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碘是一种对人体来说必不可少的元素,缺乏碘和碘过量都会导致疾病的产生。碘在地球各圈层中广泛分布,且分布不均匀,自然环境中碘含量受环境因素变化影响大,分布与迁移规律复杂。研究碘元素在自然环境中的空间分布特征、在自然介质中的迁移转化规律等环境地球化学特征,对碘地球化学研究具有重要意义。通过对我国六个主要流域(长江流域、珠江流域、黄河流域、辽河流域、黑龙江流域、新疆内流区)的水系沉积物、不同类型的代表性土壤(红壤系列、棕壤系列、栗钙土、盐碱土、沙土、棕漠土、黄土等)及主要覆盖区耕作层(松嫩平原、辽河平原、新疆北部、华北平原、四川盆地、长江平原区、珠江三角洲)的土壤样品中碘含量的分析及对比研究,探讨季风、降水、气候、流域岩性、植被覆盖、土壤性质等环境因素对土壤、沉积物中碘含量的影响,揭示了典型流域土壤、水系沉积物中碘的空间分布及差异原因。并以地质背景复杂的胶东半岛为研究区域,探讨岩-土体系中碘的分布规律、迁移特征及影响因素。主要认识如下:(1)建立了稀氨水提取-高温高压密闭消解-甲烷增敏-ICP-MS准确测定地质样品中碘含量的分析方法。采用纯化的氨水作为土壤、沉积物样品中碘的提取溶液,能抑制挥发性碘的损失、降低了碘的背景信号。引入少量甲烷作为增敏气体,增加了碘的电离,其信号强度提高了两倍。甲烷模式分析的方法检出限(LOD,3σ)为0.006μg L-1。用于53个土壤、沉积物及岩石标准参考物质碘的分析,RSD低于5%(n=3),分析结果与推荐值吻合。同时我们还报道了五个没有碘参考值的标准参考物质(GBW07301、GBW07303-GBW07306)的碘含量。(2)探讨了典型流域水系沉积物碘的空间分布特征。通过季风、降水、气候、流域岩性等环境因素变化对典型流域水系沉积物碘的空间分布影响的对比研究表明,受季风降水、干湿气候的影响下,典型流域碘的空间分布呈现由南到北,由湿润区到干旱区,水系沉积物中的碘含量呈降低趋势。其中在热带、亚热带的季风湿润区的水系沉积物的碘含量大多都高于1μg/g,其他区域的水系沉积物碘含量大多低于1μg/g,特别是干旱区。碘含量高于2μg/g的水系沉积物基本都在梅雨区。流域岩性也与水系沉积物中的碘含量高低有关,石英质砂岩流域(0.2μg/g)、花岗岩流域(<0.7μg/g)、酸性火山岩流域(1μg/g左右)的水系沉积物的碘含量较低,碳酸盐岩流域(>1.5μg/g)的碘含量较高。(3)探明了不同类型土壤中的碘分布特征。受季风、降水、气候、植被的影响,由南到北,由湿润区到干旱区,土壤中的碘含量总体呈降低趋势,部分区域土壤中碘的变化受土壤类型、质地、风化程度等理化性质的影响呈现局域上不一致性。海洋大气的碘只能影响到海岸至内陆土壤一段距离,土壤中碘含量变化并不完全和降水量大小一致。碘含量较高的土壤(>4μg/g)基本都集中在在热带、亚热带的季风湿润区,其他区域的土壤碘含量基本上都小于3μg/g。与水系沉积物不同,梅雨区的土壤碘含量在热带、亚热带的季风湿润区的土壤中属于较低水平,基本都小于4μg/g。说明一定时期内降水频繁时,反而会降低土壤碘含量。植被的覆盖对土壤碘的保持具有积极作用,保持土壤中的碘不流失。土壤中的碘不仅受到环境因素的影响,还会受到自身性质的影响,有机质含量高、土壤质地粘重有助于土壤保留碘。(4)研究了胶东半岛岩-土体系中碘的分布及迁移特征。胶东地区地质背景复杂,不同地质单元土壤剖面碘的迁移与地质单元岩性有关。岩-土体系碘的迁移研究表明,土壤对岩石中的碘含量具有一定的继承性。并且大部分研究地区的土壤剖面的碘从深层土壤向浅层土壤迁移。不同岩性的土壤剖面中的碘迁移行为差异明显,火成岩形成的土壤剖面中碘主要是从深层土壤向浅层迁移,沉积岩形成的土壤剖面中碘有向浅层土壤迁移的,也有向深层土壤迁移的。而碘在变质岩形成的土壤剖面迁移规律与变质前的岩石类型接近。