山西省临汾-运城盆地土壤砷含量及其影响因素探讨

山西省临汾-运城盆地表层土壤中砷含量最大值45 mg/kg,最小值15.35 mg/kg,均值25.79mg/kg,大于全国背景值.不同相态含量差异较大,在所有63个样品中,水溶态、离子交换态、碳酸盐态含量较少(＜1.5%),强有机结合态含量最少(＜0.4%),铁锰氧化态、腐殖酸结合态含量较高(＞10%),残渣态含量最高(约60%).铁锰氧化态、腐殖酸结合态、残渣态含量较高.     

母岩类型对土壤和沉积物镉背景的控制: 以贵州为例

镉是土壤和沉积物中最受关注的重金属污染物之一,合理确定其自然背景对于环境管理具有重要意义。然而,由于不同基岩中该元素含量差异很大,且在风化成壤过程中元素也可能发生富集或贫化,造成该元素具有很大的空间变异,甚至可以超出筛选值和管制值。本文从基岩-土壤地球化学元素迁移规律出发,以基岩类型较复杂、镉空间变异较大的贵州省为例,基于土壤和沉积物调查数据,建立基岩与土壤或沉积物中镉含量的对应关系,筛选合理的岩性类型端员和背景区域划分方法,为环境管理确定基础背景。研究结果显示,岩性类型是造成土壤镉空间变异的重要因素,石灰岩(排除白云岩)、玄武岩、辉绿岩和碳质页岩等是造成土壤高镉背景的重要岩石类型。相对母岩类型,岩石所在地层时代对土壤镉背景的影响不太明显。本文通过大量数据统计,给出了相对较纯的岩性发育土壤的镉背景值和变异区间,不纯岩性或地质单元发育土壤的镉背景值可能受多个岩性端员的影响。     

水压致裂法在隧道原地应力及脆性破坏预测分析中的应用——以广西荔玉高速文圩隧道为例

以广西荔玉高速文圩隧道为研究对象,通过水压致裂法获取隧道洞身钻孔145.14～243.37 m深度内的地应力数据,并基于实测数据采用修正的Sheorey公式及应力强度比法分别对隧址区原地应力及脆性破坏进行预测分析。结果表明：原地应力预测值与工程区周边的实测应力水平吻合度较好,隧道左右幅Ⅲ级围岩区可能出现中等脆性破坏的占比分别为6.9%、7.6%。预测结果为隧道的设计及科学施工提供了依据,也可为今后类似工程提供经验参考。     

苏州城市河道底泥对磷酸盐的吸附与释放特征

为了探讨苏州古城区河道底泥对磷酸盐的吸附-释放特征,文中分别从改变上覆水的pH值、底泥吸附-释放动力学和等温吸附实验三个方面进行了研究。结果表明:(1)随着上覆水pH值的增大,苏州河道底泥对磷的吸附量逐渐减小;(2)底泥对磷的吸附过程是一个复合动力学过程,通常包括快吸附和慢吸附两个过程。底泥对磷的快速吸附在2h内快速进行,之后为慢吸附过程,到6h左右,基本达到一种动态吸附平衡;底泥对磷释放的动力学过程也包括快释放和慢释放过程。底泥释放磷在1·5h内快速进行,之后进入慢释放过程,磷酸盐含量基本稳定,达到释放平衡;(3)底泥具有较大的吸附磷的能力。随着上覆水的磷酸盐浓度增高,底泥吸附磷酸盐的量也增加。上覆水与底泥的比值越大,底泥对磷的吸附率越小。     

基于SAR子孔径分解的海表面二维流场反演

对Radarsat-2和Sentinel-1A分别观测的两个海域的单景SAR图像进行子孔径分解,各自得到不同方位角上的两幅SAR子孔径图像。使用多普勒质心频移法分别对不同方位角的两幅SAR图像进行海流反演,并进行海流矢量合成,采用经过时空匹配的HYCOM模式数据对反演结果进行检验,结果表明：Radarsat-2观测的SAR图像分解的两幅子孔径SAR图像矢量合成后的海流与HYCOM模式数据相比,速度均方根值为0.09 m/s,相关系数为0.64;方向均方根值为10.49°,相关系数为0.78。Sentinel-1A观测的SAR图像分解的两幅子孔径SAR图像矢量合成后的海流与HYCOM模式数据相比,速度均方根值为0.06 m/s,相关系数为0.82;方向均方根值为2.85°,相关系数为0.86。由此可见,基于单景SAR分解的两幅子孔径SAR图像可以有效反演二维海流。其反演精度与雷达视向和真实海流矢量的方向有关,二者的角度越小,反演海流矢量的精度越高。     

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。     

黑龙江省乌裕尔河流域有机碳迁移与沉积通量

我国目前水土流失严重,确定土壤侵蚀究竟属于碳汇还是碳源,对认识我国土壤有机碳含量具有重要意义。以黑龙江省乌裕尔河流域为研究区域,采集松嫩平原南部河水和悬浮物样品以及沉积物样品各10套,垂向剖面14条,扎龙湿地沉积柱2个,生物样品405件,根系土305件,对采集的原水进行过滤和测试。根据样品的主量元素、微量元素分析及210Pb1、37Cs、粘土矿物、磁化率、反射光谱、粒度的测试结果,开展黑龙江乌裕尔河流域土壤有机碳侵蚀通量、流域内有机质迁移方式及扎龙湿地沉积速率等研究,认为:本区影响土壤有机碳稳定性的主要因素包括温度、降雨量和土壤质地;乌裕尔河流域每年主要以溶解形式在水体中长距离迁移的方式向扎龙湿地输入有机碳,其总量估计为2.91×106kg;扎龙湿地每年沉积的有机碳总量估算为2.71×106kg,近几年的平均沉积速率约为0.34 g/(cm2.a)。根据本区的有机碳循环数据分析,乌裕尔河流域的侵蚀土壤最终进入扎龙湿地进行沉积,属于碳汇的范畴。研究结果对于查明土壤侵蚀对土壤有机碳汇/源影响提供了依据。     

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。