硫化金属矿开采废石堆放对水环境的影响机理及对潜在治理措施的启示意义

金属硫化物矿山的废石堆场受降水淋滤影响而发生硫化物氧化,产生硫酸并释放重金属,因此采矿工程产生的废石是水污染不可忽视的来源。前人关于金属硫化矿物氧化的机理研究大多集中在单一矿物的室内实验,与野外情况匹配度较低。本研究从岩样(矿石和废石)、水样(河水、地下水、废弃尾矿库渗滤液)的水化学、微量元素和锶同位素等方面,分析某铅锌矿废石堆场对水环境的影响,并讨论其产生的化学组分在野外环境中的变化规律及机理。研究结果显示,金属硫化物氧化造成了河水酸化,pH低至2.38,SO₄^2-高达9421 mg·L^-1,同时微量元素中Zn、Pb、Ni、Mn、Cd质量浓度远超饮用水限值,如Zn达到了582 mg·L^-1(饮用水限值为1 mg·L^-1),且浓度与pH负相关。河水酸化的主因是黄铁矿、磁黄铁矿的氧化作用,并贡献了河水中大部分的SO₄^2-。闪锌矿等矿物在贡献了河水中少部分SO₄^2-的同时,也是重金属元素的主要来...     

典型黄土塬区地下水水化学成因机制及碳循环意义

水岩相互作用包括了溶解、沉淀和离子交换等作用, 其参与了各种地质作用和生态-环境过程; 而目前对离子交换作用在水中离子来源解析和同位素示踪等方面考虑不足, 这限制了对水化学演化规律和碳循环刻画等方面的认识。本研究选择水文地质条件较为简单的甘肃陇东地区董志塬, 在对降水入渗补给评估、地下水定年(³H和¹⁴C)等水循环规律刻画的基础上, 通过对降水元素输入和阳离子交换容量分析, 以及应用硝酸盐同位素(δ¹⁵N-NO₃和δ¹⁸O-NO₃)、硫酸盐同位素(δ³⁴S-SO₄和δ¹⁸O-SO₄)、⁸⁷Sr/⁸⁶Sr (包括地下水及黄土各分量)、阳离子关系等手段, 解析了董志塬地下水中主要离子来源。研究结果显示, 降水入渗补给量为39±8mm/a, 土壤水运移速度为0.13±0.03m/a; 研究区包气带较厚(主要在40~75m), 这说明年降水需要250~750年才能补给到地下水, 但持续的补给使得自然条件下每年约有(3167±650)×10⁴m³地下水通过泉水补给两侧河流。地下水年龄较老, 不含³H, ¹⁴C校正年龄在417年至19420年之间, 因此水化学组成受现代人类活动影响可忽略; 地下水中Cl^-和SO₄^2-主要来自于古降水, 并反演出古降水SO₄^2-平均含量为1.2mg/L, 显著低于受化石燃料等影响的现代含量(平均为6.6mg/L); 而地下水NO₃^-则主要来自于土壤氮的硝化。地下水⁸⁷Sr/⁸⁶Sr比值(0.7107至0.7114)与黄土中碳酸盐的比值(0.7103至0.7111)基本一致, 表明Ca²⁺和Mg²⁺主要来自于碳酸盐矿物的溶解, 部分被吸附至粘土矿物。研究区黄土具有较高的阳离子交换容量(149±33meq/kg), 地下水总Na⁺中, 降水贡献平均占29%, 其余Na⁺主要来源于水中Ca²⁺和Mg²⁺和粘土矿物中Na的交换(平均为71%), 硅酸盐溶解对水中Na⁺贡献可忽略(硅酸盐溶解会导致⁸⁷Sr/⁸⁶Sr增加), 而以往研究大多认为除了降水输入、蒸发岩溶解外, 水中Na⁺主要来自于硅酸盐矿物的溶解, 并贡献了碳汇。本研究认为在研究区地下水中, 硅酸盐风化的碳汇效应可忽略; 同时强调了在含有粘土矿物的流域或水岩体系, 阳离子交换作用在示踪水中离子来源及碳循环中的重要性。

     

海上油田水淹层现场快速解释方法研究

利用自然电位测井、电阻率测井和声波测井曲线的显示特征,能够对海上油田水淹层进行现场快速解释.现场应用效果良好,解释准确率达到95％.