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物探与化探  2022, Vol. 46 Issue (6): 1573-1580    DOI: 10.11720/wtyht.2022.1563
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新疆若羌县农用地表层土壤硒氟碘地球化学特征
马常莲1,2,3(), 周金龙1,2,3(), 曾妍妍1,2,3, 任贵兵1,2,3, 王松涛4
1.新疆农业大学 水利与土木工程学院,新疆 乌鲁木齐 830052
2.新疆水文水资源工程技术研究中心,新疆 乌鲁木齐 830052
3.新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830052
4.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局 第二水文工程地质大队,新疆 昌吉 831100
Geochemical characteristics of selenium, fluorine, iodine in surface soil of the agricultural land in Ruoqiang County, Xinjiang
MA Chang-Lian1,2,3(), ZHOU Jin-Long1,2,3(), ZENG Yan-Yan1,2,3, REN Gui-Bing1,2,3, WANG Song-Tao4
1. College of Water Conservancy and Civil Engineering,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China
2. Xinjiang Hydrology and Water Resources Engineering Research Center, Urumqi 830052, China
3. Xinjiang Key Laboratory of Hydraulic Engineering Security and Water Disasters Prevention,Urumqi 830052,China
4. No.2 Hydrogeology and Engineering Geology Party of Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration and Development, Changji 831100, China
全文: PDF(1161 KB)   HTML
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摘要 

以新疆若羌县农用地表层土壤为研究对象,分析测定了2016年采集的142件表层土壤样品硒(Se)、氟(F)、碘(I)、Al2O3、SiO2组分含量及有机碳(OrgC)、全氮(N)、pH等理化指标,据此重点探讨了研究区土壤中生命元素Se、F、I含量及其分布和影响因素,分析了不同成土母质、土壤类型中Se、F、I的含量特征。结果表明,研究区土壤呈碱性—强碱性,Se、F、I含量平均值分别为0.23×10-6、645×10-6和1.06×10-6,其中Se、I含量低于全国表层土壤背景值,F含量远高于全国表层土壤背景值。Se、F、I三者相互呈正相关,且均与全氮(N)呈显著正相关,Se与SiO2呈负相关,I与Al2O3呈正相关;母质类型和土壤类型是影响Se、F、I含量及其分布和地球化学特征的重要因素。对比不同成土母质区土壤元素含量,洪积物区土壤中Se、F、I含量较高,而在冲积洪积物区土壤中含量最低。对比不同土壤类型中元素含量,灌淤土中Se、F、I含量均较高,林灌草地土中Se含量最高而F、I含量最低。
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马常莲
周金龙
曾妍妍
任贵兵
王松涛
关键词 ： 硒,  氟,  碘,  地球化学特征,  若羌县    
Abstract：

This study investigated the surface soil of the agricultural land in Ruoqiang County, Xinjiang. Based on 142 surface soil samples collected in 2016, this study analyzed the selenium (Se), fluorine (F), iodine (I), Al2O3, and SiO2 contents and the physicochemical proxies such as soil organic carbon (OrgC), total nitrogen (N), and pH of the surface oil in the study area. Then, this study explored the contents and distribution of biological elements Se, F, and I in the study area, as well as their influencing factors. The results are as follows. The soil in the study area is alkaline to strongly alkaline, with average Se, F, and I contents of 0.23×10-6, 645×10-6, and 1.06×10-6, respectively. The average contents of Se and I are lower than their national soil background values, while the average content of F is much higher than its national soil background value. The Se, F, and I contents are positively correlated with each other and all of them are significantly positively correlated with total N. The Se content is negatively correlated with the SiO2 content, while the I content is positively correlated with the Al2O3 content. The contents, distribution, and geochemical characteristics of Se, F, and I are controlled by parent materials and soil types. Among different parent materials, the Se, F, and I contents are higher in the soil of diluvium areas but are the lowest in the soil of alluvium-diluvium areas. Among different types of soil, the contents of the three elements are high in the irrigation-silted soil, while the Se content is the highest and the F and I contents are the lowest in the forest-shrub-grassland soil.
Key words： selenium    fluorine    iodine    geochemical characteristics    Ruoqiang County
收稿日期: 2021-10-14      修回日期: 2022-05-07      出版日期: 2022-12-20
ZTFLH:  P632  
基金资助:中央返还两权款资金项目“新疆和田—若羌绿洲带1∶25万土地质量地球化学调查”(S15-1-LQ)
通讯作者: 周金龙
作者简介: 马常莲(1998-),女,硕士研究生,从事水土环境地球化学学习与研究工作。Email:2506786060@qq.com
引用本文:   
马常莲, 周金龙, 曾妍妍, 任贵兵, 王松涛. 新疆若羌县农用地表层土壤硒氟碘地球化学特征[J]. 物探与化探, 2022, 46(6): 1573-1580.
MA Chang-Lian, ZHOU Jin-Long, ZENG Yan-Yan, REN Gui-Bing, WANG Song-Tao. Geochemical characteristics of selenium, fluorine, iodine in surface soil of the agricultural land in Ruoqiang County, Xinjiang. Geophysical and Geochemical Exploration, 2022, 46(6): 1573-1580.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2022.1563      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2022/V46/I6/1573
Fig.1  研究区位置与采样点位分布
分析指标 分析方法 检出限 单位 重复样合格率
Se 非色散原子荧光光谱法(AFS) 0.01 10-6 >98%
F 离子选择电极法(IS) 36.0 10-6 >98%
I 阳离子树脂交换—电感耦合等离子体原子发射光谱法 0.09 10-6 >98%
OrgC 重铬酸钾容量法 0.063 10-2 >98%
N 凯氏氮分析法 19.58 10-6 >98%
SiO2 X波长色散X射线荧光光谱法(XRF) 0.055 10-2 >98%
Al2O3 X波长色散X射线荧光光谱法(XRF) 0.049 10-2 >98%
pH 电位法 0.03 >98%
Table 1  土壤地球化学指标的分析方法与检出限
指标 背景值[17] 最大值 最小值 平均值 中位数 标准偏差 变异系数/% 富集系数q/% 富集比例/%
OrgC 1.45 10.69 0.10 0.48 0.38 0.88 183.3 33.1 0.7
N 442 1306 81 451 432 235.10 52.1 101.9 48.6
pH 6.7 9.15 7.55 8.37 8.54 0.35 4.2 124.9 100.0
Se 0.29 0.91 0.06 0.23 0.20 0.12 52.2 79.3 23.9
F 478 952 386 645 630 122.9 19.1 134.9 100.0
I 3.76 1.90 0.44 1.06 1.10 0.33 31.1 28.2 0
SiO2 66.0 68.75 31.78 54.36 62.89 6.65 12.2 82.4 5.6
Al2O3 12.5 52.96 5.09 10.11 10.06 3.73 36.9 80.9 0.7
Table 2  研究区表层土壤理化指标统计参数(n=142)
元素 特征值 土壤类型
灌淤土
(n=126)		 棕漠土
(n=5)		 林灌草地土
(n=5)		 其他土
(n=6)
Se 极大值/10-6 0.56 0.19 0.91 0.20
极小值/10-6 0.07 0.12 0.06 0.08
平均值/10-6 0.23 0.15 0.36 0.14
标准差/10-6 0.11 0.03 0.31 0.04
变异系数/% 47.8 20.0 86.1 28.6
F 极大值/10-6 952 750 607 770
极小值/10-6 386 520 490 551
平均值/10-6 649 596 555 672
标准差/10-6 126.29 80.01 46.19 74.96
变异系数/% 19.5 13.4 8.3 11.2
I 极大值/10-6 1.90 1.60 0.94 1.90
极小值/10-6 0.44 0.80 0.62 0.52
平均值/10-6 1.07 1.05 0.72 1.02
标准差/10-6 0.32 0.28 0.11 0.46
变异系数/% 29.9 26.7 15.3 45.1
Table 3  研究区不同类型土壤中Se、F、I含量特征
元素 特征值 成土母质
冲积物
(n=24)		 冲积洪积物
(n=22)		 风积物
(n=90)		 洪积物
(n=6)
Se 极大值/10-6 0.26 0.40 0.56 0.91
极小值/10-6 0.08 0.08 0.06 0.11
平均值/10-6 0.15 0.19 0.25 0.36
标准差/10-6 0.05 0.09 0.11 0.27
变异系数/% 33.3 47.4 44.0 75.0
F 极大值/10-6 878 841 952 896
极小值/10-6 464 397 386 551
平均值/10-6 635 628 648 705
标准差/10-6 160.39 163.56 128.41 266.43
变异系数/% 25.3 26.0 19.8 37.8
I 极大值/10-6 1.90 1.80 1.70 1.90
极小值/10-6 0.56 0.44 0.51 0.72
平均值/10-6 1.08 0.99 1.06 1.19
标准差/10-6 0.01 0.36 0.31 0.37
变异系数/% 0.9 36.4 29.2 31.1
Table 4  研究区不同成土母质区表层土壤Se、F、I含量特征
成土母质 样品数 元素 F I OrgC N SiO2 Al2O3 pH
冲积物 24 0.528** 0.656** 0.693** 0.729** -0.884** 0.540** -0.025
冲积洪积物 22 0.371 0.597** 0.735** 0.677** -0.477** 0.021 -0.050
风积物 90 Se 0.269* 0.214* 0.080 0.316** -00528** -0.029 0.080
洪积物 6 -0.238 -0.227 0.231 0.197 -0.983** -0.850* 0.195
汇总 142 0.256** 0.238** 0.118 0.373** -0.595** -0.035 0.033
冲积物 24 0.320 0.332 0.398 -0.494 -0.008 0.242
冲积洪积物 22 0.310 0.187 0.280 -0.030 0.174 0.461*
风积物 90 F 0.410** 0.137 0.243* 0.085 0.179 -0.306*
洪积物 6 0.968** -0.610 0.771 0.136 0.546 -0.880*
汇总 142 0.409** 0.130 0.283** -0.015 0.159 -0.092
冲积物 24 0.666** 0.690** -0.695** -0.649** 0.155
冲积洪积物 22 0.681** 0.701** -0.127 0.338 0.441
风积物 90 I 0.197 0.406** -0.072 0.234* -0.052
洪积物 6 -0.464 0.708 0.108 0.461 -0.811
汇总 142 0.200* 0.512** -0.147 0.211** 0.062
Table 5  研究区表层土壤理化指标间的Pearson相关系数
指标 主成分1 主成分2 主成分3 主成分4
Se 0.027 0.245 0.836 -0.031
F 0.059 0.794 -0.003 -0.285
I 0.172 0.804 0.110 0.147
OrgC 0.984 0.066 0.112 -0.024
N -0.085 0.650 0.384 0.348
SiO2 0.019 0.006 -0.916 -0.027
Al2O3 0.981 0.101 -0.118 -0.063
pH -0.056 0.016 -0.015 0.938
特征值 1.975 1.775 1.724 1.111
方差贡献率/% 24.690 22.184 21.550 13.887
累积方差贡献率/% 24.690 46.874 68.424 82.311
Table 6  研究区表层土壤地球化学指标的主成分分析
元素 分级 缺乏 边缘 适量 高 过剩
Se 含量范围/10-6 ≤0.125 0.125~0.175 0.175~0.4 0.4~3.0 ≥3.0
样品数 29 22 80 11 0
比例/% 20.4 15.5 56.3 7.8 0.0
F 含量范围/10-6 ≤400 <400~500 >500~550 >550~700 ≥700
样品数 2 17 14 58 51
比例/% 1.4 12.0 9.9 40.8 35.9
I 含量范围/10-6 ≤1 <1~1.50 >1.50~5 >5~100 ≥100
样品数 70 65 11 0 0
比例/% 49.3 43.0 7.7 0.0 0.0
Table 7  研究区表层土壤Se、F、I分级标准及其划分结果
Fig.2  研究区表层土壤Se、F、I含量等级分区
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