一种用于突发性场地污染模拟的解析模型

为了及时有效地应对各种突发性环境污染事故,有必要开发一种简单实用、适于各类型污染物的场地污染数学模型。通过污染事故发生后污染物在包气带、饱和带迁移转化的概化,建立了污染物运移的自由入渗模型以及降雨入渗模型并给出各自相应的解析解。无降雨时,考虑污染物在重力作用下随包气带向下渗透的作用,建立一维垂直入渗模型。有降雨时,考虑污染场地（包气带）中污染物迁移和转化的对流作用、扩散作用及挥发、生物降解、吸附、根系吸收等作用,建立包气带剖面二维溶质运移模型和饱和带平面二维溶质运移数学模型。建模过程中,假定降雨量的平均分布及土壤质地、水力参数以及有机物成分、种类均相同,同时假定污染物与多孔介质间的作用为线性吸附,植物根系对污染物的吸附遵循一级动力学。基于模型的解析解,实现案例的模拟计算。模拟结果表明：该模型具有适用范围广、模拟高效快捷等优点,能够较准确预测污染发生后污染物在土壤中的动向、到达饱和带的时间以及饱和带中污染物的迁移情况。     

土壤溶解性有机质对植物吸收-输送-贮存重金属的影响研究现状与进展

土壤溶解性有机质对重金属生物地球化学循环中的生物可利用性起着重要作用。近年来,在土壤溶解性有机质对植物吸收、输送和贮存重金属过程的影响研究领域,国际上主要聚焦于以下三个探索方向:①土壤溶解性有机质与重金属形成配位体,改变重金属在土壤中的迁移性和植物根际环境的作用机理研究;②土壤溶解性有机质可突破植物细胞内重金属吸附点位的限制,通过控制植物细胞壁-重金属复合体的形态及重金属在细胞壁内外的吸收平衡,来干预重金属穿过细胞壁进入植物体的动力学过程研究;③土壤溶解性有机质-重金属的络合形态影响重金属在植物体内的输送和贮存作用过程与机理研究。本文基于研究溶解性有机质和重金属的植物过程中,水体溶解性有机质研究多而土壤溶解性有机质研究少的现状,针对溶解性有机质异质性的研究难点和溶解性有机质与植物亚细胞结构的配位特征的复杂性与局限性,从极性、官能团、配位结构等角度,分析并评述了土壤溶解性有机质和重金属生物地球化学中,植物吸收、输送和贮存重金属过程的研究现状和未来发展趋势。     

山东烟台环境介质中重金属元素富集特征及与酸化土壤的关系

利用山东省烟台市生态地球化学调查及相关专题研究所取得的分析测试数据,通过高灵敏度的识别系统和多参数地球化学评价体系的建立,揭示了在重金属污染区内酸化的土壤环境中Cd、Hg、Pb、As等重金属元素活化迁移的地球化学机制、影响因素,以及浅层地下水和玉米等主要粮食作物籽实中重金属超标的原因及生态危害。与全国土壤基准值和背景值对比,研究区内Cd、Cr、Ni、Pb等元素的基准值相对偏高,Cd、Cr、Pb、Cu、Ni元素的背景值相对较高。As、Cd、Cr、Ni、Hg、Pb等存在于Ⅲ级及Ⅲ类以上土壤,是主要致污因子。典型金矿污染区内浅层地下水和玉米籽实中均检出超标重金属元素,影响浅层地下水环境质量的主要指标是Pb。达到Ⅲ类及以上水质标准的采样点数占研究区总采样点数的3.47%;玉米中的Cd含量相对较高。表层酸性、弱酸性土壤占土壤总面积的55.29%,土壤酸化趋势明显。随着土壤酸化程度的加深和范围扩大,导致土壤耕作层可给性营养元素的损失及某些毒性元素(Cd、Pb等)的释出和活化,提高了土壤中主要污染因子Cd、Hg、Ni、Pb、As等重金属的活化迁移能力;富含有机质的土壤中有利于对Cu、Zn、Pb、Cd的吸收,固重金属元素于土壤中,降低了土壤重金属污染的环境风险水平。研究结果为土壤修复、降低土壤重金属毒性提供了重要的科学依据。     

Oxygen isotopes from Chinese caves: records not of monsoon rainfall but of circulation regime

Oxygen isotope variations in Chinese stalagmites have been widely interpreted as a record of the amount of East Asian summer monsoonal rainfall. This interpretation infers decreasing monsoonal rainfall from the mid‐Holocene and large, dipolar rainfall oscillations within glaciations. However, the speleothem δ¹⁸O variations conflict with independent palaeoclimate proxies (cave δ¹³C, loess/palaeosol magnetic properties, δ¹³C alkanes), which indicate no systematic decline in rainfall from the mid‐Holocene, and no glacial rainfall maxima. Using mass balance calculations (which incorporate seasonality effects in both δ¹⁸O concentration and amount of precipitation), we demonstrate that the cave δ¹⁸O variations cannot be accounted for by summer rainfall changes, or rainfall seasonality or winter cooling, but instead reflect changes in moisture source. A possible driver of the δ¹⁸O variations in Chinese stalagmites is precessional forcing of inter‐hemispheric temperature gradients, and resultant shifts in the position and intensity of the subtropical pressure cells. Through such forcing, Indian monsoon‐sourced δ¹⁸O may have dominated at times of high boreal summer insolation, and local Pacific‐sourced moisture at low insolation. Suppression of summer monsoonal rainfall during glacial stages may reflect diminished sea and land surface temperatures and the radiative impacts of increased regional dust fluxes. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

2010年“8.8”舟曲特大山洪泥石流灾害形成的气候特征及地质地理环境分析

利用舟曲气象和地质资料,分析了2010年8月8日发生的"8.8"舟曲特大山洪泥石流灾害形成的气候特征和地质地理环境.这次泥石流是在舟曲特殊的地质地貌和地理环境下,由于前期干旱,突遇强降水而发生的一次特大地质灾害.崩塌、滑坡、地震和人为因素,特别是"5.12"汶川地震,较大程度上破坏了舟曲地质,为泥石流提供了丰富的物质来源;前期干旱在一定程度上加剧了这次灾害;超历史极值的强降水是触发泥石流的直接因素.通过对舟曲气候研究表明,7、8月降雨频繁,而且过程雨量大,尤其8月上旬大雨发生频率最高,应密切关注可能引发的地质灾害.加强对地质地貌的保护,研究历史气候及月季气候特征对泥石流发生的影响,确定在不同地形和地质地貌背景下的泥石流降水量阈值,对泥石流灾害发生的预报有着十分重要的意义.     

降雨型浅层滑坡危险性预测模型

通过分析SHALSTAB和TRIGRS等浅层滑坡物理确定性模型存在的问题,提出了基于降雨入渗动态守恒的瞬态降雨入渗模型,该模型考虑了初期降雨过程、降雨历程以及饱和非饱和入渗过程,证明了SHALSTAB模型是该模型的特殊形式,并克服了TRIGRS模型参数繁多及一维入渗路径的问题.将无限边坡模型、瞬态降雨入渗模型和GIS进行耦合,研发了可用于大范围降雨型浅层滑坡危险性预测的集成系统,根据边坡的地质条件、地形参数和降雨特征即可对降雨条件下浅层滑坡的危险性进行评估.     

西宁—乐都地区土地质量地球化学评估

通过对西宁—乐都地区的土地质量地球化学评估发现,该地区土壤肥力适中,土壤环境清洁,适宜发展现代农牧业。同时,也发现沿湟水河工农业发达的地区,土壤中重金属元素虽还未达到引起污染的程度,但其含量要高于其他地区,土壤环境有恶化趋势,应引起相当的重视。当地土壤中普遍高F可能与当地较普遍的地方性F中毒有一定联系。     

渤海湾盆地黄骅坳陷孔南地区古近系孔店组二段物源分析*

根据重力异常资料、地震资料,综合运用重矿物法、碎屑岩类分析法并结合砂体展布特征,基本明确了黄骅坳陷孔南地区孔店组二段的物源区位置及来源方向。区域布格重力异常场从宏观上勾绘出了孔南地区地势的起伏状况,对物源分析具有重要参考意义。在研究区湖盆周缘都发育砂体,在各物源口的砂体展布规律在平面上表现为呈扇形展布的特征,宏观上指示了物源的涉及范围。盆外下切沟槽能大致确定研究区周缘各物源口位置,前积反射结构也能指示出存在物源供给的地区。重矿物以锆石、电气石、金红石、石榴石、磁铁矿为主,不同的物源区具有不同的重矿组合特征,其变化规律指示了碎屑物质的搬运方向和搬运途径。碎屑岩组分以长石为主,其次为石英,岩屑含量较低,主要为岩浆岩岩屑,岩屑类型指示了物源区母岩类型主要为岩浆岩。该区孔店组二段沉积时期在东南、西南、西北、东北4个方向上都存在物源,进一步可识别出乌马营、叶三拔、舍女寺等10个子物源,它们共同控制了孔南地区孔店组二段沉积时期砂体的形成和分布,形成多物源环湖盆分布的特征。     

Identification of trends in rainfall,rainy days and 24 h maximum rainfall over subtropical Assam in Northeast India

Trends in rainfall, rainy days and 24 h maximum rainfall are investigated using the Mann-Kendall non-parametric test at twenty-four sites of subtropical Assam located in the northeastern region of India. The trends are statistically confirmed by both the parametric and non-parametric methods and the magnitudes of significant trends are obtained through the linear regression test. In Assam, the average monsoon rainfall (rainy days) during the monsoon months of June to September is about 1606 mm (70), which accounts for about 70% (64%) of the annual rainfall (rainy days). On monthly time scales, sixteen and seventeen sites (twenty-one sites each) witnessed decreasing trends in the total rainfall (rainy days), out of which one and three trends (seven trends each) were found to be statistically significant in June and July, respectively. On the other hand, seventeen sites witnessed increasing trends in rainfall in the month of September, but none were statistically significant. In December (February), eighteen (twenty-two) sites witnessed decreasing (increasing) trends in total rainfall, out of which five (three) trends were statistically significant. For the rainy days during the months of November to January, twenty-two or more sites witnessed decreasing trends in Assam, but for nine (November), twelve (January) and eighteen (December) sites, these trends were statistically significant. These observed changes in rainfall, although most time series are not convincing as they show predominantly no significance, along with the well-reported climatic warming in monsoon and post-monsoon seasons may have implications for human health and water resources management over bio-diversity rich Northeast India.     

根系土中重金属元素分布特征及在农作物中的迁移

以上海市金山区为对象,分析了农用地土壤重金属元素的形态分布特征,以及元素的有效态（水溶态、离子交换态）与全量、有机质、pH等的相关性;根据重金属元素在稻米、蔬菜等不同农作物中的含量,分析了其迁移及生物有效性。结果表明：不同元素的形态组成差异较大;Pb、Zn、Ni元素的有效态与环境因素（pH、有机质）关系密切;土壤中重金属元素Cd最为活跃且易发生迁移,在多种农作物中有较为明显的富集;稻米中重金属元素的富集程度相对较小。研究成果可为土壤污染治理、种植结构调整、土地合理利用提供有益借鉴。