刘旭
- 作品数：10 被引量：116H指数：5
- 供职机构：中国地质大学（北京）地球科学与资源学院更多>>
- 发文基金：中国地质调查局地质调查项目更多>>
- 相关领域：环境科学与工程天文地球农业科学更多>>
- 地质高背景地区土壤中不同粒径铁锰结核地球化学特征被引量：3
- 2021年
- 研究地质高背景地区土壤中不同粒径铁锰结核地球化学特征,有助于厘清岩溶地区土壤中铁锰结核对重金属异常富集的影响及对重金属吸附固定的主控因素。本研究以广西南宁市和崇左市大新县表层土壤大样(0~20 cm)为对象,筛分出不同粒径的铁锰结核(0.3~0.5、0.5~1、1~2、2~4、4~6、6~8、>8 mm)和对应土壤(<2 mm)样品进行化学分析,研究不同粒径铁结核和锰结核重金属元素变化和主控因素以及重金属(Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)在铁锰结核和对应土壤中的分布分配规律。结果显示:铁结核和锰结核中,随着粒径变化,Fe2O3与Cr元素显示同步变化趋势,而Mn O2与Cd、Cu、Ni、Pb、Zn等重金属变化趋势同步,重金属元素随粒径变化特点反映了铁锰结核形成及生长过程中铁元素控制着Cr元素的地球化学行为,而锰元素控制着Cd、Cu、Ni、Pb、Zn元素的地球化学行为。通过计算土壤中铁锰结核重金属元素含量的贡献比例,在铁结核中平均贡献比例为Cr(47.76%)>Cd(24.91%)>Pb(18.44%)>Cu(16.26%)>Zn(14.77%)>Ni(10.41%),而在锰结核中平均贡献比例为Cr(45.25%)>Cd(37.94%)>Pb(25.86%)>Cu(15.59%)>Zn(13.79%)>Ni(12.15%),说明岩溶区土壤中大部分重金属实际是被固定在铁锰结核中,且生物活性很低。因此,对高地质背景区土壤进行生态风险评价时,应扣除固定在铁锰结核中的重金属,这样才更科学更精确。
- 季文兵杨忠芳尹爱经芦园园应蓉蓉杨琼刘旭李博段轶仁王珏王懿铮余涛吴天生张起钻
- 关键词：岩溶区锰结核地球化学行为重金属元素
- 地质高背景地区土壤中铁锰结核形成机理——以广西桂中地区为例被引量：5
- 2021年
- 地质高背景的岩溶区土壤中普遍发育铁锰结核,且含量远高于非岩溶地区。为了解岩溶区土壤中铁锰结核的成因,选择广西桂中地区土壤(0~20 cm)中的铁锰结核为研究对象,通过光学显微镜(OP)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)及能谱分析(EDS),结合岩溶区复杂的成土过程,对地质高背景地区土壤中铁锰结核的形成过程进行分析。结果表明:岩溶区土壤中普遍发育两种结核,分别是铁结核和锰结核,宏观上结核呈现次圆状至椭圆状,粒径范围主要为0.5~4.0 mm,且均发育有环带结构和无环带结构结核。锰结核主要是以铁氧化物和锰氧化物为主,而铁结核内部是以铁氧化物为主。据上述结果和岩溶成土过程,提出地质高背景土壤中铁锰结核发育的过程:1)岩溶地区土壤在成土过程中,铁锰等元素发生不同程度的"浓集"作用,为结核的形成提供了丰富的物质来源;2)特殊的季节性干湿交替气候条件导致铁元素和锰元素的交替性沉淀,促进典型环带结构的形成,而无环带结构则可能代表结核形成的早期阶段;3)结核内部的微孔隙结构可以为微生物活动提供空间和物质流动提供通道,特殊气候环境条件富含有机质和微生物可能会促进铁锰结核的形成,最终形成岩溶区土壤中普遍发育的铁锰结核。
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- 关键词：锰结核成土过程环带结构
- 新疆西准噶尔提依尔金矿黄铁矿热电性与微量元素特征及其地质意义被引量：3
- 2018年
- 黄铁矿是提依尔金矿主要的载金矿物,其标型特征的研究对深部找矿具有重要的指示意义。从矿物学和矿物地球化学角度系统研究黄铁矿热电性和微量元素组合特征,结果表明,黄铁矿导电类型以P-N混合型为主,P型黄铁矿出现率从浅部到深部有逐渐升高的趋势,结合各钻孔金品位垂向变化,可知P型黄铁矿出现率与金品位高值区呈正相关关系,且与矿体侧伏方向一致,预示矿体向深部有一定的延伸;成矿温度主要集中在100~330℃之间,属于中低温热液矿床;黄铁矿微量元素(As+Sb+Se+Te、Cu+Pb+Zn和Ti+Ni+Co+Cr)纵投影等值线图显示,250 m标高以下,0、1号勘探线之间往NW方向找矿潜力良好。获得的黄铁矿标型特征对于提依尔金矿床深部找矿具有重要指导意义。
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- 关键词：黄铁矿热电性西准噶尔
- 青藏高原西北部班公湖流域夏季主要水体H-O同位素组成及其影响因素
- 2024年
- 作为高寒内陆区的青藏高原西北部班公湖流域水文数据资料较为匮乏,导致对区域水循环过程和气候环境的认识不够深入,氢氧稳定同位素示踪技术可为解决该问题提供理想途径。本文系统分析班公湖流域夏季含湖水、河水、冰川融水和地下水4种不同类型的水体中氢氧同位素的组成,阐释水体氢氧同位素、氘盈余参数沿程变化的特征及其与水体矿化度、高程、经纬度和全球大气降雨线之间的关系,并进一步剖析同位素组成变化的控制因素。结果显示,水体中δ^(2)H和δ^(18)O的波动范围分别为-112.37‰~-24.90‰和-14.84‰~2.01‰,平均值及标准差分别为-76.73‰±26.49‰和-8.43‰±5.24‰。湖水δ^(2)H和δ^(18)O相对其他水体富集,测定结果更偏正值,冰川融水δ^(2)H和δ^(18)O相对其他水体更为贫化。流域水体氢氧同位素的大陆效应总体不明显,部分水体有一定高程效应体现。水体氢氧同位素演化趋势表明,冰川融水与全球大气水线接近,易受大气降雨影响。同时其他水体线的较小截距和斜率值,表明大气降雨不是这些水体的直接补给源。河流沿程的水体δ^(2)H和δ^(18)O呈递增趋势,越远离冰川融水补给端的河水和湖水值越偏正,反映强蒸发的特点。水体氘盈余参数及其与矿化度之间的关系也指示蒸发作用是影响该区域水体氢氧同位素变化的主要因素。
- 邵玉祥严步青刘旭蒋钦陈文彬龚康易海洋李博
- 关键词：氢氧同位素同位素效应
- 广西典型酸性火成岩地质低背景区土壤-水稻重金属积累特征及生态风险被引量：6
- 2022年
- 为了解地质低背景区农田土壤-作物系统中重金属的富集及迁移特征,采集了广西钦北区878 km^(2)酸性火成岩出露区的30套水稻籽实及根系土样品作为研究对象,研究酸性火成岩地质低背景区土壤和水稻中重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)分布特征、土壤Cd等重金属的赋存状态及其生物有效性。结果显示:研究区土壤呈酸性,pH值为4.66~5.36;Cd、As、Cr等重金属元素含量较低,均低于或远低于我国土壤环境质量标准规定的风险筛选值,水稻籽实中As、Cr、Hg和Pb均未超标,但Cd超标率为16.7%。土壤中As和Pb主要以残渣态存在,Hg主要以残渣态和强有机结合态存在,而Cd的生物富集系数和生物有效性最高,水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态的比例总和为32%。水稻籽实吸收Cd等重金属主要与土壤pH值、Fe、Mn和土壤质地有关。酸性火成岩地质低背景区农田酸性、强酸性土壤Cd等重金属元素含量低,但生物有效性高,其生态风险值得关注。
- 杨琼杨琼杨忠芳刘旭王磊吴天生张起钻季峻峰
- 关键词：土壤重金属生态风险
- 土壤重金属污染现状及检测分析技术研究进展被引量：52
- 2021年
- 土壤重金属污染是中国当前最突出的环境污染问题。污染调查公报显示全国土壤重金属总超标率为16.1%,其中镉的点位超标率为7%,对粮食安全产生威胁。本文介绍了中国土壤重金属污染的现状,梳理了土壤重金属污染检测分析的传统和新兴方法技术,包括重金属全量、化学形态和生物可利用态含量等。同时阐述了土壤重金属污染检测分析技术发展趋势,如分子水平上的重金属元素检测和生物传感技术应用于重金属元素检测。考虑到土壤系统的复杂性,未来发展的重点应实现地学、化学和生物学的交叉,加强重金属生物有效性的理论研究,形成土壤重金属污染的生物有效度分析检测指标体系,使评价方法科学化、标准化、统一化。进一步推动我国的有关分析测试技术标准与国际标准接轨。
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- 关键词：土壤重金属分析方法
- 广西贵港市覃塘区土壤Cu地球化学特征与生态健康研究被引量：1
- 2023年
- 【研究目的】铜(Cu)是人体必需的微量元素之一,适量摄入Cu十分重要,但缺乏或过量摄入Cu,对人体健康也有损害。因此,通过获知每个人日摄入Cu含量范围,进而确定农产品与土壤的Cu含量最佳范围对保障人体健康至关重要。【研究方法】本文以广西贵港市覃塘区为研究区,依据研究区内居民膳食结构调查结果,以及1∶5万土地质量地球化学调查获取的土壤、农作物及根系土中Cu含量,研究了土壤与水稻籽实中Cu含量特征与空间分布规律,分析了水稻籽实吸收Cu元素的影响因素,研究构建了水稻籽实Cu含量预测模型,推算出研究区内安全开发、种植水稻的土壤Cu含量最佳范围。【研究结果】研究区土壤Cu含量范围为6~74 mg/kg,平均值、中位值分别为28 mg/kg、26 mg/kg,仅有1.6%超过了GB15618中规定的Cu含量风险筛选值,且主要分布在碳酸盐岩出露区,该地区土壤中普遍发育铁锰结核,土壤Cu等重金属生物活性较低。研究区水稻Cu含量范围为0.790~4.440 mg/kg,平均值、中位值为2.452 mg/kg、2.718 mg/kg,60件水稻样品均未超过NY861-2004规定的Cu限量值。【结论】研究区内为保障人体健康、降低生态风险的水稻Cu含量最佳范围为0.615~8.204 mg/kg。研究区内安全开发、种植水稻的土壤Cu含量最佳范围为684 mg/kg。
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- 关键词：生态健康膳食结构土壤地球化学
- 中国广西岩溶地质高背景区土壤-水稻系统Cd等重金属生态风险评价被引量：23
- 2021年
- 中国岩溶区分布面积较广,其形成的土壤中微量元素普遍富集,具有典型的地质高背景特征,土壤生态风险也逐渐引起了广泛关注.本文以广西碳酸盐岩出露的岩溶区为研究区,采集了1090套水稻籽实及对应耕层土壤作为研究对象,研究了水稻与对应土壤中Cd、As等重金属含量特征及其影响因素.结果显示,按照中国土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(GB 15618-2018),广西岩溶区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等8种重金属含量大于风险筛选值的比例均普遍高于中国表层土壤和广西非岩溶区土壤中对应元素所占比例,其中Cd和As元素含量富集现象较为突出.依据中国食品安全国家标准(GB 2762-2017),研究区水稻籽实中Pb不超标,Cr、Hg和无机As的超标率仅为1%左右,而Cd超标率为12.5%.随着土壤pH的增加,土壤Cd含量逐渐增大,但水稻籽实的Cd含量和超标率逐渐减小,且当pH>6.5时,水稻籽实Cd超标率仅有4%.这些结果表明,中国现有的农用地土壤污染风险管控标准中Cd元素筛选值并不适用于岩溶区土壤Cd的生态风险评价工作.因此,本研究提出了针对岩溶区土壤Cd的安全利用和风险管控阈值建议值,为我国岩溶区农用地土壤环境质量分级、污染风险管控和土地安全区划提供了依据.
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- 关键词：重金属生态风险评价
- 广西贵港岩溶地质高背景区富含铁锰结核土壤的矿物学与重金属地球化学特征被引量：6
- 2021年
- 岩溶地质高背景区土壤中普遍存在的铁锰结核对重金属的赋存状态和有效性有重要影响。选择广西贵港覃塘岩溶地质高背景区富含铁锰结核的表层土壤(0~20 cm)为研究对象,筛分出不同粒径的铁锰结核(10~120目)和细粒径土壤(<120目)样品进行化学分析,针对以下三个方面开展研究:(1)重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)在铁锰结核和细粒径土壤中的分布分配规律和铁氧化物矿物的组成;(2)铁氧化物矿物对富含铁锰结核的土壤中Cd等重金属富集的影响;(3)重金属在富含铁锰结核的土壤中的赋存机制。研究发现,铁锰结核中的Fe和Mn以及Cd等重金属含量随着粒径的增大而不断增加,说明Cd等重金属元素更倾向于在大粒径铁锰结核中富集;土壤中Cd等重金属总量的约90%赋存在结核中,表明研究区土壤中重金属主要以结核形式赋存;富含铁锰结核的土壤中赤铁矿和针铁矿的平均含量分别为0.61%和4.94%,且结核粒径越大,针铁矿和赤铁矿含量越高;除Hg外,Cd等重金属含量与针铁矿和赤铁矿的含量均呈现极显著正相关,与赤铁矿的相关性稍优于针铁矿,表明铁氧化物矿物与富含铁锰结核土壤中的Cd等重金属元素富集密切相关。铁锰结核的存在既能促进Cd等重金属在土壤中的富集,又能降低土壤中重金属的生物有效性,研究结果为解释岩溶地质高背景区土壤Cd等重金属元素高含量、低生物有效性提供了理论依据。
- 杨琼杨忠芳季峻峰刘旭季文兵王珏吴天生王磊
- 关键词：铁锰结核重金属
- 广西象州与横县碳酸盐岩分布区土壤中Cd形态分布特征及影响因素被引量：32
- 2017年
- 广西壮族自治区碳酸盐岩分布面积为96 372 km^2,约占全区陆地国土面积的40.7%。由碳酸盐岩风化形成的土壤中Cd、Pb、Hg等重金属元素普遍富集。初步评价发现,农作物籽实对Cd的吸收量与土壤Cd含量无对应关系,农作物Cd超标多出现在土壤Cd含量较低的地区。进一步研究发现,Cd高含量的土壤中普遍含有铝土矿、Fe-Mn结核等颗粒。为了探索土壤中Cd存在形态及其影响因素,选择了含铝土矿和铁锰结核的横县土壤和无铝土矿与铁锰结核的象州土壤,系统研究了土壤Cd形态差异及其影响因素。结果表明:(1)象州土壤中Cd主要以活动态形式存在,生物可利用性高,横县土壤中Cd主要以稳定态形式存在,生物可利用性低。(2)p H值为6.0是象州土壤Cd活动态含量的突变点,p H值在6.0处含量达到最大值;而在横县,p H降低使活动态Cd比例增加。(3)象州土壤中活动态Cd随有机质增加而增加,表明Cd被有机质弱吸附;而横县土壤有机质含量与Cd形态无明显相关性。(4)由铝土矿导致的土壤高Cd含量,多以残渣态形式存在,不会对动植物造成危害。
- 刘旭顾秋蓓杨琼余涛张起钻
- 关键词：碳酸盐岩镉形态PH值有机质
