Calculating Pollution Indices by Heavy Metals in Ecological Geochemistry Assessment and a Case Study in Parks of Beijing

Pollution index is a powerful tool for ecological geochemistry assessment. The commonly used pollution indices by heavy metals in soils and sediments were classified as two types of single index and integrated index in an algorithm point of view. Four single indices of contamination factor (or concentration factor), ecological risk factor, enrichment factor, and index of geo-accumulation were illustrated, and the reference values for calculating single indices were distinguished into background levels and threshold pollution values. Eight integrated indices were divided into two groups. One group is suitable for the normal distribution single indices including the sum, average, weighted average,vector modulus, and Nemerow pollution indices, and the other for log-normal distribution including the product, root of product, and weighted power product pollution indices. Using background levels as reference values, five contamination classes were divided, and the terminologies are suggested for the single and integrated indices to unify the assessment results. Software of EGAPI was developed in a single document interface to calculate the four single and eight integrated indices by heavy metals to assess the quality of soil and sediment ecological geochemistry. Pollution indices by heavy metals of Cu,Pb, and Zn in soils in parks of Beijing were calculated using EGAPI software, and these five contamination classes and terminologies suggested in this study were evaluated and used. Results ofintegrated indices of Cu, Pb, and Zn in soils indicated that the soil qualities are unpolluted as a whole and varied from low polluted to unpolluted status from the center to the outskirts of Beijing City.     

湖北辽瓦店遗址地层记录的环境变迁与人类活动的关系研究

用XRF和ICP-AES方法分别测试了湖北辽瓦店遗址地层样品的氧化物含量和地球化学元素含量,恢复了遗址地层中夏代文化层、东周文化层和明清文化层记录的环境变化和人类活动特征。结果表明:1)夏代文化层时期,气候温暖湿润,生态环境良好,人类活动与自然环境和谐度高,有原始的手工业活动记录。2)东周时期气候开始进入干旱期,干旱程度在上东周文化层中部逐渐加深(LOI=6.98%),到了上东周文化层顶部气候进入暖湿期。该层Cu含量的异常高值(0.31mg/g)和出土的青铜器表明本文化层反映了青铜社会的繁荣期,而P含量的高值(22.73mg/g)和动物骨屑则反映了该期人们驯养、捕猎动物的普遍性。3)明清时期的气候趋于干凉,明代文化层中部有短暂暖湿期,后又进入冷干期。清代文化层中下部有暖湿特征,之后重新进入干冷期。该层Ca(均值101.5mg/g),Mg(均值60.27mg/g),Zn和Pb的高含量表明遗址曾有过制陶(瓷)业的历史。另外,Mg和Ca含量的高值与耕作区、墙壁灰浆、生活垃圾堆积等人类活动相关。Ca和Mg含量在近现代层逐步升高揭示了人类活动逐渐增强的事实。地层的平均粒径自上东周文化层(<142cm)开始出现振荡,暗示汉江洪水和季节性山洪发生的频率不断增加,表明恶劣环境条件虽然促进了人类生产力水平的提高,但原始生态系统却遭到破坏,人类活动对自然环境的正反馈效应日益凸显。     

贵州鹅项水库沉积物特征及其土壤侵蚀的意义

对位于贵州西南部非喀斯特丘原区的鹅项水库中取得的一沉积物样芯（EX-1）做了¹³⁷Cs,TOC,C/N和粒度分析以及矿物磁性测量。通过对这些分析和测量结果进行解译,推测了在过去的45年（1960～2005年）中这一水库的汇水流域内土壤侵蚀强度的相对变化。在这45年中,鹅项水库流域的土壤侵蚀经历了由弱到强再持续减弱的一个过程。将这一推测结果与流域内降水数据和土地利用/覆被变化资料数据相结合,探究了该流域土壤侵蚀强度变化的原因。与贵州西南部典型喀斯特流域的情况相比,在鹅项流域内,土地利用/覆被变化情况对土壤侵蚀强度的影响相对次要,而降水对土壤侵蚀强度变化的影响则更为重要。这可能主要因为与典型喀斯特流域相比,鹅项流域的土层较厚、植被覆盖较好。     

吉林省中部农业土壤中HCH和HCB的残留特征

通过分析测试吉林省中部农业土壤中α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH 4种异构体和HCB的含量,对该地区HCH和HCB的残留情况进行了讨论。结果表明,在吉林省中部农业土壤中HCH4种异构体均有不同程度的检出,其中β-HCH和γ-HCH为主要的残留物。ΣHCH残留量介于0.42~44.96 ng/g之间,平均值为5.09 ng/g;ΣHCH残留量在不同类型土壤和不同利用方式下土壤中差异不明显。农业土壤中α-HCH/γ-HCH比值均接近于1,指示该地区土壤环境已经发生变化,也可能有新的污染源存在。土壤中HCB平均值为5.51 ng/g,总体残留水平比较低,且在水田中的残留量高于在旱田中的残留量。     

北京郊区农田土壤中HCH残留调查及评价

北京郊区农田分析区的土壤样品中,均有不同程度的各种HCH异构体检出.在所测样品中,HCH异构体平均含量由高到低排序为σ-HCH、β-HCH、γ-HCH、α-HCH,而且在各个样品中γ-HCH都没有占据主导地位,说明在土壤中没有新的HCH进入.与商品HCH进行比较,w(α-HCH)和w(γ-HCH)明显下降,w(β-HCH)和w(σ-HCH)却相对上升了,分析得出异构体之间的降解转化速率由大到小排序为α-HCH、γ-HCH、σ-HCH、β-HCH.初步评价近年没有新的HCH来源污染本区,但仍有一定风险.     

黑龙江省中部森林沼泽区金在土壤A层中的富集规律

探讨了金在黑龙江省中部森林沼泽区A层土壤-10～+60目、-60～+100目、-100～+160目及-160目粒级中的含量分布特征和富集规律。经对比研究认为,-100目可以满足低密度深穿透地球化学详细测量采样要求,该粒级能够有效地发现异常。     

含盐量对松嫩平原碳酸盐渍土抗剪强度的影响

松嫩平原分布着大量的碳酸盐渍土,其不良的工程性质给穿越其中的道路质量造成不同程度的影响。由于盐渍土所含易溶盐成分主要为碳酸氢钠,该研究通过向碳酸盐渍土内加入碳酸氢钠制备不同含盐量的盐渍土,进行室内直剪试验。试验表明：随着含盐量的增加土的粘聚力减小,内摩擦角有先减小后变大的趋势;随着含水量的增加,土的含盐量越高,土的粘聚力减小越明显。易溶盐在土中的状态形式是影响其抗剪强度参数变化的一个重要原因。     

辽宁铁岭市土壤侵蚀时空演变研究

近年来,人为活动的加剧造成铁岭地区水土流失日益严重。本文采用遥感和GIS技术,以部颁标准SL190-96对铁岭地区1991年和2001年的土壤侵蚀情况进行研究,并结合1986年和1996年的土壤侵蚀调查数据,分析了铁岭地区近15年来土壤侵蚀强度的时空变化,结果表明铁岭地区在此期间土壤侵蚀面积缓慢增长,其中强度侵蚀面积在1986~1996年间持续增长,2001年明显下降;中度侵蚀面积在1986~1996年间持续下降,2001年则明显增强;空间分析显示明显恶化的区域有西丰、开原和清河区,具明显改善的为铁岭县,而昌图和调兵山地区基本保持稳定。今后该区水保的重点应放在强度侵蚀的治理,以及土壤侵蚀等级增强的区域。     

土壤吸湿-湿过程中水力传导度的拟合研究

非饱和含水介质在吸湿和脱湿的不同过程中,水力传导度随介质含水率的变化规律是不同的。本文选取大沽河流域两种代表性砂土,对其吸湿-脱湿两个过程分别进行试验观测,并使用VanGenuchten—Mualem模型对其吸湿-脱湿过程进行水力传导度的拟合。研究结果表明：砂土在吸湿过程的非饱和水力传导度与脱湿过程的非饱和水力传导度大小并不相同,在含水率相同的情况下,吸湿过程的水力传导度要比脱湿过程大,在含水率较低时（小于15％）相差可达1个数量级。     

水泥粉煤灰加固有机质土的试验研究

对于高有机质含量的泻湖相软土,单纯采用水泥不能有效提高该软土的力学性能,因此提出了采用水泥和粉煤灰作为固化剂的加固方法。通过不同水泥掺入量、粉煤灰掺入量和龄期下水泥土的无侧限抗压强度试验,分析了水泥粉煤灰固化土的强度规律和变形规律,探讨了水泥和粉煤灰加固高有机质含量软土的机理。结果表明,粉煤灰对于水泥试块的早期强度影响较小,对后期强度影响较大;粉煤灰最佳掺入量为12％,超过此掺入量水泥土强度反而会降低,粉煤灰水泥土的破坏应变、E50也在粉煤灰掺量为12％时分别达到最低值和最大值。水泥掺加粉煤灰可有效地提高高有机质含量软土的强度。