珠江三角洲第四纪沉积物铅同位素组成及示踪意义
珠江口内伶仃洋海域沉积物重金属污染风险及来源分析
珠江口内伶仃洋海域沉积物重金属污染风险及来源分析刘志彦;张鹏;唐湛;杨燎原;罗紫芬;王小琴【期刊名称】《区域治理》【年(卷),期】2024()7【摘要】珠江口内伶仃洋海域受周边工农等废水影响,重金属污染较为严重,为了解该区域近期积物污染状况,采集该区域 17 个点位表层 0-2cm 沉积物,对 Cu、Zn、Cd 和 Pb 四种重金属进行检测,利用地累积指数法、潜在生态风险分析法和主成分分析法对内伶仃洋海域表层沉积物重金属污染生态风险及其来源进行分析。
结果显示四种重金属地累积指数污染级数平均值由高到低为:Cd(4 级)>Cu(1 级)=Zn(1级)>Pb(0 级)。
单一潜在生态风险级数由高到低为:Cd(5 级)>Cu(1 级)=Zn(1 级)=Pb(1 级),全部样点综合生态风险只有一个样点属于 3 级(较高)生态风险,其余16 个样点均为 4 级(高)生态风险,其中 Cd 对综合潜在生态风险的贡献率最大。
主成分分析结果显示四种重金属污染源具有相似性,以人为污染源为主。
本文结果可为珠江口内伶仃洋海域污染的连续性研究提供数据支撑,同时为该区域的污染治理提供理论依据。
【总页数】4页(P0168-0171)【作者】刘志彦;张鹏;唐湛;杨燎原;罗紫芬;王小琴【作者单位】广东生态工程职业学院;广东环科院环境科技有限公司;广东泓净生态环境科技有限公司【正文语种】中文【中图分类】X524【相关文献】1.珠江口内伶仃洋沉积物重金属富集特征及其生态危害评价2.珠江口伶仃洋沉积物中重金属元素分布、赋存形态及来源分析3.珠江口外陆架海域表层沉积物重金属潜在生态风险评价及来源分析4.珠江口内伶仃洋海域近百年来沉积物粒度变化和重金属分布特征因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
三江地区两类古陆成分的铅同位素组成——Ⅰ_碳酸盐岩类
三江地区两类古陆成分的铅同位素组成———Ⅰ.碳酸盐岩类31999年1月10日收稿.3国土资源部“九五”科技攻关项目(No.95-02-001-02)资助.徐启东 夏 林(中国地质大学资源学院,武汉430074)摘 要 根据铅同位素组成,西南三江地区前中生代的碳酸盐岩可分成具高放射性和低放射性成因铅同位素特征的两种类型,其数值范围和样品的空间分布都可分别与已知的冈瓦纳和劳亚古陆群的铅同位素组成对比.运用不同古陆群显示的块体铅同位素组成差异作为标志,判别兰坪盆地中以灰岩和细碎屑岩组成的上三叠统可能不是中生代兰坪盆地的沉积产物,而是新生代早期从盆地西部冈瓦纳古陆群中逆冲推覆过来的构造岩片.关键词 冈瓦纳古陆,劳亚古陆,铅同位素,兰坪盆地,特提斯.中图法分类号 P597第一作者简介 徐启东,男,副教授,1957年生,1982年毕业于长春地质学院地质系,1994年获中国地质大学博士学位,主要从事矿床学、地球化学和流体地质方面的科研和教学工作.0 引言西南三江地区位于特提斯构造域的东部,记录了劳亚和冈瓦纳两大古陆群裂解、古陆碎块间相互作用、拼合和隆升的地质历史.经过多年的研究,已经建立起了由4条板块结合带和其间的陆块所构成的基本构造格局[1].它们实际上是由不同时期的陆块碎片和洋壳、弧系物质拼合与叠置在一起的“岩片”组合,反映了劳亚和冈瓦纳古陆之间多弧-盆系的演化、消亡和拼合过程[2,3].两个古陆群的碎片在三江地区交错分布,极大地影响了对造山带地层系统的建立、特提斯演化的细化和这一重要成矿域成矿物质聚散规律等问题的进一步认识.不同陆块化学成分的不均一性,同一陆块地幔和地壳中某些元素及同位素组成的继承演化关系和块体效应,提供了分辨和区分不同古陆系统及其碎片的途径[4～7].其中铅同位素的块体效应明显,不同源区演化形成的地块岩石具有不同的铅同位素组成,只要识别和建立起了相应的铅同位素标志,就可以鉴别岩片的不同归属[8～11].笔者对本区及邻区主要岩石类型的铅同位素资料的整理表明,碳酸盐岩类岩石的铅同位素组成显示了明显的块体差异,可与已知的冈瓦纳和劳亚古陆的铅同位素组成对比,可作为建立本区两类古陆群岩片综合地球化学标志的基础.1 两类铅同位素组成粗线条地看,三江地区冈瓦纳古陆群与劳亚古陆群的界线大致以澜沧江板块结合带为界[2].为寻找两大古陆群的差异,选择了该结合带东西两侧,可能分属不同古陆群岩片的前中生界碳酸盐岩类样品数据:属于冈瓦纳古陆群的包括德钦南佐下二叠统灰岩[12],澜沧老厂中上石炭统大理岩和西盟新厂下古生界大理岩[13],共计7组数据;属于劳亚古陆群(扬子陆块西缘)的包括中咱地块中纳交系、三家村上寒武统灰岩和白云岩、杠日隆上二叠统灰岩[12,14](哀牢山1个样品归入其中)、川西会东、会理、甘洛上震旦统大理岩[15],共计13组数据.它们都是80年代中后期以来的测试数据,可靠性较高.将上述数据投入图1中,可以清楚地看到,澜沧江结合带两侧的前中生代碳酸盐岩类岩石分布于图中不同的区间.东侧的碳酸盐岩以相对低放射性成因铅同位素组成为特征,w (206Pb )/w (204Pb )=18.110～18.471,w (207Pb )/w (204Pb )=15.260～第24卷第3期地球科学———中国地质大学学报Vol.24 No.31999年5月Earth Science —Journal of China University of G eosciencesMay 1999图1 前中生代碳酸盐岩的w(208Pb)/w(204Pb)-w(206Pb)/w(204Pb)(a)和w(207Pb)/w(204Pb)-w(206Pb)/w(204Pb)(b)相关图Fig.1Diagrams of w(208Pb)/w(204Pb)-w(206Pb)/ w(204Pb)(a)and w(207Pb)/w(204Pb)-w(206Pb)/w(204Pb)(b)for Pre-Mesozoic carbon2ate rocks from Sanjiang area15.876,w(208Pb)/w(204Pb)=37.570～39.178(杠日隆1个异常低值除外),相应的平均值分别为18.297,15.678,38.575;西侧的碳酸盐岩以高放射性成因铅同位素组成为特征,w(206Pb)/w(204Pb)= 18.598～19.710,w(207Pb)/w(204Pb)=15.653～16.106,w(208Pb)/w(204Pb)=38.836～40.036,相应的平均值分别为19.134,15.813,39.333.其中最具有分辨特征的是w(206Pb)/w(204Pb)值,西侧的碳酸盐岩w(206Pb)/w(204Pb)>18.5,东侧的碳酸盐岩w(206Pb)/w(204Pb)<18.5.研究表明,分别属于冈瓦纳和劳亚古陆群岩石圈系统的地壳和来自地幔的岩石在铅同位素组成上具有良好的继承性,冈瓦纳系统中的新生代玄武岩和中新生代花岗岩的w(206Pb)/w(204Pb)>18.6,而属于劳亚系统的华北陆块的不同时代的玄武岩、变质岩和花岗岩类的w(206Pb)/w(204Pb)<18,扬子陆块中这些岩石的w(206Pb)/w(204Pb)< 18.5[16,17].澜沧江结合带两侧的前中生代碳酸盐岩类岩石的铅同位素组成特征与此可以很好地进行对比.在古特提斯阶段,东特提斯构造域的碳酸盐岩出现在基性熔岩之上的海山、地块上的碳酸盐台地和活动边缘盆地“建隆”产生的台地上[3],沉积物源主要来自所在陆块和相应的地幔系统,尤其在古特提斯的早期,特提斯洋和洋盆扩张过程中,碳酸盐岩的物源主要来自所在的古陆群,较好地反映了两大古陆群岩石圈组成的铅同位素特征.由此可见,两类前中生代碳酸盐岩的铅同位素组成特征可以标定两大古陆群的属性,可成为三江地区构造岩片属性的判别标志和其他岩类源区研究的参照系.图2 上三叠统三合洞组灰岩铅同位素组成与两类碳酸盐岩铅同位素组成的对比Fig.2Pb isotopic comparison of T3s limestone and two kinds of Pre-Mesozoic carbonate rocks from San jiangarea2 兰坪盆地上三叠统构造性质的判别兰坪盆地夹持于澜沧江和金沙江板块结合带之间,盆地内大面积被中新生代地层覆盖,其中发育一套晚三叠世的地层,包括三合洞组(T3s)灰岩和白云质灰岩、挖鲁八组(T3w l)砂泥岩和麦初箐组(T3m)细碎屑岩夹灰岩.它们与更晚的中新生代地层之间为断层接触,逆冲推覆构造性质明显,金顶铅锌矿床和正在勘查的白秧坪地区铜银铅锌矿床的产出都与它们密切相关.区调及其他研究一般将其作为中生代兰坪盆地发育的早期沉积产物来建立盆地的地层系统[3,14],但疑问不少.由于中生代兰坪盆地的沉积物源主要来自盆地两侧发育的晚古生代—早中生代洋脊型蛇绿岩和火山弧岩石组合,盆地中中新生代的细碎屑岩和碳酸盐岩的铅同位素组成应显示冈瓦纳古陆群和扬子陆块(劳亚古陆群性质)铅同位素组成混合后的特征.中侏罗统—第三系古新统砂岩的铅同位素组成[12]很好地显示了这种特点:572 第3期 徐启东等:三江地区两类古陆成分的铅同位素组成———Ⅰ.碳酸盐岩类图3 两类碳酸盐岩铅同位素组成在εγp -V 2(a )和V 1-V 2(b )图中的拓扑关系Fig.3Topological diagrams in three-dimension s pace for Pb isotopic components of carbonate rocksw (206Pb )/w (204Pb )=18.488～18.756,w (207Pb )/w (204Pb )=15.274～15.891,w (208Pb )/w (204Pb )=37.822～39.328.而三合洞组灰岩和白云质灰岩的w (206Pb )/w (204Pb )=18.544～20.289[12],w (207Pb )/w (204Pb )=15.669～15.988,w (208Pb )/w (204Pb )=38.547～40.890,显示高放射性成因铅同位素组成特征,在图2中,它们位于冈瓦纳古陆群碳酸盐岩的铅同位素组成区间.这样看来,三合洞组和与其具有同样变形样式的挖鲁八组、麦初箐组岩系的沉积就不会是中生代兰坪盆地两侧造山带物质的混合产物,而是源自盆地西部冈瓦纳古陆群,这与澜沧江和金沙江板块结合带相向俯冲、碰撞,中生代兰坪盆地为复合前陆盆地的性质[3]不符,可见三合洞组、挖鲁八组及麦初箐组岩系不应是该盆地的沉积产物.新生代早期印度板块与欧亚大陆的碰撞,三江地区进入陆内汇聚时期,大规模的推覆和走滑作用是主导机制.盆地内不仅有自东向西的逆冲推覆(或滑覆),也存在自西向东的大型逆冲推覆运动踪迹[18],上述铅同位素特征和有关地质特征指示,现今兰坪盆地中的上三叠统岩系可能就是因自西向东的逆冲推覆作用,将其从盆地西部的冈瓦纳古陆群岩片中“飞”到盆地中的,是盆地中的外来岩片.图3是反映上述碳酸盐岩数据铅同位素拓扑性质的V 1-V 2和εγp -V 2图解,根据文献[8]的方法进行的计算.碳酸盐岩样品在图中也具有各自的分布区间,说明两类铅同位素组成在多维拓扑空间也是存在的.两类样品在图中分布所显示的不同延伸方向,说明冈瓦纳与劳亚古陆群的铅同位素演化是两个相互独立的体系.这为我们下一步开展其他岩类的铅同位素示踪及多种同位素复合示踪研究提供了线索.参考文献1 刘增乾,李兴振,叶庆同等.三江地区构造岩浆带的划分与矿产分布规律.北京:地质出版社,1993.25～512 莫宣学,路凤香,沈上越等.三江特提斯火山作用与成矿.北京:地质出版社,1993.7～183 潘桂棠,陈智梁,李兴振等.东特提斯地质构造形成演化.北京:地质出版社,1997.172～1844Hart S R.Heterogeneous mantle domains :signatures ,gen 2esis and mixing chronologies.Earth Planet Sci Lett ,1988,90:273～2965Hoffmann A W.Nb and Pb in oceanic basalts :new con 2straints on mantle evolution.Earth Planet Sci Lett ,1986,79:33～456Zhu B Q.Three-component mixing and four-system recy 2cling models for explaining Nd-Sr-Pb isotopic correlations of suboceanic and subcontinental mantles.Science in China ,1990,33:757～7687 张本仁,张宏飞,赵志丹等.东秦岭及邻区壳幔地球化学分区和演化及大地构造意义.中国科学(D ),1996,26:201～2088 朱炳泉.矿石铅同位素三维空间拓扑图解用于地球化学省与矿种区划.地球化学,1993(3):209～2169 张理刚,王可法,陈振胜等.中国东部中生代花岗岩长石铅同位素组成与铅同位素省划分.科学通报,1993,28:254～25710Zhang H F ,G ao S ,Zhang B R ,et al.Pb isotopes of gran 2itoids suggest Devonian accretion of Y angtze (S outh China )craton to North China craton.G eology ,1997,11:1015～101811徐启东.长江中下游中生代花岗岩类源区的壳-壳混源性质.岩石矿物学杂志,1997,16:120～13012陈式房,刘仪来,包育秀等.德钦-下关铅锌矿带矿床类型成矿规律研究.云南地质,1991,10:119～14413叶庆同,胡云中,杨岳清等.三江地区区域地球化学背景和金银铅锌成矿作用.北京:地质出版社,1993.149～672地球科学———中国地质大学学报第24卷21614付畅德.巴塘纳交系铅锌矿床地质特征及成矿机理.四川地质学报,1993,13:229～23915林方成.四川会东大梁子铅锌矿床成因新探.矿床地质,1994,13:126～13616Zhu B Q.G eochemical evidence for the southern Chinablock being a part of G ondwana.J S outheast Asian EarthSci ,1994,9:319～32417张本仁,欧阳建平,韩吟文等.北秦岭古聚会带壳幔再循环.地球科学———中国地质大学学报,1996,21(5):469～47518燕守勋,李朝阳,周朝宪等.金顶铅锌矿床穹隆构造成因及其相关问题探讨.矿床地质,1994,13(21):148～154Pb ISOTOPIC COMPOSITIONS OF TWO TYPES OF PAL EO -CONTINENTSIN SANJIANG REGION :Ⅰ.CARBONA TE ROC KSXu Qidong Xia Lin(Faculty of Earth Resources ,Chi na U niversity of Geosciences ,W uhan430074)Abstract Pb isotope data confirm that the Pre-Mesozoic carbonate rocks in Sanjiang region ,Southwest 2ern China can be divided into two types :highly radiogenic Pb isotope and lowly radiogenic Pb isotope.The numerical range of the Pb isotopic composition and the spatial distribution of the two types of samples can be correlated with those of G ondwana and Laurasia continents.Therefore ,the difference in Pb isotopic composi 2tion between the G ondwana-like and Laurasia-like continental segments may be used to determine that the Upper Triassic strata composed of limestone and fine detrital rocks in the Lanping basin did not result from the sediments in the Mesozoic Lanping basin ,but from structural slivers transported through the thrust and nappe from the G ondwana continent groups in the west of the Lanping basin in the early Cenozoic.K ey w ords G ondwana continent ,Laurasia continent ,Pb isotope ,Lanping basin ,Tethys.772 第3期 徐启东等:三江地区两类古陆成分的铅同位素组成———Ⅰ.碳酸盐岩类。
第3章第四纪沉积物
• 洪积土的工程特性： • 1）靠近坡脚段为较粗的碎屑土，土质均匀，地势 高、地下水位低，地基承载力高； • 2）离山区远的地带由粉土、黏土颗粒组成，受周 期性干燥及可溶盐的胶结作用，承载力高； • 3）中间段由于受前沿细颗粒的影响，常有地下水 溢出，或形成沼泽，承载力较低。 • 另外：洪积扇富水，可做水源地。
坡积物的特点： 1)分为岩屑、矿屑、沙砾或矿质黏土。 2)碎屑颗粒大小混杂，棱角分明、分选性差，层理不明显。 坡积物质随斜坡自上而下呈现由粗而细的分选现象。其成份与坡上的残积土 基本一致。与下卧基岩没有直接关系，这是它与残积物明显的区别。 由于坡积物形成于山坡，常常发生沿下卧基岩倾斜面滑动，还由于组成物质 粗细颗粒混杂，土质不均匀，且其厚度变化很大(上部有时不足一米，下部可 达几十米)，尤其是新近堆积的坡积物，土质疏松，压缩性较高。 坡积土上建设应注意的问题： ①注意下卧基岩表面的坡度及形态，分析坡积物稳定性。 ②坡积土含较多细颗粒，吸水性强，注意雨季的稳定性。 ③坡积物粗细混杂，土质不均匀，厚度不均匀，注意差异沉降。
1、残积物
岩石－（物理、化学）风化－ 残留在原地
残积物－残积土－残积层
壳风 化
土壤层 残积物 化岩石 新鲜岩石
残积物成分与 母岩有关 残积物厚度与 地形有关
强风化
半风 中风化
弱风化
• 2、坡积层 • 坡积物是残积物经水流搬运，顺坡移动堆积而成的土。即 是雨雪水流的地质作用将高处岩石风化产物缓慢地洗刷剥 蚀，顺着斜坡向下逐渐移动、沉积在较平缓的山坡上而形 成的沉积物。其成份与坡上的残积土基本一致。由于地形 的不同，其厚度变化大，新近堆积的坡积土，土质疏松， 压缩性较高。它一般分布在坡腰上或坡脚下，其上部与残 积物相接。坡积物底部的倾斜度决定于基岩的倾斜程度， 而表面倾斜度则与生成的时间有关，时间越长，搬运、沉 积在山坡下部的物质就越厚，表面倾斜度就越小。 • 片流（坡流、面流）——在降雨或融雪时，地表水一部分 渗入地下，其余的沿坡面向下运动。这种暂时性的无固定 流槽的地面薄层状、网状细流称为片流。片流搬运的物体 在坡麓堆积下来，形成坡积土。
铅的同位素
铅的同位素铅是一种常见的金属元素，具有多种同位素。
同位素是指原子核中具有相同质子数（即原子序数）但中子数不同的原子。
铅的同位素主要有铅-204、铅-206、铅-207和铅-208。
铅-204是铅的一种稳定同位素，其原子核由82个质子和122个中子组成。
铅-204的丰度非常低，仅占铅的1.4%左右。
由于其稳定性较高，铅-204在地球上存在的时间非常长。
研究人员可以通过测量铅-204的比例来研究地质年代学和射线测年等领域。
铅-206是铅的一种稳定同位素，其原子核由82个质子和124个中子组成。
铅-206的丰度较高，约占铅的24.1%。
在地球科学中，铅-206的丰度比例被广泛用于测量岩石和矿物的年龄。
这是因为铅-206是铀系列衰变链中的一个中间产物，其形成速率相对稳定，可以用来确定岩石和矿物中铀的衰变历史。
铅-207是铅的一种稳定同位素，其原子核由82个质子和125个中子组成。
铅-207的丰度约占铅的22.1%。
铅-207的比例在地球科学中也被广泛应用于年代测定。
与铅-206类似，铅-207也是铀系列衰变链中的一个中间产物，其形成速率相对稳定。
铅-208是铅的一种稳定同位素，其原子核由82个质子和126个中子组成。
铅-208的丰度最高，约占铅的52.4%。
铅-208的丰度比例也被广泛用于年代测定。
在地球科学中，铅-208的比例还可以用于研究地球内部的物质循环和地球化学过程。
除了这些稳定同位素，铅还有一些放射性同位素，如铅-210和铅-212等。
这些同位素具有较短的半衰期，会不断衰变放出放射性粒子。
由于放射性同位素的不稳定性，它们在地球上的存在时间相对较短，但在核物理学研究和医学应用中具有重要作用。
总结而言，铅具有多种同位素，包括稳定同位素铅-204、铅-206、铅-207和铅-208，以及放射性同位素铅-210和铅-212等。
这些同位素在地质年代学、射线测年、地球化学和核物理学等领域具有重要应用价值。
岩石、矿物中微量铅的同位素组成的测定
岩石、矿物中微量铅的同位素组成的测定
1微量铅的测定
微量元素铅是一种信息量丰富的指标，可以用于研究岩石、矿物中各成分间的相互作用和动力学演化过程，从而推断上层大气和地温的演变及其与古微环境变化的关系。
但是，目前大多数微量铅的测定方法存在乱加标和装置复杂的问题，因此如何准确、简便的测定岩石、矿物中微量铅已成为当今科学家、工人们共同思考的课题。
2微量铅的同位素组成测定
微量铅的同位素组成是衡量岩石、矿物成分物质和微环境变化之间关系的最佳指标。
在此基础上，准确快速、省力的测定岩石、矿物中微量铅的同位素组成显得尤为重要。
3同位素示踪法
目前，示踪及实验室调查等分析技术在测定岩石、矿物中微量铅的同位素组成方面发挥着重要作用。
其原理是将通过经典仪器，以同位素示踪法，结合放射化学和活性自身测定，进行样品中微量铅示踪和测定。
4重要方法
同位素组成测定技术具有准确性高、分析快速等优点，已经成为研究微量铅地球化学的重要手段。
常用的方法包括：X射线荧光分析和
中子谱分析、电感耦合等离子体发射光谱法、原子光谱法、热原子化学分析法和电感耦合等离子体质谱法等。
5结论
测定岩石、矿物中微量铅的同位素组成仍然是研究微量铅地球化学的重要手段，目前常用的重要方法包括X射线荧光分析和中子谱分析、电感耦合等离子体发射光谱法、原子光谱法、热原子化学分析法和电感耦合等离子体质谱法等，在改善这些测定方法的基础上，为研究岩石、矿物中微量铅提供有力支撑，进而推断上层大气和地温的演变，为地质环境的研究和保护事业添砖加瓦。
铅的同位素
铅的同位素铅（Pb）是一种常见的金属元素，其原子序数为82。
铅具有多种同位素，即具有相同的质子数但不同的中子数的同一元素。
铅的稳定同位素有两种，分别是铅-206和铅-207，它们的自然丰度分别为24.1%和22.1%。
此外，铅还有多种放射性同位素，如铅-210、铅-212、铅-214等，它们具有不同的半衰期和放射性特性。
铅-206是铅的最稳定同位素，它拥有82个质子和124个中子，总共206个核子。
铅-206是一种非放射性同位素，不会自发地衰变释放辐射。
由于其稳定性较高，铅-206在地球上广泛存在，并且被用作地球年龄的测定。
地质学家通过测量铅-206与其衰变产物铅-207的比值，可以推断出岩石或矿物的年龄。
这种方法被称为铅-铅定年法。
铅-207是铅的另一种稳定同位素，它具有82个质子和125个中子，总共207个核子。
铅-207的自然丰度较高，也广泛存在于地球上的岩石、矿物和大气中。
铅-207的存在可以追溯到地球形成的早期，因为它是铅-235衰变的终产物。
铅-235是一种放射性同位素，它具有82个质子和153个中子，总共235个核子。
铅-235经过连续的衰变过程最终变为稳定的铅-207。
利用铅-207与铅-206的比值，地质学家可以推断出岩石或矿物的起源和演化过程。
除了稳定同位素，铅还有多种放射性同位素。
铅-210是一种常见的放射性同位素，它具有82个质子和128个中子，总共210个核子。
铅-210的半衰期约为22年，会通过放射性衰变释放出α粒子和β粒子。
由于其较短的半衰期，铅-210在环境中的存在主要是由于其他放射性元素的衰变产物。
铅-210经常被用来研究海洋和湖泊沉积物的沉积速率和地质过程。
铅的同位素在地球科学、环境科学、核能科学等领域具有重要的应用价值。
它们可以帮助科学家研究地球的演化历史、岩石的形成过程、环境的污染状况等。
通过分析铅同位素的比值，可以追溯物质的来源和迁移路径，揭示自然界中的地球化学过程。
铅环境污染的原位环境同位素示踪技术
铅污染的原位环境同位素示踪技术齐孟文中国农业大学背景铅是5种生物毒性显著重金属汞、镉、铬、铅及砷中之一，对人的神经系统、免疫系统、心血管系统及生殖系统等均具有毒性。
由于人类活动的加剧，因采矿、工业及交通粉尘、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等人为因素所致铅环境污染日益受到关注，对铅污染的来源及负担通量分析，有利于从源头对污染进行治理。
铅污染的铅同位素组成具有原位指纹特征，为污染的溯源性分析提供一种便捷的分析技术。
原理自然界的铅有4种稳定同位素，其中204 Pb的半衰期为1.4 ×1017a ,远大于地球形成的年龄4.6 ×109 a ,因而可以看作是稳定同位素, 绝对含量不随时间而变化。
其它3 种是放射性成因稳定性核素206 Pb、207 Pb 和208 Pb，分别是238U、235U、232Th衰变的最终产物, 其同位素丰度随着时间而增加。
铅同位素分子的质量数大, 同位素分子之间相对质量差小, 一旦形成后在次生演化过程，几乎不产生同位素分馏作用，其同位素组成主要受起源区的始铅含量及放射性铀、钍衰变反应的制约, 次生作用过程中即使所在系统的物理化学条件发生改变，同位素组成一般也不会发生变化。
不同的环境介质、成因机制及时间上形成物质具有不同的同位素组成特征,或者说特定的“地球化学指纹”。
因此根据污染样品的铅同位素组成, 结合铅同位素的地球化学背景值, 就可以确定污染来源，进而可以用同位素比率方程求的各主要污染源的贡献。
计量N个端源的同位素比率或核素含量混合的计量方程推导如下。
设其某一元素的一对同位素核素的质量浓度分别记为和，其中i 表示元素,表示来源（）。
令，表示合物中第源所占的质量分数，且和为混合物中该对同位素核素的质量浓度，则有质量平衡定律有ij a ij b j n 1j i ⋅⋅⋅=，，∑=j j j A /A f j A j i a i b in n i22i11i a f a f a f a +⋅⋅⋅++=in n i22i11i b f b f b f b +⋅⋅⋅++=令，移相合并同类项得i i i /a b x =0f b -x (a f b -x a f b -x a n i2i in 2i2i i21i1i i1=+⋅⋅⋅⋅⋅++））（）（用行列式表示方程等价为0f f b -x a b -x a b -x a b -x a b -x a b -x a n 2nn n nn n2n n2n11112n 22n 2222221221=⎥⎥⎥⎥⎦⎢⎢⎢⎢⎣⋅⋅⋅⎥⎥⎥⎥⎦⎢⎢⎢⎢⎣⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅f b -x a b -x a b -x a 11n 11n 1221211111⎤⎡⎤⎡因为∑ , 该方程组有不全为零的解的充要条件是系数行列式为零,即=1f j 0b -x a b -x a b -x a b -x a b -x a b -x a b -x a b -x a b -x a nn n nn n2n n2n11112n 22n 22222212211n 11n 1221211111=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅上式即为同位素或微量元素的n元混合方程的一般形式。
铅、锌、镉同位素示踪技术在沉积物重金属污染源解析中的应用:综述与展望
铅、锌、镉同位素示踪技术在沉积物重金属污染源解析中的应
用：综述与展望
高春亮;文进心;成艾颖;闵秀云;魏海成
【期刊名称】《盐湖研究》
【年(卷),期】2024(32)1
【摘要】沉积物重金属污染防治的关键在于识别其污染源,采用铅、锌、镉多元同位素示踪技术是对其进行污染源解析的最佳手段之一。
铅同位素示踪技术较为成熟且应用广泛,锌和镉同位素示踪技术作为新兴技术,在重金属污染源解析研究中可作为有力补充。
本文系统概述了Pb-Zn-Cd同位素的示踪机理、组成特征及其在沉积物重金属污染溯源中的应用,提出未来研究工作的重点是采用多元同位素示踪技术,并结合沉积物形态中重金属稳定同位素的组成示踪污染源。
【总页数】11页(P128-138)
【作者】高春亮;文进心;成艾颖;闵秀云;魏海成
【作者单位】中国科学院青海盐湖研究所;青海省盐湖地质与环境重点实验室;中国科学院大学
【正文语种】中文
【中图分类】X142
【相关文献】
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2.湘江长潭株段河床沉积物重金属污染源的铅同位素地球化学示踪
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其沉积 物物质 来 源没 有发 生较 大 的变化 ， 物质 源区相对稳 定 。
关 键词 珠 江三 角洲 第 四纪沉积物 铅 同位素 组成 为星罗棋 布 的丘 陵 、 台地 ， 水 道分 ８个 口门 出海 ， 使
Ｐ ｂ天 然 同 位 素 组 成 是 可 变 的 ， 要 有拟 Ｐ 、 主 ｂ
２１ ０ １年 ６月第 ６期
Ｐ ／ Ｐ ｂ拟 ｂ
３ ．８ ８９ ７
３ ． ２ ９ ０１ ３ ．６ ９ １５ ３ ．１ ６ ９ ３ ３． ５ ９ ３ ５ ３ ．１ ２ ９ １ ３ １ ９． ４ ３ ．１ ４ ９ ８ ３ ．１ ２ ９ ０ ３ ．１ ３ ９ ４ ３ ． ０ ９ ｏ６ ３ ．５ ９ １
２ 样 品采集 与分析 测试
素 来 自放 射 性 衰 变 ： Ｐ 来 自 弼Ｕ、 Ｐ 撕 ｂ 斯 ｂ来 自
Ｕ、 Ｐ 来 自 Ｔ ］ 自 从 地 球 形 成 以 来 ， 枷 ｂ ｈ 。
嘶Ｐｂ 斯 Ｐ ｂ
、
、
勰Ｐ ｂ的 自然 丰 度随 时 间而 不 断增长 ， 从
原始含 量 上升 到 当前 含量 与 给定 物 质来源 的 Ｕ Ｔ — —ｈ
Ｐ ｂ丰度 、 ｕ和 Ｔ ｈ的放 射 性半 衰 期 有 关 。放 射 性 半 衰期 和 自然 地质 体 中 ｕ Ｔ －ｂ含 量 变化 ， 成 不 同 —ｈＰ 造
物 质来源 Ｐ ｂ同位素 组 成 比例 不 同 ， 反之 ， 积物 在 沉
钻 孔 Ⅳ０ （ １ 中山横 栏 ） Ⅳ０ （ 山 三角 ） 于 和 ３中 位 珠 江三角 洲腹部 ， 按岩性 共采 集 ４ 样 品进 行铅 同 ２件 位 素组成 分析测 试 。铅 同位 素组 成分析工 作 由中 国 地 质科学 院地 球物理 地球化 学勘查 研究 所承担 。按 照 Ｇ ／ ７７－ １９ （ Ｂ Ｔ１６２ ９９ 岩石 中铅锶 钕 同位 素测 定方 法 》 采用 ＩＯ Ｒ Ｂ ． 热 电 离 质 谱 仪 测 定 铅 同位 ， Ｓ Ｐ Ｏ ＥＴ 素瑚Ｐ ／ Ｐ 、 Ｐ／ Ｐ 、 Ｐ／ Ｐ ｂ ｂ柳 ｂ埘 ｂ ｂ 拟 ｂ比值 ， 差 以 误
成特征 ， 探讨珠 江 三角 洲发 育 形 成过 程 中的物 质来
源变 化 。
１ 地质地 貌特征
珠江 三角 洲第 四纪 钻孑 Ⅳ０ Ｌ １和 Ⅳ０ 积 物 样 ３沉 品的铅 同位 素组 成 数 据 见 表 １ 。利 用 表 １数 据 ， 制
珠 江三角洲 主 要 由西 江 、 江 、 江 、 江 携带 北 东 潭
撕 Ｐｂ 新 Ｐｂ 瑚 Ｐｂ
、 、
。
埘Ｐ ｂ属 非 放 射 性 成 因 ， 他 同 位 其
构成珠 江 三 角 洲 的 地 貌 特 色 Ｊ 。珠 江 三 角 洲 除 东
南面 为南海 外 ， 围主要 由花 岗岩 、 岗片麻 岩等形 周 花 成 的低 山和丘 陵环绕 ， 原上 岛丘 众多 ， 平 出露 的基 岩 多为奥 陶系 的二长花 岗岩 以及云开 群 的变 质岩 。
Ｓ ｒａ ． ０ ｅ ｉｌＮｏ ５ ６
现
代
矿 业
总 第５６ ０ 期 ２ １年 ６月第 ６期 ０１
Ｊｎ．０ １ ｕ ｅ ２ １
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珠 江 三角 洲第 四纪 沉积物铅 同位 素组成 及 示踪 意义
刘子 宁 张 馨。 罗思亮
（．广东省加 Ｐ ／￣Ｐ ｂ２ ｂ ４
１ ．０ ５７４
１ ．Ｏ ５７ ９ １ ７ ５． ３ ｌ． 】 ５ ７２ １ ． ４８ ５ ７ ｌ．２ ５ ７ １． １ ５ ７ ８ １ ． ２ ５ ７ １ ｌ． ９ ５ ７ｌ 】．２ ５ ７５ １． ７ ５ ６８ １ ． ｌ ５ ７ｌ
２ 计 。样 品分 析测 定 的精确 度 和 准确 度 由国家 标 准参考 样和 重复样控 制 ， 量完 全符合 要求 。 质
３ 铅 同位素 组成 特征
相 同或 近似 的物 质来源 背景 下 ，ｂ同位素 组成 应 比 Ｐ
较稳定 。
为此 ， 过测定 珠江 三角 洲第 四纪钻 孔 Ⅳ０ 通 １和 Ⅳ０ 积物样 品 的铅 同位素 组 成 ， 结 果进 行对 比 ３沉 将 分析 ， 别珠江 三角 洲第 四纪 沉积 物 铅 同位 素 的组 识
５ ２
刘子 宁 张 馨等 ： 江三 角洲 第 四纪沉积物铅 同位 素纽 成及 示踪 意义 珠
表 １ 珠 江 三 角洲 第 四纪 钻 孔 沉 积 物 铅 同位 素 组 成
样 号
Ｉ １ ｏｌ Ｖ０ ＿
Ｉ １ ２ ＶＯ Ｉ １ ３ ＶＯ Ｉ １Ｏ ＶＯ ． ４ Ｉ ０１ ｏ Ｖ －５ Ｉ Ｏ１ ｏ Ｖ －６ Ｉ Ｏｌ ｏ Ｖ －７ Ｉ Ｏｌ ８ Ｖ Ｉ ０１０９ Ｖ － Ｉ １１ Ｖ０ ． Ｏ Ｉ ０１ １ Ｖ ．１ Ｉ １１ Ｖ０ ． ２
泥沙在 湾 内堆 积复合 而成 。三角洲 内有 １５的面 积 ／
作铅 同位素 图解 （ １ 。 图 ）
图 ｌ 第四纪钻孔沉积物铅同位素组成
▲一 Ｉ １； ｖ０ ●一 Ｉ ３ Ｖ０
刘子宁（ ９４ ） 男 ， １８一 ， 助理工程师，１０ ０广东省广州市东风东 ５０ ８ 路 ７ ９号地质大厦 ６ ８室。 ３ ０
。 ｂ２ Ｐ Ｐ ／￣ ｂ ４
１． ５ ８９６
ｌ． ６ ８ ９６ １． ９ ８ ９ ６ ｌ． ７ ９ ０ｏ １．９ ９Ｏ ６ １ ． ２１ ８９ １． ７ ８ ９３ １ ９ １ ．２ ８９ ８ 】 ， ８ ８ ９１ １ ．８ ８８ ５ １． ９ ８９ ６
摘
要
对珠 江三 角洲第 四 纪地层 两个 钻探 采 样 ， 分析 了 ４ ２件 第 四 纪沉 积 物 的铅 同位 素 组
成， 结果表 明第 四纪沉积物 基本 不 受人 为铅 源影 响 ， 真 实反 映 原 生地 质 背景 的铅 同位 素 组成 特 可
征。 同时显示 出钍 铅 贫化 而铀铅 富 集的特征 ； 江三 角洲在发 育形 成过 程 中具 有相 同的铅 质 来 源 ， 珠