖区(段),污染物可能主要来源于湘江流域;各子湖区(段)重金属综合污染状况评价结果是:东洞庭湖＞大通湖＞横岭湖＞万子湖＞西洞庭湖＞采桑湖.入湖各河口区沉积物重金属含量与历史资料的对比表明,8种重金属含量均有较高程度的富集,反映近年来洞庭湖流域内重金属污染有增加的趋势.     

福建近岸浅海沉积物元素丰度及含量变化特征

通过福建省沿海经济带生态地球化学调查,在福建近岸浅海区域共采集479件沉积物样品,分析测试了52种化学元素以及pH值和有机碳等指标。总结了该区域浅海沉积物化学元素的丰度、含量变化及其区域分布,并分不同沉积物类型统计有害元素的污染起始值。福建近岸浅海沉积物与中国浅海沉积物对比,大部分元素的含量高于中国浅海沉积物,含量变化基本遵循“元素的粒度控制律”,除Si元素相反外,Al、Fe、Cu、Co、Ni等绝大多数元素的含量随沉积物粒度变细（砂→粉砂→泥）而升高,有些元素在泥质沉积物中的含量常高出砂质的数倍;其高值、高背景区的区域分布也总是与细粒沉积物有关,而低值、低背景区则明显地与砂质沉积物的分布相关。     

南四湖及主要入湖河流沉积物中磷的赋存形态研究

应用沉积物磷形态SMT提取方法,分析了南四湖及主要入湖河流丰水季节表层沉积物、独山湖及微山湖区沉积岩芯中磷的含量及形态组成变化,研究了磷的埋藏演化过程与人为污染特征.结果表明,老运河表层沉积物中磷的含量最高,为13068.3 mg/kg,以OP及NaOH-P为主,其富集系数分别为6.5和9.0,主要是与来自济宁市的废水污染有关.其余表层沉积物以HCl-P为主;受人为污染的影响,NaOH-P、OP产生一定程度的富集,其富集系数分别为1.0.3.7、1.3～6.0;部分沉积物中高含量的有机质加重了OP的富集.独山湖及微山湖沉积岩芯中以HCl-P和OP为主;20世纪60年代末期以来,随着湖泊生产力的提高及早期成岩过程中有机质的矿化分解,独山湖及微山湖沉积岩芯中TOC含量自下而上呈指数增加,这也导致了沉积物中OP的增加;独山湖及微山湖沉积岩芯6～0 cm和5～0 cm较高的OP及NaOH-P含量,指示了20世纪80年代中期以来磷的人为污染过程.     

长江中游网湖沉积物重金属元素变化特征分析

在放射性核素¹³⁷Cs和²¹⁰Pb精确计年的基础上,建立了长江中游网湖近代沉积物年代序列。通过对沉积物中金属元素含量和粒度的测定,结合相关的文献资料,分析了100多年来网湖沉积物中重金属元素的垂直分布特征、物源变化,以及自然因素和人类活动对其的影响,最后采用地累积指数法和潜在生态危害指数法进行了重金属污染评价。研究结果表明：  20世纪50年代以前,人类活动对重金属元素沉积影响不大,重金属元素含量低于或接近参考的背景值,主要表现为自然沉积。其中1920～1950年间,流域高频率的洪灾使网湖沉积物中粘土物质减少,战乱和血吸虫病造成阳新县工农业生产衰退,人口急剧下降,受此影响沉积物中重金属含量出现了一段低谷。50年代以后,随着人口的增长、经济的速猛发展,尤其是矿产开发和大规模的水利工程建设,流域水土流失加重,大量陆源物质进入湖泊,使Cu,Ti,Mn,Zn,Co,Fe和Pb含量增加。重金属污染评价结果表明：  100多年来网湖总体上污染较轻,主要污染元素为Pb;   Cu和Zn在60年代后出现轻度污染;   Mn在沉积物表层出现轻度污染。目前,网湖RI=40.83,生态风险较小,但作为水生生物的养殖基地,中国重要的湿地保护区,其重金属污染问题应引起有关方面的关注,以防患于未然。