重金属元素的淋滤模拟实验

<正>伴随矿产资源的开发与利用所引发的环境问题日益受到了广大学者的关注。目前,矿山环境研究从污染源如废石、尾矿、酸性排水至元素迁移介质如土壤、地表水、大气等均有涉及。此外,相关污染模拟实验及评价模型的建立也为矿山环境的修复及治理提供了切实可靠的方法。矿区内的尾矿坝及露天堆放的废石堆、矿石堆是矿区周围及其下游环境中重金属元素的主要来源,天然雨水淋溶浸泡作用对重金属元素的释放迁移具有一定的促进作用,因此许多国内外学者致力于尾矿、废石、矿石的模拟淋滤实验研究,包括     

铜陵矿山酸性排水及固体废弃物中的重金属元素

在调查中国铜陵凤凰山铜矿和新桥硫铁矿两种不同类型矿山固体废弃物特征的基础上,研究了矿山尾矿和废石产生酸性排水的可能性及其差异以及矿山固体废弃物中重金属元素的赋存形式。结果表明,凤凰山铜矿的尾矿基本不产生矿山酸性排水,而新桥硫铁矿采矿废石产生矿山酸性排水,并且凤凰山铜矿的尾矿和新桥硫铁矿采矿废石中重金属元素的赋存形式也有差异,前者重金属Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg主要赋存于硅酸盐态中,而后者在还原态中有较高的含量,这反映了在地表条件下尾矿中大量重金属元素已经发生了迁移,而采矿废石已经开始氧化,且酸性排水的存在更有利于废石中重金属元素的迁移和扩散,进而导致矿区周围环境的污染。     

安徽铜陵有色金属矿区环境界面中的重金属迁移模式与生态修复

铜陵是我国著名的有色多金属矿区,有着3千多年铜开采历史,是我国当前最重要的有色金属基地之一,主要开采夕卡岩型铜、铁多金属矿床(常印佛等,1991;翟裕生等,1992),矿石类型复杂,有用组分主要赋存于金属硫化物中.矿石、废石、尾矿、废渣、废水和大气降尘中的重金属元素含量高.本文重点研究了铜陵矿区矿产资源的开采、冶炼和加工过程中重金属元素在不同环境界面中的地球化学性状以及在环境界面间的迁移转化特点,试图建立矿区环境中重金属元素的迁移模式,并开展有关生态修复研究,为重金属元素的环境污染治理提供理论依据和治理措施.     

湖南水口山多金属矿区废石堆重金属污染评价及赋存形态分析

湖南水口山及周边是湖南省重金属污染较为严重的地区之一,龙王山金矿床是该区中部的一个重要金矿床.为调查该矿床废石堆污染状况、是否为周边环境的污染源、污染途径、重金属迁移能力和潜在的危害,对矿区FS17废石堆进行了自然淋滤水和24 m浅钻系统取样,开展重金属元素总量分析,利用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法对其重金属污染程度进行污染评价,采用四步改良BCR提取法分析废石堆中8种重（类）金属元素（Pb、Zn、Cd、Cu、Cr、Ni、As和Fe）的赋存形态,并利用迁移指数量化废石堆重金属元素迁移能力;发现废石堆中Cd、Cu、Pb、As、Zn、Ni重金属元素严重超标,且在垂向上分布极不均匀;其自然淋滤水样中重金属元素Cd、Ni、Zn、Cu也严重超标;废石堆浅层重金属元素潜在迁移能力顺序为:Cd＞Ni≈Zn＞Cu＞Pb＞As＞Cr＞Fe,深层重金属元素迁移能力顺序为:Cd＞Zn＞Cu＞Ni＞Cr＞Pb＞As＞Fe,浅层重金属元素的迁移性大于深层;说明该废石堆重金属元素含量高,是周围环境重要污染源,酸性废水排放为其释放污染元素的主要途径;Cd、Cu、Zn、Ni迁移能力强,是周围环境的主要污染元素;Pb、Ni、As的迁移性在深层明显降低,可以通过埋深来削弱其迁移性,而Cr不会对周边环境产生污染.      

湘中桃江锰矿废矿堆环境地球化学分析

对湘中桃江锰矿废矿堆的废石进行了主量元素、稀土元素、微量元素和重金属元素的地球化学分析。野外观察及分析结果表明:组成废矿堆的岩石主要是赋矿围岩中奥陶统黑色页岩和原生碳酸锰矿石。这些废石富含Cu、Pb、Zn、Cr、Tl、Sb、U等重金属元素。废石暴露地表而遭受风化分解,导致Sc、V、Cr、U、Cd、Th等重金属元素淋滤释出,在废石样品中均表现出不同程度的迁移特征,且以V、Cd、U的迁移性最为强烈。此外,黑色页岩中Ni、Cu、Zn、Pb、Tl、Sb也明显发生淋失。这些重金属元素如Cd、Tl等毒性极强,进入矿区周围不断积聚,便可能对环境造成严重的影响。故对区内分布的废矿堆作为重金属污染源应高度重视。     

矿业环境影响的地球化学研究

矿业开发对周围地区带来巨大的环境影响, 矿山废弃矿石和脉石堆、矿山选矿废石、尾矿、冶炼熔渣、矿山酸性排水、土壤重金属元素、河流及其沉积物中的重金属、大气污染等都极大地影响了矿山地球化学环境和生态系统。甚至在矿山工业关闭后，长期的环境影响依然是一个重要的地球化学研究内容。环境方面的地球化学化学扰动和平衡，是进一步研究矿山环境地球化学的重要内容。     

采矿环境地球化学研究

阐述了采矿对环境造成的负面影响 ,包括 :尾矿或废石堆中的杂质元素会进入表生地球化学循环 ,在不同气候条件下 ,呈现不同的特征模式 ,尾矿氧化带的酸性水的排放 ;矿山污染源对周围土壤和植物的影响使重金属元素等进入食物链 ,对人类和动物健康造成威胁。根据国内外的最新研究动向 ,指出建立环境地球化学模式 ,对采矿环境污染作出客观的监测和评价 ,能为防止污染和治理环境提供可靠的地球化学依据。     

富镉铅锌矿床开采过程中水质污染特征——以贵州都匀牛角塘富镉锌矿床为例

铅锌矿的开采和选冶使含锌和镉等有害物质的尾矿暴露于地表,这些有毒元素通过自然风化淋滤作用进入地表水,进而污染矿区水体,对矿区生态环境破坏性极大。本文通过对贵州都匀牛角塘富镉锌矿区河流、选矿厂排放的污水、坑道水进行采样分析,发现矿区水体呈弱碱性,水体重金属污染并不严重,其中Cd等重金属有毒元素的含量大多没有超过生活用水国家标准和农业灌溉水国家标准。结合已有研究成果,认为碳酸岩地区碱性环境限制了镉等重金属有毒元素的活化迁移,使其就近富集在矿区土壤、植物及河流沉积物中。更重要的是由于碳酸盐岩对矿山酸性排水的中和缓冲作用,降低了矿石的风化淋滤速度,减轻了因铅锌矿开采和选冶活动导致的Zn、Cd等有毒重金属元素对矿区环境的污染,为非碳酸岩地区铅锌矿山环境污染和治理提供了一些借鉴。     

典型岩溶区硫化物矿床——广西贵港锡基坑铅锌矿开采的生态效应

硫化物矿床开采的环境污染效应与围岩性质有密切关系,碳酸盐岩类围岩能在一定程度上中和硫化物矿床开采形成的酸性矿山废水(AMD),从而降低酸性废水及重金属的污染危害。以广西贵港锡基坑硫化物矿床为研究区,系统采集了矿石、尾矿、废水、地表水、悬浮物、底积物及地下水样品,测定了重金属含量及pH值等理化指标,研究了岩溶区硫化物矿床开采的生态效应,以期为类似碳酸盐岩地区硫化物矿床开采的环境污染与生态危害评价、矿山环境保护提供科学依据。研究取得结论如下:(1)尾矿及废水样品中Cd、Pb等重金属含量较高,对矿区地表水及地下水质量构成一定的潜在风险;(2)硫化物矿床开采过程释放的重金属元素对矿区地表水有较显著影响,由于碳酸盐岩的中和作用,流出矿区后地表水、悬浮物及底积物中重金属含量迅速降低,重金属潜在风险处于轻微等级;(3)富含Cd、Pb等重金属的矿坑酸性积水,下渗过程中与碳酸盐岩中的Ca~(2+)、CO_3~(2-)、HCO~-_3发生中和反应而沉淀,矿区地下水环境质量良好,除了尾矿库、矿坑水周边存在少量超标样品外,矿区周边村镇地下水质均未受到明显的采矿污染影响。可见,碳酸盐岩类围岩是重金属元素迁移的天然地球化学障,能有效降低硫化物矿床开采的环境污染风险。     

矿山-河流系统中重金属污染的地球化学研究

立足于矿山及纳污河流生态系统,从重金属污染源研究入手,分析了尾矿重金属淋滤释放规律和影响因素;阐述了重金属在矿山及相关河流系统中的迁移、转化和富集过程及其对生态环境的影响;总结和评述了现有的矿山环境重金属污染的评价方法,指出了今后的研究重点:努力减少尾矿中重金属向环境释放,逐步实现矿床的无废开采;设计不同条件和影响因素下的尾矿淋滤实验,加强酸性废水和尾矿重金属淋滤释放规律的研究,建立酸性矿山废水和重金属释放的预测模型;运用微量元素、稀土元素和高精度的Pb、S同位素测试手段,示踪重金属的来源及其运移途径;运用3S技术和高新技术手段提取和识别环境地球化学信息,加强矿山-河流系统重金属污染及其生态环境影响的监测;运用地球化学工程技术和植物修复技术治理矿山环境及其影响流域的污染。     

湿地生态系统对控制黔西北炼锌尾矿重金属污染的可能性

矿山开发过程产生的废石、废渣、矿坑排水及冶炼尾矿和炉渣等都或多或少地含有重金属.在长期的风化淋滤作用过程中某些重金属元素就迁移释放出来,从而污染周围的土壤和水体.重金属在地表环境中不能被微生物降解,具有累积效应.生物体通过食物链富集重金属,并把重金属转化成毒性更强的化合物;重金属就因这种隐蔽性、长期性和不可逆性而影响人类健康.     

华南地区含硫化物金属矿山生态环境中的重金属元素地球化学迁移模型——重点对粤北大宝山铁铜多金属矿山的观察

粤北大宝山是华南金属成矿带的大型铁铜、铅、锌、钼等多金属综合性矿床,富含硫化物,位于北江支流横石河的上游分水岭,流域封闭性很好。矿山开发引起横石河下游的上坝村成为远近闻名的"癌症"村,部分村民出现"痛痛病"疑似症状。由于其特殊的地理位置和对下游引发的严重污染,该矿山成为研究湿热地区含硫化物金属矿山重金属元素生态-环境地球化学迁移的理想场所。以Zn为例,该矿山重金属元素从矿体中向生物体迁移过程经过尾砂/水反应界面、水/沉积物反应界面、土壤/间隙水溶液界面和土壤/植物界面4个重要的反应界面。其中,尾砂/水反应界面控制重金属从源头尾砂中的释放;水/沉积物反应界面控制重金属在水体中与河流沉积物的沉淀与释放的平衡;土壤/间隙水溶液界面控制土壤生物有效性;土壤/植物界面控制生物对重金属的吸收与利用。4个界面的介质间相互作用较好地刻画大宝山矿山因为开采,重金属元素从内生环境中曝露出来,然后在表生环境中释放、迁移、转化、归宿的迁移模式。上述认识对矿山重金属污染治理具有重要的指导意义。通过改变重金属迁移反应界面的条件,可以阻断矿山元素的迁移,达到污染治理的目的。     

矿山开采对辽宁柴河流域生态环境的影响

通过辽宁铁岭地区柴河流域的多介质采样研究，系统阐述了铅锌矿开采对流域地球化学特征和生态地球化学特征的改变，揭示了元素迁移转化规律，以及对矿区居民的影响。矿山开采造成其下游土壤、水、水系沉积物中Ca、Mg、Cd、Hg、Pb、Zn和s等元素的高度积累，受河流沉积作用影响而表现出纵向和垂向上的有规律变化。土壤、水、水系沉积物等介质中的重金属积累通过河流活动对生态环境构成影响，造成不同种植区域农作物籽实中含量的差异性。重金属元素通过进食和饮水等生理活动进入人体，在头发中聚集，使矿区居民头发中cd等重金属含量高于辽宁其他地区。     

铜矿采矿废石重金属环境污染的淋溶实验研究——以安徽铜陵凤凰山矿田药园山铜矿床为例

本文基于凤凰山铜矿田药园山矿床采矿废石的淋溶实验研究,着重探索表生环境下影响重金属淋滤迁移的因素,分析重金属在采矿废石中迁移转化的机制。动态淋滤实验考查了重金属从两种采矿废石中淋出的浓度与淋溶液的pH值、淋滤时间以及淋出液酸度的关系。结果表明,采矿废石中重金属淋滤强度随酸度的增加而逐渐增强,而淋滤出的重金属浓度并不总是随时间的延长而递减,同时实验研究也表明,淋溶采矿废石的排放水不一定都是酸性的。因此,在评价矿山环境污染以及治理过程中要对当地雨水的平均pH值、所排放采矿废石的岩性以及废石的堆放时间进行综合考虑。     

牦牛坪稀土矿区河流沉积物重金属形态及潜在危害

<正>在矿山开发过程中,通常会产生大量富含重金属元素的酸性选矿尾矿废水,这些重金属元素随着矿山废水的排放进入河流,经过一系列物理、化学和生物过程进行迁移转化,绝大多数由液相转入固相,结合到沉积物中(Equeenuddin等,2013)。然而当水体物化条件改变时,这些重金属可能重新释放,造成二次污染,危害水文     

都龙超大型锡锌多金属矿床"低品位矿化废石资源"特征与分布规律

云南省马关县都龙锡锌多金属超大型矿床是滇东南3大锡石硫化物矿床之一,铜街—曼家寨(铜曼)矿段是矿区最主要矿段,随着生产规模的扩大,矿山地质资源逐步被消耗,寻找可接替资源是当前矿山紧迫任务.本文研究表明,铜曼矿段内"低品位矿化废石资源"分布广泛,储量巨大,具有重要开采价值.通过该矿段地质勘探与生产的总结,发现"低品位矿化废石资源"与锡锌多金属工业矿体空间分布基本一致,下寒武统新寨岩组第2段和第3段碳酸盐岩夹片岩是最有利的赋矿地层,其中工业主矿体周围、大理岩与片岩层间剥离断层带和断层破碎带是该类资源的主要矿化类型."低品位矿化废石资源"与工业矿石矿物组成和金属矿物嵌布特征基本一致,仅矿石矿物所占比例相对较低,该类资源以夕卡岩型硫化矿石为主,其次为大理岩型和片岩型硫化矿石;矿石中Sn、Zn和Cu等3个矿化元素均呈较好正相关关系,表明这些有价元素在矿石中共生关系密切.此外,矿区平面上成矿元素分带明显,由西至东,Zn逐渐变低,Sn和Cu则呈现明显升高趋势,而由北至南,呈现Sn-Cu-Zn(北部)→Zn(中部)-Sn-Zn(南部)变化趋势.该研究成果为都龙矿山"低品位矿化废石资源"开采和富集回收提供了新的依据.     

矿山开发过程中重金属污染研究综述

矿山固体废物和酸性废水已成为矿山资源开发的两大环境公害,与此产生的矿山重金属污染也成为人们关注的焦点。矿山重金属和类金属元素在人类改造过的环境中发生的活化、迁移和再分配,必然对矿山开发区和邻近区的地球化学平衡带来新的扰动。研究重金属元素在这种地球化学过程中的扰动与平衡,可以揭示污染元素的迁移循环、形态转化规律及其对生态环境的危害,对矿山重金属的污染治理、环境影响评价和生态修复具有重要的指导意义。     

云南金顶超大型铅锌矿床岩(矿)石中镉的分布及富集特征

镉是世界上公认的13种优先考虑的污染元素(Keith and Telliard,1979)和被俗称的重金属"五毒"之一.20世纪60年代日本发生"痛痛病"中毒事件以来,镉的环境污染问题得到了普遍关注(Azcue,1999).北美、北欧和东亚均发生了因铅锌矿山的不合理开采造成的镉生态环境污染问题(Ma和van der Voet,1993;Smolders等,2003).铅锌矿床是镉富集最常见的场所(Ye和Liu,1999),而闪锌矿可构成富镉的工业矿物(Leach,1995).云南金顶铅锌矿是我国最大的铅锌矿床,长时间大规模的矿业活动导致大量镉等重金属元素从矿石中释放出来并向表生环境迁移,给当地生态环境造成了污染.本文分析了金顶矿区围岩-原生矿-氧化矿中镉的地球化学特征,讨论了镉在矿(岩)中的富集规律,为铅锌类矿山伴生元素镉的环境污染防治提供了理论依据.     

AMD灌溉稻田土壤剖面中硫酸根的吸附解吸机理

<正>随着工业化发展对于各种金属需求的增加,矿产资源的过渡开采以及不合理开采引起了矿区及周边严重的环境污染问题,其中酸性矿山废水(AMD)是矿山开发和利用过程中产生的普遍而严重的环境问题[1-4]。AMD灌溉导致重金属进入到矿区农田中,造成整个矿区的生态环境遭受严重破坏[2,7],对人类健康造成危害。前人重点研究AMD中重金属的环境影响以及对人体等危害,但是对于重要的伴生元素硫的研究较少。特别是在硫化物矿区中,AMD灌溉稻田中硫酸根作为最重要的阴离子之一。硫酸根的迁移转化对于土壤     

矿山尾矿矿物学研究进展

矿山尾矿由于产生大量酸性排水和释放重金属，污染地下水和地表水，破坏生态环境而成为人们关注的焦点。尾矿引起的环境问题是地表条件下，水一气一矿物复杂反应的综合结果。近年来尾矿矿物学的研究已经揭示出尾矿中矿物分解和形成的规律，水一气一矿物反应的机制和影响因素，酸性排水和重金属迁移规律，为尾矿环境危险性评价和尾矿污染防治提供了基础资料和新的思路。