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。     

铁矿区复垦土壤重金属含量变化趋势及其污染评价

通过齐大山矿区不同复垦年限土壤重金属含量变化的趋势,应用内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法对土壤重金属污染状况进行了评价。结果表明:未复垦土壤重金属含量(除As外)均高于辽宁省背景值,随复垦年限的增加,矿山复垦土壤重金属含量多数呈先增加后减少的趋势。以国家《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)为评价标准,Ni处于警戒级;Cd在未复垦地区处于警戒级,复垦后处于安全级;其他元素皆处于安全级。以辽宁省土壤背景值为标准,产生潜在生态危害的主要为Hg和Cd;Zn、Cu、Ni、Pb、Cr和As属轻微危害水平;复垦后总的潜在生态风险程度由中等变为轻微。     

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...     

河北西石门铁矿区土壤重金属污染空间分析及风险评价

矿区土壤重金属污染严重威胁着生态环境和周边居民的健康,对其进行有效监管意义重大。河北西石门铁矿是邯邢地区的大型磁铁矿床,针对该矿区土壤重金属污染亟待开展综合研究。本文以西石门铁矿一号矿区为研究对象,利用地球化学、统计学、地理信息学等多学科技术,对9种典型土壤重金属的空间分布和污染风险进行分析。采用ICP-MS测定重金属含量,通过描述性统计分析、多元统计分析和空间插值分析得到重金属超标率、污染来源及空间分布特征,并结合单因子污染指数、内梅罗综合污染指数、潜在生态危害指数评价其污染风险。描述性统计分析结果显示,矿区土壤Co的超标率为75.83%,属重度污染,Cu、Cd、As的超标率分别为14.70%、21.40%和13.29%,属中轻度污染,Cr、Ni、Zn、Pb和Hg的超标率均低于5%,属轻度污染;多元统计分析结果显示,Cr、Ni、Zn、Cd、As和Pb来源于成矿区自然风化环境污染,Co和Cu来源于采矿生产、化肥使用造成的人为环境污染,Hg来源于人为因素造成的局部污染;空间插值分析结果显示,重金属含量在马会河两岸露天采矿区较高,在河流和居民区较低;污染风险评估结果显示,研究区内梅罗综合污...     

矿区土壤重金属污染及修复技术研究进展

【研究目的】土壤重金属污染是造成土壤生态环境质量下降、农作物重金属超标,甚至危及人体健康的主要因素。采矿及冶炼活动是土壤重金属污染的主要来源,中国矿山贫矿多、难选矿多、共伴生矿多,矿山开采过程中产生了大量的有毒有害重金属进入土壤,由于采矿活动造成土壤重金属污染严重。目前,寻找合适的方法修复矿区重金属污染土壤是国内外环境科学领域研究的热点和难点。【研究方法】本文通过查阅大量矿区重金属污染土壤修复技术方向的文献,综述了国内外关于矿区土壤中重金属污染的特点、危害及修复技术最新研究进展。【研究结果】目前矿区土壤重金属污染的修复方法包括：（1）工程修复技术：客土法;（2）物理修复技术：电动修复法、玻璃化法、热处理法等;（3）化学修复技术：土壤淋洗法、固定/稳定化法等;（4）生物修复技术：植物修复法、微生物修复法等。【结论】目前客土法是使用较广、最有效的处理技术,植物修复技术是应用前景最好的技术。在实际矿山重金属污染土壤修复中,单一的修复技术往往存在一定的局限性而不能满足修复需求,因此可采用多种修复技术相结合的联合修复方法相互补充,以达到最佳修复效果。     

土壤重金属污染评价方法研究进展

从技术应用的角度,将土壤重金属污染评价方法分为传统的方法和基于GIS的评价方法两大类.本文阐述了评价方法的研究进展,分析了主要评价方法的优缺点,最后对评价方法做出了展望.     

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。      

洛阳城区土壤重金属污染现状评价

通过用基准值与表层土壤重金属含量对洛阳市城区表层土壤污染程度进行评价。人类活动和工业化进程加快,来自多方面的环境污染不断加重,造成土壤环境质量不断下降。现代工业生产及古人类活动是造成洛阳城区内局部地段严重污染的主要原因,自然地质作用现象轻微。     

湖南株洲市土壤重金属分布特征及污染评价

对株洲市土壤重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg、As污染现状进行了调查与评价。结果表明:①株洲市60个样品中Cd已达到重度污染程度,污染严重;Cu、Hg、As处于中度污染;Pb、Zn、Cr属于轻度污染。内梅罗综合污染指数也已达重污染。②不同土地利用类型土壤中各重金属含量由高到低变化如下:Cu、Zn、Cr为水田→菜地→旱地;Pb、Hg、As为旱地→水田→菜地;Cd为菜地→旱地→水田。③不同土壤类型中各重金属含量由高到低变化如下:Zn、Cd、As为潮土→粘土→红壤;Pb、Hg为粘土→潮土→红壤;Cr为红壤→潮土→粘土;Cu为潮土→红壤→粘土。     

吉林省主要大豆种植区土壤重金属污染评价

本文针对吉林省5个主要大豆种植区重金属分析测试结果，选取国家颁布的《土壤环境质量标准》（GB15618－95）为评价标准，进行了重金属污染评价，其结果为：只有敦化种植区铜，镍和桦甸种植区铜含量超标，并且为轻度污染，其它地区重金属污染指数（P）小于1，即土壤未受到重金属污染。     

Assessment of heavy metals contamination in soils of Dexing region, Jiangxi Province, China

Heavy metal contamination has attracted huge concern due to its toxicity, abundance and persistence in the environment, and subsequent accumulation in soil, sediment and water. Mining is one of the most important sources of heavy metals in the environment. Mining-milling operations and disposal of tailings （the finely ground remains of milled ores） in addition to smelting and metal refining provide significant sources of pollution. Mining and mineral processing in the Dexing region of China have been carried out for over forty years and have contaminated the soils with heavy metals, Many studies were conducted to assess and establish the extent of heavy metal contamination in the soils due to mining. The aim of this work was to assess the environmental impact of mining on soils in the Dexing region and to identify the main factors involved in heavy metals dispersion. A 4800 km^2 study area was assessed with respect to its heavy metals on the basis of the current guideline values. In order to assess the extent of heavy metals contamination resulting from past mining activities in the Dexing region, 919 soil samples were collected and analyzed for As, Hg, Cd, Cr, Zn, Cu and Pb, Heavy metals levels were determined using inductively couple plasma-atomic emission spectrometry and X-ray fluorescence spectrometry. Results of soil samples reported concentrations between 1.790-899 mg/kg for As, 0.034-4.980 mg/kg for Hg, 0.043-8.330 mg/kg for Cd, 10-666 mg/kg for Cr, 25-18500 mg/kg for Zn, 6-1825 mg/kg for Cu, and 16-1312 mg/kg for Pb, respectively. The maximum values of As, Hg, Cd, Cr, Zn, Cu and Pb concentration in soils were up to 60, 33, 41, 7, 185, 52 and 37 times higher than the tolerable level, respectively. Meanwhile, the single-factor pollution index and Nemerow pollution index were used to assess the environment quality of heavy metals contamination.     

基于GIS技术的江西德兴地区水系沉积物重金属污染的潜在生态危害研究

矿山开发必然对矿区及周边地区的生态环境造成危害。对矿山及其周边地区的生态环境进行现状调查和评价,为生态环境治理客观依据,显得极为重要。在江西德兴地区,系统采集该区域330个水系沉积物样品,并采用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样品中重金属的含量基础上,采用潜在生态危害指数法和GIS空间分析技术研究该地区的水系沉积物重金属污染的潜在生态危害。研究结果表明,德兴地区水系沉积物重金属污染的潜在生态危害范围较大,强—很强的生态危害区主要集中德兴铜钼和铅锌矿区、德兴河与大坞河流域及其周边地区,而乐安河下游沿岸以及乐平附近与西北部景德镇附近的少数煤矿区、婺源县城附近和东南角玉山县北西的铜钼矿点附近地区主要为零星中等生态危害。     

Heavy Metal Distribution in Soils near the Almalyk Mining and Smelting Industrial Area,Uzbekistan

Abstract: The present study demonstrates distribution and chemical forms of heavy metals in soils of the Almalyk mining and smelting industrial area along five transects. The study area is located in Almalyk, Uzbekistan, where the intensification of industrial enterprises negatively impacts the environment. The distribution of 17 heavy metals (Cu, Zn, Pb, Sc, V, Cr, Co, Ni, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, Th, and U) were studied in 21 sampling locations (21×3=63 soil samples) along five radial transects with a total length of 60?km downwind deposition gradient. Soil samples were collected from the upper layer (0–10?cm) at 4–6?km intervals. As a result of X-ray fluorescence spectrometry analyses by using X-ray fluorescence spectroscopy (XRF, Philips Analytical Ink, USA ), a significant decrease in heavy metal (Cu, Zn, Pb) deposition was found going from the source in a downwind direction. Soil samples taken from the first location (near the pollution sources) showed higher concentrations of Cu, Zn and Pb, and lower concentrations with increasing distance from the source. Obtained data showed different impact of pollution sources to heavy metal deposition and distribution in soils. The Almalyk mining and smelting complex is the major source of Pb, Zn and Cu enrichment in soils. Distribution of other trace elements does not exceed background content and suggests lithogenic background. This allowed us to divide these elements into two groups: (1) technogenic (Cu, Zn and Pb); and (2) lithogenic (Sc, V, Cr, Co, Ni, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Ba, Th and U) origins.     

德兴铜矿低品位矿石堆浸场与大坞河流域土壤重金属元素形态的环境特征

本文主要采用连续提取法对德兴铜矿地区低品位矿石堆浸场和大坞河流域的土壤样品进行元素形态分析。低品位矿石堆浸场中As、Cu元素含量最高分别达到95.7μg/g和1867μg/g,都严重超过国家三级土壤标准,但是通过元素形态分析得到,As元素主要以硫化物态存在(百分比为50%-80%),Cu元素主要以有机结合态存在(百分比为50%-60%),能稳定存在于矿石中。其他元素如Cd、Mo、Pb、Zn都以有机物结合态为主,Cr元素以硅酸盐态为主,Hg元素以硫化物态占主要,重金属迁移性差,对环境的影响不大。大坞河流域上中下游元素形态组成变化不明显。Cu元素含量(平均为400-500μg/g)超过国家三级土壤标准,但是Cu元素主要是以有机结合态存在(比例为35%),稳定性相对较好。而Cd元素虽然在样品中含量在国家三级土壤标准之下,其水溶态、吸附态和碳酸盐态所占的比例较大(30%左右),容易发生迁移转化,对环境的影响较大。Pb元素以有机结合态为主,百分比达到45%;As、Hg元素以硫化物态占主导,百分比大于50%,对环境有潜在的影响。其他元素如Cr、Mo、Zn的硅酸盐态比例最大(50%左右),能比较稳定的存在于土壤中,对环境的影响较小。     

江西德兴矿集区水系沉积物重金属污染的时空对比

对比研究矿山开采一定时段内区域环境污染的时空变化特征,对于动态监测矿山开采对区域环境质量的影响情况、污染趋势等,具有重要的科学意义和实际价值.本文在利用2004年野外采集与测试分析的330个水系沉积物样品重金属含量数据基础上,充分利用矿山开采早期(1989)的1:20万乐平幅(As、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu、Pb)水系沉积物地球化学图,通过数据预处理,分别对样品采集点重金属元素含量的统计分析和地质累积指数法评价的基础上,采用GIS的二维空间分析功能,对比研究德必地区水系沉积物重金属污染时窄变化.研究结果表明,十几年来,矿山开采对区域水系沉积物已造成了严重的污染,主要集中分布在是德兴铅锌和铜钼矿区德兴河与大坞河流域及其周边地区、乐安河下游沿岸局部地区、西北煤矿区以及乐安河下游乐平附近的煤矿区.     

德兴铜矿矿山污染高光谱遥感直接识别研究

利用高光谱图谱结合特征开展矿山污染直接识别研究.首先详细分析了德兴铜矿矿山污染(废矿、废水以及植被) 地物的光谱特征, 总结出可利用于直接识别和提取这些污染物的特征光谱, 从而利用矿区航天Hyperion高光谱数据并以矿物识别谱系技术为主有效地识别出矿区的污染类型及其分布.对于以黄铁矿等含铁矿物为主的围岩或贫矿矿石的氧化污染利用70 0nm、10 0 0nm以及2 2 0 0nm附近的特征吸收分别识别出含Fe3 + 矿物及其Fe2 + 和Fe3 + 混合矿物, 并进一步根据光谱特征识别出赤铁矿和针铁矿; 根据矿区水体在6 0 0nm附近吸收特征的差异相对区分出酸性水、碱性水和中性水; 根据植被在6 85nm附近的最大吸收深度相对地划分植被污染程度.最后建议建立矿山污染地物光谱数据库.该研究为利用高光谱的技术优势快速且有效地直接识别与提取出污染源的种类、类型并分析其潜在的污染趋势提供了新的思路, 为矿山污染监测、治理规划和复垦提供了新技术和知识支撑.      

江西省德兴铜矿矿区重金属元素的环境效应

本文系统研究了德兴铜矿排石场和尾砂库的环境问题,以环境介质（水土植物）中重金属元素含量为研究对象,论述矿区重金属的环境效应。研究结果表明祝家村低品位矿石堆浸场淋滤产生的酸性废水是造成大坞河流域重金属污染的主要来源。大坞河上游水体中Cu元素含量高达14506μg/L,是国家Ⅲ级水标准的14倍之多,Zn元素含量高达2938μg/L,是国家Ⅲ级水标准的2.9倍,同时pH值在3~4范围内;到中下游水体中Cu元素含量减小到几千到几百μg/L,水质有所改善。大坞河沿岸上游和中游土壤重金属含量受河水影响,随着与河岸距离的增加而减小。同时水稻中Pb元素含量是国家粮食标准的2倍。推测4#尾砂库尾砂表层氧化带深度大于80cm;而1#尾砂库库内尾砂中氧化带估计在0~25cm处。推测两个尾砂库产酸能力小于酸中和能力,故坝底水中pH值在7左右,对周围水体影响较小。与4#尾砂库距离近的石墩头村稻田表层土壤中Cu、Mo元素含量较高,远离尾砂库土壤中重金属含量降低。同时4#尾砂库周围土壤中Cd、Pb、Cu元素的吸附态、碳酸盐态比例在20%左右,因而在酸性环境下较容易被植物吸收。1#尾砂库矿建村种植的小白菜中Pb元素含量超过国家蔬菜标准的4倍,Cu、Pb、Zn元素含量严重超过背景值。     

北京市密云水库上游土壤重金属污染调查评价

2002年9月在密云水库周边及上游地区(北京境内)总共采集土样98个,以《土壤环境质量标准》GB15168-95Ⅰ级标准为评价标准,对密云水库上游地区土壤重金属Cd、Pb、As、Hg、Cr、Cu、Ni、Zn的污染状况作了初步评价。研究结果发现密云水库周边及上游地区重金属污染以Cr和Hg为主,牤牛河上游为污染最严重地区,清水河上游、潮河下游放马峪地区、德田沟--崎峰茶地区受Cr元素轻度污染。该地区土壤重金属污染,主要原因是金属矿山不合理排放的尾砂及废矿石等人为因素所致。     

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。