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    “土壤污染成因与污染土壤修复”主题专辑
    “土壤污染成因与污染土壤修复”主题专辑目次
    2019, 26(6): 0-0. 
    摘要 ( 55 )   PDF(9537KB) ( 251 )  
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    特约主编致读者
    特约主编致读者
    陈世宝
    2019, 26(6): 0-0. 
    摘要 ( 57 )   PDF(9537KB) ( 209 )  
    特约主编致读者
        陈世宝
            土壤是人类赖以生存的最基本和最重要的自然资源。土壤环境质量与生态安全是支撑我国生态文明建设的重要基础,也是我国经济和社会可持续发展的重大民生问题。随着我国社会和经济高速发展,土壤不断遭到各种“有害”物质的污染。土壤污染的发生特征与土壤的特殊地位和功能是分不开的。土壤污染具有多来源、迁移多途径、过程多因素及时空分异的环境演化特征。首先,土壤是人类生存环境基本要素之一,大气或水体中的污染物质通过迁移、转化后进入土壤,使土壤遭受污染;其次,在农业生产中,为了提高农产品的产量和品质,人们大量施用化肥和农药,过量的化肥和农药造成土壤污染;此外,土壤历来就作为工业与生活废物(废渣、污水和垃圾等)的处理场所,大量有机和无机污染物随之进入土壤。万物土中生,土壤污染是农产品质量不安全的源头。当今,由土壤污染引起的农产品质量与安全问题越来越引起社会的广泛关注,也给我们的生活带来了诸多不利影响。土壤污染主要包括重金属污染、农药和持久性有机物污染、过量化肥施用引起的氮和磷污染等多方面。土壤调查结果显示,目前我国有近3亿亩耕地受到不同程度污染,约占耕地总面积的1/6,每年仅因土壤重金属污染带来的直接经济损失超过数百亿元,因土壤污染引起的人体健康与环境群发事件已引起社会各界高度关注。近年来,尽管我国各级政府对土壤污染的关注不断提升,由于土壤污染具有隐蔽性、不可逆性和长期性,与水体和大气污染相比,土壤污染的趋势还远未得到有效遏制。
            农田土壤环境质量的不断恶化,将直接影响我国农田生态系统的食品安全、人体健康和经济的可持续发展,同样会给我们生存环境带来危害。土壤既是环境污染物的“汇”,也是其他环境要素污染的“源”。土壤受到污染后,土壤中的污染物将通过多种方式溶在水中或以粉尘形式飘在空中,导致水环境和大气环境质量下降,致使天不再蓝,水不再碧;而对于农产品的质量安全而言,“净土”是“洁食”的前提和基本保障,唯有净土才能洁食,才能保证人体的健康,最终才能保障整个社会的稳定与发展。
            土壤污染与人为不合理的污染物排放或生产活动密切相关。最近30多年来,工业化、城市化、农业集约化的快速发展以及人们对土壤资源高强度的开发利用,使大量未经处理的固体废弃物向土壤转移,过量的化肥与农药在土壤中残留,含重金属超标的污水灌溉等造成我国大面积农田土壤发生显性或隐性的重金属污染。由此,针对我国土壤污染的特征与防治现状,全局性、前瞻性地开展我国土壤污染防治科技发展战略研究,全面提升我国土壤污染防治科技创新能力,是新时期我国生态文明建设的重要内容之一,也是落实《土壤污染防治行动计划》和《土壤污染防治法》工作的重要科技保障。
              近10多年来,美国、欧洲、日本等发达国家针对土壤污染的成因与过程、污染物毒性评价及污染土壤治理技术等方面开展了系统的基础理论与技术研发,在土壤污染物源解析、多介质与多界面传输过程及不同尺度预测模型等方面取得突破性进展,构建了基于不同土壤污染物的毒性数据库和土壤污染风险识别方法与风险评估体系,并形成和发展了较完整的土壤环境监测方法、技术及污染土壤修复技术体系。相比而言,我国在土壤污染研究的基础数据信息、多尺度下土壤环境污染物的界面过程、污染物的环境迁移转化与生态健康效应及土壤污染监测与预警体系等相关领域的研究相对滞后,相关基础研究难以满足当前我国土壤污染防治工作的需求。基于此,本专辑共收录论文22篇,汇集了土壤污染监测与土壤环境质量评价、土壤与地下水污染风险评估及污染土壤修复研究的若干最新研究成果。其中,5篇论文是针对土壤中新型污染物抗生素环境监测方法、全国土地质量地球化学调查及土壤中重金属等元素分布模式的驱动机制与互动过程等研究的,4篇论文有关土壤中不同污染物健康风险评估及污染土壤等级划分,不同类型污染土壤修复技术研究有7篇论文,土壤污染与地下水化学特征及其成因相关研究的文章有5篇,农田土壤污染防治相关研究进展的文章有1篇。值得一提的是,本专辑有幸收录了成杭新等和李括等的2篇关于我国土地质量地球化学调查20年相关成果及表生地球化学动力学与土壤中化学元素分布模式的驱动机制相关的力作,论文对我国近20年来耕地地球化学状况、省会城市土壤环境质量状况、主要淡水湖泊沉积物环境质量状况及主要农耕区土壤碳库变化等方面的调查成果做了较全面的总结,相关研究结果揭示了时空大尺度中国土壤环境质量变化趋势并为今后我国土地管理与土壤污染防治工作提供了很好的借鉴。通过本专辑相关论文的发表,以期为我国土壤污染防治的环境污染监测技术、污染物健康风险评价、污染土壤修复、土壤污染风险评估及管控技术等方面的研究提供参考。土壤污染与防治,除了开展上述基础研究外,还要大力开展土壤与环境质量保护的宣传与科普工作,让全社会认识到唯有“净土”才能“洁食”,“净土”与“蓝天、碧水”是同等重要的国家生态与环境安全发展的长远战略问题。
            感谢所有作者、审稿专家及编辑部全部工作人员在本专辑出版过程中的辛苦付出!
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    土壤污染环境监测
    超高效液相色谱电喷雾串联质谱法同时测定土壤中四环素类抗生素及其降解产物
    陈莉,贾春虹,刘冰洁,张乙涵
    2019, 26(6): 1-6. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.10.2

    摘要 ( 41 )   PDF(1625KB) ( 88 )  
    研究建立了超高效液相色谱电喷雾串联质谱法(UPLC/MS/MS)测定土壤中四环素(TC)、土霉素(OTC)、金霉素(CTC)、多西环素(DC)4种四环素类抗生素(TCs)及5种降解产物的残留分析方法。采用乙腈与EDTA-Mcllvaine缓冲液混合提取土壤样品中TCs,净化采用HLB固相萃取小柱,电离方式为ESI(+),定量方法为多反应监测(MRM)模式。在0.001~0.5 mg/kg范围内, 4种四环素类抗生素及其降解产物的峰面积与质量浓度的线性关系良好( R2>0.99)。仪器检出限为1.085~15.780 μg/kg,方法的定量限为3.617~42.526 μg/kg。在3个添加水平 0.05、0.1和 0.5 mg/kg下,除脱水四环素和差向脱水四环素(其回收率<30%)外,其余四环素类抗生素及代谢产物在土壤中的添加回收率为62.1%~87.6%,相对标准偏差为2.35%~13.42%。该方法线性关系良好,灵敏度高,适用于土壤中四环素类抗生素及其降解产物的残留分析。
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    高效液相色谱荧光检测同时测定污泥中7种氟喹诺酮类抗生素
    陈莉,贾春虹,刘冰洁,靖俊杰,赵尔成,余苹中,贺敏
    2019, 26(6): 7-12. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.10.1

    摘要 ( 37 )   PDF(1004KB) ( 50 )  
    为了监测污泥中氟喹诺酮类抗生素(FQs)的含量和水平,建立了基于固相萃取高效液相色谱荧光检测法测定污泥中7种FQs的分析方法。污泥样品选用乙腈∶磷酸盐缓冲液(1∶1,V∶V)(pH=3)提取,以亲水亲油平衡(hydrophilic-lipophilic balance, HLB)小柱净化富集,经甲醇洗脱、浓缩后用高效液相色谱荧光检测器(HPLC-FLD)检测,采用乙腈/0.1%的甲酸作为流动相并以外标法定量。FQs在0.005~1.0 mg/L浓度范围内呈现良好线性关系,R2为0.992 7~0.999 8。添加量为0.05、0.5和1.0 mg/kg时,污泥中7种氟喹诺酮类的加标回收率为78.3%~106.4%,其相对标准偏差为3.68%~12.06%(N=5)。方法的检出限为0.001~0.01 mg/kg,方法定量限为0.004 6~0.038 4 mg/kg。用该方法对北京地区3个污水处理厂活性污泥样品中7种FQs进行分析,检出浓度范围为未检出至1.09 mg/kg。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    腈菌唑在茶园土壤中的对映体选择性降解与碳同位素分馏
    刘冰月,张冬冬,何玲,朱优峰
    2019, 26(6): 13-18. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.2.11

    摘要 ( 35 )   PDF(2696KB) ( 50 )  
    运用对映体分馏分析(EFA)与单体同位素分析(CSIA)技术研究了三唑类杀菌剂腈菌唑在4种不同种植年限茶园土壤中的对映体选择性降解规律。腈菌唑的降解符合一级反应动力学方程,半衰期为28.4~70.5 d。4种茶园土壤中均表现为(+)腈菌唑优先降解,并均有碳同位素富集,表明发生了显著的微生物降解。腈菌唑在茶园土壤中的降解半衰期和对映体比在50年茶园土中最小,显著低于100年、20年和2年茶园土壤(P<0.05)。降解半衰期与砂粒含量显著相关(P<0.05),对映体选择性与粉粒含量显著相关(P<0.05)。运用Rayleigh方程计算各土壤中腈菌唑的碳同位素富集因子,并建立生物降解评估模型。应用两种方法评估生物降解所得结果与总降解率趋势相同。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    微塑料对水中甲基橙的吸附特征分析
    宋欢,罗锡明,张莉,何宝南,李佳蔚,王一鹏
    2019, 26(6): 19-27. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.7.1

    摘要 ( 40 )   PDF(5080KB) ( 42 )  
    以甲基橙(MO)为目标污染物,微塑料为载体,通过吸附动力学和等温吸附实验,比较通用塑料聚丙烯(PP)、通用工程塑料尼龙(PA)、聚甲醛(POM)和特种工程塑料聚四氟乙烯(PTFE)4种典型材质吸附MO的能力,并采用扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)、显微拉曼光谱(Raman)、Zeta电位及傅立叶变换全反射衰减红外光谱(ATR-FTIR)技术手段对吸附前后PA进行表征,考察微塑料材质和PA粒径对MO吸附的影响,从而探究其可能存在的吸附机理。结果表明不同材质微塑料对MO的吸附能力具有明显差异性。其中,PA对MO的吸附量最大,可达7.39 mg/g,PA吸附MO的动力学过程包括起始的快速反应阶段和随后的慢速反应阶段,吸附过程符合二级动力学方程;等温吸附实验结果表明MO在PA上属于非均质化学吸附。静电作用及氢键的形成是造成不同材质微塑料吸附能力差异的主要原因,微塑料粒径大小与其对MO的吸附量呈显著负相关关系(R2=0.995, P<0.05),这与微塑料可提供的有效吸附位点息息相关。本研究可以为科学评价微塑料复杂的环境行为以及作为载体协同迁移污染物的能力提供依据。
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    根细胞壁中镉亚细胞分布对土壤烟草系统中镉吸收、转运的影响
    雷丽萍,段淑辉,周志成,王萌,陈世宝
    2019, 26(6): 28-34. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.12.13

    摘要 ( 32 )   PDF(1140KB) ( 41 )  
    根细胞壁是植物吸收、转运镉(Cd)的第一道屏障。为了揭示烟草根细胞壁中Cd的亚细胞分布与结合形态对烟草茎叶Cd吸收、转运的影响机理,文中研究了12种不同烟草根、茎、叶对Cd的富集、转运特征,利用活体细胞分离技术分析了根细胞壁中Cd的亚细胞分布及结合形态,在此基础上对根细胞壁Cd的亚细胞分布与烟草Cd吸收、转运的关系进行了研究。结果表明不同烟草根、叶对土壤中Cd的富集系数间存在显著差异(P<0.05):根中Cd含量为3.13~7.10 mg/kg,最大相差2.27倍;烟叶中Cd含量为3.29~9.93 mg/kg,最大相差3.0倍;根叶转运系数为0.50~3.17,最大相差6.34倍。烟草根部Cd主要以醋酸浸提态(FHAC)为主。不同细胞壁组分中Cd含量测定发现,去果胶后细胞壁(CW-P)中Cd含量显著增加,而去半纤维素后细胞壁中Cd含量显著降低。去果胶后细胞壁中Cd含量与根叶中Cd的转运系数呈显著的负相关,转运系数最低的K346中,CW-P中Cd含量最高,说明半纤维素是烟草根细胞壁蓄积Cd的主要场所,烟草根细胞壁中半纤维素对Cd的束缚降低了Cd通过长距离向地上部分的转运。
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    土壤污染与地下水安全
    中国农田土壤重金属污染防治现状与问题思考
    陈世宝,王萌,李杉杉,郑涵,雷小琴,孙晓艺,王立夫
    2019, 26(6): 35-41. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.6

    摘要 ( 124 )   PDF(1348KB) ( 233 )  
    土壤是农业可持续发展的基础。经过近40年的经济快速发展与农业高度集约化生产后,我国农田土壤污染与土壤环境质量下降问题逐渐凸显。当前,中国农田土壤重金属污染形势不容乐观,对农产品的安全生产和食品安全构成威胁。文章首先对我国农田土壤重金属污染现状与污染特点、农田重金属污染来源及修复技术研究现状等进行了总结。结果显示:(1)我国农田土壤重金属污染点位超标率相对较高,但以轻度污染为主;(2)污染土壤中主要以Cd、As、Hg、Pb和Cr这5种健康风险重金属元素为主,尤其以Cd风险最高,而以生态风险为主的Ni、Cu和Zn 3种重金属环境风险相对较小;(3)农田土壤污染分布总体表现为南方重于北方,东部重于西部;(4)农田土壤污染逐渐呈现由工业源向农业源、城郊向农村、土壤向食物链转移的发展趋势。基于文献计量方法对我国近30年来农田土壤污染防治研究的热点与趋势进行了分析。结果表明,我国农田土壤污染防治研究主要始于2000年前后,2009年后进入快速发展阶段,研究热点主要包括重金属污染监测、土壤环境环境质量评价、重金属污染土壤修复技术等,近10年来污染土壤修复技术表现为从单一修复技术向联合修复技术发展态势。此外,文章对我国农田重金属污染修复的一般程序、不同污染程度农田土壤的安全利用技术与高风险污染土壤的管控技术进行了评价,最后,对我国当前农田重金属污染防治过程中出现的问题进行了思考,同时针对我国今后农田重金属污染防治研究进行展望,提出了基于源头控制与风险管控措施相结合的农田重金属污染防治体系,以期为未来我国农田土壤重金属污染防治研究规划以及土壤重金属污染防治技术的创新提供参考与借鉴。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    利用体外方法评估不同淋洗剂对土壤中砷的淋洗效果及其健康风险
    岳昌盛,都慧丽,彭犇,崔岩山
    2019, 26(6): 42-48. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.11.30

    摘要 ( 37 )   PDF(2845KB) ( 61 )  
    土壤砷污染已成为我国严重的环境问题,淋洗法是修复土壤砷污染较为有效的手段之一。文中以砷污染土壤为研究对象,运用2种环境友好的淋洗剂KH2PO4和草酸进行振荡淋洗实验,探究两种淋洗剂对不同砷污染土壤的淋洗效果,在此基础上,通过2种不同的体外方法 (physiologically based extraction test,PBET;in vitro gastrointestinal,IVG),探索其生物可给性及对人体的健康风险。结果显示,KH2PO4和草酸对土壤中砷有不同程度的去除,草酸对土壤砷的去除率较高,平均去除率为54.3%。运用PBET方法得到的土壤砷的生物可给性高于IVG方法,KH2PO4淋洗后土壤砷的生物可给性高于草酸。与草酸相比,KH2PO4淋洗会在一定程度上增加土壤砷的健康风险。不同in vitro方法对不同淋洗剂修复后效果有不同的评估结果,应该根据不同的淋洗剂选择较为保守的体外方法来评估淋洗后土壤的生物可给性及健康风险。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    唐山曹妃甸浅层地下水水化学特征及咸化成因
    侯国华,高茂生,党显璋
    2019, 26(6): 49-57. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.10

    摘要 ( 66 )   PDF(3976KB) ( 172 )  
    为了查明曹妃甸浅层地下水水化学及咸化成因,采集研究区河水、地下淡水、微咸水、咸水、卤水、雨水和海水等不同类型水样,对其水化学组成、离子比、Piper三线图、吉布斯图、氢氧同位素组成及14C测年结果进行了分析。结果表明:(1)曹妃甸浅层地下水包括全新世沉积层潜水和晚更新世沉积层微承压水,且非原始封存在地层中而是形成于全新世中晚期。(2)地下潜水向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型,微承压水以咸水和卤水为主要水质类型;近冲洪积扇前缘水化学特征主要受岩石风化作用控制,围填海区及河口处水化学特征受海水混合作用控制,滨海平原区水化学特征主要受蒸发/结晶作用控制。(3)曹妃甸浅层地下水咸化过程主要是晚更新世以来海侵海退时期形成海洋蒸发盐经大气降水和河水多期溶滤所致,其盐分来源于海水蒸发盐,河口及围填海区地下潜水盐分主要来源于现代海水入侵。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    海绵城市建设地下水补给计算研究进展
    康宏志,陈亮,郭祺忠,练继建,侯杰
    2019, 26(6): 58-65. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.7

    摘要 ( 37 )   PDF(1207KB) ( 92 )  
    海绵城市建设通过改变流域下垫面条件来蓄滞雨洪,在减少城市雨水地表径流量、缓解城市内涝、补给地下水方面发挥了重要作用。在此过程中,增加流域雨水下渗量、利用雨水回补地下水是海绵城市建设的重要手段,也是雨水资源利用和缓解城市水资源短缺的重要举措。针对当前海绵城市建设中地下水回补量化的难题,本文对国内外适用于海绵城市建设中地下水补给量的计算方法进行了概述,分别介绍了各方法的基本原理、优缺点及适用情况,旨在为我国海绵城市建设地下水补给的效果评估提供参考。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    土壤分形结构对其水力性质的指示作用
    王艳艳,何雨江
    2019, 26(6): 66-74. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.5.38

    摘要 ( 38 )   PDF(1695KB) ( 112 )  
    研究土壤的水力性质是进行生态水文模拟、农业水分管理和环境监测的关键,然而强烈的空间变异造成土壤的物性特征异常复杂,特别是水力性质测定困难,试验结果随机性强,耗费大量人力物力,却难以准确描述。本文在综合分析了国内外30余种量化土壤水力性质的研究方法的优劣后,系统总结了分形理论在土壤物性特征研究中的应用,剖析了分形理论与土壤水力性质之间的关系,旨在探讨土壤分形结构在水力性质领域的发展前景,以及在测定水力特性参数时所具备的优势。结果表明:(1)采用分形方法定量研究土壤结构具备可行性;(2)分形结构方法能够指示水力性质,并能为快速准确刻画不同尺度下的土壤水分分布特征提供科学依据;(3)利用已知土壤水力性质建立分形模型可以有效反演土壤结构。
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    污染土壤修复
    基于小麦籽粒降Cd率及土壤Cd形态变化评价蚯蚓对Cd污染土壤的修复效果
    刘拓,王萌,陈世宝
    2019, 26(6): 75-81. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.10.5

    摘要 ( 32 )   PDF(1125KB) ( 67 )  
    本研究基于小麦籽粒降Cd率、土壤中Cd生物可利用态(DTPA-Cd)含量和土壤Cd移除率评价蚯蚓(赤子爱胜蚯蚓)对两种Cd污染农田土壤(河南潮土及河北褐土)的修复效果。研究结果表明:两种土壤中,添加0.5%和1.0%(蚯蚓鲜重/土壤干重)蚯蚓均能够明显降低小麦对Cd的富集,改变Cd在小麦植物器官中的分布,显著降低小麦籽粒中Cd含量(P<0.05),籽粒降Cd率达到31.1%~43.5%,促使小麦籽粒生物量增加35.5%~62.7%。添加0.5%和1.0%蚯蚓可显著降低土壤中生物可利用态Cd(DTPA-Cd)含量(P<0.05),DTPA-Cd含量下降29.1%~40.8%,有利于促进土壤中生物可利用态Cd向生物不易利用的形态转化。0.5%和1.0%蚯蚓添加使土壤中Cd移除率达到6.05%~11.88%,明显高于对照组(P<0.05),说明蚯蚓具有很好的Cd污染农田土壤修复潜力。在低Cd污染农田土壤中,蚯蚓可以降低土壤中Cd含量,减少小麦对Cd的富集,同时降低小麦籽粒Cd含量,这一研究结果对于修复低Cd污染农田土壤、保证农产品安全和实现“边生产边修复”具有重要意义。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    实验室与田间条件下骨炭粉与海藻肥对镉污染土壤修复效果评价
    王萌,陈世宝,李杉杉,李晓越,郑涵,孟楠
    2019, 26(6): 82-88. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.5

    摘要 ( 31 )   PDF(1587KB) ( 44 )  
    本研究基于小麦、玉米、高粱籽粒及烟草烟叶镉(Cd)消减率、修复边际效率及土壤中Cd有效态含量的变化等对比了实验室与田间条件下骨炭粉与海藻肥对Cd污染农田土壤的修复效果。研究结果表明:骨炭粉与海藻肥使玉米、小麦、高粱和烟草对Cd的吸收、转运均有显著(P<0.05)降低作用;在田间条件下,骨炭粉与海藻肥对不同作物籽粒或烟叶的Cd消减率为16.2%~39.8%,可增加作物产量12.3%~38.6%。钝化剂对不同作物增产效果有一定差异,对小麦籽粒增产作用最为有效。研究发现添加钝化剂改变了Cd在土壤团聚体中的分布,使得Cd在大粒径团聚体中负载量增加,并且与对照相比,显著提高土壤pH(提高0.43~0.77),降低土壤Cd的有效性,有利于控制Cd在土壤植物系统中的迁移。总体而言,不同钝化剂的Cd污染土壤修复边际效率为3.99%~14.74%,同海藻肥相比,骨炭粉的修复边际效率较高。不同钝化剂在盆栽实验的修复效果优于田间实验的效果,可能是因为相比于田间实验,盆栽实验条件下根系的作用范围有限,钝化剂的作用效果较高。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    两种有机废弃物对钼矿区农田污染土壤的修复效果研究
    王小庆,曲洋,王国峰,田文杰
    2019, 26(6): 89-94. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.10.4

    摘要 ( 39 )   PDF(1561KB) ( 58 )  
    选取城市污水处理厂污泥和有机肥两种有机废弃物作为修复剂,通过原位稳定化培养和植物盆栽实验,研究不同修复剂的添加对土壤中有效态钼含量及植物体内钼累积量的影响,比较两种修复剂对于钼污染土壤的修复效果。结果表明:经过60 d的稳定化培养后,污泥和有机肥两种有机废弃物均能降低土壤中有效态钼含量,但降低效果不很显著,有机肥的稳定化修复效果略优于污泥;两种废弃物的施入,能提高紫花苜蓿和黑麦草地上部位生物量同时降低其对钼的累积量。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    促根剂及水分胁迫对Cd污染异质土壤中小麦吸收、转运Cd的影响
    雷小琴,王萌,郑涵,李杉杉,陈世宝
    2019, 26(6): 95-102. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.10.6

    摘要 ( 34 )   PDF(1499KB) ( 40 )  
    为了研究促根剂与水分胁迫诱导小麦根伸长及其降低小麦对异质土壤中Cd吸收转运的影响,本研究制备了不同浓度Cd污染土壤,利用根箱法设置了3种不同土层(0~6 cm、7~12 cm及13~18 cm)下的Cd污染异质土壤,研究了3种添加比例(0.1%、0.2%和0.4%)下促根剂与3种水分胁迫诱导(60%、50%和40% MWHC)下小麦根伸长对降低小麦Cd吸收、转运的影响。结果表明:不同促根剂与水分胁迫诱导处理可以明显促进小麦根系生长,表现为小麦根系总长与根表面积的显著增加,其中促根剂促使下层(13~18 cm)土壤中小麦根系总长增加了63.2%~205.9%,水分胁迫诱导增加了69.1%~91.2%。不同促根剂处理可以不同程度增加小麦分蘖数,从而增加了小麦籽粒生物量(小麦籽粒生物量增加5.6%~50.3%);与对照相比,除了40% MWHC水分处理(WS3)外,不同促根剂与水分胁迫处理可以显著降低(P<0.05)Cd污染异质土壤中小麦茎叶与籽粒中Cd的浓度,降低范围分别为24.0%~41.5%和23.0%~42.7%,其中以添加0.4%促根剂处理效果最佳,不同处理对降低小麦籽粒Cd含量效果顺序为RA3≈RA2>WS2≈RA1≈WS1>WS3。基于上述结果,RA2和WS2在Cd异质污染农田修复中具有较大的应用价值。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    草本植物间作对空心菜Pb吸收、转运的影响
    孟楠,王萌,李杉杉,李晓越,郑涵,陈莉,陈世宝
    2019, 26(6): 103-111. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.2.10

    摘要 ( 32 )   PDF(1809KB) ( 63 )  
    为了研究不同草本植物间作对空心菜生长状况及对Pb的吸收、转运效果,采用盆栽试验,研究了空心菜在Pb污染土壤中单作及与10种草本植物(高丹草、苏丹草、狼尾草、黑麦草、苦荬菜、菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿、紫云英)间作对Pb吸收、积累的影响。结果表明:空心菜与黑麦草、苦荬菜、菊苣、籽粒苋、三叶草、紫花苜蓿以及紫云英间作后的茎叶生物量较空心菜单作增加显著(P<0.05),增加了15.79%~84.75%。不同间作方式下的空心菜茎叶Pb含量为7.11~15.36 mg/kg,茎叶Pb富集系数(BCF)为0.024~0.051,根茎叶Pb转运系数(TF)为0.240~0.470。与高丹草、苏丹草、苦荬菜、菊苣以及籽粒苋间作后,空心菜茎叶Pb含量较单作(对照)降低了24.39%~41.46%,茎叶Pb积累量较单作降低了65.36%~75.06%;此外,与上述5种植物间作后空心菜的根际土壤有效态Pb含量降低了4.47%~9.09%,根际土壤pH值则增加了0.32%~2.74%。10种间作植物茎叶Pb含量大小为菊苣>黑麦草>苦荬菜>高丹草>苏丹草>紫云英>紫花苜蓿>狼尾草>三叶草>籽粒苋。不同间作方式下每盆植株Pb总积累量为0.560~2.108 mg/盆,10种间作处理是空心菜单作处理的1.73~3.76倍。研究结果表明,高丹草、苏丹草、苦荬菜、菊苣和籽粒苋与空心菜间作有效降低了空心菜对Pb的吸收积累,同时提高了整个体系对土壤中Pb的总积累量,在间作修复中是较为理想的组合模式。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    田间条件下不同农艺措施对烟叶镉吸收及烟叶品质的影响
    段淑辉,陈世宝,李晓越,肖艳松,单雪华,邓祥,廖雅桦,刘勇军, 周志成
    2019, 26(6): 112-117. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.12.14

    摘要 ( 41 )   PDF(1123KB) ( 61 )  
    为研究不同农艺措施对烟叶镉(Cd)富集及生长发育的影响,选取中国南方植烟区两种Cd污染土壤(红泥田、黄泥田)为研究对象,以云烟87为供试品种,通过田间小区试验,研究增施磷酸二氢钾、硫酸锌、腐殖酸络合钾和生石灰对土壤Cd有效态含量、烟叶Cd含量、土壤肥力指标、烤烟经济性状及常规化学成分的影响。结果表明:与对照组相比,增施磷酸二氢钾、硫酸锌、腐殖酸络合钾和生石灰均能有效减少土壤Cd生物有效性和烟草对Cd的富集,土壤有效态Cd含量降低10.4%~25.5%,烟叶Cd消减率为20.39%~43.47%,不同处理顺序为磷酸二氢钾>腐殖酸络合钾>硫酸锌≈生石灰;施用生石灰可提高土壤pH值0.24~0.51,但会造成土壤肥力下降,影响烤烟生长发育;增施腐殖酸络合钾可提高土壤脲酶和磷酸酶活性,提高土壤有机质含量、阳离子交换量、有效氮含量等肥力指标,显著提高烤后烟叶钾含量,降低烟叶糖含量,使烟叶化学成分更趋于协调。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    不同超富集、富集植物玉米间作模式对玉米中镉吸收、转运的影响研究
    霍文敏,赵中秋,王丽,邹茸,范洪黎
    2019, 26(6): 118-127. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2018.12.15

    摘要 ( 44 )   PDF(1723KB) ( 74 )  
    为了研究Cd污染条件下,玉米分别与苋菜、黑麦草、龙葵间作对重金属Cd吸收和转运的特点,从而选择适宜与玉米间作的富集植物,同时达到修复重金属Cd污染土壤的目的。该文以镉(Cd)污染的河南棕壤黏土为供试土壤,通过盆栽试验,基于玉米各器官中Cd含量、富集系数、转运系数、土壤有效态Cd含量的变化,研究了间作苋菜、黑麦草、龙葵对玉米各器官Cd的积累特性的影响及其迁移转运机制。结果表明:(1)龙葵、苋菜、黑麦草间作使得玉米地上部Cd含量显著性降低(P<0.05),其中以籽粒中Cd含量的下降最为显著。间作苋菜、黑麦草、龙葵,玉米籽粒中Cd含量分别下降了67.6%、75.7%和79.9%。(2)间作苋菜、黑麦草、龙葵使得玉米的富集系数较单作处理下玉米的富集系数分别下降了49.3%、39.7%和68.5%,且差异达到显著水平。(3)与苋菜、黑麦草间作相比,间作龙葵的玉米转运系数分别下降了27.5%、24.2%,且差异均达到显著水平。通过对人体每天摄入Cd量的安全值计算得出间作后土壤中Cd全量应低于2.26 mg·kg-1,土壤有效态Cd含量低于0.88 mg·kg-1。该污染农田在间作模式下,食用玉米Cd暴露对居民健康不存在风险。间作苋菜、黑麦草、龙葵能够抑制玉米对Cd的吸收,同时阻控玉米地上部Cd向地上部的转移,尤其是向籽粒转移。通过间作苋菜、黑麦草、龙葵,不仅降低了主栽作物玉米的Cd累积量,实现玉米安全、优质种植,同时也达到了修复污染土壤的目的。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    土壤污染与土壤环境质量评价
    全国土地质量地球化学调查二十年
    李括,彭敏,赵传冬,杨柯,周亚龙,刘飞,唐世琪,杨帆,韩伟,杨峥,成晓梦,夏学齐,关涛,骆检兰,成杭新
    2019, 26(6): 128-158. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.25

    摘要 ( 400 )   PDF(11721KB) ( 271 )  
    土地质量地球化学调查计划是我国继区域化探全国扫面计划之后一个新的国家地球化学填图计划,该计划实施20年来,在支撑土壤环境污染防控、土地资源管理、国家重大立法、精准扶贫等方面做出了重大贡献,显著拓展了地质工作服务链。本文从计划的提出背景、项目的组织实施、主要进展、调查技术的进步和分析测试技术的提高与质量控制方案的完善等方面回顾了该计划的发展历程。从全国耕地地球化学状况、全国省会城市土壤环境质量状况、中国主要淡水湖泊沉积物环境质量状况、中国主要农耕区20年来土壤碳库变化4个方面对调查成果做了全面总结。全方位介绍了调查应用成果在土地管理、土壤污染防治、农业种植结构调整、脱贫攻坚、地方病防治、油气勘查、固体矿产勘查等7个领域中的应用。并在调查技术革新、评价方法创新和调查与研究融合三个方面对土地质量地球化学调查工作的未来发展趋势做了展望。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    表生地球化学动力学与中国西南土壤中化学元素分布模式的驱动机制
    成杭新,彭敏,赵传冬,韩伟,王惠艳,王乔林,杨帆,张富贵,王成文,刘飞,周亚龙,唐世琪,李括,杨柯,杨峥,成晓梦,陈子万,张华,莫春虎
    2019, 26(6): 159-191. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.11.28

    摘要 ( 159 )   PDF(21709KB) ( 287 )  

    地球表层是由山水林田湖草等要素构成的互动和互馈的复杂系统,这些要素中化学元素的互动和互馈过程均可驱动化学元素分布模式的变化。本文以系统的1∶25万土地质量地球化学调查数据为基础,讨论了中国西南地区土壤中常量元素、亲生物元素、卤族元素、重金属元素分布模式的驱动机制和互动过程。结果发现成土母质决定了土地资源中化学元素的自然状况,表生地球化学动力学过程重塑了表层土壤中元素分布模式,生物地球化学过程驱动了土地质量的演化趋势,强烈的人类活动(如矿业活动)破坏了元素分布的自然演化规律。表生地球化学动力学理论的提出将引领山水林田湖草生命共同体知识体系构建和土地资源地球化学综合调查技术的革新。

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    对农用地土壤环境质量类别划分的思考:以贵州马铃薯产区Cd风险管控为例
    宋静,许根焰,骆永明,高慧,唐伟
    2019, 26(6): 192-198. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.10.3

    摘要 ( 107 )   PDF(1268KB) ( 169 )  
    通过收集整理野外采样、室内盆栽和文献数据,验证我国现行《农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2008)以及《种植根茎类蔬菜的旱地土壤镉、铅、铬、汞、砷安全阈值》(GB/T 36783—2018)在贵州马铃薯产地土壤Cd环境质量类别划分中的适宜性。研究表明,矿区种植的马铃薯Cd含量超标风险较大,上述两个土壤Cd标准对于贵州马铃薯产地土壤而言均偏严。在分析我国现行土壤作物协同监测采样方法不足的基础上,提出借鉴基于现代采样理论的决策单元多点增量采样(DUMIS)方法开展土壤作物协同监测和修复效果评估。建议因地制宜制定基于有效态的土壤安全利用标准,建议深入开展基于DUMIS的土壤作物协同监测采样方法以及中低污染土壤安全利用有效态标准制定的研究,服务于我国特色农产品产地土壤环境质量类别划分和安全利用。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    北京城乡接合部地表颗粒物中重金属污染负荷及健康风险评价
    李海燕,王垚森,张晓然,闫磊,武利园,金弈,崔如,杨志超
    2019, 26(6): 199-206. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.7.2

    摘要 ( 43 )   PDF(2157KB) ( 90 )  
    随着我国城市建设的不断推进,城市径流污染越来越受到关注。地表颗粒物(RDS)是重金属的重要载体,雨水径流对地表颗粒物的冲刷引起的径流重金属污染问题凸显。本研究选取北京市城乡接合部作为研究区域,研究区域内地表颗粒物中重金属(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Pb、Zn)污染负荷并进行健康风险评估。结果表明,地表颗粒物含有的重金属中,除Mn外,As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的平均浓度均超过背景值。其中,Cd的平均浓度是其背景值的3倍,Cr的平均浓度是其背景值的4倍之多。在径流冲刷条件下,Cr的污染负荷在各研究区域均最高,为其他重金属的3~4倍。暴露模型计算表明,重金属非致癌日平均暴露量为手口摄入量>皮肤吸收量>吸入空气量,经手口接触是人体地表灰尘暴露风险的主要途径。对于非致癌风险,在芦求路主路以及黄鹅路十字路口区域存在对于儿童的非致癌风险,整体区域内成人所受非致癌风险较低。各研究区域内重金属呼吸暴露途径的总致癌风险均低于环境阈值,致癌风险较低。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于土壤重金属污染风险管控的土壤质量评价:以某县级市为例
    李玉峰,赵中秋,祝培甜,陈勇,李茜,原野,李雪珍
    2019, 26(6): 207-215. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.8.2

    摘要 ( 51 )   PDF(2464KB) ( 157 )  
    近年来农用地土壤质量受重金属污染影响进而导致农产品受到威胁的问题愈发严重,然而关于土壤质量评价的研究很少考虑土壤污染状况,忽略了土壤污染风险对土壤质量的影响。本文以某典型制造业县级市为例,在以土壤理化性质为主要指标的土壤肥力状况评价基础上,对研究区土壤重金属进行污染风险管控类型划分。通过建立分段函数将土壤污染风险管控类型划分结果引入土壤质量评价体系,对农用地土壤质量进行评价。结果表明:研究区土壤理化指标的变异系数从大到小为速效磷(AP)含量>土壤电导率(SEC)>全磷(TP)含量>土壤有机碳(SOC)含量>阳离子交换量(CEC)>全氮(TN)含量>pH。土壤肥力状况随地势降低和河流增加呈现升高的趋势,高肥力区主要分布在平原区西北部和平原区东北部,低肥力区主要分布在东南部丘陵山区和西部低洼区,肥力过渡区环绕低肥力区分布。农用地土壤污染风险管控类型的划分结果表明,Cd、Hg、As、Pb、Cr、Ni、Cu和Zn 8种重金属中至少有88.89%的Cd样点和98.61%的Cr样点属于优先保护类,11.11%的Cd样点、1.39%的Cr样点属于安全利用类,该区重金属污染以Cd为主。土壤质量评价结果表明,土壤质量总体分布与土壤肥力状况分布规律类似,但由于受土壤污染风险的影响,研究区西南部低质量土壤范围向东扩张,东南部低质量土壤分布范围更小,更密集化。上述研究结果说明,引入土壤污染风险管控类型划分结果一般会对土壤肥力状况作减幅修正,并在一定程度上改变原土壤肥力状况的空间分布格局。
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    非主题来稿选登
    火成岩中的超临界流体晶及其研究意义
    罗照华,杨宗锋,苏尚国,刘翠,江秀敏
    2019, 26(6): 216-227. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.9.16

    摘要 ( 48 )   PDF(3795KB) ( 157 )  
    流行火成岩理论中,岩浆被默认为自然熔体,因而火成岩中的矿物晶体都形成于熔体的结晶作用,可称为熔体晶。许多证据表明,火成岩中也可以含有从超临界流体析出的晶体,被称为超临界流体晶(文中简称为流体晶)。根据三个典型实例分析,流体晶既可以从超临界流体直接析出,类似于从热液析出晶体的过程;也可以由超临界流体浓缩产生的熔体结晶形成。不管是哪一种晶出方式,流体晶产生的前提都是岩浆达到流体过饱和态;而满足这一前提的基本条件则是透岩浆流体过程和岩浆快速上升。结合前人关于熔体流体平衡条件的研究进展,以及熔体黏度对挥发分含量和岩浆上升速度对熔体黏度的依赖,发现透岩浆流体过程与岩浆上升过程之间具有耦合关系,这种关系可以用来阐明岩浆系统行为非线性变化的原因。流体晶的研究具有重要意义,可用于:(1)提供一种研究岩浆系统流体条件的新途径;(2)揭示岩浆系统偏离理想态的程度;(3)为反演岩浆系统动力学过程提供新的约束;(4)为识别致矿侵入体和评估侵入体的找矿潜力提供新的矿物学标志;(5)理解火成岩理论中一些长期得不到解决的问题,如岩浆中挥发分溶解度问题、冻结岩浆的活化问题、岩浆成矿专属性问题。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    俄罗斯塔尔纳赫岩浆铜镍硫化物矿床中流体参与成矿的矿物学证据
    蒋俊毅,苏尚国,王菁姣
    2019, 26(6): 228-243. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.3.12

    摘要 ( 36 )   PDF(4581KB) ( 63 )  
    岩浆铜镍硫化物矿床研究中“硫化物矿浆”组成及上侵聚集机制一直存在争议。在新近提出的“岩浆通道成矿系统”的思路下,文章研究了来自俄罗斯诺里尔斯克地区塔尔纳赫铜镍硫化物矿床中的赋矿橄榄苏长辉长岩,发现其主要造岩矿物存在两种类型,在微量元素分配上出现了明显的差异。文章重点报告了其中斜长石的特点。以微量元素的分配模式为依据,所有斜长石可以分为两类:Ⅰ型斜长石强烈富集大离子亲石元素和轻稀土元素,强烈亏损高场强元素,成分为钠长石倍长石,与硫化物共存,指示在含矿硫化物珠滴中应含有大量流体;Ⅱ型斜长石富集轻稀土元素,强烈亏损高场强元素,成分为中长石倍长石,产于岩体中遭受交代改造较弱的区域,指示它们由熔体结晶形成。据此我们认为“硫化物矿浆”在上侵过程中包含大量流体,应该为“熔体流体”。文章为流体在硫化物矿浆富集和运移过程中起着重要作用的论点提供了新的证据。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    河北武安玉石洼铁矿中磁铁矿特征及其对铁矿床成因指示意义
    侯晓阳,苏尚国,杨跃跃
    2019, 26(6): 244-256. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.5.13

    摘要 ( 55 )   PDF(3852KB) ( 77 )  
    夕卡岩铁矿床的成因一直以来备受争议,主要有接触交代和矿浆成因等模型。河北武安玉石洼铁矿是邯邢地区主要的夕卡岩铁矿之一,对矿区尖山剖面中的三类磁铁矿成分进行详细研究有助于解决此问题。产于剖面下部玉石洼铁矿主矿体中的磁铁矿以高Ti为特征,而在上部结晶灰岩中矿脉状中磁铁矿以高Si(w(SiO2)>1%)为特点,赋存于中部二长岩矿脉中的磁铁矿具有过渡的成分特征。通过对此三类磁铁矿中主量元素、微量元素研究发现,从下部玉石洼主矿体向上部结晶灰岩中的磁铁矿脉,磁铁矿具有Ti含量逐渐减少而Si、Mg含量逐渐增加的特征。高硅磁铁矿呈自形晶,与方解石平衡共生,其形成与流体有关,很可能是流体晶矿物。磁铁矿FeV/Ti判别图解显示下部玉石洼主矿体中部分磁铁矿具有岩浆成因,二长岩和结晶灰岩中的脉状矿石中磁铁矿具有热液成因,磁铁矿由下部到上部具有岩浆成因过渡为热液成因的连续过程。根据玉石洼矿区磁铁矿的这些特征,我们认为铁矿浆中含有大量流体,应该为“含铁熔体流体”,由于流体超压使“含铁熔体流体流”在岩浆通道中快速上升,至地壳浅部空间就位,在空间上由下部形成高温高Ti磁铁矿过渡为上部形成具有流体晶特征的高Si磁铁矿的岩浆通道成矿系统模型。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    河北汉诺坝碱性玄武岩的源区和成因
    崔晓亮,苏尚国,宋晨,蒋俊毅,黑慧欣,伍月
    2019, 26(6): 257-270. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.9.22

    摘要 ( 77 )   PDF(5432KB) ( 142 )  
    我国华北北部新近纪喷发的汉诺坝玄武岩,岩层出露比较完整,普遍含有超镁铁岩包体和各种高压巨晶。大麻坪代黄沟剖面出露较好,主要岩性为玄武岩,从上到下可分为上三、二、一层和底层。岩相学观察显示这些玄武岩含有1%~5%的捕虏晶且斑晶数量很少。橄榄岩包体为尖晶石二辉橄榄岩,轻稀土略微亏损,轻重稀土无分馏,显示这是只经过少量部分熔融后的原始地幔包体。通过对代黄沟碱性玄武岩中橄榄石、辉石和斜长石等斑晶或捕虏晶的矿物学分析,得出它们的成分变化是玄武岩混合了分解的地幔橄榄岩快速上升造成的。玄武岩的主量元素与二辉橄榄岩相平衡的原生熔体相比,Mg#(52.0~62.7)以及CaO(7.3%~8.5%)、Ni((82~192)×10-6)和Cr((65~192)×10-6)含量都较低。玄武岩的稀土分配模式为轻稀土富集的右倾型,δEu=1.01~1.05,δCe=0.95~1.02,富集高场强元素Nb、Ta、Zr及大离子亲石元素Ba、Sr。玄武岩痕量元素Ba/Rb和Rb/Sr的比值显示源区可能遭受过流体的交代作用。同时,痕量元素显示这一系列玄武岩主要受到部分熔融的控制,大量的结晶分异并未发生,且源区残留石榴子石。分析认为玄武岩岩浆应该是原生岩浆,而不是演化岩浆,影响整个岩浆的形成的过程可能是部分熔融而不是分离结晶。基于目前已发表的实验岩石学结果和理论分析认为汉诺坝玄武岩与辉石岩类相平衡,源区主要矿物相为单斜辉石和石榴子石,可能存在少量的橄榄石。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    天池火山三期浮岩气孔形态的复杂性及其动力学成因
    彭年,朱晓艳,刘永顺,聂保锋,李苏
    2019, 26(6): 271-280. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.9.18

    摘要 ( 38 )   PDF(2598KB) ( 65 )  
    爆炸式喷发过程中,火山碎屑物气孔记录了挥发分出溶、膨胀和合并等信息,其大小、形态、数量密度、空间分布等局域特征是推断火山喷发动力条件的重要参考。文章基于天池火山三期喷发(50 000年前大喷发的黄色浮岩、千年大喷发的灰白色浮岩和1668年八卦庙期喷发的黑色浮岩)野外地质工作,以非线性火山喷发动力学为指导,开展了火山通道内气泡生长的流体动力学研究,揭示出岩浆流体黏性力和界面张力的共同作用对于岩浆减压和气泡生长过程的约束。在浮岩气孔结构的定量化分析基础上,进一步研究了天池火山三期喷发的浮岩气孔参数,通过气泡生长流体动力学方程得到了千年大喷发灰白色浮岩毛细管数Ca值为253, 明显高于50 000年前大喷发黄色浮岩(Ca值为94)和八卦庙期喷发黑色浮岩(Ca值为111),表明了千年大喷发曾发生过明显的成分变化,推测可能与幔源基性岩浆注入有关;而50 000年前大喷发黄色浮岩气孔不规则形态参数(1-Ω)值为0.098,大于后两期喷发(分别为0.052和0.064),可能意味着天池火山系统动力学平衡的弛豫周期变小或浮岩气泡生长受动力学、流变学改造过程减弱,这可为进一步研究天池火山活动规律提供参考。三期浮岩毛细管数Ca量级为102,气孔不规则形态参数(1-Ω)量级为10-1,从动力学上首次证实了天池火山属于普林尼型或超普林尼型喷发。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    深层火山碎屑熔岩形成机理及其指相意义研究:以松辽盆地庆深气田为例
    牛花朋,王贵文,鲜本忠,付健伟,焦小芹,李洪娟
    2019, 26(6): 281-288. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.9.21

    摘要 ( 39 )   PDF(4697KB) ( 83 )  
    基于不同岩性、岩相条件从根本上决定了储集空间的发育程度与规模,所以找火山岩的储层集中表现为火山岩相、亚相的识别。文中以松辽盆地庆深气田为例,重点研究了深层火山碎屑熔岩形成机理及其在火山岩地质相和测井相识别中的意义。研究表明,火山碎屑熔岩类火山岩常见火山碎屑流、泡沫熔岩流、岩流自碎作用、近地表隐爆作用、再熔结(胶结)型5种成因类型,且不同成因火山碎屑熔岩具有明显不同的矿物岩石学特征和测井响应特征。根据其形成机理、矿物岩石学特征和FMI成像特征,认为上述5种成因类型的火山碎屑熔岩分别发育于爆发相热碎屑流亚相、介于爆发相和喷溢相之间的爆溢相、喷溢相、火山通道相隐爆角砾岩亚相、火山通道相火山颈亚相或近火山口相。该研究成果对于促进火山岩相、亚相的准确识别和优质储层的有效预测具有重要的指导意义。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    基于信息量法的地质灾害气象风险预警模型:以甘肃省陇南地区为例
    罗鸿东,李瑞冬,张勃,曹博
    2019, 26(6): 289-297. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.11.1

    摘要 ( 39 )   PDF(4627KB) ( 83 )  
    地质灾害气象风险预警是目前地质灾害防治研究领域的难点和热点。陇南地区是中国地质灾害造成人员财产损失和受灾害威胁最严重的区域之一,为精细化和准确化预报陇南地区地质灾害风险,在ArcGIS平台将研究区划分为250 m×250 m的栅格单元,使用信息量法选取9个影响因素进行地质环境敏感性评价,结合有效降雨量构建地质灾害气象风险预警模型;该模型通过6次历史降雨事件引发的156起地质灾害验证,预报准确率为83.42%,提高了研究区内地质灾害风险预警精度。该研究基于信息量法的地质环境敏感性分区客观合理,综合考虑下垫面和气象要素的第二代预警模型在类似地区的应用,有较高的准确性和适用性。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    《攻坚行动方案》实施后北京市PM2.5中微量元素组成特征
    邵龙义,常玲利,张梦媛,李杰,李耀炜,李文君,冯晓蕾
    2019, 26(6): 298-308. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.11.31

    摘要 ( 57 )   PDF(1612KB) ( 69 )  
    文中利用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)对《攻坚行动方案》实施后北京市环境大气PM2.5中微量元素组成特征进行研究。结果表明,《攻坚行动方案》实施后,北京市PM2.5中微量元素以Zn、Mn、Ba、Pb、Cr、Cu、Ti等7种元素为主,其中元素Zn含量最高。元素Zn、Cd、Tl、Cs、Rb的水溶性组分在总微量元素中占比超过80%,说明这些元素大部分以易溶于水的状态存在于PM2.5中。有趣的是,在PM2.5样品中微量元素的含量(10-6)随着PM2.5污染水平的升高而下降,而质量浓度(ng·m-3)随PM2.5污染水平的升高而升高。这说明单位质量PM2.5中微量元素的含量只与颗粒物的组成成分有关,与颗粒物浓度无关。采样期间PM2.5中的微量元素主要来源于土壤扬尘(48.27%)、燃烧源和工业排放(16.16%)、刹车和轮胎磨损(10.03%),其次是汽车尾气(5.84%)、建筑扬尘(4.88%)以及其他源(3.68%)。与攻坚行动前相比,PM2.5中微量元素的质量浓度有明显的降低,高污染等级的PM2.5样品中微量元素质量浓度的降幅最为明显,比攻坚行动前下降了80.3%。
    参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    学术争鸣
    板块运动的机制与动力来源学术争鸣
    万天丰,李三忠,杨巍然,梁光河,毛小平,刘银河,於文辉,陈志耕,丁卫平, 胡宝群,付虹,方曙,唐春安,莫宣学
    2019, 26(6): 309-319. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2019.11.20

    摘要 ( 379 )   PDF(1745KB) ( 477 )  
    目前人类对地球的认识仍很肤浅,无论国外还是国内对于地球动力学问题仍在探索过程中,Science杂志2005年公布的125个重大科学问题中的第10个问题是“地球内部是如何运行的”,提出地球动力来源还尚未解决。 2017年出版的《中国学科发展战略——板块构造与大陆动力学》认为板块构造理论虽然取得了巨大成功,但该学说依然存在其形成以来就存在的难题,即板块动力、板块起源及板块上陆三大问题,驱动板块运动的动力机制是最为重要的问题,也是亟待解决的问题。
    研讨会分两个环节,一是主要观点报告环节,二是讨论争鸣环节。
    在报告环节,涉及动力机制的主要有5位报告人,分别阐述了他们的主要观点。梁光河提出了新大陆漂移说,通过大量证据分析认为传统的海底扩张驱动大陆漂移的模式存在很多问题,很多地质和地球物理观测事实说明持续推动大陆漂移的动力不是海底的持续扩张,而是大陆板块后下方持续的岩浆上涌推动大陆板块向前漂移,那是一个自发的连锁反应。万天丰认为传统的海底扩张传送带模式很难解释大陆板块漂移速度远远大于地幔对流速度这个问题,提出了陨击说。陨石撞击诱发地幔底劈推动大陆板块运动这个新的驱动模式。唐春安提出了地球龟裂说,认为地球内部热能的积累与释放,使得地质历史上岩石圈地幔具有冷热交替的周期。毛小平分析认为,目前所提出的地球动力中,只有周向应力具有足够数量级的应力,可以推动板块运动;周向应力在岩石圈薄弱处释放从而产生地壳相对运动;长期以来解释不了的“地壳异常压力”其实就是周向应力,而可独立于重力的构造力、碰撞力并不存在。
    在讨论争鸣环节,大家针对地壳运动的动力来源自由发言。梁光河指出万天丰提出的陨石撞击可以较好地解释超大陆裂解的初始动力,但不同意陨石撞击可以提供持续的大陆漂移的动力,以印度板块的北漂为例,因为地幔的巨大黏滞阻力,需要无数个陨石定点撞击印度板块后面才可能持续推动印度板块漂移。唐春安提出地球的锅盖效应,因此上地幔具有冷热周期,在热周期地壳才会大规模漂移,按照力学机制,大洋中脊和转换断层不可能是海底扩张产生的,应该是大陆漂移拉开产生的断裂系统。最后杨巍然总结发言,认为陨石撞击是一个重要因素,地球上的构造运动都可以归结为开合运动,海底扩张和大陆漂移都是存在的,地体构造也是科学的。研讨会取得的共识是:大陆的确存在大规模水平运动,传统的地幔对流传送带驱动模式存在很多与观测事实不符的问题,需要重新认识驱动机制和驱动力的问题,对板块俯冲问题多数持怀疑甚至反对的观点。其驱动力应该来自重力和地球内部热力,但它们之间是如何相互作用的,仍需要进行更深入的研究。
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    英文选读
     Epigenetic geochemical dynamics and driving mechanisms of chemical elemental distribution patterns in soil in Southwest China
    CHENG Hangxin,PENG Min,ZHAO Chuandong,HAN Wei,WANG Huiyan, WANG Qiaolin,YANG Fan
    2019, 26(6): 320-354. 
    DOI: 10.13745/j.esf.sf.2020.2.29

    摘要 ( 78 )   PDF(21709KB) ( 72 )  
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