除上述主要5项代表性成果外，根据新兴学科、交叉学科的发展，国际有关研究领域的发展动态以及国家和地方经济建设发展中所关心的生态环境问题，在一些新的研究方向或领域进行了探索性的研究以及针对国家目标的应用基础研究。目前一些研究已取得了很好的进展，并发表了一些高水平的研究论文；一些成果发挥了社会效益。现将这些研究的创新贡献总结如下：

1.矿山环境铊（Tl）的生物地球化学

铊是一个典型的毒害金属元素。国际上对源于自然矿化的Tl所引起的环境健康影响的研究还很薄弱，在众多环境研究中对Tl的研究还未引起足够的重视。肖唐付研究员课题组，近年来在国际国内率先对源于自然矿化和矿业开采活动而导致的Tl的表生超富集现象进行了系统研究。该课题组开展了Tl在表生环境（地下水、地表水-土壤-植物体）中的生物地球化学循环特性的研究，探讨了Tl的表生生物地球化学循环及进入食物链的途径和机理，并评价Tl对人体健康造成的直接和间接危害，为防治Tl的健康危害提供了科学的依据。

研究成果发现，Tl具有优于其他毒害重金属元素（As、Hg、Cu、Pb、Zn、Cd等）被植物体超常富集，在植物体中富集可达1-2个数量级，植物体中Tl的富集含量（干重）甚至是耕作土壤中Tl的含量的1-10倍。研究发现了两种对Tl具有超常富集的植物，且生物量较高，具有较好的治理土壤Tl污染的技术前景，正在申请国家发明专利。目前课题组正在开展有关Tl优于其他毒害元素被植物体超常吸收机理的研究，主要内容有：（1）Tl的生物有效性形态对Tl的表生生物地球化学循环和富集的机制；（2）土壤-植物界面Tl的迁移富集和被植物体超常吸收的机制；（3）Tl在不同植物体及同一植物体不同组织部位富集差异性的机理。

表生环境中Tl主要通过在食物链（农作物-饮用水）中富集而进入人体；Tl在尿样中的较高含量可以表征其对人体健康的影响；在典型Tl污染区，Tl在当地居民尿样中的含量可高达150-2600 mg/L，远远超出世界尿样中Tl的平均水平（<1 mg/L），已突现出Tl的地方性病害：慢性Tl中毒。

上述研究成果主要发表在《Applied Geochemistry》，《The Science of the Total Environment》及《Environment International》等国内外核心刊物上。

2.大气有机酸地球化学循环

有机酸（主要指甲酸和乙酸）广泛地存在于大气对流层中。虽然酸性较弱，但它们对非工业区酸雨的形成具有着重要的贡献。自1970年代大气酸雨成为世界的一大环境公害以来，大气有机酸的研究受到了国际学术界的广泛关注。经过近四十年的研究，有关大气有机酸的来源、传输、与其它大气组分之间的相互作用等生物地球化学循环问题逐渐成为目前研究的焦点。

我们在该领域的研究利用冰冻环境可以保存大气有机酸记录的特点，从时间序列的角度探索有机酸生物地球化学循环问题。在解决了大气有机酸的准确测定这一难题之后，我们对中国天山和珠穆朗玛峰地区的冰芯记录进行了对比研究。天山地区过去43年中的有机酸含量变化与人类对大气的污染程度存在明显的相关关系。该地区有机酸主要源于周边地区人类生产和生活过程中燃煤对大气所造成的污染；珠穆朗玛峰地区冰芯有机酸记录显著高于天山地区，但两地区可能拥有同一类型的来源甚或是同一个来源，因而存在时间上有机酸变化的一致性。这表明南北相距甚远的两地区之间存在着不容忽视的径向大气对流作用。

上述研究成果发表在《Cold Regions Science and Technology》、《Annals of Glaciology》、《Journal of Geophysical Research》等国内外核心刊物上。

3.古海洋环境的同位素地球化学研究

地球演化过程中海洋氧同位素组成的演化是地球化学研究领域里最基本的问题之一。我们在该领域的研究试图利用中国泥盆系沉积构造单元齐全和腕足化石极其丰富的有利条件，回答海洋氧同位素演化的机制问题。但要实现这一目标，需要首先解决两个关键问题，即：腕足化石原活体的新陈代谢作用是否会造成同位素的分馏（生命效应）和低镁方解石壳体是否的确还保存着原始的组成信息？这两个古海洋同位素地球化学研究中最具争议的难题不仅关系到目前已获得的古海洋同位素组成演化曲线的可信性，更决定着其演化机制研究中数据的原始代表性。

通过对原始生活环境相同、保存程度也相同的腕足化石进行科、属、种三个级别上同位素组成的统计验证和对比研究，证明了至少在化石层次上不存在同位素的生命效应问题。因此，不同类别的腕足化石壳体应用于古海洋同位素组成的重建及其演化机制研究不应受到怀疑。由于生长环境的差异，腕足壳体会造成相应的微量元素的环带分布特征，其在壳体横切面上则表现为元素的对称分布。这是腕足“与生俱来”的特征。据此，我们提出了可以利用壳体横切面上元素的分布特征，验证其原始信息保存性的方法，并借助于激光熔样等离子质谱，证明了在经历了漫长的地质作用以后，腕足化石壳体的确可以保存其原始地球化学信息。后一研究成果被国际刊物《Chemical Geology》主编Eric H. Oelkers评价为碳酸盐岩地球化学领域的一个“exciting application in Laser-Ablation ICPMS”，和“leading study to use the symmetry of shell chemistry to test the degree to which they retain their original signal and to deduce their growth environment”。

本项成果主要发表在《Chemical Geology》和《Geochimica et Cosmochimica Acta》国外核心刊物上。

4.生态化学计量学在生物地球化学研究中的应用

微生物和它们所消耗的植物残留物之间的元素组成相差很大，如此大的差异是出现生态化学计量学领域的基础，利用该理论能够解释分解过程特征：微生物在分解植物残留物的过程中，从被分解者中浓集N，而排放过剩的C，其结果是土壤相对于植物来说N比C要富集，这就是土壤C:N比值低于残留物比值的原因；土壤有机质的很大部分来自于微生物生物量的化合物，随着时间的推移这种化合物越来越多，形成难分解的化合物，其结果是，比其植物残留物，土壤有机质中13C的富集，也就是说土壤微生物生物量碳的 13C值可能是控制土壤有机碳 13C值的关键因素之一；加入绿肥之后很快土壤微生物生物量碳浓度达到高峰，此时并未出现 13C值的差异，而是在植物残留物的分解达到一定程度后实验地的 13C值才高于对照地，说明微生物的分解作用从富含C的物质开始，基质被利用时，C被释放，有限的元素N或P富集达到C:营养元素临界比值，此时C变为有限元素。土壤微生物生物量碳的平均持留时间为105天，因此土壤微生物生物量碳的浓度变化能够指示土壤有机质浓度的变化；土壤微生物生物量碳在较温暖的气温条件下具有较高的转换速度，温度对土壤有机碳分解作用的影响将通过对土壤微生物生物量碳的影响来实现。

以上成果主要发表在《Biology and Fertility of Soils》（三篇）和其它国内核心刊物上。

5.（流域）环境变化的湖泊沉积物地球化学记录

瞄准当前“获取最近2000a来连续、高分辨率自然记录”这一古气候研究热点和西南季风区古气候研究的不足，在我国西南季风区选择不同类型的典型湖泊开展湖泊现代沉积物环境记录的精细研究，系统探讨了沉积物粒度、化学元素、碳酸盐碳氧同位素等指标在短尺度气候变化研究中的重要应用价值，并在此基础上重建了该地区近700a来的气候变化历史，为恢复十至百年量级的气候短尺度波动提供了有效途径。陈敬安博士因此获得了START科学指导委员会（the Scientific Steering Committee of global change System for Analysis, Research, and Training: START）颁发的2000 START Young Scientists Award，取得的主要成果如下：

揭示了沉积物粒度在不同时间尺度、不同分辨率研究中的不同环境指示意义；利用因子分析方法，从沉积物化学元素记录中成功提取了短尺度气候变化信息，发现碳酸钙沉淀因子具有气候冷暖变化指示意义，流域侵蚀因子具有气候干湿变化指示意义，为高分辨率古气候重建提供了新途径；发现暖干-冷湿的气候组合类型可能导致沉积物碳酸盐碳氧同位素正相关变化，从而否定了“碳酸盐碳氧同位正相关变化可作为湖泊封闭性判据”的观点；多种指标的综合分析揭示了洱海地区暖干与冷湿相交替的气候演替类型。

以上研究成果论文主要发表在《Sedimentary Geology》和《Science in China》等刊物上。

6.硒的环境矿物学及微生物成矿作用研究

在恩施渔塘坝富硒碳质岩及其邻近高硒土壤中首次发现了自然硒及其系列硒矿物和含硒矿物。硒矿物包括自然硒、方硒铜矿、硒铜蓝、水硒铁石、硒银矿，含硒矿物包括含硒黄铜矿和含硒黄铁矿以及自然硒和铁氧化物的组合等。并进而研究了硒的存在形式，以及Se形态转化过程中其它重金属元素的相互作用，丰富了硒的环境地球化学认识。恩施州富硒碳质岩中原生自然硒普遍性存在的认识，标志着鄂西南恩施州硒环境地球化学的研究进入了新的认识阶段，同时也给当地政府有关硒资源的合理开发利用，硒中毒的防治与风险区的预测评估，提供了科学的依据。

首次在碳质硅质中的微裂隙内发现了铜硒化物的细菌化石。从铜硒化物细菌化石的产出特征、菌落和单个丝体蚊病⒈砻娼峁褂胛⒔峁固卣鳎约俺醪降玫降幕 煞痔卣鞯龋隽烁没南妇梢蛐裕撇飧孟妇赡苁舴畔呔５ジ鏊刻寤氏值牟阕唇峁?三层或两层)及其层间主化学成分的差异和三维实体化石形貌，对细菌化石形成机制的认识提供了线索，而对细菌化石传统的保存模式提出了质疑。铜硒化物细菌化石的首次发现，将丰富已有生物成因矿物的认识，不仅证实了微生物能够利用岩石中的古生有机质，而且为其本身参与岩石风化和充当“冶炼师的角色”提供了直接证据。同时，对极端环境微生物有关营养物质的吸收和代谢、以及硒的生物地球化学循环等认识具有重要的理论意义。

以上研究成果主要发表在《Applied Geochemistry》和国内核心刊物上。

7.煤利用与环境和人体健康

近几年来，我们对贵州和中国煤炭的与人体健康有关的元素含量和赋存状态的研究获得以下两大新认识：

（1）燃煤型氟中毒病因研究实现新的突破

中国西南地区燃煤室内污染型氟中毒是我国至今唯一尚未得到有效控制的地方性疾病，也是唯一在我国发现的地方性疾病。到2000年，查明病区人口为1448.9万人，查明氟斑牙患者991.0万人，占全国此类氟中毒患者人数的56.0%，占同期贵州省人口的28.11%。此前的研究结论认为，燃烧过程中煤里的氟进入室内空气，进而污染室内储存的粮食和辣椒是此种氟中毒的主要致病途径。本课题研究发现，中国煤中的氟与世界其他国家没有显著差异，氟中毒最为严重的贵州省，煤氟含量低于其他省份。煤氟含量与氟中毒病情之间不存在正相关关系。实地考察和样品分析发现，病区居民普遍使用土壤淀积层的粘性土拌和煤粉成煤泥作为燃料，而这类氟中毒的重病区正好是形成富氟粘性土淀积层的地区。在这种情况下来自于黏土的氟大大高于煤炭本身。因此避免使用富氟粘土成为控制此类氟中毒的关键问题。这是我国地方性氟中毒病因研究方面新的突破，对地方性氟中毒的防治有重要意义。

除在国内外学术杂志及时发表论文以外，课题组注意发挥研究成果的社会效益。在过去20余年研究与此次新发现的基础上，郑宝山研究员以“九三学社贵州省委员会”的名义撰写了题为“努力整合资源、开创贵州省地方病防治工作新局面”的贵州省政协九届三次会议提案。该提案被评选为贵州省政协九届会议以来的优秀提案予以表彰。该提案改写后以“关于加大我国西南地区地方病防治工作力度的建议”为题，由九三学社中央委员会向全国政治协商会议提出。提案受到党和国家领导人及有关部门的重视，西南氟中毒的防治再次列入国家社会与经济协调发展的议事日程。2004年中央财政向贵州省专项经费拨款5000万元解决燃煤型氟中毒的防治问题，数额超过过去50年的总和。九三学社中央委员会授予郑宝山研究员九三学社参政议政工作先进个人奖。

（2）煤炭中的有害微量元素研究

对于煤中氟、砷、汞这些环境有害元素在中国和贵州煤中的含量，过去一些我国学者在国内外发表的论文给出了普遍偏高的结果。例如按照这些论文中国汞的大气排放量世界第一，甚至高于已知世界排放量的几倍。但是经过我们系统采集样品并采用目前世界上最精确的测定方法得出的结果，中国和贵州煤炭中氟、砷、汞的含量水平与世界上其他国家相比较，没有显著差异。过去偏高的结果是多种原因造成的。如进行煤中氟的研究采样时没有区分煤和已经混有粘土的煤泥；在进行煤中砷的研究时，把并未使用，分布极为局限，储量可能不到百吨的高砷样品分析结果与一般样品同样看待，同样进入算术平均值计算，造成结果偏高；就煤中汞的研究来说，采用空白值高灵敏度低的分析方法，也得出了偏高的结果。

本项研究得出的初步结论是，过去对我国煤炭中微量元素的报告，普遍有偏高的趋势。我们新的研究结果将陆续在国内外发表。本年度在意大利召开的世界汞污染研究学术会议上，已经接受了以我们的报告为基础的中国汞排放量估计值。