国家自然科学基金(41373115)
- 作品数：8 被引量：39H指数：5
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- 碳酸盐岩风化过程中高场强元素的地球化学行为研究——来自碳酸盐岩淋溶实验的证据被引量：12
- 2018年
- 选择黔中地区的一条白云岩原位风化剖面(平坝剖面)作为研究对象,通过对岩-土界面之下的岩粉层(砂状碳酸盐岩)动态淋溶过程中高场强元素(HFSE)地球化学行为的研究,并结合其在风化壳剖面的分布特征,获得了以下主要认识:(1)碳酸盐岩风化过程中,HFSE间存在明显的分馏,而且元素分馏主要出现在岩-土界面作用过程中,即碳酸盐岩溶蚀形成残积土阶段;元素的地球化学惰性由强到弱的顺序依次为Zr>Hf>Nb>Sc>Th>Ta>Ti>Y,其中,Zr是最稳定的元素,Hf仅次于Zr,Nb和Sc也相对较为惰性,而Th、Ta、Ti、Y呈现出明显的活性;(2)对于碳酸盐岩风化剖面的质量平衡计算,Zr是理想的参比元素(即惰性元素);(3)由基岩酸不溶物至风化壳剖面,元素对Nb-Ta、Zr-Hf显示出较好的协变性,没有明显分馏,因此,在利用这类元素对岩溶区风化壳的物源进行示踪时,碳酸盐岩作为潜在母岩,宜采用其酸不溶物作为参比对象;(4)碳酸盐岩风化过程中,虽然Sc也是一个较为稳定的HFSE,但在风化母岩中分布不均匀,不宜用于岩溶区风化壳的物源示踪。
- 冯志刚刘炫志韩世礼马强
- 关键词：碳酸盐岩风化作用高场强元素物源示踪
- 碳酸盐岩风化成土过程中铀的释放和富集行为
- 2015年
- 该文以黔北一碳酸盐岩风化剖面为研究对象,讨论了碳酸盐岩风化成土过程中铀(U)的释放/富集行为。在碳酸盐岩溶蚀形成残积土阶段,大量来自酸溶相和部分酸不溶物相分解活化的U被释放,另一方面,残积土中的U又呈现出明显的富集;残积土演化形成土壤剖面阶段,U的释放/富集行为较为微弱。因此,U的显著释放/富集行为主要出现在前一阶段。总之,碳酸盐岩风化成土过程中,U表现出大量释放而又显著的相对残余富集的特征。
- 陈荣冯志刚王小龙孔秋梅
- 关键词：碳酸盐岩风化土壤剖面
- 碳酸盐岩风化剖面中铀的活性研究——以贵州大方剖面为例
- 2015年
- 以黔西北毕节地区的一个灰岩风化剖面为研究对象,运用元素赋存形态研究中广泛应用的连续化学提取技术,讨论了铀（U）在碳酸盐岩风化剖面中的环境活性。研究结果表明：碳酸盐岩风化成土过程中,铀（U）表现出显著富集的特征,风化剖面中的铀（U）平均含量比基岩中富集了近25倍;剖面中的活性态＋潜在活性态铀（U）所占比例为23.81%~35.35%,平均值为30.05%,这意味着该碳酸盐岩风化剖面中有30.05%左右的铀（U）容易被植物直接/缓慢吸收,或容易随地下水转移进入到周围水体中,这部分铀（U）对生态环境构成了潜在威胁。
- 王小龙冯志刚马强陈荣孔秋梅
- 关键词：赋存形态活性
- 贫Cd碳酸盐岩发育土壤Cd的富集与超常富集现象——以贵州岩溶区为例被引量：7
- 2022年
- 通过对贵州岩溶区19条风化剖面Cd分布特征的研究,初步揭示了贫Cd碳酸盐岩发育的土壤中Cd的富集机制及Cd含量的约束因素。①贫Cd基岩发育的土壤同样可以导致Cd的明显富集,甚至超常富集,且含量峰值通常位于土壤层底部(T1)。②Cd在基岩中通常优先赋存在酸不溶相,另一方面,由于基岩酸不溶物含量一般极低,酸溶相的Cd占全岩Cd的比例仍处于绝对优势。在富Cd的基岩酸不溶物基础上,叠加了来自酸溶相中Cd的贡献,是岩溶区土壤Cd普遍富集的原因。③土壤中Cd的含量与其在基岩或基岩酸不溶物中的含量均不相关。T1中Cd的含量受制于Cd在基岩酸不溶物中的含量、基岩酸溶相Cd占全岩中Cd的质量百分数、T1中Cd的亏损率的共同约束。有利于Cd在T1中超常富集的最佳条件是:Cd在基岩酸不溶物中含量高、基岩酸溶相Cd占全岩中Cd的比例大、T1中Cd的亏损率小。另外,对于由基岩酸不溶物残余累积形成的土壤层,T1为其发育起点,Cd在T1中含量高,通常在土壤层中也高,反映出一般风化剖面的发育特征。研究结果可以深化对岩溶环境Cd地球化学行为的认识,为区域上基于地质成因开展Cd污染风险评价及建立其清洁水平提供参考。
- 冯志刚冯志刚张兰英李佩珊马强
- 关键词：土壤CD岩溶区
- 湖南某铀尾矿库周边土壤外源铀输入机制的研究被引量：4
- 2017年
- 选择湖南某铀尾矿库周边的3条土壤剖面S1、S2、S3作为研究对象,通过与区域上背景剖面以及尾矿库中铀尾砂样品的地球化学特征对比,并结合逐级化学提取技术,讨论了土壤中外源铀的输入机制。研究表明:(1)铀尾矿库对周边土壤已产生了铀污染,其中,近源土壤剖面S1、S2遭受了重度铀污染,以单因子指数法表征的污染指数Pi分别为18.98和14.76,随着远离污染源,土壤的铀污染程度呈降低趋势(如远源的剖面S3的Pi=1.35)。(2)作为农业土壤,由于受耕作过程中的人为扰动,外源铀的输入已贯穿了整个剖面。(3)土壤中外源铀的输入,特别是对于遭受了重度铀污染的近源土壤剖面,主要包括两种机制,一是随铀尾砂的机械混入,二是随渗滤液的离子输入,以前者为主。然而,对于土壤中占绝对优势的专性吸附态(Ⅱ)外源铀,主要来自于后者的贡献。随铀尾砂机械混入的铀,其赋存形态在土壤中得到了继承;随渗滤液的离子输入的铀,主要专性吸附在土壤基质上。本研究为有效开展铀尾矿库的治理提供了重要参考依据。
- 孔秋梅冯志刚马强刘炫志韩世礼
- 关键词：铀尾矿库土壤
- 江苏滨海县近岸海域海水、沉积物和生物体重金属分布及健康风险评价被引量：11
- 2021年
- 对江苏滨海县近岸海域2019年1月、4月、7月、10月、12月所采样品中海水、沉积物和生物体中重金属含量进行了分析.海水中重金属浓度各月份平均值均符合一类海水水质标准,1月、4月、12月存在部分站位重金属浓度超标;调查海域各月份水质污染指数4~12月呈递减趋势,总体数值较为稳定,没有受到重金属污染.所有站位沉积物中重金属浓度均符合一类海洋沉积物质量标准,6种重金属的潜在生态危害指数由大到小依次为Cd>As>Hg>Pb>Cu>Zn,且均属于低危害程度;综合潜在生态危害指数1月数值最高,全年数值较为稳定,属于低危害程度.本研究选取的3种海产品每周评估摄入量(EWI)均低于WHO制定的人类暂定每周允许摄入量(PTWI);相比于沉积物,海洋生物从海水中富集重金属的能力更强;危害商数的结果表明研究区内棘头梅童鱼存在了一定程度的As污染,其余重金属均为低危害等级.
- 裘奕斐王静徐敏
- 关键词：重金属
- 岩溶区土壤中重金属的富集机制及环境影响:以黔中平坝剖面为例被引量：5
- 2020年
- 选择黔中地区一条白云岩发育的土壤剖面(平坝剖面),通过对基岩酸不溶物提取,并结合重金属在剖面中的分布特征和质量平衡计算,初步讨论了土壤中重金属的富集机制及其环境影响。1)碳酸盐岩风化过程中,无论重金属是否强烈亏损,在其发育的土壤剖面中均明显富集,这种现象主要源于基岩中碳酸盐充分溶解导致酸不溶残余物体积的巨大缩小变化,进而使赋存期间的重金属显著残余富集;2)由基岩酸不溶物累积发育而成的土壤剖面中,重金属的进一步带入/带出引起质量比上的增加/减少,具有一般土壤剖面的演化特征;3)贫重金属碳酸盐岩发育的土壤中,大多数重金属质量比大于农用地土壤污染风险筛选值,存在潜在的环境风险,应引起重视。
- 冯志刚冯志刚马强韩世礼
- 关键词：重金属环境影响
- 湘西北黑色泥灰岩风化剖面重金属富集的地球化学机制被引量：5
- 2019年
- 通过对湘西北地区黑色泥灰岩风化剖面(DM剖面)中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Th、U8种重金属元素地球化学特征的研究,并与区域上发育于黑色页岩的2条风化剖面的对比分析,初步揭示了黑色泥灰岩风化剖面中重金属富集的地球化学机制.结果表明:(1)与黑色页岩相比,黑色泥灰岩风化成土过程中重金属元素普遍呈现出低背景、高富集的地球化学特征.(2)黑色泥灰岩风化剖面的形成,是在基岩中碳酸盐快速溶蚀的基础上(基岩的酸溶相含量为78.57%),由酸不溶相进一步演化的结果.在此过程中,对于无明显外源输入的元素Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Th、U,一方面,赋存在酸溶相的部分随碳酸盐的淋失而亏损甚至强烈亏损(其中Th相对惰性);另一方面,残余在酸不溶相的部分因基岩中大量碳酸盐的淋失而显著富集,且随风化剖面的演化未显示出进一步的亏损.因此,这些元素在风化剖面中的富集是绝对(强烈)亏损和显著相对富集的综合结果.对于Cd,存在明显的外源输入,可能主要以水溶态形式带入并大量淀积在剖面下部.(3)在黑色泥灰岩风化剖面,有机质(OM)不是重金属元素的主要赋存介质,其对重金属元素地球化学行为的影响有限.(4)黑色泥灰岩发育的土壤中,Cu和Cd的平均含量分别为54.58 mg/kg和0.58 mg/kg,高于农用地土壤污染风险筛选值,特别是Cd,对土壤生态环境可能形成不利影响,应引起关注.
- 白佳灵冯志刚冯志刚刘炫志马强
- 关键词：风化重金属
