采矿废渣颗粒粒径对矿渣型泥石流起动的控制作用——以小秦岭金矿区为例

泥石流物源的颗粒级配大小对于泥石流的起动具有重要的控制作用,亦是泥石流防治工程设计的重要参数。采矿废石渣构成的矿渣型泥石流,物源特性不同于一般的泥石流。通过对小秦岭金矿区采矿废石渣、尾矿沙、残坡积土的颗粒级配、孔隙度、透水性能的研究,与其他地区泥石流物源级配进行了差异对比,探讨了采矿废渣颗粒级配对泥石流起动的制约影响。研究表明,采矿废石渣松散无联结,粒径变化于0.075~470mm之间,其中大于2mm的砾级含量占总渣量的93.33%,平均粒径为61.2mm,以卵石级为主,粘粒物质几乎没有。粒径小于5mm的废石渣的渗透系数是选矿尾矿渣的103.5陪、残坡积土的2倍、蒋家沟泥石流物源的4.9倍,实际上采矿废石渣堆的渗透系数比试验测试的数据更大。废石渣的松散无联接、高孔隙率及极高渗透性的特点,决定了常遇降水难以导致废石渣堆起动。结合研究区历史上发生的泥石流,构建了堵溃型矿渣型泥石流起动模式,据此提出了清理占据行洪通道的废渣、疏浚行洪通道、修建拦渣挡墙的泥石流防治理念,避免拦沟修筑重力坝。     

小秦岭某金矿区水土环境重金属污染及其效应

小秦岭金矿带某矿区矿业开采加工过程中,"三废"无序排放导致地表水、地下水、土壤、农作物中Hg、Pb、Cd、Cu、Zn的污染严重。7条山区河流受到了重金属及氰化物的污染,丧失了作为水源地的功能。山外2大河流河水丧失了农田灌溉的功能。5眼村民井水受到了Cr、Hg、Pb不同程度的污染。受Hg污染的农田面积已达145.37km2。小麦、蔬菜和水果中Hg、Pb、Cd元素超标最为严重。环境重污染区内人群头发中Hg、Pb、Cd含量明显高于对照区,职业暴露或低水平长期接触是污染区人群头发中重金属含量显著增高的主要原因,污染区人群癌症呈现高发态势。建议通过制定小秦岭金矿带环境保护规划、严格执法、从源头治污、清污河道、修复受污农田、调整农作物种植结构等,改善严重的环境污染局面。     

金矿区河水和底泥中重金属含量分布与耦合关系

河流中河水与底泥中重金属含量之间的关系对于河流污染防治意义重大。对某金矿区3种典型河流的河水与底泥中的重金属含量进行分析,发现4条河流均有超过国家标准限值的情况,河水中7种重金属元素均出现超标,Cr、As元素超标不严重;底泥中Hg、Pb、Cr、Cu、Zn超标,其中Hg超标最严重,河水和底泥中Hg最大超标倍数分别达到3099倍和244倍。河流中重金属主要赋存形态为沉积态,底泥的吸附解吸作用是河流底泥和河水中重金属沿程变化的主控因素;金矿区区域上河水和底泥中重金属很好地服从Langmuir等温吸附模式。矿业活动、地层岩性均会影响底泥对重金属的平均最大吸附容量,流径黄土区的双桥河平均最大吸附容量最大。研究结果为矿山河流污染防治与预警提供了参考依据。     

某金矿区农田土壤重金属污染的人体健康风险

环境重金属污染的人体健康效应是当今社会最为关注的重大环境问题。某金矿区矿业活动导致土壤、地下水、农作物中重金属元素存在不同程度的累积或超标。通过土壤、地下水、蔬菜及粮食作物的样品采集,人群暴露问卷调查,获得了暴露人群的膳食结构参数。以农田土壤中7种重金属元素的综合污染分区内的土壤、地下水、蔬菜、小麦玉米等样品中的重金属元素的平均含量为依据,采用USEPA推荐的人体健康风险评价模型,计算了经口食入、皮肤接触等暴露途径对成年人的健康风险概率。研究表明,研究区存在因重金属导致的不可接受的人体健康高非致癌风险和致癌风险。总体而言,土壤重金属污染愈重地区,区内人体健康风险愈高。地下水中的Cr元素、土壤综合污染区内的Hg元素、污染区内的蔬菜及粮食是危害人体健康的重要因素。因此,禁饮Cr含量高的地下水、禁食污染区内的农作物、修复土壤重金属污染、调整农作物种植结构是保护研究区人群健康的重要环境管理工作。     

基于生态重建的宁东煤炭基地土壤环境质量评价

从环境保护和生态重建的角度出发,通过环境土壤样品采集测试,分析评价了宁东煤炭基地土壤环境质量现状,并与2007年调查资料对比,研究近10年来采煤对区域生态环境的影响。分析发现,区内土壤基本未受到煤炭开采诱发的重金属污染,只在已投产的清水营矿区和积家井矿区存在Cd和As的点源污染;与2007年相比,区内土壤各元素离散程度均有1～4倍的增加(Cr、P除外),表现为元素含量极大值点增多,但增幅不大,区内土壤依然低Se,缺P、N、富K,有机质仅在灵武—鸳鸯湖矿区一带略显富足。评价结果表明,植物生长所必需的N、P、K和有机质含量较10年前有所改善;尽管土壤基本未受到重金属污染影响,但Cd、As和Pb有轻度累积,应予以重视。评价结果可为宁东煤炭基地资源开发和生态重建提供依据。     

某金矿区农田土壤镉污染及其环境效应

镉是环境中危险的毒重元素,金属矿区往往存在较严重的镉污染.为了查明小秦岭金矿区金矿开发活动对农田土壤镉的累积影响,以及农作物和人体健康的效应程度,较为系统地采集了农田土壤、小麦玉米、主要蔬菜和人发样品,采用国家标准和邻区对照值的方法,结果表明金矿区选矿尾矿渣是矿区水土环境镉污染的主要来源.土壤镉含量超过了国家土壤环境质量二级标准倍数的范围为0～44.6,样本超标率6.77％,土壤镉含量超标的面积21.8 km2,占金矿区土壤面积的7.8％;高于对照区土壤镉含量的土壤面积约138 km2,占研究区总面积的49.46％.金矿区30.7％的小麦籽粒样本中镉含量超过国家倍数1.2～3.2,小麦中镉的富集程度明显高于对照区.叶菜中,镉超标率77.7％.萝卜叶、西红柿、萝卜中镉含量均高出对照区.农作物中镉含量与土壤中镉含量呈现较好的正相关关系.大气、土壤及地下水交叉污染的较严重的某村住,不同年龄及性别人群人群发镉均值是对照区的1.91～6.09倍,2009年发镉含量是2005年的4.35倍,人群健康受到了严重威胁.     

关中盆地大荔县安全供水方案研究

大荔县是关中盆地的农业大区,也是陕西经济最活跃的地区之一,而水资源不足成为经济快速发展的制约因素。本文在收集资料、水文地质调查的基础上,通过对地下水采样分析测试,采用单项指标法,对大荔县地下水水质进行综合评价,找到3处地下水质安全区域;采用整理水文勘探资料、地下水流数值模拟方法对水质安全区地下水资源量、天然资源量、地下水现状开采量以及地下水开采潜力进行定量评价;结合大荔县安全饮用水缺水现状,对农村安全供水进行区划;结果表明:地下水质安全区只有黄河漫滩南部地区具有1 687×104 m3/a的开采潜力,对解决大荔县安全饮用水供需矛盾具有重要意义。     

小秦岭某金矿区农田土壤重金属污染的潜在生态危害评价

土壤重金属元素污染的潜在生态危害程度及空间分布是土壤污染防治的前提和基础.为揭示土壤中重金属元素的潜在生态危害程度,在前期土壤污染调查评价的基础上,采用Hakanson的潜在生态危害指教,以研究区西邻无工矿影响的农田土壤重金属元素含量均值作为参比值,对矿区农田土壤进行了重金属元素污染的潜在生态环境危害评价.结果表明,Hg是农田土壤中潜在生态危害最严重的元素,其次是Cd和Pb.Hg、Pb、Cd对土壤污染危害的贡献率之和达97.41%.仅Hg的贡献率就达84.37%.多个重金属元素潜在生态危害很强、极强的土壤样品占样品总数的49.62%,影响面积达74.54%.从西北向东南,土壤重金属元素潜在生态危害程度激增,这种空间分布与目前金矿选冶的布局一致.土壤重金属元素潜在生态环境危害的后果已被前期研究成果所证实.