2021年1月21日，根据ESI最近更新的数据显示，南京大学地球科学与工程学院表生地球化学团队的论文“Enrichment and source identification of Cd and other heavy metals in soilswith high geochemical background in the karst region, Southwestern China”入选ESI高被引论文。
此前，表生地球化学团队发表在EnvironmentalPollution上的论文“Evaluationof various approaches to predict cadmium bioavailability to rice grown in soilswith high geochemical background in the karst region, Southwestern China”也在2020年11月入选ESI高被引论文。
南京大学表生地球化学团队近年来在农田地质高背景重金属污染机理领域取得了多项原创性成果，本次入选的这篇高被引论文发表于环境科学领域的重要期刊Chemosphere上，是系列成果之一。南京大学表生地球化学教育部重点实验室文宇博博士为论文第一作者，季峻峰教授和李伟教授为共同通讯作者，其他合著者包括中国地质大学（北京）杨忠芳教授，广西壮族自治区地质矿产勘查开发局张起钻总工程师。该研究受到国家重点研发专项“农田地质高背景重金属污染机理研究”（2017YFD0800303）、中国地质调查局多目标地球化学调查项目（12120114092001）的资助。
该项研究目的在于分析岩溶地质高背景值地区土壤中重金属元素的富集机制并识别其来源。广西是我国碳酸盐岩分布最为广泛的区域，全国第一次土壤污染详查显示，广西表层土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn分别是全国表层土壤的4. 5、1. 6、1. 1、1. 3、1. 4和1. 4，是我国典型的地质高背景区。然而目前对于重金属元素在碳酸盐岩风化成壤过程中的富集过程、迁移途径、物质来源等认识非常有限，因此对该地区土壤重金属的风化迁移过程中的富集机制进行研究，并进行来源追溯具有重要的科学意义。研究取得的主要成果有：
广西岩溶地区土壤中Cd，Cu，Ni，Pb，Zn和Cr等重金属含量显著高于土壤背景值，土壤中Cd富集受高Cd含量的成土母岩和次生富集作用双重控制，As、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等元素富集的主导因素是成土过程中的次生富集作用。土壤类型是影响重金属含量分化的重要因素（图1），石灰土的Cd含量最高，而水稻土的重金属含量最低。
连续分步提取的结果表明土壤中的Cd和Pb大部分分布在残渣态中，其迁移能力较差，生态风险较低。根据铁，铝和钛比值在碳酸盐母岩-残积物-土壤中的相关关系表明：碳酸盐岩风化成土过程为土壤提供了大多数成土母质的物源。岩溶地区特殊的成土过程中造成重金属元素的次生富集，导致Cd、Pb等重金属元素在土壤中含量随着风化强度增强而显著富集。
铅同位素溯源分析的结果证实，岩溶区土壤主要来自于下伏碳酸盐岩的原地风化（图2）。风化成土过程中也存在Pb的异源输入，而非碳酸盐物质（碎屑岩/花岗岩风化的土壤）的运输和沉积对于土壤中Pb的输入量较小，而人为活动对于Pb的影响可以忽略不计。碳酸盐岩及其风化土壤的206/207Pb组成明显高于其他自然样品并且远远偏离人为端元，由于海相沉积环境初始U/Pb比非常高，导致形成碳酸盐岩中208Pb很低而206Pb很高，而风化过程中重Pb同位素随碳酸盐淋失，土壤中的Pb同位素组成主要受风化残积物质的控制。
图1 西南岩溶地质高背景地区重金属元素在不同土壤类型表层土中的富集
图2 西南岩溶地质高背景地区不同端元铅同位素组成特征