中国东部主要入海河流As元素分布、来源及影响因素分析

为查明中国河流中As等重金属元素的分布规律,于2007—2008年分丰水期和枯水期对中国东部30余条入海河流水体、悬浮物统一进行采样分析。结果表明:东部河流中As元素溶解态含量均值为3.1μg/L,同世界河流相比,明显偏高;且频率分布直方图具有多个峰值,反映出明显的人为污染。利用富集系数的研究表明,悬浮物同样受到较明显的人为污染。As在河水中的迁移形式以溶解态为主,pH值和温度对As的迁移形式有明显影响。流域内岩石类型对河流中As含量影响显著,火山岩、火山碎屑岩类广泛分布的流域河水中As含量明显偏高,花岗岩及中、深变质岩广泛分布的流域河流中As含量则偏小。利用生活、工业污水作为As元素人为来源端元,对海河、黄河、长江、珠江等河流人为源进行了估算,分别为46.7%、18.7%、13.5%、8.3%。     

长江水系河水主要离子化学特征

2007年夏季采集了长江从上游沱沱河至入海口的干流原水样品36个,长江各主要支流水样品40个,分析了江水Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO3-、SO42-、Cl-离子含量及溶解性SiO2等溶质成分。结果显示,长江流域水系离子化学组成主要受碳酸盐和蒸发岩风化控制,长江上游水离子化学呈现阳离子以K+和Na+为主,阴离子以Cl-和SO42-为主的蒸发岩类风化控制特征,但随着采样点位下移,离子含量逐渐呈现阳离子以Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主的逐渐向碳酸盐风化过渡的特征;从时间变化上看,与20世纪50年代至1990年长江水离子化学数据相比,以Na+、K+、SO42-和Cl-为代表的所有阴阳离子均有明显增加;从通量上看,洞庭湖和鄱阳湖是长江离子两个最大的输入源,除洞庭湖和鄱阳湖外的其他长江各大支流中,岷江是长江Na+、K+、Ca2+、Mg2+、F-和HCO3-的最大输入源,嘉陵江是SO24-和溶解性SiO2的最大输入源;在几大世界河流中,长江是对海洋Mg2+、SO24-和Cl-的输入通量最大的河流,Ca2+和HCO3-通量仅次于亚马逊河。     

成都平原农田区土壤重金属元素环境基准值初步研究

土壤重金属污染已成为制约人类社会发展及危害人类健康的重要因素,制定土壤重金属元素的环境基准值对控制土壤重金属污染及保护生态安全具有重要意义。以成都平原农田区为例,以保护地下水安全为目的,以室内模拟淋溶实验为手段,尝试性地计算了研究区不同类型土壤重金属元素的环境基准值。研究结果表明:(1)不同类型土壤各元素在土壤—水间的分配系数差异较大;(2)不同类型土壤Hg和Cd环境基准值差异不大,Hg环境基准值平均为0.3μg/g,Cd的变化范围为0.3～0.5μg/g;As和Pb环境基准值差异较大,As的变化范围为18～24μg/g;Pb的变化范围为24～41μg/g;(3)研究区土壤基本处于保护饮用水的安全范围之内,但黄壤中Pb、紫色土中Cd和Pb、棕壤中Hg和Pb具有潜在的影响地下水安全的生态风险。这对研究区进行风险评估具有重要的参考价值。     

北秦岭晚古生代—中生代花岗岩类的Nd.Sr.Pb同位素地球化学特征及Nd.Sr

北秦岭晚古生代—晚中生代花岗岩类的Ｎｄ，Ｓｒ同位素研究表明：具低放射成因Ｐｂ同位素组成的花岗质岩基主要是南秦岭基底变质岩深熔的产物；而具高放射成因Ｐｂ同位素组成的原地、半原地型花岗岩类是北秦岭丹凤群有关岩石深熔和交代作用形成的产物．它们都可分为Ｉ型和Ｓ型，并可同时共存，岩浆源区中都有基性岩石物质的加入，其区别是基性岩类物质对Ｉ型花岗岩类的贡献分数较大，具有较小的亏损地幔模式年龄；由于岩浆源区中不同物质组成的混合，花岗岩类的亏损地幔模式年龄并不代表真实的壳幔分异事件的年龄．从新元古代到晚中生代，Ｉ型花岗岩类的ｄ（ｔ）和ＴＤＭ具逐渐变小的趋势，反映了地壳中基性岩石物质发生深熔作用的时间逐渐变晚，而Ｓ型花岗岩类的ｄ（ｔ）增大，ＴＤＭ变小，反映了基性岩石物质加入比例的增大，暗示着碰撞作用阶段具更加强烈的岩浆作用     

农业生态地球化学评价系统设计与实现

随着农业生态地球化学调查与评价工作的全面展开,海量数据随之产生,但目前尚没有得到广泛应用或认可的评价系统.笔者在对农业生态地球化学评价系统详细设计的基础上,选用国产流行的GIS软件(MapGIS6.7)为工作平台,完成了评价系统软件的二次开发,进行了土壤生态地球化学评价,介绍了评价所需要的软、硬件配置条件和选择方法,探讨了在评价过程中,实现图形输人、筛选因子、确定权重、计算评价属性值、形成评价图和进行空间属性分析等的基本技术要点和工作流程,该系统主要包括:数据库(实测数据、图形数据),评价系统,属性统计和查询系统.     

东北平原土壤有机碳分布与变化趋势研究

在多目标区域地球化学调查基础上,采用"单位土壤碳量"方法计算土壤碳储量,显示东北平原(约23万km2)土壤有机碳总体分布:表层(0～0.2m)土壤有机碳为768.07Mt,碳密度为3327.8t/km2;中层(0～1.0m)为2978.41Mt,碳密度为12904.7t/km2;深层(0～1.8m)为3729.16Mt,碳密度为16157.5t/km2。东北平原土壤碳密度处于全国平均水平。土壤碳密度由东北平原南部(辽宁)、中部(吉林)到北部(黑龙江)从暖温带、温带向寒温带过渡呈现增高趋势,其中表层土壤碳密度由2284.2、3436.7增加到3861.5t/km2。与第二次土壤普查比较,20年期间东北平原表层土壤有机碳总体减少320.59Mt,占29.4%,年均减少16.03Mt,年均递减率1.73%。表层土壤碳密度由南向北依次减少1060.6、1646.4、1300.2t/km2,平均减少1389.0t/km2。不同生态系统和土地利用类型土壤有机碳减少程度不同。采用土壤碳密度比方法研究生态系统之间土壤碳密度动态平衡关系,研究土壤有机碳储量及其变化趋势,为进一步探讨土壤有机碳分布分配特征及土壤固碳潜力等提供科学依据。     

长江水系水文地球化学特征及主要离子的化学成因

在分析长江流域76个位点的水化学数据的基础上,运用吉布斯(Gibbs)图、三角图、主成分分析方法研究岩性对长江水系河水中离子化学特征的影响和流域的主要风化过程。结果表明,长江水系的主要离子化学特征受岩石风化作用的影响,其中碳酸盐和蒸发岩矿物对干流水系溶质的贡献率分别为43.6%和37.9%,而对支流水系溶质的贡献率分别为33.1%和39.1%。干流流域内主要的风化反应以白云石和方解石的溶解为主,而支流流域内Cl-/(Na++K+)接近1∶1,体现出蒸发岩风化的显著特性。Si/K比值较低,表明长江流域内的风化反应是在表生环境中进行的,且产物是富含阳离子的次生矿物。     

典型土壤环境中硒的迁移转化影响因素研究——以四川省成都经济区为例

硒作为人体健康生长必需微量元素,由于其显著的抗癌作用,开始受到越来越多人的关注,并因此产生了很大的经济效益。土壤中含硒量不足或过多以及存在的形态,直接影响到植物的生长状况和含硒量,又进一步通过食物链而影响人、畜的健康,因此研究土壤剖面中硒的迁移转化具有重要意义。笔者在四川省成都经济区按照不同的土壤类型采集了4条土壤剖面PM2、PM8、PM9、PM11,测试了土壤中全量硒和有效硒的含量,并通过土壤溶液的培养分别获得了土壤溶液及残渣土壤中全量硒、有效硒的含量,由此计算了土壤溶液中硒的分配系数(Ki=Ci残渣土壤/Ci土壤溶液)。结果显示,全量硒和有效硒含量在剖面的表层明显富集;有效硒含量与土壤全量硒呈显著的正相关关系,与土壤有机质含量呈正相关关系;不同类型土壤中硒的分配系数在剖面中均呈现出由深层到表层逐渐富集的规律,且与土壤中pH值和有机质含量呈现正相关关系。研究表明,不同类型土壤中Se向植物中的迁移转化主要受Se全量、土壤pH值、有机质及土壤粘粒影响,且Se随土壤溶液在垂向上的迁移不明显。     

PDC钻头在天津地热井中的应用

天津地热钻井,一般采用传统的三牙轮钻头进行施工,近年来随着钻井工艺水平的进步,为了提高钻井效率,在部分井段中采用PDC钻头钻进,相比三牙轮钻头取得了更高的机械钻速,且泥岩地层造浆得到很好的控制,钻井液性能稳定,降低了维护成本。实践证明,PDC钻头使用寿命长,在提高钻进效率的同时经济效益显著。     

江西省鄱阳湖地区饮用水健康风险评价

按照美国环境保护局风险评价模型,对江西省鄱阳湖地区24个县市的饮用水中As、Cd、Hg、Pb、F、氨氮和酚进行了健康风险评价。研究结果表明,通过饮水途径所致健康风险中,As在彭泽县所引起的致癌风险最大(29.1×10-6.a-1),Cd在鄱阳县的致癌风险最大(7.94×10-7.a-1),但均低于国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的通过饮水途径最大可接受风险水平(5×10-5.a-1);通过饮水途径引起的非致癌健康风险中,酚的风险最大,出现在鄱阳县(4.99×10-9.a-1),远低于ICRP推荐的最大可接受风险水平。最后将致癌风险和非致癌风险相加得出鄱阳湖24个县市的整体健康风险,结果显示研究区的总风险水平介于10-6~10-11.a-1,基本处于可接受的水平。高风险区主要为彭泽县、南昌市、南昌县、湖口县,这些地区的饮用水环境健康问题应引起更多的关注。