Environmental geochemistry and ecological risk of vanadium pollution in Panzhihua mining and smelting area, Sichuan, China

1 Introduction Vanadium (V) is a relatively abundant elemenwhich is widely distributed in nature; howeverworkable V deposits are very rare (World HealthOrganization, 2001). Vanadium is a trace elementwhich may be beneficial and possibly essential fohuman…     

攀枝花矿区表层土壤中钒的环境地球化学研究

在系统采集攀枝花采矿区周边地带的表层土壤样品及土壤剖面样品的基础上,通过地球化学调查和实验,研究了表层土壤中钒的分布规律、地球化学活动性及潜在的生态风险。结果表明：(1)攀枝花矿区大部分地带的表层土壤受到了钒的污染,表层土壤钒的平均含量是中国土壤背景值的279倍;(2)土壤剖面中钒的含量随深度增加而降低,表明土壤中钒的来源受母质影响较小;(3)采用富集因子得到的表层土壤钒的人为污染以轻微污染和中度污染为主;(4)采矿过程中产生的粉尘通过干沉降是引起表层土壤钒污染的主要原因;(5)表层土壤中钒以残渣态为主,其次为可氧化态和可还原态,而酸溶态所占的比例最小,但生物可利用的钒含量较高,存在轻微的生态风险。因此,应加强矿区钒污染的监测,制定有效控制对策,降低钒污染的生态风险。     

攀枝花公园土壤中钒的地球化学形态及潜在生态风险

钒是人和动物必需的微量元素,但过量又会给动植物及人体健康造成损害.近年来随着钒矿的开采,土壤钒污染及其危害日益受到人们的重视.采用改进的BCR方法(按顺序提取元素形态的方法),系统测定旱季和雨季攀枝花公园土壤中钒的地球化学形态,研究土壤中钒地球化学形态的分布及变化特征,以此评价土壤钒污染及潜在生态危害.结果表明:土壤中不同形态钒的含量顺序为残渣态可氧化态可还原态酸可溶态,旱季和雨季土壤中钒的形态变化不明显;攀枝花公园入口处各形态钒的质量分数均较高,与该处人员流动密度大有一定的关系,而在儿童游乐区、休闲区、休憩区各形态的钒无明显的高异常;采用中国土壤背景值计算得到的土壤中钒的污染指数较高,超标率为100%,而采用加拿大城市公园土壤中钒环境质量标准计算得到的污染指数较低,但仍有近一半的样点超标,雨季较旱季钒的污染指数高;通过风险评估编码方法得到的土壤中钒的生态风险为低风险等级,应引起注意.     

Geochemical Baseline and Trace Metal Pollution of Soil in Panzhihua Mining Area

A total of 31 topsoil samples were systematically collected from the Panzhihuaminingarea including steel smelting,coal mining ,urban and rural districts.A normalization procedure was adopted to establish the environmental geochemical baseline models for this area.By using the above baseline models,the regional geochemical baseline values of As,Cr,Cu,Ni,Pb and Zn were determined.On the basis of the baselines,the enrichment factors were used to analyze the mechanism of trace metal pollution in topsoil from anthropogenic sources,and the results showed that the serious trace metal pollution is caused by human activities in coal mine,iron mine,smelting factory,tailing dam and other industrial districts in the Panzhihua area.     

攀枝花地区不同工业区表层土壤中重金属分布的特征

作者在本文中研究了攀枝花地区不同工业区表层土壤中重金属的污染特征及元素组合。结果表明，煤矿区以Cd,Ni,Cu,Zn污染为主，攀钢工业区以Ni,Cu,Cd, Cr污染为主，其它工业区以Cd,Ni污染为主。不同工业区的重金属元素组合特征基本一致，即分为As-Cd-Cu-Ni-Pb和Cr-Zn两组。     

钒的生物效应及其环境地球化学行为

微量元素与人体健康间的关系,近年来日益受到重视。钒是动物和人体所必需的微量元素。适量有益。过量则有毒。钒的毒性大小取决于钒的总量、钒的赋存价态和赋存形态。本文综述了近年来国内外科研工作者在钒的生物效应、环境中钒的来源及环境介质中钒的赋存状况等方面所做的工作。     

贵州省岑巩县注溪钒矿开采引发的主要环境问题

全面分析注溪钒矿在未来开采中可能引发的环境污染和地质灾害。提出矿产资源开发与矿山地质环境污染治理同时进行的建议。     

云南金顶超大型铅锌矿区水系沉积物中镉的形态分析

金顶矿区长期的矿业活动造成矿区水系沉积物严重污染.通过沉积物中Cd的化学形态分析发现:矿区沉积物中Cd元素形态主要以可还原态为主,其次为可氧化态Cd、残渣态Cd和弱酸提取态Cd.沉积物中Cd的形态特征受污染源的控制.当沉积物受氧化矿为主体的污染源控制时,镉的弱酸提取态和可还原态相对较高(占总金属量的90%以上),而当沉积物受硫化矿为主体污染源控制时.镉的弱酸提取态和可还原态相对较低(仅占总金属量的20%左右).池江水系沉积物中Cd的弱酸提取态占相当大比例(占金属总量的18.8%),在表生环境中极易释放出来并污染水体,对矿区乃至矿区下游流域生态环境构成直接的危害.     

南京栖霞山铅锌矿区铅同位素示踪

南京栖霞山铅锌矿已开采50余年,环境问题日益突出。为了了解污染来源和污染传播方式,采集了该地水、土、植物、大气沉降、燃油灰尘、矿石、人血和生物等多种样品进行重金属元素含量和铅同位素示踪分析。结果表明矿区重金属污染严重,且污染随着靠近矿区而逐渐加重,重金属元素Pb、As、Cd、Cu、Zn之间相关性明显,初步反映了污染与矿山有关;同位素分析显示,矿区大气沉降样品、大部分植物样品、部分土壤和部分生物样品铅同位素组成与矿石铅同位素组成相似,证实了污染源为矿山。另外,大气沉降与植物样品铅含量高且它们的铅同位素组成相当,反映了大气沉降是污染传播方式之一。     

宿州矿区浅层地下水污染评价及源解析

宿州矿区由于长期煤炭开采,不仅形成了浅层地下水降落漏斗,而且造成了不同程度的地下水污染,其污染现状及主要形成原因尚不清楚。为此,本文利用研究区水土污染调查获取的21个地下水样品的 {\mathrm{NO}}_3^{-}等13项污染指标开展地下水污染源解析工作。在采用改进内梅罗综合污染指数法对研究区浅层地下水环境质量进行评价的基础上,利用因子分析和反距离权重插值方法对研究区浅层地下水进行污染源及空间分布特征解析。研究结果表明:(1)研究区浅层地下水受到了重度污染,以Ⅳ类水为主,污染较严重的指标为 {\mathrm{NO}}_3^{-}、Mn、Fe和F^-。(2)研究区浅层地下水主要包括4个污染源:原生地质环境(F1),其高值区分布在桃园煤矿及其周边;矿坑排水和矸石山淋溶作用下形成的矿业废水(F2),其在桃园和钱营孜煤矿及其周边地区污染较为严重,其余矿区也存在一定程度的矿业废水污染;由生活垃圾、人畜排泄物造成的农村污水(F3),其污染地区主要为朱仙庄和芦岭煤矿一带; 由化肥施用引起的农业污染(F4), 其高值区集中在朱仙庄煤矿及其周边区域。地下水水质的主要影响因素是浅层地下水原生地质环境和矿业废水,其中约有51.040%的污染来源于原生地质环境及煤矿矿业污染的混合污染,约有11.841%的污染来自煤矿矿业废水,其余污染主要来源于农村生活和生产污水以及农业面源污染。(3)研究区浅层地下水主要污染区域为桃园和钱营孜煤矿一带,祁南和祁东煤矿污染相对较轻,朱仙庄和芦岭煤矿水质较好。(4)建议对矿区地下水主要污染源及污染途径进行综合防治:加强矿坑排水口的污水达标排放监管力度;煤矿企业采用生产建筑材料等方法提高矸石的综合利用率;进一步加强与矿区污水、垃圾填埋处理等相关的基础设施建设。     

金昌市铜镍矿区周围土壤中重金属的迁移特征

对金昌矿区不同区域土壤5~20 cm层中重金属各化学形态及活性态的迁移行为进行了研究,结果表明：土壤中重金属不同化学形态迁移率不同,弱酸提取态、可还原态、可氧化态和残渣态平均迁移率分别为0.13、0.51、0.30和0.54。重金属总量和活性态（包括弱酸提取态、可还原态、可氧化态）迁移率也表现出很大差异,尾矿区土壤Cr总量迁移率较高为0.65,而其活性态迁移率较低为0.26,Ni与Cr迁移特征完全相反,总量迁移率为0.26,而活性态迁移率为0.67;农田土壤中Pb总量迁移率低而活性态迁移率高,Ni与Zn特征相似,总量迁移率高而活性态迁移率相对较低;大棚地土壤中重金属迁移率均较低,Cu和Ni活性态几乎未发生向下迁移。可见,重金属的迁移与其化学形态分布关系密切,与重金属总量的迁移率相比,活性态迁移率能够更有效地反映出土壤中重金属的迁移特征和潜在危害性。     

广西刁江沿岸农田受矿山重金属污染现状与治理对策

刁江流域的源头区域是我国名的矿区，长期以来不合理的矿产资源开发利用行为导致了刁江沿岸农田严重的重金属污染。本选择污染最严重的金洞村农田进行典型调查与分析，根据两个剖面不同深度的重金属含量和形态分析结果，认为该农田受到了严重的As、Pb、Cd、Zn复合污染。由于土壤污染十分严重，建议采取工程治理措施，或改变污染农田利用模式，即根据新的土壤资源特点，设计土地利用模式。     

固体废弃物的生态环境效应分析——以兖济滕矿区煤矸石为例

兖济滕矿区煤矸石长期露天堆放,既造成大量土地资源浪费,又造成矿区水体、土壤、大气等环境污染,是不容忽视的环境污染源地。从矿区煤矸石的化学成份和矿物成份分析可以看出,煤矸石的化学成份以SiO2为主,其次为Al2O3;矿物成份以高岭石为主,其次为石英。选用大量测试数据对煤矸石中有害微量元素对水环境、土壤环境的污染效应进行了研究,认为：煤矸石在酸性条件下淋溶析出的重金属的含量均超过了生活饮用水标准;碱性条件下,除Cu、Zn、As外,其余的也超过了地面水环境质量V类水的标准：煤矸石回填区的As、Cu、Pb、Zn四种重金属对矿区水环境影响不明显;填矸石的汇水区以及矸石山附近的水井水化学类型已由重碳酸型转变为硫酸型,部分区域已经受到了SO4^2-、总硬度、固形物的污染;矿区煤矸石堆放对附近土壤的影响并不显著,但某些有毒有害的重金属元素远远大于背景值,植物在土壤中对其吸收与积累可能形成潜在危害性。最后指出了降低煤矸石污染、提高煤矸石的综合利用才是解决矿区固体废弃物生态环境效应的主要途径。     

Environmental Geochemistry of Mining Activities in Panzhihua Region, Southwestern China

INTRODUCTIONMining activlties have significant envi ronmenta1 inll)ac'l ssuch as visual intrusions, dust, noise, blasting, trafflc and h}'drology (Kwolek, l999; Ripley et al., l996 ). The l)rot'csst'sof mineral extraction, processing, smelting and refinlng;1rt'never approximate to the environmental neutrality, but tht' affected areas can be ameliorated (KwoIek, l999; Klukanov;1;llltlRapant, 1999). The regions, where mining activities are I,r('sent or continuous for a long tlme, are pote…     

矿山水土污染与防治对策研究

矿山水土环境污染是采矿活动引发的主要环境地质问题之一。我国矿山数量众多,水土污染比较普遍,尤以金属矿山最为严重,矿山水土污染防治是今后开展国土空间生态保护修复的重要内容。基于全国矿山地质环境摸底调查成果资料,对矿业活动不同阶段的水土污染风险以及不同矿山的水土污染类型、特征和污染物迁移演化规律等进行了研究。分析指出:矿业活动过程包括勘探、建矿、开采、洗选、冶炼等多个阶段,而水土污染风险贯穿于矿业活动全过程,不同阶段的污染风险不同;矿产资源开发造成的水土污染物类型、特征因开采的矿产类型不同而不同,呈现出特征污染物与矿体母岩的高度相关性;矿山及其周边污染物的迁移作用受污染物自身的物理化学性质和外界环境条件的影响,在矿山长期持续开采条件下矿山水土污染物存在累积效应,而矿产资源集中开采区的污染物扩散表现出叠加效应。通过对某典型水土环境污染案例的分析研究,初步证实了上述推断。根据我国矿山水土环境污染多发性和复杂性的特点,建议今后开展矿山水土污染防治工作应区分不同类型矿山、不同地质环境条件、不同污染物特征、不同污染程度,采取分类施策、系统修复、标本兼治的对策,以实现矿山环境明显改善。     

内蒙古废弃钨钼矿区周围土壤重金属污染生态环境评价及成因分析

为研究内蒙古赤峰市废弃钨钼矿区周围土壤重金属污染特征、潜在生态风险及成因分析，共采集83份表层土壤样品和6个土壤钻孔。采用ArcGIS空间插值分析方法研究As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Mo和Zn的空间分布，构建重金属扰动指数函数研究重金属受人类活动的污染程度，利用地累积指数法验证矿区周围土壤重金属污染程度，通过相关性分析判断重金属来源并讨论污染成因。结果表明：矿区周围土壤As、Cd、Cu、Pb、Zn和Mo平均含量明显高于矿区周边背景值，高含量主要分布尾矿库周围，主要来源为矿山采选活动；Cr和Ni基本无污染，主要来源为母岩风化。通过重金属扰动指数函数计算发现：采用区域背景值对矿区周围进行重金属污染评价夸大了矿山采选活动对矿区周围土壤重金属的污染，矿区周围土壤重金属污染是由于天然重金属富集和采矿活动共同作用下的“双驱动模式”导致，尾矿库周围土壤重金属污染程度随着与尾矿库水平距离的增加和深度的加大而逐渐降低。降水量丰富程度是影响重金属迁移能力的关键因素，该矿处于降水量匮乏地区，尾矿库对周围土壤重金属污染范围有限，对生态环境影响轻微。     

碱改性凹凸棒石对土壤中镉化学形态及环境风险的影响

凹凸棒石进行碱改性后性能的提高,为其钝化修复重金属污染土壤提供重要基础.本文采用不同比例的氢氧化钠对凹凸棒石进行改性,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)分析改性前后凹凸棒石理化特性的变化,并在人工配制的重金属Cd污染土壤上进行钝化实验,研究氢氧化钠改性凹凸棒石对污染土壤中Cd...     

陕西山阳县黑色岩系中中村—银花钒矿床地质特征

秦岭黑色岩系中带的钒矿构成超大型规模,中村-银花钒矿是大型钒矿的典型代表,产于下寒武统水沟口组中段硅质板岩-泥板岩-粘土质泥板岩岩性转换过渡层位中.矿石根据岩性划分为硅板岩型、粘土质泥板岩型和硅质泥板岩型3种类型.矿层延长及厚度稳定,V2O5品位为0.70%～1.17%.研究查明,钒与粘土质、泥质板岩密切相关,钒在粘土泥板岩中相对富集.钒与铝、钾、铁存在较密切的地球化学共生关系.钒以钒酸盐、磷酸盐及吸附状态存在于高岭石、水云母中.研究认为,含钒黑色岩系是扬子大陆向华北大陆俯冲启动下,于早寒武世扬子大陆北缘斜坡出现在拉伸裂谷式沉积环境,发育滞留深水环境下的炭-泥-灰-重晶石-硅质含钒沉积建造,含钒的炭质硅板岩-炭质泥板岩层具有热水沉积产物的特征.     

Quantification of vanadium adsorption by German soils

Vanadium adsorption by soils representing different soil types from Germany has been studied. For 30 soils ‘Freundlich’ type sorption isotherms have been deduced from laboratory vanadium(V) adsorption experiments. The native adsorbed vanadium quantity of a soil (S₀) and the Freundlich parameters m and log k have been determined by non linear regression of the experimental data to the Freundlich model. Pronounced differences in vanadium adsorption of different soils exist and could be quantified. The vanadium adsorption data could be generalized by grouping the soils into four classes according to their vanadium adsorption properties. For each class (sandy soils, top soils, sub soils with pH < 5.5, and sub soils with pH > 5.5) mean Freundlich parameters m and log k have been calculated to be 0.59, 0.72, 0.52, 0.57 and 2.55, 2.89, 4.29, 3.41, respectively. These parameters can be used to estimate vanadium sorption properties of soils for which no vanadium sorption experiments are available. Aqua regia soluble vanadium contents of the studied soils (range 1.7–143 mg/kg; median 32 mg/kg) and leached vanadium concentrations from experiments without vanadium addition (range 0.08–37 µg/l; median 2.1 µg/l) are also given.     

遵义铜锣井锰矿区土壤锰等元素的环境地球化学特征

对遵义铜锣井锰矿区及其背景区土壤的研究表明：（1）土壤母质岩石是控制土壤全量锰的主要因素，土壤有效锰受全量锰的制约。有效锰还受土壤物理化学条件的制约。总体上锰趋向于在表层土壤中富集。（2）土壤中锰的污染既有自然污染，也有人为污染。自然污染全量锰深层土壤大于浅层土壤；人为污染主要影响土壤表层，以表层土壤中高锰为特征，其深层土壤中锰与无污染状态相似。（3）锰矿开采造成的污染主要是锰的污染，其他元素如Cu，Zn，Co，Ni，Cd，Fe2O3，K2O污染不明显或无污染。土壤中全量P2O5可能受到了污染，但有效P2O5较低且分布无规律，反映不出锰矿开采造成的影响。