大宝山尾矿重金属风化淋滤实验研究

广东大宝山尾矿造成的重金属污染严重影响了矿区的生态环境。对矿区不同采样点的尾矿进行了风化淋滤实验,结果表明,淋滤液的pH值很低(2.5~4.8)并随着淋滤的进行继续降低;淋滤液的电导率不断升高;淋滤液中的SO42-浓度有波动,但变化不大。淋滤液中有次生矿物沉淀生成,吸附了部分重金属离子。经过30d的淋滤,重金属Mn的淋滤率最大且可迁移性最强,Pb的淋滤率最小且沉积性最强;拦泥坝泥浆释放的重金属总量最大。     

微生物铁还原作用对蒙脱石保存有机物的影响:以硫酸盐还原菌为例

本文研究了微生物的铁还原作用对黏土矿物有机质保存的影响。将一种有机化合物(十二氨基十二酸)插层到一种富铁的蒙脱石(绿脱石)中,利用硫酸盐还原菌(Desulfovibrio vulgaris)分别对插层前后的绿脱石进行作用,以研究该菌对绿脱石结构中Fe3+的还原作用以及层间有机物的影响。结果发现,1Desulfovibrio vulgaris能够还原这2种绿脱石结构中的Fe3+,且电子穿梭体AQDS(蒽醌-2,6-二磺酸)能够增强还原速率和程度;2硫酸盐的存在能够增加还原速率和程度,表明还原过程中生成的硫化物与绿脱石结构中的Fe3+发生了化学还原作用;3通过X射线衍射、红外光谱、总有机碳分析表明,还原后的绿脱石,其结构层内仍有大量有机物,具有一定的稳定性和保存层间有机质的能力。     

向山垃圾填埋场-尾矿混合带硫酸盐还原菌分离

马鞍山向山垃圾填埋场建设在向山硫铁矿尾矿库之上、混入玢岩铁矿尾矿和酸性排水,是富含有机质的废物与富含硫酸盐、铁氧化物废物混杂的地带,这是一个微生物电子受体和电子供体长期共存的场所。对这样一个特殊的体系进行微生物矿物交互作用研究具有十分重要的意义。本文对向山垃圾填埋场-尾矿混合带的微生物进行富集培养,经过富集培养和平板划线分离得到一株纯菌。经光学显微和扫描电镜观察、16SrDNA测序、还原硫酸盐能力检测,鉴定该纯菌株为梭状硫酸盐还原菌(Clostridium Sulfate Reducing Bacteria,简称C.SRB)。其生理生化特性研究结果表明,该菌可以利用葡萄糖和乳糖为碳源生长,甲基红试验为阴性,吲哚试验、接触酶试验均为阳性。考查该菌株的生长代谢以及温度、pH、盐度等外界环境影响因素发现,培养该菌株36 h消耗硫酸盐比速率最高为0.73 mmol/g·h;最适生长条件为温度35℃、pH值7、盐度0.5 g/L。     

埋藏环境硫酸盐岩岩溶发育的微生物机理

针对我国广泛分布的碳酸盐-硫酸盐岩混合建造,选择其中的硫酸盐岩作为研究对象,通过室内水-岩和水-岩-细菌两个封闭系统的硫酸盐岩溶蚀模拟实验,模拟了细菌数、温度、时间等因素对反应系统水化学组分的影响,研究了两个系统内的地球化学作用.结果表明,水-岩系统内发生的是硫酸盐岩溶解作用;水-岩-细菌系统内发生了细菌硫酸盐还原作用和细菌硫酸盐还原驱动的硫酸盐岩溶解作用,导致埋藏环境硫酸盐岩岩溶的发育,进而增强了与硫酸盐岩共生的碳酸盐岩的渗透性.研究成果开拓了油气储层古岩溶研究的新思路.      

十红滩铀矿床中微生物及其成矿作用实验研究

利用生物学方法对新疆十红滩铀矿床各亚带中的微生物进行了分离和鉴定,利用矿床中赋存的硫酸盐还原菌对矿床地下水中的铀进行了还原实验,并设计了水—岩—菌三相实验系统对铀矿床中的微生物成矿作用进行了模拟实验。结果表明:十红滩铀矿不同亚带岩石中主要微生物类群的分布特征不同,呈现出明显的生物地球化学分带性。其中优势菌硫酸盐还原菌能够通过代谢作用将矿床地下水中的铀还原沉淀。硫酸盐还原菌也可利用岩石中的有机碳作为营养物质进行生长繁殖,并将铀还原沉淀。     

油气相关砂岩型铀矿的形成过程:以钱家店铀矿床为例

基于开鲁盆地钱家店铀矿床含矿砂岩的显微镜、扫描电镜镜下观察,胶结物同位素测试,以及包裹体烃的地球化学分析,探讨了该砂岩型铀矿的形成过程。镜下观察结果显示,铀矿物主要为沥青铀矿（UOx,x=2．16—2．70）,部分与自生高岭石共生,部分则紧密地与矿化阶段黄铁矿共生或交互生长,表明同时沉淀。矿化阶段黄铁矿形成于细菌硫酸盐还原作用（BSR）。碳酸盐胶结物δ^13C变化范围为-1．3‰--21．6‰;流体包裹体烃显示生物降解的特征。这些证据表明,硫酸盐还原菌（SRB）可能厌氧地降解烃类,其产物CO2为碳酸盐胶结物提供了部分碳源,且已有的研究显示,SRB利用新陈代谢作用可以还原U（Ⅵ）。于是,利用烃类作为生存的碳源,硫酸盐还原菌（SRB）将硫酸盐还原的同时,直接或间接地把六价铀U（Ⅵ）还原成四价铀U（Ⅳ）,导致沥青铀矿形成。     

广西合山煤矸石重金属的淋溶实验及环境效应

准确掌握煤矸石中重金属元素的溶出特征与释放规律对评价与防治煤矸石对土壤与地下水环境污染具有重要意义。笔者选取广西合山市里兰矿区的大型煤矸石堆(GD06)为研究对象,通过对煤矸石静态浸泡和动态淋滤的实验研究,揭示煤矸石中8种典型的有害重金属元素As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Zn在不同pH值、不同环境温度、与降水的不同作用方式下的溶出特征与释放规律。结果表明,煤矸石在静态浸泡过程中除未检出Mn外,其他7种重金属元素的溶出浓度随浸泡时间的延长而增加,表现出前期的快速释放和后期的慢速释放规律;而浸泡温度升高后,部分重金属元素如Cr、Cu、Pb在浸泡后期的释放速率呈增加趋势。动态淋滤过程中8种重金属元素表现出间歇性快速释放规律,且溶出浓度大于静态浸泡方式,对环境的影响更显著。pH值和温度是煤矸石静态浸泡重金属元素溶出特征的重要影响因素,重金属元素的溶出浓度随温度升高而增加,随pH值减小表现出不同的溶出特征与释放规律。Zn、Ni、Cd和As在静态浸泡和动态淋滤实验中的释放量和释放率较大,是煤矸石淋滤液中最易污染土壤和地下水的重金属元素。     

以电石渣铁尾矿为原料制备加气混凝土的实验研究

为综合利用固体废弃物,本文以电石渣和铁尾矿为主要原料,铝粉膏作为发气剂开展制备加气混凝土的实验研究,探讨电石渣的粒度、掺量和静停养护温度对加气混凝土物理力学性能的影响,并利用XRD分析了加气混凝土的水化产物。结果表明:当电石渣比表面积为320 m2/kg,掺量为26%(质量百分数),静停养护温度为70℃时,可以制备出绝干密度为579 kg/m3,抗压强度为4.47 MPa加气混凝土制品。电石渣中Ca(OH)2溶于水后,放热量低,不能满足加气混凝土生产的需求,需要提高外部静停养护温度,满足加气混凝土热值需要。XRD分析显示,所制备的加气混凝土中主要结晶相是0.9 nm托贝莫来石、1.1 nm托贝莫来石和1.4 nm托贝莫来石。     

攀西大梁子铅锌矿区水系沉积物重金属地球化学特征及源解析

长江上游是整个长江经济带的重要生态屏障。以长江上游攀西大梁子铅锌矿区水系沉积物为研究对象,查明了重金属元素含量的空间分布特征,分析了重金属来源,探讨了在不同pH条件下重金属的淋滤规律,并进行了生态风险评估。研究结果显示:攀西大桥河流域水系沉积物中重金属的空间分布极不均匀,其含量明显要高于长江水系沉积物中重金属的平均含量;重金属生态风险属于很强风险,Hg和Cd呈高度富集、严重污染;Pb和Zn呈中度富集、中等污染。淋滤实验结果表明Pb、Zn、Cd在酸性和中性条件下淋滤浓度先快速下降,后逐渐趋于平衡,而As在快速下降后又有缓慢升高的趋势。大桥河流域水系沉积物中As、Cd、Pb、Zn主要来源于大梁子铅锌矿的采选活动,Hg为岩石风化和土壤剥蚀来源,而Cu和Cr主要为农业和工业活动来源。综合对比发现,攀西成矿带铅锌矿周边土壤富Cd而贫Cr,此外Cd、Pb、Zn、Hg是主要潜在污染物,且生态风险程度较高。     

某钼矿集中开采区尾矿库排水重金属环境风险等级及其贡献率分析

为研究具有20年采矿历史的陕南某钼矿集中开采区对外环境的水污染效应,笔者采集25个尾矿库酸性外排水的水量及水质测试数据,包括Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、Mn、Fe、Mo等9种重金属元素含量,对多污染源多种重金属复合污染进行评价。采用单项污染指数法和综合污染指数法与《污水综合排放标准》（GB 8978–1996）和《地表水环境质量标准》（GB 3838–2002）进行对标分析,结合外排水水量计算单项重金属元素污染负荷;在等权指标法的基础上,以地表水环境质量标准为基准,按照“标准值大小决定其重要性”的原则,根据两基点相对重要程度,引入三标度间接矩阵,计算得出含Fe元素在内的9种元素相对权重,与其污染负荷共同给出某一尾矿库环境风险值。在此基础上,计算得出25个尾矿库对受纳水体的污染贡献率,为制定尾矿库污染源优先治理方案提供参考。     

重金属污染水的双壳处理法初探

根据生物成矿作用原理以及热液生物群与多金属硫化物共生的关系提出了双壳生物治理重金属污染水的可能性.实验模拟结果表明,双壳对某些重金属元素具有很强的富集能力,能够在一定程度上降低环境污染指数,说明双壳处理法治理重金属污染水是可行的,尤其是针对矿山污染水;双壳处理法的实施过程中受重金属离子质量浓度与温度范围的限制,其对不同重金属离子的富集也具有一定的选择性.     

磁化率对土壤重金属污染的指示性研究——以沈阳新城子区为例

通过对399件表层土壤磁化率参数与化学组成的分析测试,较系统地总结了沈阳新城子区土壤磁化率特征,并初步进行了磁化率对土壤重金属污染的指示研究。结果表明:(1)不同土壤类型中磁化率差异较大,棕壤中由于人为作用较大,其均值最高。不同堆积类型中磁化率差别较大,洪积物和残坡积物中平均值最高,冲积物中最低。不同农作物对元素的需求不一样导致磁化率的含量变化范围存在着区别。(2)土壤的磁化率与土壤中Cd、Pb、Hg、Cu、Zn等重金属元素含量呈显著正相关,且与土壤pH值呈显著负相关关系,能反映出土壤酸化的状况,对土壤污染程度有较好的指示性。(3)利用磁化率可以快捷地划分污染区。     

太湖流域土壤重金属元素污染历史的重建:以Pb、Cd为例

太湖是位于长江下游的一个大型浅水湖泊,通过对4个代表太湖不同沉积环境的湖底沉积剖面的137Cs和210Pb沉积定年,重建太湖湖底沉积物和太湖来水流域土壤Cd、Pb的污染历史。结果显示:1980年以前,太湖底积物中Cd、Pb含量与流域内的自然背景含量相当,1980年以后,湖底沉积物中的Cd、Pb含量显著增高,这与我国大规模工业化进程的起始时间基本一致,推测工业化进程是湖底沉积物中Cd、Pb含量增加的主要原因。1900年以来太湖湖底沉积物中累积含有Cd和Pb分别为146t和25980t,其中苕溪来水提供的Cd和Pb分别为40t、6777t,宜溧河来水提供的Cd、Pb分别为36t、6023t,其他来水(洮、滆、运河)提供的Cd、Pb分别为71t、13179t,其他来水是太湖Cd、Pd累积的主要输入途径。Cd、Pb累积的高峰期为20世纪80—90年代,1980年以来,运河来水Cd、Pb的输出通量为28.26t、3419t;苕溪流域Cd、Pb的输出总量分别为13.70t、1585t,其中人为源的Cd、Pb为8.90t、610t,人为源输出的Cd、Pb通量占总输出量的64.96%和38.47%;宜溧河流域Cd、Pb的输出总量分别为10.09t、1063t,人为源的Cd、Pb分别6.96t和500t,人为源输出的Cd、Pb通量占总输出量的68.68%和47.08%,表明太湖流域人类活动所导致的Cd已超过自然剥蚀过程,因此削减工业化进程中的Cd、Pb排放总量,控制太湖运河来水的输出通量是改善太湖底积物Cd、Pb环境质量的关键措施。     

岩溶石山区山坡表层径流水文动态特征对比分析——以桂林丫吉试验场为例

选择桂林丫吉试验场溶洞—硝岩洞及其上方的汇水坡面作为研究区,通过在不同降雨条件下,对坡面径流和硝盐洞中流水水文动态进行监测并做对比分析研究。结果表明:（1）降雨强度、降雨持续时间和各含水系统前期含水情况决定了岩溶石山区坡面地表和包气带水文动态变化过程;（2）在不同降雨条件下,地表坡面流和经过上部包气带调蓄过的硝盐洞水文动态都表现为暴涨暴落,坡面径流表现的更为明显,一般坡面径流的整个水文过程持续几个小时到十几个小时,而硝盐洞中流水水文过程持续13d;（3）一般大到暴雨条件下,坡面流最大流量大于硝盐洞,但由于持续时间短,其一场降雨后所获得的水量远不如下渗到包气带—硝盐洞中滴水水量。