基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法的创建——以小秦岭金矿区农田土壤为例

Hakanson潜在生态风险指数法是土壤重金属潜在生态风险评价的一种常用方法,研究与实践证明其有效性的同时,也发现了其不足之处:忽略了土壤重金属不同形态之间潜在生态风险的差异,且只重视重金属含量高于参考值时的生态风险,而对低于参考值时的情况没有给予考虑,以致特定情况下的评价结果不能很好地反映实际生态风险,因而有必要创建适用性更广的Hakanson潜在生态风险指数法。为此,基于全过程控制优化的思想,引入了生物可利用性毒性系数,并将修正浓度与参考值差值引入计算公式,创建了基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法,实现了对重金属不同形态风险贡献的差异及重金属浓度低于参考值情况下潜在生态风险的准确把握。以小秦岭金矿区为典型区域,辅以对采集土样重金属总量及5种形态含量的分析,开展案例研究。结果表明,基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法能客观地揭示土壤重金属的潜在生态风险,具有更大的适应性,是一种有效的潜在生态风险评价方法。     

小秦岭金矿区小麦和玉米重金属的健康风险评价

重金属污染引发的农产品质量安全问题已成为全社会关注的焦点。为了解小秦岭金矿开发引起的重金属污染风险,采集了同点位的农田土壤、小麦和玉米籽粒样品,测定了其中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu和Zn的含量及其在土壤中的形态;采用指数法和RAC风险评价法分析了土壤重金属的污染风险,采用转移因子和目标风险指数法评价了小麦、玉米籽粒中重金属的健康风险。结果表明:小秦岭金矿区土壤中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn含量受矿业活动影响强度大,在土壤中累积明显;土壤中Hg、Cd、Pb、Cu总量超过了国家限值,呈现污染;Cd、Hg、Cu具有潜在生态风险。小麦和玉米籽粒中Pb以及玉米籽粒中的Cd的平均含量高于国家标准,呈现一定程度的污染;部分小麦样品中的Hg、Cd和部分玉米样品中的Cd超过WHO/FAO安全限值,小麦和玉米籽粒中度Pb平均含量超过欧盟安全标准,说明具有潜在的健康风险。重金属的转移因子表明Cd、Zn及Cu比其他重金属更容易从土壤转移到小麦和玉米籽粒中;通过小麦对重金属的摄入量略高于玉米,远低于WHO/FAO推荐剂量;目标风险指数评价表明,只消费小麦或玉米基本不产生健康风险,但同时消费矿区生长的小麦和玉米具有较高的Pb健康风险。     

中国矿山地质灾害分布特征

矿山地质灾害是人类矿业活动和自然地质作用作用于地质环境造成的灾害事件。近几年,随着矿产资源开发力度的不断加大,矿山地质灾害发生频率呈加剧趋势,对矿业正常生产和人居生态环境构成严重的威胁,甚至造成重大的群死群伤灾难。依据2002—2005年全国31个省（自治区、直辖市）矿山地质环境调查与评估的成果资料,利用数据统计、分析、总结的方法,按不同省区市、不同地质环境背景区、不同类型矿产、不同规模的矿山、不同开采方式,简述了中国矿业开发引发的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝5种地质灾害的时空分布特征和危害,为矿山地质灾害监测、防治提供基础信息。     

矿产资源开发中矿山地质环境问题响应差异性研究——以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例

以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例,采用对比分析的方法研究矿产资源开发中矿山地质环境问题差异性响应的主要因素。上述3个矿区矿产资源开发中矿山地质环境问题主要包括：20世纪90年代以前,陕西潼关金矿区是中国矿产资源开发秩序十分混乱的矿区之一,地下开采的采矿废石随意堆排导致了极为严重的矿山泥石流地质灾害及其隐患,＂三废＂无序排放导致土壤、河水及其底泥的重金属及氰化物污染严重,严重影响人体健康;地处生态环境脆弱带的陕西大柳塔煤矿区,20年大型机械化地下煤炭资源开采导致大面积地面塌陷及其链生的地下水含水层破坏严重,但矿区土地沙漠化程度总体没有呈现加重的趋势,水土环境重金属呈轻度污染;具有百年开发历史的辽宁阜新煤矿区,露天开采使土地生态破坏严重、边坡滑坡灾害频发、土地压占与破坏突出,地下开采引起的地面塌陷对地表建筑物及人居安全影响严重,但相对于金属矿区,该矿区水土环境重金属污染相对轻得多。对比上述3个矿区矿山地质环境问题,得到其差异性响应主要因素：矿产资源种类、原生地质环境条件、开采方式及矿山环境保护意识等。     

甘肃省白龙江流域降雨型潜在泥石流危险性预报模型

【研究目的】泥石流灾害是白龙江流域分布广泛并常引起群死群伤的重大地质灾害,准确评价泥石流活动规模及其危险度,是泥石流危险性预警预报的前提,合理构建危险性预报模型是泥石流防灾减灾的关键。【研究方法】本文以研究区历史泥石流案例和对应降雨资料为基础数据,采用统计分析方法,通过分析形成泥石流关键地质环境条件及其相互关系,构建了白龙江流域潜在泥石流危险度定量评价模型,提出了两类泥石流危险级别临界判别模式。【研究结果】结果表明：（1）以泥石流活动规模、沟床平均比降、流域切割密度、不稳定沟床比例为判断因子的泥石流危险度动态定量计算模型,能快速准确预测未来不同工程情景和降雨频率工况下泥石流危险度;（2）影响降雨型泥石流发生的地形条件由流域面积、10°~40°斜坡坡度面积比、沟床平均纵比降等组成,降雨条件主要由泥石流爆发前的24 h累积降雨量、触发泥石流1 h降雨量或10 min降雨量等组成;（3）依据30条典型泥石流沟危险度计算结果,获得泥石流危险性临界判别值,提出了降雨型潜在泥石流危险性1 h预报模型（Ⅰ类）和10 min预报模型（Ⅱ类）,其中Ⅰ类模型高危险度以上泥石流预测精度大于87.5%,Ⅱ类模型中等危险度以上泥石流预测精度大于80%,而两类预报模型验证准确率为83.3%。【结论】研究成果为泥石流精准预警预报提供了技术支撑,对建立中小尺度泥石流实时化预警系统具有一定参考意义。创新点：通过确定与泥石流相对应关键地质环境因子,构建了泥石流危险度动态定量评价模型,依据泥石流危险性1 h和10 min临界判别模式可准确实现潜在泥石流预警预报。     

中国矿山环境地质问题区域分布特征

为了了解中国不同区域矿产资源开发产生的主要环境地质问题分布特征,为矿山生态环境恢复治理规划提供基础资料。笔者依据近几年全国矿山地质环境调查成果资料,首次对全国矿山地质环境区进行了系统划分和地质环境条件分析,通过研究不同地质环境区开发的主要矿产资源类型、开发强度、不同类型矿产开采产生的主要环境地质问题类型、分布、危害、需要防治的主要环境地质问题,对矿山开发产生的土地占用与破坏、地质灾害、环境污染的区域分布特征进行了总结。结果表明,中国中东部地区矿产资源开发强度、矿山环境地质问题重于西部地区,煤矿山问题重于金属矿山、金属矿山问题重于非金属矿山。     

西北地区矿产资源开发的环境地质问题及其类型

西北地区有着丰富的矿产资源，矿业经济已成为西北地区各省、区主要工业经济之一。由于历史原因，受政策、管理、技术及人为因素的影响，矿产资源开展导致了一系列环境地质问题，其类型主要为资源破坏、矿山地质灾害和环境污染。在西部大开发中，矿产资源开发是促进西北地区经济发展的重要方面，但是不能走“先开发，后治理”的老路，否则，恶化的矿区生态环境必将阻碍该地区社会经济的可持续发展，直辖市好合理开发利用矿产资源与环境保护的矛盾，是西部大开发中我们面临的重要课题。     

小秦岭金矿带某污染区村民头发中重金属元素含量的比照分析

为了定量化揭示金矿污染区人群头发中重金属元素的累积状况及其对人群健康的危害,在小秦岭金矿带某环境污染区走访调查村民的健康状况,采集分析了20位村民头发中的Hg、Pb、Cd、As、Cr、Cu的含量,与未污染的对照区村民头发中重金属元素的含量作比对分析.结果显示,职业暴露或低水平长期接触导致污染区人群头发中重金属元素的舍量显著增高,直接从事提金活动的人群头发中的重金属元素含量明显高于低水平暴露人群,头发中重金属元素的含量较好地指示了人群健康的状况.研究成果为政府加大矿山环境污染防治的力度提供了科学依据.     

生态环境脆弱区煤炭资源开发诱发的环境地质问题——以陕西省神木县大柳塔煤矿区为例

为揭示大柳塔地区大规模煤炭资源开发诱发的生态环境地质问题及其效应,进行了1：5万矿山地质环境调查。研究表明,大柳塔煤矿区地面塌陷影响面积达47.12～53.36 km2,范围大,但对农业生产的影响较轻。煤矿开发对水资源的破坏尤为严重。20年来大柳塔地区及主要采煤塌陷区土地沙漠化呈现逐年好转的趋势,主要河流受到了硫化物、氟化物、总磷的普遍污染,河流底泥受到了重金属元素较严重的累积污染,土壤尚有较大的环境容量,但重金属元素的累积污染不容忽视。神东公司实施生态功能圈建设、煤矸石堆场复垦、露天矿复垦、矿井水综合利用等措施,明显地改善了矿区的生态环境,探索出生态环境脆弱区在煤炭资源开发过程中保护生态地质环境的新模式。依据该区煤炭资源开发中生态环境保护的成功经验与教训,统筹规划,提出制定生态环境脆弱区煤炭资源开发的环境保护规划、建立矿山公园、加强采煤塌陷区生态环境变化研究等建议。