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地球与环境
地球与环境

欧阳自远

双月刊

1672-9250

dqyhi@mails.gyig.ac.cn

0851-5891741

550002

贵州省贵阳市观水路46号

地球与环境/Journal Earth and EnvironmentCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《地球与环境》（原名《地质地球化学》）为核心学术刊物，以环境地学为主要学科方向，主要报道与人类生存环境密切相关的地球大气－植物－土壤－水－岩石圈层之间物质运移的地质地球化学过程，以及人类、生态系统和地球相互作用所产生的各种环境问题，包括环境地质学、环境地球化学、第四纪地质学、环境水文学、灾害地质学、环境监测与评价、环境与健康等，设有“专题综述”、“研究成果”、“应用研究”、“实验研究”、“新理论、新技术、新方法”、“问题讨论”等栏目。
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    基于16S rRNA基因高通量测序的乌江流域梯级水库表层沉积物微生物群落分析

    刘嘉雯赵媛吴求生汪恒...
    267-276页
    查看更多>>摘要：微生物群落在湖库沉积物生态系统的物质循环中发挥着重要作用,但对大规模梯级筑坝形成水库库区沉积物微生物的研究并不多见.本工作以乌江干流7个梯级水库为研究对象,针对微生物非常活跃的表层沉积物,基于16S rRNA基因高通量测序技术分析不同水库微生物群落多样性和组成差异及其对环境因子的响应.结果表明:乌江流域梯级水库表层沉积物中,微生物群落α多样性指数总体上呈现从上游到下游逐渐降低的趋势;β多样性表现为洪家渡水库和乌江渡水库的微生物群落与其他水库差异性较大,这可能与它们较长的库龄或滞水时间有关.变形菌门是各水库沉积物中微生物群落门水平上相对丰度最高的优势菌门(Proteobacteria,17.28％～30.40％),其中γ-变形菌纲为纲水平的优势菌(Gammaproteobacteria,12.14％～28.08％).库龄是控制水库表层沉积物微生物群落结构特征的主要环境因子,微生物群落多样性和稳定性随着水库库龄的增大而降低,微生物群落构建过程主要受随机性过程的主导.研究结果揭示了不同库龄梯级水库微生物群落的演化机制,为水库合理开发和水资源的可持续利用提供重要科学依据.

    沉积物微生物群落多样性环境因子

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    贵州省异戊二烯浓度分布及日变化情况初步分析

    罗皓李启泰左仁慧刘芳...
    277-285页
    查看更多>>摘要：为了了解贵州省环境空气异戊二烯的浓度水平及分布情况,以贵州省2019年臭氧污染较为严重的地区为研究区域选取了 18个采样点,这18个点位包括了工业区、城市建成区、居民区、交通枢纽等排放人为源挥发性有机物(AVOCs)的区域,和水生植物种植区、森林植被覆盖区、自然风景区等排放植物源挥发性有机物(BVOCs)的区域,尤其以水生植物种植区的异戊二烯观测为重点,在2020年7～9月期间分批次进行了环境空气异戊二烯的离线采样和臭氧浓度的同步在线监测.结果表明,贵州省大气异戊二烯日均浓度在0.13～6.13 μg/m3之间,其中BVOCs采样区域、AVOCs采样区域、水生植物种植区、森林植被覆盖区的异戊二烯日均浓度分别为1.74、0.52、2.26、1.23 μg/m3,白天平均浓度分别为2.80、0.54、4.03、1.57 µg/m3,夜间平均浓度分别为0.68、0.50、0.49、0.88 µg/m3,BVOCs采样区域的异戊二烯日均浓度、白天浓度高于AVOCs采样区,夜间浓度差异不大;水生植物种植区的日均浓度和白天浓度高于森林植被覆盖区,这表明贵州部分地区水生植物在夏季白天的异戊二烯排放比森林植被等陆生植物要高,水生植物(荷花、芦苇、慈姑等)排放的异戊二烯对环境的影响值得关注并深入研究.

    贵州省异戊二烯水生植物

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    浙江省毛竹总汞分布特征及其生态风险评估

    宋星竹许萍胡勰克曾台楠...
    286-295页
    查看更多>>摘要：毛竹作为浙江地区重要优良竹种,占浙江省总竹林面积的87.75％.研究竹林总汞分布特征对进一步了解其对汞生物地球化学循环过程的影响具有重要意义.本文对浙江省内9片受人为汞排放源影响较小的(对照林)和12片靠近燃煤火电厂的(火电林)毛竹林鲜叶、落叶、土壤总汞浓度进行取样分析,探讨了人为汞排放源和海拔对毛竹林总汞分布的影响;同时,运用潜在生态风险因子评价了毛竹林土壤汞风险.结果表明,毛竹林可以经叶片吸收大气汞,再通过落叶分解最终将汞积累在土壤中,毛竹林鲜叶总汞浓度均值(88.6±49.0 ng/g)＜落叶总汞浓度均值(139.9±71.6 ng/g)＜土壤总汞浓度均值(216.4±130.3 ng/g),且鲜叶与落叶(R2=0.57)、落叶与土壤(R2=0.81)的总汞浓度之间均成正相关关系;燃煤电厂排放的大气汞,不仅会直接给周边毛竹林带来较大的汞沉积,而且会促进鲜叶对大气汞的吸收,火电林所有样品总汞浓度均相应高于对照林并且火电林的落叶、土壤样品显著高于对照林(P＜0.05);毛竹鲜叶总汞浓度随海拔升高而增加,落叶、土壤总汞浓度与海拔均无显著相关性;火电厂周边毛竹林土壤汞有较强的潜在生态风险.

    大气汞毛竹林火电厂潜在生态风险

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    典型铊矿区河流水化学与重金属时空变化特征

    晏燕肖唐付宁增平刘恩光...
    296-308页
    查看更多>>摘要：采集了贵州省黔西南州滥木厂铊矿区清水河流域20个点位洪水期、平水期和枯水期水体样品,综合运用数理统计、Piper三线图、离子比和内梅罗污染指数法等方法,分析了清水河流域水体的水文地球化学特征,探讨了流域水化学空间演化规律,查明了 Tl等重金属时空变化特征与污染现状.结果表明:清水河流域水体均为弱碱性,阳离子以Ca2+和Mg2+为主,阴离子以HCO3-和SO42-为主,水化学类型为Ca·Mg-HCO3·SO4(SO4·HCO3)型;主要离子浓度季节性变化与空间差异较小,水化学组分主要受碳酸盐岩风化和蒸发岩溶解控制;清水河水体Tl污染严重,Tl浓度季节性差异明显,洪水期和平水期相对稳定,而枯水期水体Tl含量受地下泉水和历史遗留废渣影响显著,波动较大,最高可达4.036 μg/L,内梅罗污染指数法评估结果表明清水河水体Tl等重金属污染水平为重度污染;虽然矿山生态修复后,清水河水体水质有所改善,但Tl等重金属污染问题未根除,亟需查明流域地下水水质状况和科学整治河道内堆积的历史遗留废渣.

    重金属水化学时空变化离子来源矿山修复

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    新加坡和胡志明城区降水离子组成及来源分析

    张琨宋韦陈志立刘学炎...
    309-320页
    查看更多>>摘要：近年来工农业发展导致东南亚城市大气污染日趋严重,然而其大气沉降离子组成观测仍稀少,导致关键污染组分的通量特征和来源并不十分清楚.本研究于2019年5月至2020年4月观测新加坡和胡志明城区降水离子(SO42-、NO3-、NO2-、F-、Cl-、NH4+、K+、Na+、Ca2+、Mg2+)浓度,基于正矩阵分解模型(PMF)进行来源分析,并重点讨论了 占比较高的SO42-的沉降通量及其变化特征.结果表明,偏北的胡志明市降水年均pH为6.9±0.5,但新加坡降水年均pH为4.5±0.4,呈重酸雨特征,其降水SO42-在总离子中的 占比(34％)和沉降通量(28.8 kg S/(ha·a))也显著高于胡志明市(分别为15％和19.3 kg S/(ha·a)),二者硫沉降也高于东南亚和中国大部分地区当前的沉降水平.PMF模型解析结果表明,农业源对新加坡和胡志明市降水NH+4的贡献分别为62％和47％,生物质燃烧源对降水K+的贡献均达到73％,海洋源对新加坡和胡志明市降水Na+的贡献分别达到50％和92％,对降水Cl-的贡献分别达到54％和45％.本研究提供了疫情前夕研究城市降水化学的重要数据,为评估后期疫情人为活动变化对空气污染的影响提供了参考依据,同时丰富了东南亚地区的降水化学组成和来源认识,为该地区城市空气质量管理及其生态环境效应评估提供了关键科学证据.

    大气沉降雨水化学来源解析东南亚地区

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    基于蛋白核小球藻响应预测土壤铅、锌和镉浓度

    曾维锐刘洁雪黄娥陈燕玲...
    321-329页
    查看更多>>摘要：基于绿藻响应预测土壤重金属浓度具有时间短、成本低的优点.本研究以Pb、Zn、Cd及其混合物污染土壤为研究对象,以蛋白核小球藻作为受试生物,通过土壤浸提液暴露的响应预测单一重金属及其混合物的浓度.研究结果表明,不同浓度Pb、Zn、Cd及其混合物污染土壤浸提液对蛋白核小球藻均具有平滑且单调的浓度-效应曲线(concentration-response curves,CRCs);在暴露时间为96～168 h,重金属及其二元、三元混合物浓度大小与蛋白核小球藻的生长抑制率成正比.将未测试绿藻响应的重金属及其混合物污染土壤浸提液进行绿藻暴露实验,每个重金属及其混合物设置2～3个浓度点,测试其对蛋白核小球藻的毒性响应,将毒性响应值分别代入单一重金属及其混合物的CRCs,预测重金属及其混合物的浓度.结果表明96 h暴露数据可准确预测土壤Pb、Zn、Cd单一及混合污染土壤.因此,基于蛋白核小球藻响应预测土壤铅、锌和镉浓度具有可行性,且96 h的绿藻暴露数据更适用于预测.

    蛋白核小球藻重金属土壤污染评价

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    基于多源模型的粤北山区县域地质灾害危险性评价与驱动力分析

    李亚邓南荣陈朝陈进栋...
    330-342页
    查看更多>>摘要：地质灾害危险性评价对降低地质灾害发生的不确定性及区域防灾减灾至关重要.本研究以粤北山区翁源县为例,选取与地质灾害密切相关的自然环境、区位距离与人类活动方面共13个评价指标,并基于皮尔逊相关系数进行评价指标相关性验证.采用信息量-随机森林耦合模型(Information-Random forest model,I-RF)对研究区地质灾害危险性进行评价,并结合地理探测器(Geodetector,GD)对地质灾害危险性驱动因子进行分析.研究结果显示:ROC曲线验证AUC值达到0.890,表明I-RF耦合模型可以较好地分析刻画研究区地质灾害危险性格局;研究区较高、高易发区主要分布河谷平原区和丘陵区,占比49.85％,中低易发区主要分布低山丘陵区,占比50.15％.县域中心龙仙镇遭受地质灾害的危险性较大,铁龙镇地质灾害危险性较低;因子探测结果显示高程、人口足迹和地质岩组是研究区崩塌、滑坡和泥石流三种主要地质灾害共有的诱发因子,交互探测结果显示高程是研究区地质灾害发生首要驱动因子,崩塌和滑坡主要受高程与距河流距离、地形起伏度和暴雨雨量交互驱动影响,泥石流则主要受高程与地形地貌、地质构造、水文气象和人类活动等方面评价指标交互驱动影响.总体来看,研究区地质灾害危险程度较高,应针对不同的地质灾害危险区和地灾类型,实施差异化的地质灾害防治措施.

    地质灾害危险性评价随机森林模型信息量模型地理探测器

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    西安市燃煤锅炉颗粒物中有机碳和元素碳的排放特征研究

    沈利娟刁一伟王红磊孙杰娟...
    343-353页
    查看更多>>摘要：燃煤锅炉是城市地区含碳气溶胶的重要来源之一,本研究采集分析了西安市9个燃煤锅炉的PM10和PM2.5样品中的有机碳(OC)和元素碳(EC).结果表明:燃煤锅炉颗粒物中OC在PM2.5中的质量占比高于在PM10中质量占比,而EC在PM10中的质量占比高于在PM2.5中质量占比.OC、EC和总碳气溶胶(TC)在PM10中的质量占比分别为4.35％±1.09％、4.25％±1.02％和 8.60％±1.87％,在 PM2.5 中的质量占比分别为 6.91％±1.09％、2.62％±0.41％和 9.53％±1.40％.不同锅炉类型的OC/EC(二者浓度比)差异较大.链条炉、循环流化床和煤粉炉的OC/EC在PM10中分别为1.50±0.96、0.89±1.06和12.03±8.48,在PM2.5中分别为6.72±5.70、1.19±0.65和11.62±5.83.不同锅炉排放的PM10和PM2.5中含碳气溶胶的主导成分不同,通过含碳气溶胶的成分组成可以准确区分锅炉排放来源.PM10中TC和EC的质量占比均呈链条炉(10.64％±5.13％和 5.79％±4.78％)＞循环流化床(7.25％±2.23％和 4.15％±1.14％)＞煤粉炉(4.85％±1.84％和 0.50％±0.25％),OC 的质量占比呈链条炉(4.85％±2.33％)＞煤粉炉(4.35％±2.09％)＞循环流化床(3.10％±3.37％).PM2.5中TC和OC的质量占比均呈链条炉(12.97％±5.57％和 9.25％±5.63％)＞煤粉炉(5.57％±1.86％和 5.02％±1.79％)＞循环流化床(4.92％±5.41％和2.94％±3.53％),EC的质量占比呈链条炉(3.71％±3.84％)＞循环流化床(1.97％±1.88％)＞煤粉炉(0.55％±0.07％).不同锅炉类型对PM10中的EC影响较大,对PM2.5中的OC影响较大,主要是由于不同类型锅炉燃煤燃烧方式和燃烧效率差异所致.

    燃煤锅炉有机碳元素碳排放特征西安

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    铜陵某富铜尾矿库下游重金属污染特征与生态风险

    蒋硕刘丙祥宋小鹏朱晴莉...
    354-364页
    查看更多>>摘要：金属矿山尾矿库是潜在的环境污染源,若处置不当,将污染周边环境并威胁人类健康.本研究以铜陵某富铜型尾矿库及其周边水土中5种重金属(Cu、Zn、Pb、Cd和Cr)为研究对象,采用BCR逐级提取、浸出试验及两种风险评估模型,揭示了5种重金属的污染特征及生态风险.结果表明,尾矿库中Cu、Zn和Cd的含量分别是铜陵土壤背景值的13.18、7.03、13.48倍;尾矿库下游土壤中Cu、Cd和Pb的平均含量超过铜陵土壤背景值;河流底泥中Zn、Cu、Cd和Pb的平均含量均高于长江下游沉积物背景值.BCR结果表明,尾矿库及下游水土中Cr以残渣态(F4)为主,Cd的可交换态(F1)占比最高.浸出实验结果表明,尾矿中5种重金属在强酸和强碱下浸出率较高.单因子指数(Pi)结果表明尾矿中Cu(13.18)、Zn(7.03)和Cd(13.4)处于重污染水平;库下游土壤和底泥中Cd、Cu和Pb为重度污染,距尾矿库最远处的河水中Cu、Zn和Cd为轻污染.风险评估编码(RAC)结果表明研究区域中Cd的潜在生态风险最高.

    尾矿库重金属赋存形态生态风险

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    土壤逐渐干旱条件下玉米和构树光合特性的变化

    周英吴沿友李海涛苏跃...
    365-374页
    查看更多>>摘要：在气候和喀斯特地形地貌的影响下,一些喀斯特地区依旧处在日益严重和频发的干旱情况中,这会对植物的光合特性和叶绿素荧光特性产生严重的影响.本文以喀斯特地区两种土壤(粉砂质壤土(Ld)和粉砂质粘壤土(Lc))和两种植物(玉米(Zea mays L.)和构树(Broussonetia Papyrifera(Linn.)L'Hér.ex Ven.))为研究对象,研究了在逐渐干旱的条件下构树和玉米叶片的光合参数和叶绿素荧光变量的变化规律.研究结果表明,干旱胁迫期间,两种植物的净光合速率(A)、蒸腾速率(E)和气孔导度(gsw)均逐渐降低,胞间C02浓度(Ci)后期显著上升,水分利用效率(WUE)均表现为先上升后下降的趋势.在相同土壤中玉米的WUE高于构树,不同土壤中同种植物的最大WUE均为Ld高于Lc.玉米在两种土壤条件下的初始荧光(Fo)随时间的变化呈现前期先降低,中期稳定,后期再快速升高的趋势,最大光化学效率(Fv/Fm)的变化趋势与Fo相反.构树的Fo则只存在先下降后升高两个阶段,其Fv/Fm的变化趋势也与Fo相反.同时根据叶片A、gsw和Ci的变化趋势判别出气孔限制和非气孔限制分别是干旱前中期和后期影响玉米和构树光合特性的主要因素,且Lc和Ld中玉米的两种限制的交替时间节点分别为第10天和第9天,构树为第10天和第7天,当超过这个时间点,植物即使复水光合作用也无法回升,也可称此节点为调亏灌溉点.本研究可为了解喀斯特地区植物对干旱环境的适应性和用水特征以及田间水分管理提供科学依据.

    喀斯特土壤玉米构树光合参数叶绿素荧光参数干旱胁迫

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