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孟博胡海燕李平冯新斌 《矿物岩石地球化学通报》2020,(1):12-23
水稻是甲基汞的超富集农作物,汞污染区稻米普遍含有较高含量的甲基汞。食用大米是我国南方内陆居民人体甲基汞暴露的主要途径。水稻甲基汞污染问题已经引起了国际社会的高度关注。国内外学者围绕稻田生态系统汞的生物地球化学循环开展了大量的研究工作,取得了一系列重要研究成果。本文总结了稻田土壤汞的关键形态转化过程研究现状及存在问题,对未来需要进一步开展的研究工作进行了展望,包括:稻田土壤中汞的甲基化过程、影响因素及参与汞甲基化的主要微生物群落;典型汞矿区稻田土壤中汞的形态分布特征与参与甲基化反应的主要汞形态的识别;稻田土壤中汞的还原过程及对甲基化的影响;稻田生态系统汞的同位素分馏特征及汞的生物地球化学过程定量识别。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2020,(1)
水稻是甲基汞的超富集农作物,汞污染区稻米普遍含有较高含量的甲基汞。食用大米是我国南方内陆居民人体甲基汞暴露的主要途径。水稻甲基汞污染问题已经引起了国际社会的高度关注。国内外学者围绕稻田生态系统汞的生物地球化学循环开展了大量的研究工作,取得了一系列重要研究成果。本文总结了稻田土壤汞的关键形态转化过程研究现状及存在问题,对未来需要进一步开展的研究工作进行了展望,包括:稻田土壤中汞的甲基化过程、影响因素及参与汞甲基化的主要微生物群落;典型汞矿区稻田土壤中汞的形态分布特征与参与甲基化反应的主要汞形态的识别;稻田土壤中汞的还原过程及对甲基化的影响;稻田生态系统汞的同位素分馏特征及汞的生物地球化学过程定量识别。 相似文献
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土壤中砷的形态分析和生物有效性研究进展 总被引：19，自引：0，他引：19
土壤砷污染是当今全球十分严重的环境与健康问题之一。土壤砷形态及生物有效性研究是开展污染诊断、评估环境健康风险及开展砷污染土壤修复的重要依据。目前土壤砷形态的研究方法包括化学选择性提取操作定义法、溶剂提取仪器测定或吸附材料选择性分离法和同步辐射X射线近边能谱（XANES）直接测定法,这些方法相互结合在土壤砷的形态转化研究中发挥着重要作用。目前关于生物有效性研究存在多种方法并存的局面,化学提取法相对经济、方便,但存在很大的局限性,往往不能真实反映土壤砷的有效态含量,只能作为环境危害程度识别的参考;植物指示法需选择敏感性植物方能有效地指示土壤砷对环境与健康的潜在危害;土壤动物与微生物指示法代表了未来开展砷污染早期预警的发展方向,具有广阔的应用前景。模拟肠胃液提取法(In Vitro Gastrointestinal Method)比较接近动物或人体对土壤砷污染的真实吸收状态,在环境健康风险评价中发挥着重要作用。目前国外已发展出采用兔、仔猪和猴的动物模型以研究经口摄入的生物有效性砷,但尚不清楚哪种动物模型更能准确反映砷对人体的生物有效性。 相似文献
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土壤环境中砷元素的生态效应 总被引：1，自引：0，他引：1
论述了各环境介质中砷元素的分布特点,指出土壤第Ⅱ环境中的砷主要来源于人为活动。砷主要富集于土壤表层,且主要以稳定矿物形式存在;但当土壤砷总量高时其可溶性砷量亦相应高,砷在土壤中易形成Fe、Al、Ca型砷化物而被固定;当土壤pH值增高至中性或碱性时,砷易转化为迁移能力更强、毒性更大的三价砷。砷对作物、人体生态系统危害作用明显,砷通过蔬菜对人体的危害甚于谷物,应采取有效措施防治土壤中砷污染。 相似文献
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矿渣和酸性矿山废水的排放会使矿区周围的农田受到污染。为研究厌氧条件下矿区农田中氮和砷之间的联系,本文通过摇瓶实验探究了含砷水铁矿在厌氧含氮农田中释放的砷形态的变化,通过柱实验探究了水稻生长对氮、砷形态和浓度的影响。研究结果发现,在厌氧条件下,外源氮的加入促进了砷污染水稻土中As(Ⅴ)的还原,使生成的As(Ⅲ)浓度最高达396μg/L;在柱实验模拟的厌氧农田不同层位中,水稻的生长过程促进了氮和砷的还原以及砷向下层位的迁移,使装置中的As(Ⅲ)浓度最高达517μg/L;摇瓶实验和柱实验在相近的厌氧条件下,NO-3的存在能够直接参与As(Ⅴ)还原。研究结果为农田砷污染的治理提供了一定的参考价值。 相似文献
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德阳镉污染农田区生态安全性及居民健康风险评价 总被引：8，自引：3，他引：5
对四川德阳地区土壤镉等重金属污染区大米、小麦安全性进行了评价,并建立了水稻籽实镉含量与根系土镉、有机质含量、pH值的回归方程,据此预测德阳地区水稻镉超标面积。根据当地居民主食(大米、小麦)镉等重金属元素的摄入量,对镉污染区人体健康风险进行了评价。研究表明,德阳地区大米、小麦重金属污染均以镉为主。预测水稻镉超标面积达1 547.95 km2,占研究区面积的73.47%。人发镉等重金属元素存在明显异常。人发镉含量高值区与土壤镉异常和居民主食镉摄入量高值区分布有一致性。什邡市、绵竹市、安县、旌阳区、广汉市居民主食(大米、小麦)镉摄入量均超标2~10倍。重金属污染造成人体健康风险最高的是绵竹、什邡地区,其次是旌阳区。 相似文献
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土壤甲烷吸收汇研究进展 总被引：12，自引：0，他引：12
人类活动导致大气中温室气体浓度增加,是全球气候变暖的主要原因之一。由于陆地生态系统中通气状况良好的土壤是甲烷最大的吸收汇,研究吸收汇强度及其影响因素对估算大气中甲烷储存增量、采取措施增强土壤吸收汇的强度是很有意义的。综述了全球透气土壤吸收甲烷总量及土地利用变化、农业措施对甲烷吸收汇的影响。 相似文献
8.
本文描述了砷在耕作土壤中的作用过程中，有关砷的物质平衡的数学表述形式。需要用许多模型参数定义所涉及砷的物质平衡的数学表述形式，即使是简化的数学形式。根据参数值的范围和源于出版的文献的初始条件进行实例模拟。研究结果表明，由于对耕作土壤施肥和灌溉水，植被对砷的摄入量引起根部区总砷含量逐渐增加。搞清楚植物对砷的吸收和析出与弄清楚对增加砷的去除途径同等重要。反过来，矿物相的溶解动力学和吸附相的分布系数影响植物吸收和浸出的可用性。根据实验室砷矿相的分解、As（III）的矿化和氧化推导出参数，而砷植物的吸收似乎对砷在土壤中的传输估计过高。数学模型的研究是一个简明的过程，而用自信度定义的模型参数值的不同阻碍了它在实际情况中的应用。目前对土壤一一植被系统中砷的传输过程和作用的了解是不充分的，所以要校准或者验证模型。研究必须了解土壤中砷矿物分解和沉淀的动力学原理和土壤中根部生长以及植被砷吸收的动力学原理。 相似文献
9.
高砷含水层沉积物矿物学特征及砷的活化 总被引：2，自引：0，他引：2
利用X射线衍射和X射线荧光分析、沉积物序列提取试验及矿物饱和度的计算,对采自江汉平原中部沙湖地区典型高砷含水层钻孔沉积物样品矿物学进行了分析,并讨论了控制含水层中砷释放和迁移的地球化学机制.对矿物在沉积物与土壤中的分布及组成的对比分析,在一定程度上指示了矿物赋存环境和/或高砷水形成的环境背景:土壤与沉积物中高岭石以低于其他3种粘土矿物的含量普遍存在,指示了含水层沉积物形成过程江汉平原存在一定的湿热古气候环境;沉积物绿泥石含量低于土壤中绿泥石,恰恰反映了土壤比沉积物略强的碱性环境;沉积物中黄铁矿的存在,显示了含水层局部的强还原性环境,指示地下水中广泛存在的Fe2+容易与二价硫发生沉淀并结合砷.砷主要以无定形铁锰氧化物结合态(平均在31％以上)形式存在,其次以碳酸盐和有机质结合态存在.无定形铁锰氧化物的还原溶解可能是控制砷迁移到地下水中主要的地球化学机制.相对高含量的绿泥石容易在含水层中发生风化,其溶解过程可以将铁释放到地下水中,从而成为影响地下水中砷活化的潜在因素. 相似文献
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地下水中砷形态标准物质研制 总被引：3，自引：1，他引：2
砷元素的不同形态对人体有不同的毒性,无机砷的毒性最大,有机砷毒性较小,准确测定水体中尤其是地下水中砷形态的含量对于人体健康和环境保护有重要意义。但目前国内外尚缺乏地下水中砷形态的标准物质。文章研制了5个地下水砷形态标准物质,候选物样品采自山西和内蒙古高砷地区,在样品的采集和制备过程中使用冷冻干燥法和加保护剂两种方法保证砷形态稳定,定值参数为砷全量、As(Ⅲ)、As(Ⅴ),定值方法采用氢化物发生-原子荧光光谱法、电感耦合等离子体光谱法、电感耦合等离子体质谱法、高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法。经检验,制备的砷形态标准物质具有良好的均匀性和稳定性。该系列标准物质研制中首次应用冷冻干燥技术,样品保存问题得到了很好的解决,采用多家实验室协作定值,测试方法准确、可靠,标准值和不确定度合理,填补了国内外砷形态标准物质研制的空白。 相似文献
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氢化物发生-电感耦合等离子体发射光谱法同时测定土壤中的痕量砷铜铅锌镍钒 总被引：1，自引：1，他引：0
土壤中砷的测定方法多采用氢化物发生-原子荧光光谱法(HG-AFS);电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)在多元素同时测定方面应用普遍,但测定砷的检出限稍高。氢化物发生技术与ICP-OES两者联用也多有研究,较大幅度降低了砷的检出限,已能实现砷锑铋汞等元素的同时测定。但联用技术只能应用于测定能够发生氢化反应的元素,无法实现易氢化元素和难氢化元素的同时测定。本文通过改进ICP-OES仪器的进样装置,采用氢化反应气与ICP-OES雾化气双管路同时进样的方法,实现了一次溶样、一台设备同步测定样品中的砷和多种金属元素。土壤样品经氢氟酸、硝酸、高氯酸、盐酸溶解后,用10%盐酸提取,用硫脲-抗坏血酸溶液将砷元素预还原为+3价后双流路同时进样测定。对于溶液中共存的离子,高于1.0mg/L的La和Dy对砷测定有干扰;低于50.0mg/L的K、Na、Ca、Mg、Fe,低于20.0mg/L的Pb、Mo、Zn、Cu、Ba、Ti、Mn、Ni、Sr、V、Cr,低于10.0mg/L的Co、Ag、U、Cd、Li、Au对砷测定无影响。本方法提高了砷的测定灵敏度,又充分利用多元素同测的优势,实现了同时测定易氢化的痕量砷和难氢化的铜、铅、锌、镍、钒等元素。方法精密度高(RSD5%),经土壤标准物质验证方法可靠,适合痕量砷与其他元素的同步测定。 相似文献
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农田土壤环境质量与稻米食用安全性关系非常密切,已有研究表明在采矿、交通、电子工业等影响下,珠三角地区积累了大量环境问题,镉汞砷等污染越来越严重。重金属在土壤-稻米系统中的迁移转化,受其总含量、土壤理化性质、有机质以及微量或大量元素的交互作用影响。为查明广东省佛山市高明区典型乡镇重金属在土壤-稻米系统中的迁移影响因素,为稻米食用安全性预测提供依据,本文在高明区明城镇、更合镇主要农田区,采集了151组稻谷及对应根系土样品,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、原子荧光光谱法(AFS)等技术测定了土壤重金属、养分元素含量、土壤理化指标以及稻米重金属含量,分析了重金属含量特征及其迁移的影响因子,建立并验证了稻米中重金属含量定量预测模型。结果表明:(1)土壤重金属含量均低于第一次全国土壤污染调查获得的广东省土壤重金属含量均值,并且均低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618—2018)中的土壤风险管制值,土壤污染风险低;(2)稻米中除Cd、Pb存在轻微超标外,其余重金属含量均低于食品卫生标准限值;(3)土壤重金属总量、土壤理化性质(土壤pH,土壤质地,土壤有机质含量,土壤N、P、K等)是重金属在土壤-稻米系统中迁移的关键控制因素。如土壤Cd、Cu总量与其在稻米中含量呈显著正相关;除Pb外,土壤有机质土壤全氮与各稻米中各重金属含量呈显著负相关;除Cd外,土壤全磷与稻米重金属含量呈显著负相关;土壤质地(SiO_2/Al_2O_3)与稻米各重金属含量均呈显著正相关;(4)根据随机抽取的130组数据,以土壤重金属总量及土壤理化指标为自变量,建立了稻米As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb含量多元回归方程,均达到显著相关,经剩余21组数据的验证,预测方程的平均误差的中位数与平均数最大为31%,最小为7.8%,总体来说预测效果较好,模型可以用来预测高明区及其相似地区的稻米重金属含量。本研究通过探讨土壤理化性质的影响,引入土壤大量营养元素作为影响因素进行探究,可为研究大量营养元素对土壤重金属迁移至稻米的影响以及科学施肥指导提供参考;同时获得的土壤-稻米系统元素迁移影响因素,可对开展重金属生物有效性研究以及水田土壤污染修复、相似地区生态风险评价提供参考;简单探讨了降低研究区重金属生物有效性的方法以及抑制重金属的迁移、降低重金属生物危害的措施,为探究重金属迁移规律特征与地方病、流行病之间的关系提供了思路。 相似文献
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武水河上游区域土壤重金属污染风险及来源分析 总被引：1，自引：0，他引：1
生态功能区在涵养水源、保持水土、维系生物多样性等方面具有重要的作用。本文以位于南岭生态功能区的流域——武水流域为研究对象,采集流域上游交通运输用地、采矿用地、工业用地、耕地及林地5种土地利用类型土壤样品,分析7种重金属Cd、As、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的含量特征,采用内梅罗综合污染指数评价重金属污染的程度,Hakanson潜在生态风险指数法评价土壤重金属潜在生态风险,并应用主成分分析法探究重金属污染的来源。研究结果显示,武水河上游地区土壤重金属Cd、As、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn平均含量分别为1.28、72.44、54.62、0.27、68.32、72.29和158.42mg/kg,均高于土壤背景值,其中采矿用地土壤重金含量除Hg外均高于其他类型土壤。均值状态下土壤中Cd和As单因子污染指数分别为5.07、3.25,其中采矿用地中Cd单因子污染指数可达13.59;土壤重金属综合污染指数表明,采矿用地污染最为严重,其次是工业用地,林地呈安全状态。潜在生态危害指数评价结果显示,采矿用地和工业用地达到了强生态危害,其他类型土壤为轻微生态危害,而采矿用地土壤中Cd达到极强生态危害,As为强生态危害。土壤重金属来源研究结果表明,As、Cd、Cu和Zn来源于矿山开采及工业活动,Ni和Hg主要来源于成土母质,Pb则来源于交通运输。研究认为:武水流域上游区土壤重金属污染情况较为严重,Cd和As是区内主要的风险因子,主要来源于矿山开采以及工业活动。 相似文献
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珠江三角洲崖门镇地区水稻田土壤-植物系统中硒元素分布特征及迁移规律研究 总被引：1，自引：0，他引：1
硒在自然环境中的分布及迁移规律一直是研究热点。多目标区域地球化学调查成果表明,珠三角地区土壤硒含量较为丰富,适宜富硒特色农产品种植,但土壤-植物系统中硒的迁移转化规律尚不清楚。本文以典型富硒区—江门市崖门镇为例,系统采集了岩石、风化土、稻田土壤、浅层地下水、灌溉水及水稻样品,应用原子荧光光谱法进行硒含量测试,探讨土壤-植物系统中硒元素分布特征及迁移规律。结果表明:崖门镇花岗岩、花岗岩风化土、稻田表层土壤、剖面土壤、浅层地下水、灌溉水、大米硒含量平均值分别为0.0208mg/kg、0.2325mg/kg、0.5060mg/kg、0.83mg/kg、0.0003mg/L、0.0004mg/L、0.058mg/kg,表层土壤硒含量与珠江三角洲土壤地球化学背景值(0.51mg/kg)相当,大米硒含量达到富硒稻谷标准。土壤-植物系统中硒元素迁移规律为:土壤剖面硒元素向下部迁移,沿径流方向硒向下游迁移。土壤硒较易向水稻根部迁移,较难从根部向水稻地上部分迁移。本研究获得的土壤-植物系统硒元素分布与迁移规律可为该地区富硒资源开发利用提供科学依据。 相似文献
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三酸分步消解-电感耦合等离子体质谱法测定土壤详查样品中23种金属元素 总被引：2，自引：0，他引：2
土壤详查样品具有数量大、基质复杂、有机质含量高的特点,传统上采用多种混合酸体系的消解方法,不仅会造成有机质消解不完全,消解后的溶液中常有黑色的碳质存在,而且样品消解后只用稀硝酸提取,一些难溶氧化物、硫酸盐、氟化物难以形成可溶性盐,致使提取不彻底,若用逆王水提取则易大量引入氯离子造成氯的多原子离子质谱干扰。本文针对上述问题,充分利用硝酸、氢氟酸、高氯酸的不同特性,采用电热板控温,三酸分步加入法消解土壤样品,对于消解后的样品,采用硝酸-盐酸（体积比20：1）作为提取剂,有效降低了氯的多原子离子质谱干扰且提取彻底。结果表明：本方法能够消解土壤中有机质和硅酸盐组分,具有试剂用量少、氯的质谱干扰小、操作流程简单、工作效率高等优点,方法检出限（3s）更低（0.0008~0.90mg/kg）。将该方法应用于暗棕壤、石灰岩土壤、黄棕壤国家标准物质中23种元素的测定,其测定结果明显优于传统的消解方法,相对标准偏差（RSD,n=6）为0.022%~5.83%,相对误差为-8.33%~9.17%,测定时与认定值相符。该方法具有较高的适用性和可靠性。 相似文献
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V. Campos 《Environmental Geology》2002,42(1):83-87
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作物对土壤中重金属的吸收受作物种类、采集部位及土壤理化性质等多方面因素的影响。近年来,金衢盆地土壤酸化面积逐年增大,酸化程度逐渐加深,其对土壤-作物系统中重金属元素的活动影响尚不明确。本文基于金衢盆地典型地区264组根系土壤-稻米样品分析数据,开展土壤、作物的重金属含量特征及其影响因素的研究,重点讨论了土壤pH对作物吸收重金属的影响。结果表明：①264件土壤中多数重金属元素的变异系数大于0.5,As、Cd、Cr、Cu、Ni和Zn元素之间呈显著正相关（P<0.01）。土壤Cd超标样品23件,超标率为8.7%;As、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn超标样品均未超过2件。②稻米中Cu、Zn与Cd含量呈显著正相关,Cd的富集系数（BCF）高于植物营养元素Cu、Zn。③稻米中Zn和Cu在P<0.1水平上与pH值呈显著正相关。Cd、Cr、Hg的BCF与pH值之间存在一定的负相关性。研究认为,适当调低土壤的酸碱度会削减土壤中Cd、Hg等重金属元素的活性,从而减少农作物对重金属的吸收转运。研究结果可为当地粮食安全生产决策提供科学数据,为土地管护提供参考依据。 相似文献
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X射线荧光光谱法(XRF)是测定土壤和沉积物中锰的重要方法,具有制样简单、非破坏性测定、检测速度快等优点。目前用于建立工作曲线的土壤和沉积物标准物质的锰含量最高为2490mg/kg,采用XRF法测定受污染土壤和沉积物中的锰含量时易超出工作曲线测定范围。本文将锰标准溶液定量加入到土壤标准物质中,制备锰含量更高的校准样品,工作曲线的测定上限范围由2490mg/kg提高至3780mg/kg。该方法测定不同含量标准物质中锰含量的结果均在认定值范围内,实际样品的加标回收率为97.8%～108.3%,高含量锰的实际样品测定值与电感耦合等离子体发射光谱法测定值的相对偏差小于5.7%,相对标准偏差(RSD)小于0.4%(n=7)。实验结果表明该法测定锰含量高的土壤和沉积物的准确度和精密度良好。 相似文献
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振荡交换-抽滤淋洗结合凯氏定氮法快速测定土壤中的阳离子交换量 总被引：2，自引：1，他引：1
测定土壤阳离子交换量(CEC)的行业标准方法(LY/T1243—1999)是采取离心分离结合手工蒸馏进行滴定,耗时长、操作繁琐。为了缩短反应时间,提高检测效率,本文利用乙酸铵对酸性和中性土壤进行处理,用氯化铵-乙酸铵对石灰性土壤进行处理,应用振荡和抽滤装置快速交换和清洗阳离子,通过全自动凯氏定氮仪对吸附的铵根离子进行测定,由此计算CEC值。结果表明:在最佳的振荡和蒸馏时间、滴定酸浓度、指示剂配比等实验条件下,一个批次样品(100件)的分析流程仅需要12h,比传统方法检测时间缩短近80%。经国家标准物质验证,测定结果与推荐值相符,5次测定的相对标准偏差均小于1. 5%。本方法免去了多次离心分离操作,解决了待测成分损失、CEC测定值偏低的问题,提高了检测效率和准确度,较林业标准方法的成本低,可操作性强,适用于土壤环境质量评价、地区土壤抽样调查等大批量土壤样品分析。 相似文献