固体废弃物的生态环境效应分析——以兖济滕矿区煤矸石为例

兖济滕矿区煤矸石长期露天堆放,既造成大量土地资源浪费,又造成矿区水体、土壤、大气等环境污染,是不容忽视的环境污染源地。从矿区煤矸石的化学成份和矿物成份分析可以看出,煤矸石的化学成份以SiO2为主,其次为Al2O3;矿物成份以高岭石为主,其次为石英。选用大量测试数据对煤矸石中有害微量元素对水环境、土壤环境的污染效应进行了研究,认为：煤矸石在酸性条件下淋溶析出的重金属的含量均超过了生活饮用水标准;碱性条件下,除Cu、Zn、As外,其余的也超过了地面水环境质量V类水的标准：煤矸石回填区的As、Cu、Pb、Zn四种重金属对矿区水环境影响不明显;填矸石的汇水区以及矸石山附近的水井水化学类型已由重碳酸型转变为硫酸型,部分区域已经受到了SO4^2-、总硬度、固形物的污染;矿区煤矸石堆放对附近土壤的影响并不显著,但某些有毒有害的重金属元素远远大于背景值,植物在土壤中对其吸收与积累可能形成潜在危害性。最后指出了降低煤矸石污染、提高煤矸石的综合利用才是解决矿区固体废弃物生态环境效应的主要途径。     

淮北矿区固废堆积区土壤微量元素时空分布规律与环境影响研究

以淮北矿区固废堆积区周边土壤为研究对象,采集不同开采年限矿区的矸石、煤泥和土壤样品,运用ICPAES测定了Cr、Ni、Cu、Zn、Pb和As 6种微量元素的含量。研究了不同堆积区土壤中微量元素的分布规律,探讨了堆积时间和固废类型对土壤中微量元素富集的影响,并运用地积累指数法评价土壤环境质量。结果表明,矸石堆积区周边土壤中Pb和As元素含量较高,而煤泥堆积区更易富集Ni、Cu和Zn元素;矸石堆积区周边土壤中微量元素含量随距离和时间增长的变化规律表现出不同的特征;研究区土壤中只有Cu和Zn元素含量超出背景值;根据地积累指数评价结果可知,只有Zn元素属于无污染-轻度污染,研究区整体处于清洁水平。     

西藏尕尔勤矿床区域性土壤重金属元素地球化学特征及来源解析

研究矿床开采前土壤重金属地球化学背景及其来源对后续矿床开采环境保护工作具有重要的指导意义。尕尔勤矿区位于多龙矿集区东南部,隶属于西藏改则县物玛乡。前人研究成果主要集中在多龙矿集区成矿理论、地球化学、成矿流体方面,而环境方面的研究匮乏。本文以尕尔勤矿区为例,在研究区系统采集835件土壤样品,测定了土壤样品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As 7项重金属元素含量和pH值,采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数法对尕尔勤矿区环境现状进行评价,并结合GIS技术、多元统计学来研究矿区土壤重金属元素地球化学特征及重金属来源。结果表明,研究区土壤呈碱性-强碱性,Cu、Pb、Hg的最大值含量均低于土壤环境质量GB15618—1995Ⅲ级标准,仅Cr的平均值超过Ⅲ级标准;尕尔勤矿区土壤重金属累积程度具有CrAsCdZnCuPbHg的特征,内梅罗综合污染指数平均值为1.96,表明有一定程度的累积;除Hg无空间变化特征外,其余6种元素均有一定程度空间分异特征。综合相关性分析、聚类分析和主成分分析结果将土壤重金属来源划分为具有相似地球化学过程的4组:(1)Pb、Zn、As、Cd主要来源于黄铁矿化学反应过程;(2)堆积的砂金矿尾矿是Cu的主要来源;(3)Cr具有大气沉降和母岩双重来源;(4)Hg来源于岩石自然风化。     

基于污染指数法和GIS技术评价江西德兴矿区土壤重金属污染

以江西德兴大型矿区为例,进行大尺度的土壤环境调查和重金属污染评价。系统采集该区域919个土壤样品,在应用X荧光光谱仪和电感耦合等离子原子发射光谱仪为主体的分析配套方案分析土壤样品中重金属含量的基础上,采用单因子污染指数法和综合污染指数法,分别从原始含量、污染指数以及基于GIS的污染空间分析3个方面进行该矿区的土壤重金属污染评价。结果表明,矿山开采对该区的土壤环境造成了不同程度的As、Cd、Zn、Cu重金属污染。污染区域主要分布在德兴铜钼和铅锌矿区、乐安河下游乐平附近的煤矿区以及南部电化学厂附近。     

攀枝花钒钛磁铁矿区土壤重金属地球化学特征及污染评价

为了解攀枝花钒钛磁铁矿区土壤重金属的特征及污染程度,采集了矿区表层土壤样品和两个土壤剖面,用多种分析方法有针对性地分析了Cu、Pb、Zn、Ti、V、Co、Ni、As、Cd、Cr、Hg、Mn十二种元素。在分析分布特征基础上,对重金属进行了污染物负荷指数评价,结果发现:1)攀枝花钒钛磁铁矿矿区表层土壤大部分属于中等污染,少数属于强污染,个别达到了极强污染;2)Co、V、Cu、Cd、Ti几种元素的最高污染系数大,Zn、Mn、Ni、Cr四种元素的最高污染系数次之,Hg、Pb两种元素的最高污染系数较小,As的最高污染系数最小;3)从各区域的污染物负荷指数来看,排土场周围和朱矿采矿场下游附近污染程度较大,远离矿区以及矿区上游污染较小。     

陕西潼关县金矿矿区周边农田土壤重金属生态健康风险评价

为了解潼关金矿矿区早期粗放式的矿业活动对矿区周边农田土壤的重金属污染状况的影响以及对暴露人群的不良健康效应的评价,采用地质调查工程选取了矿区附近6块农田土壤为研究对象,通过X射线荧光光谱分析法测定了68个土壤样本中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn等8种土壤重金属含量,采用地累积指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评估模型分别评价该区土壤重金属污染程度、潜在生态风险和人体健康风险。结果表明,该区农田土壤中Cd、Hg、Pb、Cu、Ni、Zn 6种重金属平均值高于潼关县土壤背景值,呈现不同程度的积累;Pb、Hg、Cd的土壤积累含量不仅超出了土壤重金属污染对农产品质量存在安全风险的最低限值农用地土壤污染风险筛选值,还分别以41.2%、72.1%、14.7%的超标率超出了土壤重金属污染对农产品质量存在安全风险的最高限值农用地土壤污染风险管制值;研究区土壤重金属污染评价显示,土壤中Hg、Cd、Pb总体污染程度最重,Cu、Zn总体呈现轻—重污染,Ni、Cr、As总体呈现无污染状态。生态风险评价显示,Hg、Cd、Pb为主要生态危害元素,Hg为极强风险,Cd和Pb为强风险。人体健康风险表明,研究区重金属对儿童的非致癌风险显著,Pb、Hg为主要非致癌因子;致癌风险均在合理范围,Cd致癌风险最大,手-口摄入为最主要的暴露途经,儿童更易受到重金属污染威胁。     

某矿区土壤重金属分布特征及来源解析

为探究赣南某矿区土壤重金属污染状况及来源,以该矿区内40个土壤样品为研究对象,分析了土壤中Cu、Pb、Zn、Cr、Ni、Cd、As和Hg等8种重金属元素的含量,并采用频率直方图、相关性分析、主成分分析等多种统计方法探究了土壤重金属含量的分布特征及来源。研究结果表明:(1)研究区8种重金属中有7种不同程度地超过了江西省土壤重金属元素背景值;(2)Pb、Zn、As和Hg的含量接近正态分布,而Cu、Cr、Ni和Cd的含量则呈现出右偏分布的趋势,这可能与研究区矿山开采活动及土地利用类型等因素有关;(3)矿区土壤重金属相关性分析表明,Cu、Cr、Ni的同源性较高,可能具有相同的污染源,而Pb、Zn、Cd等元素与Cu、Cr、Ni相比,其来源可能存在一定的差异;(4)主成分分析结果显示,矿区内土壤中8种重金属元素含量可以由2个主成分来解释,所代表的实际意义按贡献率排序分别是成土母质和人为采矿活动;(5)矿区内土壤重金属污染物主要为Pb、Zn、Cd,人为采矿活动是这三种重金属污染的主要来源。     

基于因子分析的不同采煤地表沉陷年限土壤质量评价

基于对风蚀水蚀交错地带的榆神府采煤矿区地表沉陷地表层土壤理化生指标的测量,选择18项反映土壤理化性质的定量指标,采用因子分析法对不同沉陷年限下的土壤质量进行综合评价。结果表明:18项土壤指标可转化为5个主因子:土壤水分因子、磷素因子、土壤速效养分因子、全钾因子和氮素因子;不同沉陷年限5个公因子差异明显:未沉陷地土壤养分因子和磷素因子指标较好,地表沉陷5 a土壤水分因子和氮素因子指标较好,而全钾因子在沉陷10 a呈现出较高水平;综合因子分析评价得出采煤地表沉陷1~2 a土壤质量较差,随着时间推移,经过土壤的自然演替土壤质量有转好的趋势,但土壤质量最好的仍为未沉陷地,说明榆神府采煤沉陷区地表土壤经过10a自然演替土壤质量仍未恢复到未沉陷区状态。     

青藏高原典型金属矿山河流重金属污染对比

为研究青藏高原金属矿山勘探、开采、闭坑阶段不同开发阶段河流重金属污染的严重程度,通过野外调查,室内测试分析,对比5个金属矿山河流重金属元素含量、污染指数沿程变化,得出以下结果:(1)勘探阶段和闭坑后河流水质污染较小,开采阶段矿业活动对河水水质污染较大。(2)As、Pb、Cd、Cu和Zn五种元素是金属矿山的特征污染物。开采矿区中德尔尼铜矿区、下柳沟铅锌矿、甲玛矿区河流均有重金属元素污染,微碱性环境中德尔尼铜矿区,主要污染物为As,单项污染指数为0～10.6;下柳沟铅锌矿Pb、Cd、Cu和Zn元素单项污染指数分别为0.2～2.1、0～55、0.4～24、0.3～1550;偏酸性环境中甲玛矿区的特征污染物主要为Cu、Cd。其中Cu、Cd单项污染指数为0～4174、0～4;勘探矿区大场金矿、闭坑矿区罗布莎铬铁矿区河流未出现污染元素。(3)青藏高原5处典型的高海拔山地矿山河流由于稀释作用重金属流经2km后达到安全水平,研究结果可为青藏高原矿山开采中河流水环境保护提供参考依据。     

江苏南部典型地区耕作层土壤及农作物中重金属评价

在江苏省南部太湖水网地区676 km2范围内采集了0~20 cm耕作层土壤样品3 121件,水稻和小麦籽实及其根系土壤样品103件,测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn等重金属含量及pH值土壤理化指标。统计分析表明,研究区耕作层土壤重金属平均含量除As、Hg略低于江苏省背景值外,其他重金属都有不同程度的富集。与土壤环境质量标准(GB156018-1995)中Ⅱ级标准相比,各重金属污染程度为HgCdCuZnAsPb。从污染区分布看,Hg为片状污染,Cd以点状污染为主。运用内梅罗指数评价法研究表明,城市周边耕作层土壤已处于警戒状态,主要污染因子为Hg,其次为Cd和Cu;其他地区耕作层土壤总体处于安全状态。根据GB2762-2005标准和NY861-2004标准,研究区水稻籽实As、Cd、Cr、Hg、Pb含量均有不同程度的超标;小麦籽实Cd、Zn和Pb也存在不同程度的超标。相关分析表明,水稻籽实中Cd、Cu、Hg和小麦籽实中Cd、Cu与其土壤含量相关性好,显示可能主要来自土壤,其他重金属可能受降尘、灌溉、施肥、农药等因素的影响较大;土壤pH值与水稻籽实中的As、Cd、Cu、Hg、Zn和小麦籽实中的Zn、Cd呈负相关性,与其他重金属表现为正相关性;分析推断,这一地区耕作层土壤As和Hg主要来源于成土母质,但过量的Hg也反映出它叠加了人为活动的影响,其他重金属元素受人为源输入作用明显。