粤北大宝山矿酸性排水中铅元素环境地球化学

粤北大宝山铁多金属矿床的开发给环境带来了严重的危害。采选冶产生的酸性排水及固体废弃物堆积的淋滤酸水,携带浸滤出的大量重金属离子流入下游河道,严重影响矿区及酸水流域的生态环境。结果表明,河流水中高Pb含量直接源于尾砂,并受水体pH值的显著影响。河流底泥能够大量聚集水体中的Pb,在水体pH值降低时,相对稳定存在的Pb会被再次从河流底泥中释放出来,形成河流二次污染。土壤中Pb含量受土壤pH值和土壤粒度的影响,食用蔬菜中Pb的高含量由土壤Pb高含量决定,并受土壤pH值的影响,通过改善农业灌溉水质,提高土壤pH值,可以降低蔬菜重金属Pb含量。     

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。     

鄱阳湖水系重金属元素地球化学特征及入湖通量

江西省多目标区域地球化学调查显示,鄱阳湖流域河流两岸土壤(河漫滩沉积物)中存在明显的重金属异常带。为揭示河流两岸河漫滩沉积物(土壤)中重金属元素的来源、输送通量及其沉积历史,分别于丰水期和枯水期系统采集了鄱阳湖流域赣江、信江、饶河、抚河、修水及鄱阳湖湖水、悬浮物等样品,分析As、Cd、Pb等元素含量。研究表明：As、Pb、Cu、Zn等元素在研究区河流中的含量普遍较高,不同时期河水中的元素含量有较大的差异;各重金属元素在研究区河流迁移形式有很大的差别,As和Cd主要以离子态形式迁移,但Cd悬浮态迁移形式所占比例也很大;Pb、Zn、Cu和Ni主要以悬浮态形式迁移;重金属在河流水体和悬浮物两相中的分配受水体pH值、温度和悬浮物浓度等因素影响,不同的元素受这些因素的影响程度有很大的差别;按各支流输送通量,赣江和信江对湖区重金属元素输入通量的贡献最大,是鄱阳湖Cd等重金属元素的最主要来源。     

滇西沘江流域水体中重金属元素的地球化学特征

通过测定流经兰坪金顸铅锌矿区的沘江水体中Pb、Zn、Cd、As的含量和底泥中重金属元素的化学形态的含量,分析了重金属元素的分布和化学形态的变化。结果表明,沘江水遭到了Cd污染,底泥已经成为重金属元素的蓄积库,以国家土壤环境质量标准（Ⅲ级）衡量,Pb、Zn、Cd和舡分别超标3．4倍、15．8倍、106倍和2．6倍。沘江水中重金属元素含量的峰值在矿山附近的下游,而底泥中重金属元素的峰值在矿山下游30-50km的地方,矿业活动、水流变缓、pH等水体环境条件的变化都能影响水和底泥中重金属元素的含量。底泥中的Pb以碳酸盐结合态为主,Zn和Cd以铁锰氧化物结合态为主,而As以残渣态为主。Pb、Cd、Zn三种元素的环境有效态含量比较高,对沘江流域生态环境具有潜在的巨大的危害。     

合肥市土壤重金属元素异常及其生态效应

通过对合肥市及其周边地区表层土壤重金属元素异常空间分布特征的分析，查明了生活和工业排污是形成Hg、Cd、Pb、Zn异常的主要原因；相对于深层土壤，表层土壤具有明显的富集特征，自地表向下重金属元素含量呈迅速下降趋势。探讨了土壤重金属元素全量与有效量、土壤pH值的关系，土壤重金属元素有效度大小排序为：Cd〉Pb〉Zn〉Hg，Cd、Pb有效量与全量相关性显著，且与pH值呈负相关，随着土壤cd、Pb元素全量的增加以及土壤不断酸化，其生态风险将显著增大。异常区土壤重金属的累积已造成部分蔬菜重金属超标，进而影响到蔬菜食用安全性，因此，加强土壤环境质量保护，对保证合肥市社会经济可持续发展具有重要意义。     

福建沿海地区土壤-稻谷重金属含量关系与影响因素研究

福建沿海地区土壤Pb含量远高于我国其他地区及全国背景值,其对农产品安全、生态环境的影响值得关注。本文采集该地区典型耕作区58套土壤-水稻样品,查明Pb、Cd等重金属元素含量特征及其关键控制因素。研究表明从水稻根→茎叶→稻谷,重金属元素含量和富集系数呈现明显的下降趋势,有害重金属As、Pb等的递减速率远大于植物营养元素Cu、Zn,指示水稻根部对重金属元素具有一定的阻截作用。土壤-稻谷间Pb具有显著正相关性,显示土壤Pb是稻谷Pb的重要来源;稻谷Pb含量与土壤有机碳呈显著负相关关系,与土壤pH呈弱负相关关系,说明富含有机碳、相对碱性的土壤环境可降低土壤Pb的生物有效性,减少稻谷对土壤Pb的吸收富集。土壤理化条件对稻谷Cd富集系数有显著影响,富含有机碳、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、S的土壤条件有利于阻断稻谷对土壤Cd的吸收,降低土壤Cd污染的生态风险。本项研究为开展水田土壤重金属污染治理修复、预测稻谷食用安全提供了重要的依据。     

陕西潼关金矿区土壤Pb和Cd生物有效性的影响因素及其意义

土壤中重金属形态与其赋存条件之间的关系是评估土壤重金属风险的关键问题。以受金矿开发影响的土壤中Pb、Cd为研究对象,采用动力学方程分析了土壤有机质、粘粒、pH、Eh等对Pb、Cd生物有效性的影响。结果表明,研究区影响Pb、Cd生物有效性的主要因素有土壤有机质、pH及Eh;有机质与土壤中的Pb、Cd总量呈现正相关性;但当有机质含量增加时,Pb、Cd的水溶态和离子交换态含量反而降低;土壤粘粒对Pb、Cd生物有效性的影响不甚明显;虽然较低的土壤pH值会加剧重金属离子的活性,增强其生物有效性,但过高的pH值又会提高Cd碳酸盐态、铁锰氧化态的含量;Pb、Cd生物有效性随着土壤氧化—还原电位的降低而减弱。研究发现,对于Pb、Cd污染的土壤,通过增施有机肥可提高农产品的安全性;保持土壤处于弱酸—弱碱有利于降低农产品风险;在农作物成熟期实施淹水灌溉,降低土壤氧化—还原电位,可抑制Pb、Cd在籽粒中的累积。     

陕西潼关金矿区土壤Pb和Cd生物有效性的影响因素及其意义

土壤中重金属形态与其赋存条件之间的关系是评估土壤重金属风险的关键问题。以受金矿开发影响的土壤中Pb、Cd为研究对象,采用动力学方程分析了土壤有机质、粘粒、pH、Eh等对Pb、Cd生物有效性的影响。结果表明,研究区影响Pb、Cd生物有效性的主要因素有土壤有机质、pH及Eh;有机质与土壤中的Pb、Cd总量呈现正相关性;但当有机质含量增加时,Pb、Cd的水溶态和离子交换态含量反而降低;土壤粘粒对Pb、Cd生物有效性的影响不甚明显;虽然较低的土壤pH值会加剧重金属离子的活性,增强其生物有效性,但过高的pH值又会提高Cd碳酸盐态、铁锰氧化态的含量;Pb、Cd生物有效性随着土壤氧化—还原电位的降低而减弱。研究发现,对于Pb、Cd污染的土壤,通过增施有机肥可提高农产品的安全性;保持土壤处于弱酸—弱碱有利于降低农产品风险;在农作物成熟期实施淹水灌溉,降低土壤氧化—还原电位,可抑制Pb、Cd在籽粒中的累积。     

陕西潼关金矿区太峪河底泥重金属元素的含量及污染评价

通过对潼关金矿区太峪河和太峪水库底泥中重金属元素总量的调查,探讨了金矿开发活动中重金属元素对河流底泥的污染程度。研究结果表明,除As外,河流底泥中重金属元素的含量与尾矿渣中重金属元素的含量变化一致,表明其主要来源于尾矿渣,但又明显高于尾矿渣。在同一地点河流底泥中重金属元素的含量平均高出河水中的1048.61～666030.08倍,呈显著富集。以邻近地区不受工矿活动影响的河流底泥重金属元素的含量均值作为评价参比值,太峪河底泥受到了Hg、Pb、Cd、Cu、Zn元素的极度污染,单项污染超标倍数及综合污染指数法评价结果表明,Hg、Pb、Cd平均污染超标倍数达366.90、217.42和149.97,是底泥中最主要的污染元素。河流底泥重金属元素的综合污染指数高达278.97,表明河流的复合污染亦呈极度状态。太峪河底泥受重金属元素极度污染的现实提示,矿区的环境防治工作已刻不容缓。     

酸性矿山废水影响下流域地表水中镉稳定同位素的调查研究

本研究采集了广东某矿区流域受矿酸性矿山废水(AMD)影响下的地表水、底泥和土壤样品,分析了样品主要的地球化学参数,并对水样进行了Cd稳定同位素的测试。结果表明,从上游到下游,受AMD污染的主要河流水样和底泥样品中重金属元素Cd的含量随着距离增加而降低,与其他重金属元素和大量元素的含量变化趋势一致,p H随着距离的增加而逐渐升高。其中上游拦泥坝水样表现出最高的Cd含量(304.2μg/L)和最低的p H(p H=3.33);底泥中Cd含量普遍较低,介于0.25与39.85μg/g之间,仅在距离拦泥坝下游较近的2个采样点的中达到最高39.85μg/g和38.62μg/g,表明Cd从上游源头向下游迁移的过程中主要以溶解态的形式向下游迁移,且随着距离的增加而逐渐衰减,受污染水体中Cd含量均超过地表水环境质量标准V类水体,远高于底泥中Cd的含量。流域受污染水体Cd的同位素特征值采用?114/110Cdnancy spex表示,其变化范围为:-0.03‰到0.37‰,平均值为(0.19±0.06)‰,与文献(Lambelet et al.2013)报道淡水河流中Cd的同位素分馏值相接近(0.2±0.1)‰。除去其中1个采样点出现最小((-0.03±0.04)‰)镉同位素值,流域受污染河流水体整体富集重的Cd同位素。因此,Cd稳定同位素有可能作为一种新的方法,示踪受地形和水文条件等因素影响的矿山(山地)流域中Cd的污染源及其在环境中的迁移转化过程。     

安徽铜陵林冲尾矿库重金属元素分布与迁移及其环境影响

通过对铜陵凤凰山矿林冲尾矿库中重金属元素的空间分布特征及相关土壤、水系沉积物和植物中重金属元素含量变化的研究，初步了解尾矿重金属元素的空间变化和迁移规律，分析了其对周围环境的影响及潜在危害性，并指出了尾矿库土地综合开发利用的方向。     

Lithological and geochemical record of mining-induced changes in sediments from Macquarie Harbour,southwest Tasmania,Australia

Macquarie Harbour in southwest Tasmania, Australia, has been affected severely by the establishment of mines in nearby Queenstown in the 1890s. As well as heavy metal-laden acid rock drainage from the Mount Lyell mine area, over 100 Mt of mine tailings and slag were discharged into the Queen and Ring Rivers, with an estimated 10 Mt of mine tailings building a delta of ca. 2.5 km² and ca. 10 Mt of fine tailings in the harbour beyond the delta. Coring of sediments throughout Macquarie Harbour indicated that mine tailings accreted most rapidly close to the King River delta source with a significant reduction in thickness of tailings and heavy metal contamination with increasing distance from the King River source. Close to the King River delta the mine tailings are readily discriminated from the background estuarine sediments on the basis of visual logging of the core (laminations, colour), sediment grain size, sediment magnetic susceptibility and elemental geochemistry, especially concentrations of the heavy metals Cu, Zn and Pb. The high heavy metal concentrations are demonstrated by the very high contamination factors (CF > 6) for Cu and Zn, with CF values mostly >50 for Cu for the mine-impacted sediments. Although the addition of mine waste into the King River catchment has ceased, the catchment continues to be a source of these heavy metals due to acid rock drainage and remobilisation of mine waste in storage in the river banks, river bed and delta. The addition of heavy metals to the harbour sourced from the Mount Lyell mines preceded the advent of direct tailings disposal into the Queen River in 1915 with the metals probably provided by acid rock drainage from the Mount Lyell mining area.     

Estimation of potential pollution from mine tailings in the San Pedro River (1993–2005), Mexico–US border

The San Pedro River (SPR) is located in northern Sonora (Mexico) and southeastern Arizona (USA). SPR is a transboundary river that develops along the Sonora (Mexico) and Arizona (USA) border, and is considered the main source of water for a variety of users (human settlements, agriculture, livestock, and industry). The SPR originates in the historic Cananea mining area, which hosts some of the most important copper mineralizations in Mexico. Acid mine drainage derived from mine tailings is currently reaching a tributary of the SPR near Cananea City, resulting in the contamination of the SPR with heavy metals and sulfates in water and sediments. This study documents the accumulation and distribution of heavy metals in surface water along a segment of the SPR from 1993 to 2005. Total concentrations of Cd, Cu, Fe, Mn, Pb, and Zn in surface waters are above maximum permissible levels in sampling sites near mine tailing deposits. Nevertheless, a significant decrease in the Fe and SO₄ ²⁻ in surface water (SO₄ ²⁻: 7,180–460.39 mg/L; Fe: 1,600–9.51 mg/L) as well as a gradual decrease in the heavy and transition metal content were observed during the period from 1994 to 2005. Approximately 2.3 km downstream of the mine tailings, the heavy metal content of the water drops quickly following an increase in pH values due to the discharging of wastewater into the river. The attenuation of the heavy metal content in surface waters is related to stream sediment precipitation (accompanied by metal coprecipitation and sorption) and water dilution. Determining the heavy metal concentration led to the conclusion that the Cananea mining area and the San Pedro River are ecosystems that are impacted by the mining industry and by untreated wastewater discharges arising from the city of Cananea (Sonora, Mexico).     

某地陈家沟河水中重金属元素时空变化及影响因素研究

河水重金属污染一直是环境污染防治领域的热点。秦岭某地石煤矿区陈家沟河水中重金属含量严重超标,但重金属来源不明,为污染治理带来困扰。为了查明陈家沟河水中重金属来源和时空变化情况,采集了2期河水、废弃石煤矿硐排水、废渣堆淋溶水等地表水样品,采用污染指数法、主成分分析法和Pearson相关性分析方法,研究河水中重金属污染程度、空间分布,并对河水中重金属来源进行了解析。研究表明,陈家沟源头河水（对照点）重金属含量可以达到地表水的Ⅰ类标准,中游受废弃石煤矿矿硐排水及废渣堆淋溶水的影响,河水中重金属含量显著升高,汇入干流前河水中重金属含量是对照点的3.5～312倍;河水中Cd、Cu、Zn、Ni、Mn等重金属元素同源,均来源于矿硐排水、废渣淋溶水。河水中重金属含量的空间分布与地质体、污染源分布以及河水pH、盐度等因素有关。研究结果可为陈家沟河水重金属污染防治提供科学依据。     

蒿坪河流域石煤矿区河流铝的白色污染及其成因分析

矿山酸性水及其伴生的重金属污染是含黄铁矿矿山最主要、综合治理难度最大的污染问题。为了查明蒿坪河流域废弃石煤矿开采河流铝的白色污染及成因问题,2021年以来进行了卫星遥感解译、无固定翼无人机航测、样品采集与分析、主要河流断面水质动态监测等工作。结果表明：① 研究区河流普遍存在铝的白色污染,其形成可见3种模式：两条沟道不同酸碱度的河水混合后形成白水带;河道河水自然跌水后在河床形成白色污染物;河水自然演化形成酸性水、酸性磺水与酸性白水。② 河水铝离子污染普遍且超标严重,216件河水中Al离子平均含量为8.6 mg/l,样品超标率65.8%,19条河流断面3次河水中Al离子的平均超标率90.48%。③ 河流中铝来自于石煤矿及其围岩中酸性溶解作用长石的结果,废渣堆底部流水是河流铝的主要污染源。④ 河水中铝离子与pH具有显著的负相关关系,河水酸度愈大,河水中铝离子含量愈高;河水中白色无定形胶凝状物形成后,河水中铝离子含量显著降低。河水pH的升高,是河流白色污染物形成的主要因素。河水中铝的白色污染物具有无定形特点,化学组分复杂,是硫酸根、氢氧根及铝构成的复杂化合物。铝的白色无定形胶凝状物具有吸附河水中重金属离子的能力。研究成果可为研究区铝的污染防治提供重要的理论依据。     

缓冲期碳酸盐型尾矿重金属释放机制——柱淋滤实验研究

碳酸盐型尾矿在缓冲期/中性矿山废水(NMD)释放期的重金属污染问题易被忽视。本文以广西大厂锡石-硫化物尾矿作为研究对象,采用柱淋滤实验方法,探讨碳酸盐型尾矿在缓冲期重金属的释放机制,为此类型尾矿重金属污染的防治提供依据。实验结果表明,大厂尾矿在缓冲期(约7年,pH值为6. 6～8. 0)存在Sb、Zn、Cd、As(Pb)释放污染问题。在尾矿堆放初期(0. 5年,pH值由7. 6降至7. 2),Zn、Sb、Cd快速、大量释出;中期(0. 5～2. 5年,pH值由7. 2波动升高至8. 0),Sb较平稳释出;后期(2. 5～7年,pH值变化范围为8. 0～6. 6,呈降低趋势),受气温及pH值影响,As、Sb(Pb)呈波动或间歇振荡释出,即在夏季高温、pH值较高时,释出元素浓度较高,反之,在冬季低温、pH值较低时,释出元素浓度较低。重金属的释放与尾矿中硫化物的氧化程度高低及氧化先后顺序有关。这些矿物的氧化顺序大致为:闪锌矿(Zn、Cd)、辉锑锡铅矿(Sb)→脆硫锑铅矿(Sb)→毒砂(As)、方铅矿(Pb)。因此,对于(广西大厂)碳酸盐型尾矿在缓冲期的重金属污染应分阶段、季节(夏季),采取有针对性的防治措施;在缓冲期(7年)后应注意尾矿酸性矿山废水(AMD)+重金属(如As、Sb)复合污染的防治。     

不同氧化还原条件下铅锌矿尾砂中重金属元素活化迁移规律

以广西大厂镇鲁塘铅锌矿尾砂为研究对象,通过淋滤实验研究了不同氧化还原条件下尾砂中Cu、Cd、Zn、Pb和As等元素的活化和迁移规律。结果表明：经高浓度氧化、高浓度还原条件处理的尾矿表现为pH<7的酸性环境,经低浓度氧化环境条件处理的尾砂呈现pH>7的弱酸性至弱碱性环境;尾砂中Cu、Cd元素活化迁移受pH值的影响明显,即高浓度还原和高浓度氧化条件可以促进Cu和Cd元素的迁移,酸性条件对Cu和Cd元素的迁移起到促进作用;Zn与Cd元素存在竞争吸附关系,但二者仍有明显差别;Pb和As元素受到还原条件的影响,能有效促进Pb和As元素的释放迁移。在淋滤实验前期,铅锌矿的表面阻力较小,由于环境酸碱性的改变,初始尾砂对重金属元素的吸附位能发生变化,重金属元素初期迁移能力得到加强;淋滤后期,矿物颗粒表面由于发生氧化还原反应,促使颗粒表面的阻力增加,重金属元素的溶出量减少,迁移能力受到抑制。     

尾矿中硫化物风化氧化模拟实验研究

为防治矿山尾矿造成环境污染，对方铅矿，闪锌矿，磁黄铁矿、黄铜矿，黄铁矿进行了风化氧化实验研究，结果显示，硫化物的氧化速率顺序为：方铅矿＞闪锌矿＞磁黄铁矿＞黄铜矿＞黄铁矿，侵蚀液pH值越低，硫化物氧化速率越大，有机物存在对硫化物氧化起缓冲和抑制作用。