- 李超强;韩龙;杨娇;高健磊;吕镔;
风化壳稀土元素的分异富集与化学风化作用密切相关。我国东南沿海地区广泛分布着大面积的花岗岩风化壳，研究该区域风化剖面中稀土元素分布特征，探讨稀土元素在风化成土过程中的迁移转化以及富集机制能够为理解表生过程关键元素的地球化学行为提供理论基础。本研究选取了中国东南沿海亚热带地区的典型原生花岗岩风化剖面，对剖面不同层位和不同风化程度下的稀土元素含量和轻重稀土分馏规律展开研究，同时对比了亚热带地区强烈风化条件下的稀土元素分布模式，结果表明：（1）福建宁德花岗岩风化剖面CIA值为75～84，处于中等化学风化强度，风化层B层以富集铁铝为主要特征，高岭石含量较高；（2）风化壳稀土元素分布主要继承了母岩特征，但是风化层和表土层的稀土元素含量相对母质层更为富集，且重稀土元素的富集程度相对更高；（3）风化成土过程中铁氧化物和铝质粘土矿物的吸附作用可能是稀土元素在风化层中显著富集的主要控制因素。本研究指出，相对于强烈风化条件下（CIA>85）重稀土元素的大量淋失，中等风化程度更有利于稀土元素的表生富集。
2025年04期 v.53 465-476页 [查看摘要][在线阅读][下载 1735K] [下载次数：294 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：7 ] - 郭雁辉;刘飞;甄品娜;郭晓帅;柴宏利;刘聪丽;
在跨流域调水和地下水超采治理的综合作用下,华北平原的水循环过程趋于复杂化,而氢氧同位素示踪技术正是厘清多水源供水地区复杂水循环过程的有效方法。本研究以邯郸东部平原为研究对象,通过收集45组降水、28组地表水和182组地下水样品的氢氧同位素数据,结合统计分析和端元混合模型等方法,分析了不同水体的氢氧稳定同位素时空变化特征,探讨了多水源的相互转化关系。结果表明:(1)建立了当地大气降水线(LMWL:δD=6δ~(18)O-4,R~2=0.83),降水同位素组成在3～6月主要受降水量效应影响,6～10月则主要受温度效应控制;(2)时间上,河水和浅层地下水同位素组成均表现出“旱季富集、雨季贫化”的特点。空间上,滏阳河、漳河和卫河氢氧同位素组成相比引黄水(东风渠、老漳河)明显富集;浅层地下水在西部和东北部同位素最为富集,可能与该区域较浅的水位埋深导致的蒸发作用密切相关;深层承压水同位素呈现“西部富集、东部贫化”的特点,可能与西部山区地下水的侧向补给有关;(3)旱季本地河流基本表现为“降水和浅层地下水共同补给河水”的规律,其中降水对河水的贡献率介于26%～46%,浅层地下水对河水贡献率介于54%～74%。雨季本地河流补排关系基本保持不变,但降水补给比例明显增加(约20%～50%)。外调水在旱季、雨季均表现为失水型河流,约3 2%～69%的河水补给浅层地下水。研究结果有助于加强对华北平原跨流域调水和超采治理共同作用下水循环过程的认识。
2025年04期 v.53 477-487页 [查看摘要][在线阅读][下载 1905K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 葛晓艳;杨勋林;龚萌;周文明;王思楠;
新石器时代晚期(距今6.0～4.0 ka)对应着中国的五帝时代,是中国史前文明发展的关键阶段,重建这个时段的气候变化历史,对于我们理解人类文明演化至关紧要。来自重庆的4根全新世石笋δ~(18)O及其合成记录显示,在轨道尺度上东亚夏季风(East Asian Summer Monsoon,EASM)跟随太阳辐射的变化趋势,从全新世早期到晚期逐渐减弱;以2.0 ka的时间段为单位进行线性趋势分析,在中全新世晚期6.0～4.0 ka B.P.期间的δ~(18)O值斜率绝对值最大,指示该阶段夏季风衰减速率最大。此外,长江中上游流域8条石笋δ~(18)O合成记录在轨道尺度和千年尺度上都与重庆地区石笋表现出相同的趋势,8.0～2.0 ka B.P.时段的斜率绝对值依次为0.053、0.136和0.084。这也得到了季风边缘区达理湖和公海湖孢粉记录的支持。长江中上游流域的石笋δ~(18)O值在千年尺度上也响应全新世夏季太阳辐射变化;8.0～6.0 ka B.P.时段夏季太阳辐射的变化速率分别为4.392、5.998和5.674,即在6.0～4.0ka B.P.时段夏季太阳辐射衰减速率最快时,EASM强度在千年尺度上的减弱速率也是最大的。
2025年04期 v.53 488-494页 [查看摘要][在线阅读][下载 1318K] [下载次数：202 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 刘娅敏;王建旭;满意;邢英;
水稻甲基汞污染是我国汞矿区面临的突出生态环境问题。但是，目前对水稻富集甲基汞的生物地球化学过程认识仍有限。土壤和植物体内存在多种有机酸，它们通过螯合等作用能调控植物对重金属的吸收和转运。目前，仍不清楚有机酸是否影响水稻对甲基汞的富集。本研究通过水培试验探究了柠檬酸、苹果酸和草酸添加对水稻幼苗吸收和转运甲基汞的影响。结果表明，与对照相比，草酸和柠檬酸添加显著增加了水稻幼苗根系的干重，而苹果酸添加未改变水稻幼苗根系干重，表明草酸和柠檬酸在一定程度上能缓解甲基汞对水稻幼苗根系的胁迫。通过分析水稻幼苗抗氧化酶活性发现，草酸处理后能增加水稻幼苗根系抗坏血酸过氧化物酶活性，进而缓解甲基汞对水稻幼苗的胁迫作用。本研究发现，3种有机酸对水稻富集甲基汞的影响不同。草酸和柠檬酸添加促进了水稻幼苗根系对甲基汞的富集，但减少了甲基汞向地上部分的转运；苹果酸添加抑制了水稻幼苗根系、茎和叶对甲基汞的富集。综上所述，不同有机酸对水稻幼苗吸收和转运甲基汞的影响不同，这为深入理解有机酸对水稻富集甲基汞的过程提供了一些新的视角。
2025年04期 v.53 495-503页 [查看摘要][在线阅读][下载 1157K] [下载次数：220 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 徐昌乾;何钟强;刁玉山;黄鑫;郭静;胡峰;罗安平;张子茵;张晓博;
富锶矿泉水作为湟水河流域重要的饮用水源,其锶的富集机理以及不同锶来源的贡献率,是水文地球化学领域的重要研究内容。本文以湟水河流域为典型研究区,基于Pearson相关分析、因子分析和水化学分析研究手段,分析了区内典型富锶矿泉水中锶的分布特征,识别了锶的来源并揭示其在矿泉水形成过程中的富集机理;通过不同来源矿泉水的锶同位素建立了三元混合模型,计算了不同锶来源的贡献率。水化学分析结果表明,HCO_3-Ca·Mg型矿泉水的主要组分来源于碳酸盐矿物和硅酸盐矿物的溶解;而SO_4-Na、HCO_3·SO_4-Na·Mg·Ca、HCO_3·SO_4-Ca·Mg以及Cl-Na·Mg型矿泉水中高浓度的锶则主要来源于蒸发岩类矿物的溶解。湟水河流域的古咸水湖沉积环境是富锶矿泉水形成的物质基础,大气降水为其提供了持续的补给,蒸发浓缩作用则为矿泉水的形成创造了有利条件,而岩石的风化和溶滤作用则是矿泉水中锶元素富集的主要水化学过程。基于锶同位素和锶浓度的三元混合模型表明碳酸盐端元和硅酸盐端元对于补给区矿泉水中锶的贡献占比均为40%～50%,蒸发岩类矿物的贡献占比则低于10%;随着矿泉水向排泄区运移,蒸发岩端元的贡献占比显著增大(>20%),矿泉水中锶浓度也相应急剧上升。本研究表明蒸发岩类矿物的溶解对矿泉水中Sr浓度及~(87)Sr/~(86)Sr比值具有显著影响,有效促进了矿泉水中锶的富集。这一发现为富锶矿泉水资源的形成机理提供了新的见解,同时也为优质矿泉水的保护与可持续开发利用提供了科学依据。
2025年04期 v.53 504-515页 [查看摘要][在线阅读][下载 1451K] [下载次数：354 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 邓帅;齐小兵;段佳辉;宁墨奂;蒙丽;蒲刚;谢桃园;郑培佳;蒋尚智;
锗是一种对环境和人体十分重要的微量元素，富锗土壤具有广泛的开发利用价值。永川区是重庆市重点农业区，为查明区内表层土壤锗的地球化学特征和影响因素，本文以永川区表层土壤为研究对象，基于永川区土地质量地质调查结果，对锗含量的地球化学特征进行分析探讨。结果表明，区内表层土壤锗含量变化范围为0.10～8.47 mg/kg，平均值为1.43 mg/kg，与其他典型富锗区域相比，研究区局部表层土壤锗含量总体水平较高。区内富锗土壤面积达785.13 km~2，约占总面积的64%。富锗土壤主要分布在侏罗系中统沙溪庙组、下统自流井组和三叠系上统须家河组等地层，其中成土母岩为砂岩类的土壤锗含量高于母岩为碳酸盐岩的土壤，这表明土壤中锗含量在一定程度上受不同成土母岩的影响。土壤pH为中–碱性以及土地利用类型为耕地的土壤中锗含量相对富集，研究区中部锗高值区域受工业和农业等人为活动的影响较大。研究结果可为我国土壤锗的生态地球化学研究提供基础资料，同时为富锗土壤资源的合理开发利用提供有价值的科学依据。
2025年04期 v.53 516-525页 [查看摘要][在线阅读][下载 1569K] [下载次数：131 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：2 ] - 程振宇;丁润萍;幸娇萍;陈飞凤;陆国繁;胡鹏;张暘雯;叶清;张林平;刘苑秋;王燕;宋晓焱;
大气颗粒物对人体健康、环境质量及气候变化有着重要影响，因而一直是空气污染研究的重点。城市森林公园作为重要的生物源，不仅含有丰富的天然成分，还更容易受到周边人为排放污染物的影响。本文采用单颗粒方法和后向轨迹分析梅岭国家森林公园大气单颗粒的形貌、来源及老化特征。研究发现，梅岭国家森林公园中单颗粒类型主要为富硫颗粒（30.2%）和混合颗粒（43.8%），其次为烟尘颗粒（13.3%）、有机颗粒（6.6%）、矿物颗粒（4.4%）和富金属颗粒（1.7%）。清洁天和霾天的单颗粒类型、粒径存在差异，清洁天中富硫颗粒相对含量最高，占52.7%。而在霾天中，颗粒物经历了非均相反应，混合程度进一步加强，混合颗粒的相对含量最高，达到49.8%。核壳结构的核壳比是混合颗粒老化的标志，观察发现霾天中核壳比较小，表明颗粒老化程度较高。颗粒物的来源与气流传输有关，梅岭国家森林公园受冬季风的影响，清洁天主要从东北方向传输而来，而霾天从东南方向传输而来。梅岭国家森林公园的颗粒物老化是受到人为源和自然源的共同作用影响。
2025年04期 v.53 526-536页 [查看摘要][在线阅读][下载 1998K] [下载次数：148 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 李敏敏;魏恒;于泓;杨涛明;眭蒙;和丽萍;
为研究地质高背景区土壤—辣椒Cd含量特征,探索地质高背景区辣椒安全种植的土壤阈值,为高背景区土壤差异化管理及农用地安全利用提供参考。在云南省石林县协同采集、检测了89组土壤—辣椒样品,并选取41个土壤分析3种浸提剂(0.1 mol/L盐酸、DTPA、0.01 mol/L氯化钙溶液)提取的有效态Cd含量,讨论了辣椒Cd与土壤理化性质的相关性,运用排序分布法推导了不同pH条件下保障辣椒安全生产的土壤Cd阈值。研究区地质高背景值区土壤普遍偏酸(pH值范围为4.25～8.33,均值6.16),土壤总Cd超标率为87.6%,辣椒Cd超标率68.5%;盐酸、DTPA和CaCl_2三种提取剂对土壤总Cd的提取率分别为49%、24%和6%;辣椒Cd与土壤总Cd(r=0.571;P<0.01)、HCl-Cd(r=0.654;P<0.01)、DTPA-Cd(r=0.604;P<0.01)、CaCl_2-Cd(r=0.735;P<0.01)含量都呈极显著相关;不同pH地质高背景区域,土壤总Cd阈值分别为0.08 mg/kg(pH≤5.5)、0.17 mg/kg(5.5<pH≤6.5)、0.47 mg/kg(6.5<pH≤7.5),土壤CaCl_2-Cd阈值为0.006 mg/kg。石林县地质高背景值区土壤Cd含量超标严重,虽然有效态Cd比例略低,但富集性强的辣椒仍有一定的超标风险。
2025年04期 v.53 537-545页 [查看摘要][在线阅读][下载 1159K] [下载次数：236 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 黄海建;柴永臻;徐成斌;雷景程;郭飞;
采集西汉水上游典型资源型县域内的494个土壤农作物样品，采用累积频率法、箱线图法、平均值迭代法和中值迭代法4种数学统计方法，确定土壤重金属的环境地球化学基线，并结合农作物重金属含量限值评估基线的适用性。结果表明，西汉水上游农田土壤重金属元素Cd、Cr、Hg、Pb、As、Sb的基线值分别为0.22、59.49、0.09、37.06、16.94、2.51 mg/kg。适用性分析显示，累积频率法是确定该区域基线值的最佳方法，但在人类活动扰动小的区域，箱线图法和迭代法则更为简便高效。通过将确定的地球化学基线值、背景值以及农用地污染风险筛选值进行比较，表明地球化学基线作为小尺度区域的评价标准具有一定的科学性。
2025年04期 v.53 546-555页 [查看摘要][在线阅读][下载 1342K] [下载次数：172 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：3 ] - 马媛;游来勇;周静;魏明;周俊;
食用大米是我国人群镉（Cd）暴露的重要途径，稻米Cd超标已成为我国重要的环境问题。向土壤中添加钝化剂是降低稻米Cd累积的重要措施以及降低我国居民Cd暴露风险的有效策略之一，本研究通过土壤培养试验、盆栽试验（早、晚稻）和田间试验，探究土壤中添加不同量的石灰和生物质电厂灰与硫化钠7∶3混合（DSO）对土壤和水稻中Cd吸收的影响。结果表明，在土壤培养试验中，DSO使土壤有效态Cd含量降低42%，高于石灰处理组。早稻盆栽试验中，石灰和DSO均能有效降低水稻糙米中的Cd含量46%～64%和67%～68%；同时，晚稻试验中，石灰和DSO分别降低糙米Cd含量43%～66%和69%～78%；其中，0.1%、0.2%和0.4%添加量的DSO分别降低了早稻糙米Cd含量68%、68%和67%以及分别降低了晚稻糙米Cd含量78%、78%和69%。在田间试验中，0.2%和0.3%的DSO施入分别降低水稻糙米Cd含量16%和42%。本研究结果表明DSO施用对水稻糙米Cd的降低效果优于石灰，在DSO施用量为0.3%(w/w)、生物质电厂灰和硫化钠的比例为7:3时，水稻糙米Cd降低效果显著优于其他材料处理组。
2025年04期 v.53 556-564页 [查看摘要][在线阅读][下载 1108K] [下载次数：100 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：2 ] - 张金兰;郑雪云;胡晋;陈克海;黄秋鑫;
本文以广东省梅州市五华县作为研究区，调查表层土壤硒含量水平及空间分布情况，选取海拔高度、坡度、坡向、地表起伏度、地表切割深度、地形粗糙度、平面曲率、剖面曲率8个地形因子，辅以地形湿度指数和植被覆盖指数进行定量分析区域地形对表层土壤硒含量空间分异的影响机制。结果表明，研究区属典型的亚热带季风气候，湿热条件导致区域内风化作用强烈，母岩风化过程中释放硒沉积在土壤中，从而使得研究区土壤呈现硒富集特征，属天然富硒土壤。表层土壤硒含量空间分布与地形因子存在显著的相关性：在四周海拔较高的山地、丘陵地带，表层土壤硒含量较高；在中北部海拔高度较低的平原地带，表层土壤硒含量较低。一方面，低海拔地区受人类活动影响较大，如农作物的吸收，容易造成土壤硒的流失；另一方面，地形通过地表径流、土壤侵蚀等影响物质的再分配及土壤理化性质，一次或二次的影响土壤硒的迁移与富集。其中，土壤湿度指数、海拔高度、地形粗糙度和坡度对表层土壤硒具有较为显著的影响。相比，坡向和曲率对表层土壤硒的迁移和富集无显著影响。随着海拔的升高、地形陡峭程度和复杂程度提高，土壤侵蚀强度越强，土壤湿度指数越小，pH降低，有效磷含量增加，使得表层土壤硒容易产生富集，当陡峭程度和复杂程度达到一定的时候，土壤硒富集趋势稍有改变。
2025年04期 v.53 565-576页 [查看摘要][在线阅读][下载 1581K] [下载次数：204 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ]