The Removal of Dissolved Metals by Hydroxysulphate Precipitates during Oxidation and Neutralization of Acid Mine Waters, Iberian Pyrite Belt

This study examines the removal of dissolved metals during the oxidation and neutralization of five acid mine drainage (AMD) waters from La Zarza, Lomero, Esperanza, Corta Atalaya and Poderosa mines (Iberian Pyrite Belt, Huelva, Spain). These waters were selected to cover the spectrum of pH (2.2–3.5) and chemical composition (e.g., 319–2,103 mg/L Fe; 2.85–33.3 g/L SO₄⁼) of the IPB mine waters. The experiments were conducted in the laboratory to simulate the geochemical evolution previously recognized in the field. This evolution includes two stages: (1) oxidation of dissolved Fe(II) followed by hydrolysis and precipitation of Fe(III), and (2) progressive pH increase during mixing with fresh waters. Fe(III) precipitates at pH < 3.5 (stages 1 and 2) in the form of schwertmannite, whereas Al precipitates during stage 2 at pH 5.0 in the form of several hydroxysulphates of variable composition (hydrobasaluminite, basaluminite, aluminite). During these stages, trace elements are totally or partially sorbed and/or coprecipitated at different rates depending basically on pH, as well as on the activity of the SO₄⁼ anion (which determines the speciation of metals). The general trend for the metals which are chiefly present as aqueous free cations (Pb²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺, Mn²⁺, Co²⁺, Ni²⁺) is a progressive sorption at increasing pH. On the other hand, As and V (mainly present as anionic species) are completely scavenged during the oxidation stage at pH < 3.5. In waters with high activities (> 10⁻¹) of the SO ₄⁼ ion, some elements like Al, Zn, Cd, Pb and U can also form anionic bisulphate complexes and be significantly sorbed at pH < 5. The removal rates at pH 7.0 range from around 100% for As, V, Cu and U, and 60–80% for Pb, to less than 20% for Zn, Co, Ni and Mn. These processes of metal removal represent a significant mechanism of natural attenuation in the IPB.     

甘肃陇南市武都区小水沟泥石流治理防治工程

2008年"5.12"汶川特大地震对甘肃省陇南市造成了严重危害。震后次生地质灾害对陇南市城镇村庄、交通和人民群众生命财产安全造成严重威胁。武都区蒲池乡小水沟震后产生了大量的崩塌、滑塌堆积体,一旦遭遇暴雨,极易发生泥石流灾害,直接危及小水沟沟口左岸九年制义务学校一座及沟口两岸居民,因此治理该泥石流沟是十分必要的。通过对当地暴雨特征、地层岩性、地质构造、泥石流固体物质源及形成的踏勘,针对该泥石流具有危险度高,流量大的特点,执行全面规划、重点治理的设计思路,采取了防护、生物工程相结合的综合防治措施。拦挡工程为有效发挥工程泻洪、拦渣、调节、固床、稳坡和控制固体物质补给量,预防沟道下切及沟壑发展,减少泥石流对下游村庄危害,起到了积极作用;生物工程的主要作用是稳固堤前砂土、减缓水石流流速、减小水石流对护堤的直接冲蚀和破坏、保障堤内居民生命财产安全和耕地的正常使用、增大植被覆盖率,绿化环境等。     

南梁煤矿多煤层开采地下水系统演化规律

煤层开采对所在矿区地下水系统有着重要影响。以往研究单煤层开采对地下水系统的影响较多,而对多煤层的影响研究甚少,特别对于我国西部缺水矿区。以南梁煤矿为例,运用地下水系统演化理论和岩石力学模拟等,对该矿井水文地质结构、矿井涌水变化规律、矿井地下水流场演变、矿井地下水化学成分变化等方面进行了综合分析研究,重构了多煤层开采条件下南梁矿井地下水系统流动模型,初步揭示了矿井水化学成分的演化机理。研究结果表明,2^-2煤单煤层开采时,顶板导裂带的最大发育高度为42.1 m,而2^-2和3^-1煤层重复开采时则增大为83.1 m,相应地应力、位移、塑性区范围后者也比前者增大许多。这揭示出多煤层重复采动明显增大了顶板导裂带的发育高度,加剧了矿井水文地质结构变异,进一步地,导水裂隙带改变了天然地下水渗流路径,沟通了不同含水层之间的水力联系,增强了地下水流动速度和水文地球化学作用,整体扩大了地下水流动系统的规模,从降雨入渗→导裂带渗流→各煤层涌水→井底水仓排水构成了一个自然-人工复合地下水流动模式。研究成果可以为南梁煤矿的矿井水害防治及水资源高效利...     

矿山酸性水中铝相次生矿物及环境学意义的研究进展

酸性矿山排水（AMD）是硫化矿床矿山环境污染防治的难点,因而持续受到国内外学者的关注。众多的学者对矿区AMD中次生矿物进行了研究。为深入了解AMD中次生矿物的形成和演化,为AMD污染防治提供科学依据,笔者对前人不同环境下AMD中的次生矿物类型、次生矿物形成顺序,以及铝相次生矿物的形成、特征、环境危害及意义进行了简要综述。目前与AMD有关的主要次生矿物存在3种类型,即铁相次生矿物、铝相次生矿物和其他相次生矿物,AMD中的pH、Eh和温度对于次生矿物的形成具有控制性的作用。铁、铝相次生矿物具有吸附金属能力,这一性质有助于在一定程度上实现河流的自净化作用。由于AMD形成条件高,矿物相不稳定,目前有关AMD中铝相次生矿物及“酸性白水”的研究成果有限。因此,加强铝相次生矿物以及“酸性白水”的研究,可以更好地解析蒿坪河流域石煤矿区河流酸性磺水–酸性白水的形成演化机制,以及铝相次生矿物吸附重金属的地球化学过程。     

利用煤体破裂电磁信号进行局部震源定位方法研究

准确预测煤岩破裂震源方位,确定采掘工作面重点灾害区域,可以使煤岩动力灾害防治措施更为有效.根据煤岩变形破裂电磁效应规律和电磁波基础理论,提出了一种利用电磁信号能量来确定局部震源方位的方法,并通过实验室定向接收实验和平煤十矿现场测试验证该方法的有效性.结果表明,电磁信号强度随着煤岩体应力状态变化而变化;两个正交天线接收的电磁信号能量分别与各自接收夹角余弦值的平方成正比,利用此比例关系可以确定震源的方位;电磁信号定位方法与静态指标法预测局部区域危险性具有较好的检验一致性.研究成果为煤岩动力灾害重点灾害区域的判定提供依据.     

六盘水地区煤层气井合层排采实践与认识

为了提高煤层气井合层排采效果,需要合理划分排采阶段并制定与之对应的管控措施。基于贵州六盘水地区以往煤层气勘查与试采工作,分析该区二叠系龙潭组煤层气地质条件和煤储层特征,对比分析两口煤层气井合层排采管控制度及其效果。结果表明：研究区具有煤层层数多、单层厚度薄、含气量高、储层压力大、煤层渗透率低、局部构造煤发育等煤层气地质特点,使煤层气井排采过程中压敏效应和贾敏效应较明显,储层伤害较严重,煤层气井高产时间较短,产气量较低。应该优选厚度较大、含气性好的原生结构煤层或煤组进行射孔压裂。在合层排采过程中,对排采阶段进行合理划分,并根据排采阶段控制流压、套压、流压降幅、套压降幅和液面高度等参数,可有效减小压敏效应、贾敏效应、速敏效应等储层伤害。合理的合层排采管控有助于实现控制产气量稳定平稳上升、煤层气井长期稳产与高产的目标。     

面向多分辨率DEM的河网相似性测度与分析

河网是地形结构的核心要素,能够有效地反映DEM对地表形态的刻画能力.实现不同分辨率条件下DEM河网相似性测度对DEM地形综合、DEM质量评估及DEM不确定性分析等研究具有重要意义.基于此,本文以黄土高原典型样区为研究区,基于5 m高精度DEM建立的多分辨率DEM数据集,构建了地形特征自适应的DEM河网自动提取方法,建立...     

山东郓城矿井建设项目环境经济损益分析

建设项目环境影响评价中的环境经济损益分析部分,目前多是定性的简单分析,不能满足环境影响评价精度要求。本文对山东里能集团有限公司巨野矿区郓城矿井环境影响评价时,探讨了定量化的环境经济损益分析。     

河北平原水系密度与隐伏活动构造的关系

以1926年出版的比例尺为1：5万的顺直地形图作为基础图件，用地理信息系统技术对河北平原作水系密度计量分析，揭示隐伏在第四纪巨厚的沉积物之下活动构造的信息，研究结果证实水系线密度统计图与使用其它地球科学方法获得的成果，例如基底活动断块图，地貌类型图和第四纪厚度图都有很好的对应，特别与布格重力图对应更好，研究结果发现水系密度图与布格重力异常图在总体一致性较好的前提下，多处反向异常区均为近代强震发生的区域，提出这种地表水系密度统计研究的成果不仅可以揭示深部隐伏的活动构造，而且具有较明确的时间含义。     

青藏高原东缘晚新生代成都盆地物源分析与水系演化

成都盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山与龙泉山之间,盆地中充填了3.6Ma以来的大邑砾岩、雅安砾石层和晚更新世—全新世砾石层,其物源均来源于盆地西侧的龙门山,具横向水系和单向充填的特征。本次以物源区分析作为切入点,以岷江和青衣江水系为重点,采用砾岩成分分析、砂岩岩屑成分分析、重矿物分析和砾石的地球化学分析等基本方法,开展青藏高原东缘晚新生代以来的古水系重建工作,研究结果表明,成都盆地主要有两个物源区,其中成都盆地北部的都江堰街子场、崇州白塔山、大邑白岩沟、大邑氮肥厂、彭州丁家湾、彭州葛仙山等剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古岷江的产物,而其与现代岷江在砾岩成分和重矿物特征等方面的差异性则表明古岷江可能存在改道的现象;成都盆地南部的庙坡剖面和熊坡东剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古青衣江的产物,但其流向却与现代青衣江的流向不同,表明熊坡背斜是在大邑砾岩沉积之后隆起的,它的隆起迫使古青衣江改道。