铅锌矿尾砂重金属污染物对不同土地利用类型土壤性质影响的典范对应分析

广西阳朔思的村铅锌矿尾矿砂坝坍塌造成了大面积农田污染,已往报道多集中在金属矿山开采过程中产生的废液及大量固体废弃物堆砌而造成的环境污染,较少关注因尾矿砂坝坍塌所造成的这种土壤重金属特殊污染模式。本文运用典范对应分析(CCA)研究铅锌矿尾砂坝坍塌对不同土地利用类型(玉米地、柑橘园、水稻田)造成的重金属(铅、锌、铜、镉)污染以及对土壤理化性质(有机碳、碱解氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量、碳氮比、pH值)的影响。CCA分析结果表明,研究区污染以铅、锌、镉为主,铜次之,其中锌和镉的空间分布格局受土地利用类型的影响更明显,并且镉对水稻田产生的环境风险最高。此外,在土壤中尾矿砂分布不均的前提下,土地利用类型是造成土壤重金属污染空间分布不同的重要驱动力,受土壤质地和矿砂性质的影响,重金属污染引起的酸化效应在供试土壤中不明显,使得CCA图中pH值所代表的点远离重金属箭头连线;阳离子交换量距重金属连线较近,受重金属影响明显并随重金属污染的加剧而减小;碱解氮、速效磷、速效钾等速效养分受重金属污染的影响并不显著,但与施肥配比和农业管理密切相关;有机碳与重金属箭头连线分布象限相同且包裹于其中,与重金属质量分数呈正相关关系,相较于玉米地和柑橘园,水稻田中有机碳积累量更大,达到18.14 g/kg,可能因稻田中微生物的碳源代谢利用能力明显降低,土壤中有机碳的矿化分解受阻,导致水稻土中有机碳的积累。此外,尾矿砂作为土壤重金属的持续性释放源,尽管对土壤的基本理化性质尤其是速效养分的影响并不明显,但能够通过影响土壤微生物群落间接影响土壤碳循环。     

基于典范对应分析的会仙岩溶湿地土壤理化性质与土壤酶活性关系研究

为揭示湿地退化过程中土壤理化性质与土壤酶活性关系,文章以广西桂林市会仙岩溶湿地系统中的湿地、稻田和旱地三种土地利用类型的表层土壤为研究对象,运用描述性分析、相关性分析和典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)等方法来探讨它们之间的内在联系。结果表明:土壤理化性质除有效磷、速效钾外,土壤有机碳、全氮、碱解氮、阳离子交换量、交换性钙、交换性镁的质量分数均表现为湿地稻田旱地,说明岩溶湿地在维持土壤碳库以及营养元素方面具有重要的作用。会仙湿地中有效磷、速效钾的质量分数低于稻田和旱地,根本原因在于人类活动以及农业活动的影响。除蛋白酶外,脲酶、蔗糖酶、碱性磷酸酶和纤维素酶的质量分数均在湿地中最高,与土壤理化性质的质量分数在湿地中较高相吻合,并表现出较强的空间异质性。进一步分析典范对应分析图,可知会仙岩溶湿地受人类活动影响较大,湿地首先被开垦为稻田,随着土壤自然肥力的下降最后被开垦成旱地,因此在生态演替不可逆转的条件下,将稻田作为人工湿地加以保护是维持湿地生态环境最佳的土地利用方式。     

岩溶铅锌矿区土壤重金属污染特征

以DX、DW铅锌矿区土壤为研究对象,利用原子吸收光谱法（AA800）、原子荧光光谱法（AF-640）测定土壤中铅、铬、镉、铜、锌、镍、汞和砷等重金属的含量,利用单因子污染指数法、N.L.Nemerow综合污染指数法对比分析土壤中重金属的污染特征,采用PCC统计学方法分析矿区土壤中重金属之间的相关性。结果表明:两矿区土壤中除Cu、Cr外,其余重金属均已对土壤造成单一或复合污染,其中Cd污染最为严重,对综合污染贡献最大。DX、DW矿区土壤重金属的Nemerow指数分别为27.61、63.54,均达到极强污染水平,且DW矿区污染较为严重。DX矿区,除Ni外,Pb、Cr等7种重金属元素之间存相关性;DW矿区,除Cr外,Pb、Ni等7种重金属元素之间存相关性,这可能与二矿区均属多金属伴生、共生矿床有关;土壤中各重金属总含量与pH值没有显著的相关性。研究结果将为合理制定矿区土壤污染的修复和治理措施提供依据。      

基于典范对应分析的南太湖入湖口浮游植物-环境关系研究

于2008年9月至2009年8月在南太湖入湖口进行了浮游植物统计、鉴定和相关环境因子监测分析。应用CANOCO4.5软件对获得的浮游植物物种数据和环境因子数据进行了典范对应分析(CCA),并作出了物种分布与环境因子关系的二维排序图。结果表明,共检出浮游植物8门93种,所选取的主要环境因子对浮游植物生长影响大小依次为:氮磷比(N/P)总磷(TP)总氮(TN)溶解氧(DO)水温(T)。以水华微囊藻(Microcystis aeruginosa Kütz)为代表的蓝藻门,以简单衣藻(Chlamydomonas simplex Pasch)为代表的衣藻门和啮蚀隐藻(Cryptomonas erosa Her)为代表的隐藻门中浮游植物受总磷(TP)浓度影响较大。包括小球藻(Chlorella vulgaris Beij)、四角十字藻(Crucigeniaquadrata Morr)、长尾囊裸藻(Phacus longicauda Duj)等多数蓝藻门、绿藻门、硅藻门、裸藻门内的绝大多数浮游植物受水体中氮磷比(N/P)影响较大。     

黔西北典型铅锌矿区土壤重金属污染特征及其来源分析

研究矿区周边土壤重金属污染状况及其来源对土壤污染治理具有重要意义。本文以黔西北玉兰、永昌和杉树林铅锌矿周边农田土壤为研究对象,测定了土壤中的Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、As、Hg和Cu含量,采用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数评价了重金属污染状况,并结合多元统计分析探讨重金属的来源。结果表明,玉兰和永昌矿区Pb、Zn、Cd和Cu为重度污染,杉树林矿区Pb、Zn、Cd、Hg和As为重度污染,其余重金属为轻度或无污染,综合污染指数显示3个矿区均属重度污染。潜在生态风险指数表明玉兰和永昌矿区Cd、Hg和Pb及杉树林矿区Cd、Hg、Pb和As为中度或以上生态风险,其余重金属为低生态风险,综合生态风险指数显示玉兰和杉树林为极高生态风险,永昌为高生态风险。主成分分析表明,Pb、Zn、Hg、As和Cd主要源于矿山开采等人为活动,Ni和Cr主要源于成土母质,Cu污染是采矿作业和农业活动共同作用的结果。     

广西某铅锌矿区废水汇集洼地土壤重金属污染调查与评价

对某铅锌矿废水汇集的岩溶洼地土壤重金属镉、铜、铅、锌、铬、砷和汞的含量进行调查分析,运用单项污染指数与综合污染指数相结合的方法对土壤环境质量状况和采用Hakanson潜在生态指数法对土壤重金属污染潜在生态风险进行评价。结果表明,该区块土壤受到重金属镉、锌、汞、铅的严重污染,其污染指数均大于1,尤其是镉污染指数高达88.4,其后依次为锌和汞,铅最小;剖面上,A、B、C层,即0~30 cm、30~60 cm和60~90 cm土壤,均已受到不同程度的重金属污染,而且污染程度A层>B层>C层,其综合污染指数分别为67.0、11.9和8.8,各自的潜在生态风险指数分别为2 921.0、543.4、421.2,对应的潜在生态风险程度分别为极强、强、强。由此可见,该岩溶洼地土壤不仅镉、锌、汞、铅污染严重,而且其生态风险也很大,但土壤中基本没有受铜、铬、砷污染。在该洼地土壤重金属污染物没有清除前,建议禁止种植食用农产品,而改为种植非食用型经济作物。      

粤北凡口铅锌矿区土壤重金属元素污染特征及评价

凡口铅锌矿区及其外围不同地段土壤中重金属元素(Pb、Zn、Cd、As)的地球化学特征研究显示,4个土壤采样区的Pb、Zn、Cd含量平均值由高至低依次为铁石岭调查区(D2)丹冶排污流域高宅村附近(D1)凡口矿排风口下风口地段(D3)矿区上游澌溪河水库一带(D4)。3个采样区(D1、D2和D3)的Pb、Zn、Cd和As元素总量平均值均远高于全国土壤背景值和地壳中相应元素含量,矿区上游澌溪河水库一带(D4)的Pb、Zn、Cd和As元素总量平均值也高于全国土壤背景值和地壳中相应元素的平均值,说明凡口铅锌矿区具有较高的原生地质背景值。环境污染评价结果表明,凡口铅锌矿区土壤受到较严重的重金属污染,然而未受矿山开采影响的地区(D4)的土壤也受到不同程度的重金属污染;矿区周边83.33%的土壤已达到重度污染,应采取针对性的治理和修复措施,降低土壤中的重金属元素含量或者改变其在土壤中的存在形式,降低其迁移性和生物可利用性。     

基于Meta分析的矿区周边土壤重金属污染特征及风险评价

本文基于2002—2022年期间,知网、万方、Web of Science数据库收录的矿区周边土壤重金属文献数据,采用Meta分析方法,探讨我国不同地区和矿种类别的矿山开采对土壤重金属分布特征的影响。同时,结合地累积指数法和潜在生态风险指数法评估矿区周边土壤重金属生态风险。Meta分析结果显示,我国矿区周边土壤中镉(Cd)、汞(Hg)、铜(Cu)、铅(Pd)、锌(Zn)、砷(As)、镍(Ni)和铬(Cr)的浓度相较于土壤背景值,分别增加了820.7%、309.6%、158.6%、158.6%、146.0%、103.4%、24.6%和15%,其中,Cd和Hg增加量较多。从地区来看,中南和西南地区的矿区周边土壤重金属的效应值较大,其重金属浓度增加量分别为285.7%和180.1%,其中西南、中南和华东地区矿山周边土壤中Cd、Hg、Zn、Pb和Cu的含量增加较为显著,华北和东北地区的Cd和As、西北地区的Cd和Hg增加较为显著。从矿种类型看,铅锌矿、多金属矿、铜矿、金矿、汞矿、钼矿、锰矿、锡矿和包含石墨矿等其他矿种的周边土壤重金属浓度增加量为166.4%～617.1%,其中铅锌矿开采会使得C...     

广东韶关乐昌铅锌矿土壤重金属污染特征及评价

矿区的采、选、堆活动会对矿区及周边环境造成严重威胁,开展土壤重金属污染特征分析及评价对了解其污染现状和制定修复措施具有重要意义。为了解广东韶关乐昌铅锌矿区土壤重金属污染特征及程度并予以客观评价,本次研究以乐昌铅锌矿厂区典型地块土壤为研究对象,在24个采样点共采集89件样品,测定土壤中As,Hg,Cr,Cd,Cu,Ni,Pb,Zn8种重金属元素含量并进行空间分布特征分析,采用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、环境容量评价法进行综合污染评价。结果表明:As,Hg,Cd,Cr,Cu,Ni,Pb,Zn平均含量分别为83.8×10^-6,1.08×10^-6,2.92×10^-6,85.73×10^-6,36.17×10^-6,33.72×10^-6,691.76×10^-6,937.80×10^-6,其中As,Hg,Cd,Cu,Ni,Pb,Zn重金属元素平均含量均超过广东省土壤背景值,土壤污染样本超标率为43%,说明研究区土壤污染较严重。污染特征分析显示,污染主要集中在矿石堆场、硫精矿池、污水池、地磅站和运矿道路,污染物含量具随着深度的增加而减小的趋势,表明矿石采、运、选及淋滤作用是造成矿区污染的重要因素。土壤重金属污染评价结果显示,研究区Hg,Cd,Cr,Cu,Ni的单因子污染指数分别介于0.0026~0.1137,0.0015~0.1323,0.0073~0.2660,0.0001~0.0084,0.0004~0.1278,未对土壤造成污染;As,Pb,Zn的单因子污染指数分别介于0.0002~8.3167,0.0305~11.8413,0.0286~9.4000,轻度—重度污染区间均有分布,说明这三种重金属元素是危害土壤环境质量的主要污染因子。研究区综合污染指数介于0.5~8.6,均值为1.35,污染级别在安全—重度污染区间均有分布。As,Pb,Zn的环境容量评价结果中部分结果属于超载等级,综合环境容量RI的范围介于-15.226~0.959,说明研究区土壤受污染程度较重。因此,建议研究区和同类型矿山在生态修复过程中要特别注意对As,Pb,Zn三种重金属元素的检测和处理。     

南京栖霞山铅锌矿地区土壤重金属污染评价

针对不同的土地利用类型选用不同的采样方式和评价标准,对南京栖霞山铅锌矿地区土壤重金属污染特性和现状进行调查和评价。研究区主要土地利用类型有露天采矿区、菜地和风景区栖霞寺。露天采矿区和菜地土壤采用梅花布点采样方式,栖霞寺由于属于山地,采用随机布样方式;评价标准参考国家土壤环境质量标准(GB 15618—1995)的要求,对矿区和栖霞寺林区土壤采用土壤环境质量三级标准进行评价,对菜地土壤采用二级标准评价。调查分析结果表明,矿区、菜园和栖霞寺土壤中铅、砷、镉和锌等重金属污染严重,其部分土壤中存在铜的轻度污染,而未受铬污染;内梅罗综合污染指数评价结果均大于3,属于重度污染;污染严重区集中在选矿厂、矿口和坑道排风井口等周围,并且污染程度随着远离矿区而逐渐减小。     

某金属矿山周边土壤重金属污染评价

为查明我国西北地区某金属矿山周边的表层土壤（0 ~ 20 cm）重金属污染特征及其影响范围,采集并分析了314 个样品中Cu、Pb、Cd、As、Hg、Zn、Cr、Ni 等重金属元素含量,并采用污染指数法和潜在生态危害指数法评价其生态风险程度。研究结果表明：（1）Cd、Pb、Zn、Cu、As均高出区域背景值,Cr、Ni 主要来自成土母岩;Hg元素污染较集中,受人为活动影响强烈;（2）重金属元素污染程度由强到弱依次为Cd> Cu > Zn >As> Pb ＞Cr＞Ni＞Hg;（3）重金属元素潜在生态危害指数的平均值由大到小依次为Ei (Cd)＞ Ei (As)＞ Ei (Cu) ＞ Ei (Pb) ＞ Ei (Hg) ＞ Ei (Zn) ＞ Ei (Ni) ＞ Ei (Cr);（4）区内土壤重金属污染水平为重度污染,综合潜在生态风险程度为中等危害。     

Effects of Soil Composition on Zn Speciation in Drainage Waters from Agricultural Soils

The influence of Zn speciation on Zn transport by drainage from different soils to surface water is examined in a stream catchment in an agricultural area. Drainage waters were collected from two types of soils, a mineral soil (MS) and a soil rich in organic matter (OS) by means of artificial drainage pipes. The speciation of dissolved Zn in the stream and the drainage waters was determined using ligand-exchange and voltammetry. About 50–95% of dissolved Zn is bound in strong complexes, and the free Zn²⁺ ion concentration is in the range of 1–16% of dissolved Zn. A substantial part of Zn is present in weaker organic or inorganic complexes. The simulated Zn speciation using the WHAM VI model is compared to the determined speciation. Free Zn²⁺ concentrations predicted by the WHAM VI model are generally higher than the analytically determined free Zn²⁺, but are mostly within the same order of magnitude. Effects of different soil organic matter content on Zn speciation and transport are discussed. Zn speciation in the drainage at the OS site is influenced by the distribution of organic matter between the solid and solution phase. The abundant organic Zn complexes in solution contribute to facilitate Zn transport from soil into surface waters, through the drainage at the OS site. Drainage from the OS site contributes about twice as much Zn input to the receiving water as the MS soil, as related to specific area. The mineral soil contains much lower organic matter, and a part of Zn bound with inorganic phases can hardly be released by dissolved organic ligands, leading to much higher Zn retention at the MS site.     

基于PSR模型的贵州矿山地质环境变化趋势分析

矿产资源开发必然影响矿山地质环境。研究矿山地质环境的变化趋势,有利于预防矿山地质环境的恶化和矿山地质环境问题恢复治理。采集贵州矿山地质环境现状、对矿山恢复的有利因素和不利因素,用基于PRS模型分析了全省矿山地质环境未来变化趋势,得出在未来较长时期矿山地质环境会有较大变化,且是向好的方向转化的结论,但变化速度不会太快,矿山地质环境恢复治理工作仍很艰巨。     

基于遥感与层次分析法的金属矿区矿山地质环境评价

在对甲乌拉铅锌矿区遥感调查基础上,从自然地理、地质背景、矿山活动、地质灾害等多方面,建立了包括15个评价指标的矿山地质环境评价指标体系。在GIS平台运用网格法构建评价单元,利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)对各指标进行综合评价,并对评价结果进行合理划分,得到研究区矿山地质环境评价分区图。研究结果表明,评价结果与实际情况基本相符,为区域矿山生态环境治理、矿产资源开发利用、矿产资源规划提供理论依据及技术支撑。     

沾化县采油区土壤环境污染机理探讨

在石油的开采过程中,会产生大量含油废水、有害的废泥浆以及其他一些污染物,如果处理不好就会严重污染周边土壤环境。本次调查以沾化县境采油区为重点,采用了专项地质环境调查、人力浅钻、渗水试验、淋滤试验及土壤监测等方法;查明了油气污染物的污染类型、污染机理、污染程度和迁移变化趋势,并提出治理与保护对策。     

基于Hyperion数据的矿区废弃土土壤恢复潜力

人类大规模地进行矿山开采造成生态环境问题, 导致土壤发生变化, 并引起矿山环境发生变化, 矿区废弃土土壤恢复有利于该地区矿山环境的改进.在野外实测光谱的基础上, 对江西德兴矿区废弃土土壤恢复潜力进行分析, 并结合Hyperion高光谱数据, 通过光谱吸收指数法反演铁离子含量、粘土矿物含量和有机质含量.结果显示, 在德兴矿区一号坝、二号坝、四号坝和铜矿的土壤有益成分相对较低.铁、粘土矿物和有机质含量高值区主要分布为有林地, 说明该区域土壤质量较好; 一号、二号、四号尾矿库、废石场及选矿厂等地区, 由于矿山的开采活动破坏了原有的土壤, 土地耕种存在一定的难度, 应采取相应的工程、生物和区域生态环境的改良等措施对土壤进行恢复治理.      

青海省典型高山农业区域土壤重金属污染评价及来源探析

土壤中重金属污染往往是多种成因来源和作用途径叠加综合的结果,简单地判别重金属元素来源不足以为区域土壤重金属污染治理提供足够信息,需定量计算各类排放源对元素的相对贡献率,确定主要污染源。中国青藏高原表土重金属含量近年来有聚集趋势,但是对于重金属来源的定量解析缺乏,位于青藏高原东部区域以及农业土壤的研究也有待补充。为深入了解青藏高原东部典型高山农业区的土壤重金属分布特征、生态风险及污染来源,本文对青海省泽库县的表层土壤（0~20cm）样品进行了采集,对As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn等10种重金属含量进行了分析。采用原子荧光光谱法（AFS）、电感耦合等离子体质谱/发射光谱法（ICP-MS/OES）等方法测定元素含量,结合基础统计分析方法及对比分析法,研究了重金属含量和空间分布特征;应用富集因子（EF）、地累积指数（Igeo）和潜在生态风险指数（PERI）确定了研究区土壤重金属污染程度和生态风险情况,并利用主成分分析-绝对主成分分数-多元线性回归模型（PCA-APCS-MLR）定量解析了重金属主要潜在来源。结果表明：①As元素的含量均值高于土壤国家环境质量标准,其他重金属含量均小于土壤环境质量标准值。②与中国土壤环境背景值与青海省表层土壤背景值相比,Cd、Hg含量均小于背景值,As、Mn均值含量远超背景值,Co、Cr、Ni、Pb、Zn含量略大于背景值,Cu基本接近于背景值。③富集因子（EF）、地累积指数（Igeo）和潜在生态风险指数（PERI）分析结果基本一致,As表现出的危害趋势最高,其他重金属均较低。④空间分布上,泽库北部重金属含量明显要高于其他区域,位于泽库县东北部的麦秀镇表现出多种重金属含量高的现象。⑤与青海湖流域、公路沿线土壤、玉树县等青藏高原其他区域相比,泽库县表层土壤中As、Mn含量较高。Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn元素含量基本上要高于青海湖流域地区,但是与公路沿线、玉树县等人为活动较为丰富的区域相比则含量低。与三江平原、淮北平原等典型平原地区农田土壤相比,泽库县作为典型高山区域的农田区域,其重金属含量绝大部分要低于平原地区农田土壤。⑥根据相关性分析、主成分分析和PCA-APCS-MLR的结果,研究区重金属主要有4个来源,自然源对Cr、Co、Mn、Ni贡献率分别为64.49%、48.35%、67.68%、77.99%,交通源对Cd、Pb、Zn影响大,贡献率分别为75.46%、50.75%、55.54%,矿业冶炼对于As、Cu影响较大,贡献率分别为43.52%、37.29%,大气沉降的远源因素对Hg的影响最显著,贡献率达到43.39%。其他源对As、Cr、Hg、Cu 和 Pb的影响也较大,需进一步研究明确。综上,对于泽库县,As较其他重金属元素富集明显,但富集程度不高,需进一步预防土壤中As的深度污染。研究区内重金属有自然源、交通源、矿业冶炼及大气沉降的远源等主要4种来源,其他源的定性未能明确需进一步加强研究,而4个主要来源中有3个来源属于人类活动性质,因此人类活动对于泽库县这类典型高山农业土壤的重金属影响需受到关注,采取相关措施避免重金属污染富集现象加重。     

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。