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基于连续提取的土壤持久性有机污染物老化及形态分布研究

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环境化学 2025年

作者：祝秀庭丁洋马梦雪秦世斌张原李小水瞿程凯祁士华中国地质大学(武汉)环境学院生物地质与环境地质国家重点实验室四川师范大学西南土地资源评价与监测教育部重点实验室广西科学院生态环境研究所

为研究干旱条件下土壤持久性有机污染物（POPs）老化时的形态分布及生物有效性，开展了为期130 d的室内微宇宙实验.选取14种不同理化性质的卤代POPs为目标污染物对土壤进行加标，包括3种有机氯农药（OCPs）、5种多氯联苯（PCBs）、6种... 详细信息

为研究干旱条件下土壤持久性有机污染物（POPs）老化时的形态分布及生物有效性，开展了为期130 d的室内微宇宙实验.选取14种不同理化性质的卤代POPs为目标污染物对土壤进行加标，包括3种有机氯农药（OCPs）、5种多氯联苯（PCBs）、6种多溴联苯醚（PBDEs）.老化后的土壤经振荡、超声、硅烷化和碱处理四步连续提取后得到目标POPs的生物可及态、稳定吸附态和两类不可提取态残留.结果表明，污染物平均挥发速率在第5天左右达到峰值，此后显著降低，30 d后基本无挥发.第130天时，生物可及态、稳定吸附态和不可提取态的占比分别为79.5%—96.3%、 3.0%—14.2%和0.03%—8.8%.卤代POPs的形态变化受温度变化及污染物理化性质影响，生物可及态和稳定吸附态含量在温度升高时会分别升高和降低，高分子量的POPs稳定吸附态含量相对较高，不可提取态相对较低.整个老化时间内生物可及态始终是主要形态，干燥土壤中POPs的生物有效性和环境风险在较长时间内可能保持较高状态.

关键词：持久性有机污染物新污染物结合态残留不可提取态残留连续提取

2005-2022年我国突发环境事件时空演变趋势及事件特征分析

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中国环境科学 2025年

作者：赵晓陈思莉李晨旭赵熠辉常莎陈明邴永鑫生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所)

本文基于2005-2022年生态环境部直接调度的突发环境事件统计数据，使用空间重心转移曲线等工具，分析了我国突发环境事件的时空演变趋势，结果表明：我国突发环境事件总数整体呈下降趋势；突发环境事件重心向西南迁移，近17年移动距离约... 详细信息

本文基于2005-2022年生态环境部直接调度的突发环境事件统计数据，使用空间重心转移曲线等工具，分析了我国突发环境事件的时空演变趋势，结果表明：我国突发环境事件总数整体呈下降趋势；突发环境事件重心向西南迁移，近17年移动距离约734km；中部地区的湖北、山西等省份逐渐取代浙江、广东、江苏等省份成为新的突发环境事件高发省份。通过对突发环境事件的诱因、污染介质、污染物等特征进行分析，发现：生产安全事故为突发环境事件第一大诱因，占总数的45.12%，其次为交通事故，近两年占比超过生产安全事故；流域突发水环境事件是最常见的突发环境事件，且重特大突发环境事件中，约77.55%为突发水环境事件；石油类和重金属是突发环境事件中两类常见的污染物，涉石油类和重金属污染的事件分别占事件总数的16.31%和5.88%，而在较大及以上突发环境事件中，涉重金属事件的比例高于石油类。

关键词：突发环境事件时空演变趋势诱因介质污染物

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土壤中典型矿物对锑的吸附-沉积行为研究

岩矿测试 2025年第1期44卷 127-139页

作者：郭贵宾袁晓雅黄理金帅琴胡圣虹欧阳磊生物地质与环境地质国家重点实验室中国地质大学(武汉)材料与化学学院湖北武汉430074

矿物开采、煤炭燃烧等人类活动使大量的锑进入土壤,造成严重的锑污染,危害人类健康。厘清环境中锑的吸附-沉积行为对锑的环境归趋预测及污染防治具有重要意义,但土壤中典型矿物对锑的吸附沉积行为缺乏系统比较,界面吸附形态也难以表征... 详细信息

矿物开采、煤炭燃烧等人类活动使大量的锑进入土壤,造成严重的锑污染,危害人类健康。厘清环境中锑的吸附-沉积行为对锑的环境归趋预测及污染防治具有重要意义,但土壤中典型矿物对锑的吸附沉积行为缺乏系统比较,界面吸附形态也难以表征。为了系统地比较土壤中典型矿物对锑的吸附能力差异,本文选用土壤中常见的5种金属氧化物(赤铁矿、针铁矿、水铁矿、氧化铝、斜方锰矿)和1种黏土矿物(高岭石),探究Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)在其表面的吸附热、动力学行为,并基于原位拉曼光谱表征分析了锑的吸附形态,推测其吸附机理。结果表明:铁锰氧化物对锑的吸附容量较大,而氧化铝、高岭石对锑吸附容量较小,6种典型矿物对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)吸附容量(mg/g)分别为水铁矿(101.4、55.9)>斜方锰矿(16.52、7.58)>针铁矿(13.30、5.67)>赤铁矿(5.13、3.70)>氧化铝(1.66、1.69)>高岭石(0.27、0.51);受锑存在形态及矿物表面电位的影响,酸性条件下有利于Sb(Ⅴ)的吸附,吸附量较之碱性环境有24%~78%增加,而Sb(Ⅲ)的吸附受pH值影响较小(变化范围0.3%~14%);土壤中典型矿物对不同浓度的Sb(Ⅴ)主要为吸附作用,而Sb(Ⅲ)在较高浓度时,可能在矿物表面发生沉积,形成Sb_(2)O_(3)。本文通过采用拉曼光谱,基于锑的特征谱峰,可方便地对矿物表面吸附态和沉积态的锑进行原位表征。

关键词：锑水铁矿斜方锰矿氧化铝吸附沉积拉曼光谱

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围垦区与湖区沉积物磷形态赋存特征及吸附能力的对比研究——以江汉平原沉湖湿地为例

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湖泊科学 2025年

作者：姜婷马腾彭子琪郑波林姜倩倩中国地质大学(武汉)环境学院武汉科技大学中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室

人类围垦活动对环境的影响逐渐成为研究热点，但围垦活动对沉积物中磷形态赋存特征及其释放风险的影响尚不明晰。深入探究这一问题对认识沉积物磷内源释放，加强区域水环境治理具有重要意义。本研究以江汉平原典型沉湖湿地为例，在连续... 详细信息

人类围垦活动对环境的影响逐渐成为研究热点，但围垦活动对沉积物中磷形态赋存特征及其释放风险的影响尚不明晰。深入探究这一问题对认识沉积物磷内源释放，加强区域水环境治理具有重要意义。本研究以江汉平原典型沉湖湿地为例，在连续提取湖区（G1）和围垦区（G2）沉积物磷形态的基础上，对比识别影响沉积物磷赋存形态的重要因素，并结合等温吸附热力学实验分析沉积物磷的释放能力。结果表明：（1）人类围垦对沉积物磷形态的影响主要集中在生物有效磷（BAP）上。围垦后沉积物含水率下降，导致G1和G2沉积柱中可交换态磷（Ex-P）存在极显著差异；低pH和高氧化还原（Eh）环境使铁氧化物中无定形氧化铁(Feox1)向结晶态氧化铁(Feox2)转化增加，造成沉积物对铁结合态磷（Fe-P）吸附减弱，G2沉积柱中Fe-P空间异质性更强（含量是G1的1.52倍）；围垦后人类活动复杂，有机磷在表层大量累积（占总磷含量的51%），新鲜度指数表明期间存在更剧烈的微生物作用。（2）吸附热力学实验表明，相同沉积环境下，G2钻孔沉积物平衡吸附量和吸附饱和度仅为0.726 mg/g和10.6%，低于G1沉积物；平衡吸附浓度为0.378 mg/L，高于G1沉积物。说明围垦后沉积物中磷的释放风险增加，“磷源”特征更加明显，建议在此类区域加强对内源磷的管理。

关键词：围垦活动沉积物磷形态内源释放生物有效磷释放风险江汉平原沉湖湿地

基于锶和氢氧同位素方法解析富锶矿泉水中锶的来源

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地球与环境 2025年

作者：徐昌乾何钟强刁玉山黄鑫郭静胡峰罗安平张子茵张晓博中国地质大学(武汉)环境学院青海省水文地质工程地质环境地质调查院青海省水文地质及地热地质重点实验室资源与生态环境地质湖北省重点实验室湖北省地质局湖北省地质环境总站中国地质大学(武汉)新能源学院

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... 详细信息

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，HCO3–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SO4–Na、HCO3·SO4–Na·Mg·Ca、HCO3·SO4–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87Sr/86Sr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。

关键词：富锶矿泉水物源分析 Sr同位素水化学湟水河流域

铁锰改性不同原料生物炭对镉污染碱性农田土壤修复

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环境科学 2025年第1期46卷 461-469页

作者：杨婷婷江胜国梁凯杨宗政徐应明天津市地质研究和海洋地质中心山东司南检测技术有限公司天津科技大学化工与材料学院农业农村部环境保护科研监测所

为探讨铁锰改性不同原料生物炭（FM-BC）对Cd污染碱性农田土壤修复效应的影响，以树枝、榴莲壳和玉米秸秆为原料制备FM-BC，通过水体吸附试验和土壤培养试验研究了FM-BC性质，及其对水体Cd（Ⅱ）的吸附性能和碱性土壤有效态Cd含量（DTPA... 详细信息

为探讨铁锰改性不同原料生物炭（FM-BC）对Cd污染碱性农田土壤修复效应的影响，以树枝、榴莲壳和玉米秸秆为原料制备FM-BC，通过水体吸附试验和土壤培养试验研究了FM-BC性质，及其对水体Cd（Ⅱ）的吸附性能和碱性土壤有效态Cd含量（DTPA-Cd）和Cd形态分布的影响.结果表明，铁锰改性后，生物炭的比表面积、总孔体积和氧含量得到了显著改善和提升. FMBC对水体Cd（Ⅱ）最大吸附量为50.71～98.09 mg·g-1，较BC提高了1.61～4.27倍.添加0.5%～3%FM-BC使土壤DTPA-Cd含量显著降低了11.77%～37.73%，碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态组分增加了8.61%～13.72%和6.74%～35.05%，降低了土壤中Cd的活性.铁锰改性榴莲壳生物炭（FM-DBC）对土壤DTPA-Cd的钝化效果显著优于铁锰改性树枝生物炭（FM-RBC）和铁锰改性玉米秸秆壳生物炭（FM-YBC）.表征结果表明，FM-DBC含有大量CO32-、C—O、Fe—O和Mn—O等吸附位点，主要通过沉淀和络合反应吸附镉，在镉污染碱性农田土壤修复方面具有较大的应用潜力.

关键词：铁锰改性生物炭原料镉污染土壤修复

基于物联网和弱反射光栅阵列的地质灾害监测系统设计与应用

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现代电子技术 2025年第1期48卷 144-150页

作者：张晓飞吕中虎孟庆佳王晨辉中国地质调查局水文地质环境地质调查中心天津300304 自然资源部地质环境监测工程技术创新中心河北保定071051

我国是世界上地质灾害类型最多、地质灾害最严重的国家之一,而雨量监测和形变监测在地质灾害监测中发挥着越来越重要的作用,因此确保地质灾害监测系统的长期运行以及在降雨期间的稳定运行尤为重要。文中基于STM32微控制器、LORA模块、4... 详细信息

我国是世界上地质灾害类型最多、地质灾害最严重的国家之一,而雨量监测和形变监测在地质灾害监测中发挥着越来越重要的作用,因此确保地质灾害监测系统的长期运行以及在降雨期间的稳定运行尤为重要。文中基于STM32微控制器、LORA模块、4G模块设计了一款物联网数据采集控制板,并结合压电式雨量传感器、拉绳位移传感器研制了雨量智能监测仪、裂缝位移智能监测仪;结合物联网数据采集控制板和弱反射光栅阵列传感技术构建了基于物联网的弱反射光栅地质灾害监测系统,实现了对地质灾害体的定时监测和降雨期间的自动监测;最后将雨量智能监测仪、裂缝位移智能监测仪和弱反射光栅地质灾害监测系统应用于桐梓县大河镇新场火车站新场滑坡、崩塌的监测实验中。监测数据表明,弱反射光栅监测系统测得传感光缆41#弱反射光栅传感段的位移变化达5 mm,在其附近的位移监测仪也测到有位移变化,可有效实现对地质灾害的定时监测和降雨期间的自动监测。

关键词：弱反射光栅地质灾害物联网雨量监测位移监测光纤传感光栅传感器滑坡监测

汞示踪古新世—始新世极热事件火山沉积记录研究进展

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沉积学报 2025年

作者：杨晨林雯洁金思敏李明松沈俊中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室中国地质大学(武汉)环境学院北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室

【意义】自工业革命以来，人类在使用化石燃料的过程中不断向大气排放CO2等温室气体，引起了剧烈的气候环境扰动和严重的生物危机。古新世—始新世极热事件（Paleocene-Eocene Thermal Maximum， PETM，～56 Ma）转折期发生了巨量的碳... 详细信息

【意义】自工业革命以来，人类在使用化石燃料的过程中不断向大气排放CO2等温室气体，引起了剧烈的气候环境扰动和严重的生物危机。古新世—始新世极热事件（Paleocene-Eocene Thermal Maximum， PETM，～56 Ma）转折期发生了巨量的碳排放事件，碳排放速率与当前的排放进程最为接近，探索PETM时期的碳排放对地球宜居性影响的过程和机制，可以为预估地球未来气候变化趋势提供地质案例，具有重要的科学意义。【进展】近年来，对于PETM碳排放的触发机制问题仍存在争议，已有研究证实北大西洋火成岩省（North Atlantic Large Igneous Province， NAIP）的岩浆活动与PETM之间存在时间耦合性，表明NAIP可能触发了这一地球宜居性扰动事件，但是目前该转折期火山活动和气候环境波动的因果关系还不明晰，其最大的难点在于如何在沉积岩中示踪火山活动记录。【结论与展望】近年来，沉积物中的汞元素浓度及其同位素已被广泛用于示踪地质历史时期的火山活动。但是，目前对PETM事件的汞记录研究主要集中在靠近NAIP喷发区域的近岸地区，而缺乏对远离喷发中心的开阔海地区的研究，制约了对NAIP活动影响范围和环境效应的认知。本文针对PETM事件汞沉积示踪古火山活动的研究现状进行了系统的回顾，阐述其存在的问题和未来的研究方向，梳理了NAIP与PETM之间的联系。

关键词：古新世—始新世极热事件北大西洋火成岩省汞浓度及同位素海洋缺氧

矿物增强生物光合作用理论与应用研究取得新突破

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地学前缘 2025年

作者：鲁安怀杜逸飞方谦丁竑瑞李艳北京大学地球与空间科学学院矿物环境功能北京市重点实验室中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室

光合作用是决定农作物产量的首要关键因素,当前农作物的光合作用效率对日光能的利用率仅为2%左右,影响粮食蔬菜等作物产量。《地学前缘》面向世界科技前沿,面向经济主战场,跟踪我们系列科研成果近三十年。近年来,围绕矿物增强生物光合... 详细信息

光合作用是决定农作物产量的首要关键因素,当前农作物的光合作用效率对日光能的利用率仅为2%左右,影响粮食蔬菜等作物产量。《地学前缘》面向世界科技前沿,面向经济主战场,跟踪我们系列科研成果近三十年。近年来,围绕矿物增强生物光合作用这一原创性国际前沿科研成果,及其在解决农业增产提质这一国际难题的突破性应用成果开展了连续报道。我们最近研究进一步证实植物叶绿体中锰簇物质（Mn4Ca O5）与地表矿物膜中水钠锰矿具有起源关系和成因联系,在光催化裂解水功能上具有异曲同工之处。矿物红外发射光谱特性能够影响水功能,促进光反应裂解水的作用。植物经典光合作用仅限于叶绿体中锰簇物质对可见光部分波段的吸收转化作用,叶绿体外的矿物非经典光合作用可拓展功能水对太阳光波谱利用范围,即通过改变灌溉水功能实现对太阳能利用效率的提升,开拓了提高植物光合作用效率的崭新途径。据此提出“矿物-水-光合作用”国际原创技术,田间试验农作物普遍增产达20%～50%,显著提升多种农作物产量和品质。这是自然界矿物通过影响水功能以促进生物光合作用的创新案例。

关键词：矿物非经典光合作用矿物膜中锰簇叶绿体中锰簇灌溉功能水光合作用效率