煤矸石堆场Fe、Mn迁移累积效应研究

通过对贵州织金典型煤矿区矸石堆场周边地表水体及耕地进行调查与采样分析,探讨了煤矸石堆场Fe、Mn元素迁移对周边地表水体及耕地累积效应的影响。研究结果表明:受煤矸石堆场酸性排水的影响,煤矸石堆场周边溪沟水Fe、Mn含量分别达0.81~32.14mg/L、1.17~8.42mg/L,超过"集中式生活饮用水地表水源地标准"限值的3~107、12~84倍。堆场周边旱作土中Fe、Mn含量分别达63 530~85 990mg/kg、243.1~910.1mg/kg,水稻土达46 940~75 810mg/kg、144.5~409.1mg/kg,Fe、Mn累积指数旱作土分别达1.61、2.97,水稻土分别达1.24、1.33。随着与堆场距离的增大,水稻土Fe、Mn含量逐步降低,在500m范围内Fe降低了35%,Mn降低了61%,而旱作土变化规律不明显。     

煤矸石复垦后溶出液中污染因子的土壤吸附性能研究

采用静态试验法对煤矸石复垦后溶出液中污染因子的土壤吸附性能进行了研究;研究结果表明,煤矸石静态溶出主要污染因子为F-、SO42-和重金属Mn;改性基底土壤在不影响对其它污染因子吸附的前提下,能够对SO42-起到较好的吸附效果;改性基底土壤对SO42-、F-、Mn、As的饱和吸附量分别为14.80 mg/g、0.085 mg/g、0.0087 mg/g、0.073μg/g;SO42-、F-、Mn、As解吸率和解吸因数都很低,分别为4.32%和4.52×10-2,3.31%和3.43×10-2,1.44%和1.46×10-2和0.78%和7.9×10-2。     

贵州省典型煤矿区水体水质分析及其急性生物毒性

为了解煤矿开采对周围水环境的影响,对贵州四个煤矿区水体的理化指标进行了测定,并用隆线溞对水样进行了急性生物毒件实验.结果表明,各煤矿的开采对研究区的地表水体均造成了不同程度污染,水体中SO42-、Fe与Mn的最高含量分别达到了2 588.96 mg/L.58.301 mg/L,7.097 mg/L.pH值最低为2.85...     

地表径流雨水水质特性分析

城市降雨径流污染特征研究是城市面源污染研究的基础。本文为研究地表径流在不同下垫面的水质污染特征,收集天然雨水及两处不同下垫面的地表径流,对其理化性质和细菌学指标进行分析。结果表明,地表径流pH值相比于天然雨水变化值较小,说明降雨对地表径流的pH值无明显影响。路面径流污染物(SS、TP、COD_(Mn)、NH_4~+-N、NO_2~--N)浓度高于屋面径流。天然雨水与两处地表径流NH_4~+-N浓度差异不大。屋面径流的总大肠菌群数高于道路径流。     

不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响

为评价不同氧化还原环境对煤矸石污染物质释放的影响,设置处理1(充氧饱和的曝气去离子水,Eh=229mV)、处理2(煮沸30min的去离子水,Eh=250mV)两种氧化环境及处理3(添加富含有机质的过滤养殖废水,Eh=14mV)一种还原环境的水溶液做浸提剂,对煤矸石进行0～9d的连续振荡浸提试验.结果表明:在浸提初期(0～1d内),煤矸石表面已形成的氧化产物迅速溶出,使得两种氧化环境和还原环境下的煤矸石浸出液pH都迅速降低,EC、Eh及多种溶出离子浓度迅速升高,但还原环境下煤矸石浸出液中Cu、F-浓度变化不显著,且还原环境下浸出液中其他离子虽有上升但显著低于氧化环境下.随浸提时间延长(1～9d),两种氧化环境下煤矸石浸出液pH继续降低,浸出液中Fe、Mn、Cu、Zn和SO2-4、F-多种污染物质溶出数量明显增加并呈现典型的持续氧化产酸过程;而还原环境下煤矸石浸出液的pH随时间延长降低不明显,Fe、Mn、Zn等污染物质溶出数量显著低于两种氧化环境下,Cu和SO2-4的释放也受到明显抑制.说明还原环境能有效抑制煤矸石氧化产酸及多种污染物质的溶出,且显著低于氧化环境.因此,在煤矸石堆场投加有机质形成还原(厌氧)环境可进行矸石污染的原位控制及治理.     

水溶性有机质原位覆盖对含硫煤矸石的污染控制

为评价利用富含天然水溶性有机质的废水覆盖处理对含硫煤矸石污染物释放的原位控制效果,分别采用过滤后的沼液覆盖(水溶性有机质1,OC-1)、养殖废水覆盖(水溶性有机质2,OC-2)及清洁水源水覆盖(对照,CK)对煤矸石进行浸没(覆盖)处理。经550 d的连续浸没试验,结果表明:与对照相比,煤矸石在2种天然水溶性有机质覆盖处理后的550 d的内,均能显著抑制煤矸石的氧化产酸,使水溶性有机质处理后上覆水样的pH一直维持中性偏碱的水平,显著降低了煤矸石周边水环境的氧化还原电位(pOC-1=0.000 01;pOC-2=0.000 01),并显著降低了煤矸石上覆水样中Fe、Mn、Cu、Zn及SO42-和F-等阴阳离子的浓度(pOC-1均0.01;pOC-2也均0.01);且2种水溶性有机质覆盖上覆水样中的溶出离子浓度之间没有显著性差异(pEC=0.251 5、pEh=0.319 8、pFe=0.992 8、pMn=1、pCu=0.939 7、pZn=0.993 1、pSO42-=0.124、pF-=0.073 8)。而清洁水源水(对照)处理的上覆水样则呈现煤矿山酸性废水的典型特征,即较低的pH(2.52)、较高的EC(3 730μS/cm)、Eh(502 mV)和酸度(1 383 mg/L),同时富含Fe、Mn、Cu、Zn等金属离子及SO42-和F-等阴离子。说明天然水溶性有机质覆盖处理可有效抑制含硫煤矸石的氧化酸化及多种特征污染物质的溶出释放。因此,可考虑采用一定浓度的养殖废水及沼液等天然水溶性有机质作为煤矸石覆盖材料对含硫煤矸石进行原位污染控制及治理。     

类芦植被对煤矸石堆场特征金属的富集特征及生物有效性的影响

以贵阳市花溪区麦坪乡废弃煤矿矸石堆场为研究区域,选择经过长期自然恢复定居于煤矸石堆场上的类芦植被为研究对象,研究类芦植被参与对煤矸石中特征金属(Fe、Mn、Cu、Zn)的富集特征、空间分布以及生物有效性的影响。结果表明:类芦植被参与下,煤矸石堆场特征金属在空间上主要分布在根系层和表层,且类芦地上部分对Mn和Fe、Cu、Zn的富集系数分别大于(比值1)和小于地下部分(比值1),类芦各部位金属含量的检测结果表明,Mn和Fe、Cu、Zn被类芦吸收后分别储存于地上部分(茎叶)和地下部分(根部)。类芦植被对Mn(3.62)和Fe(0.32)、Cu(0.60)、Zn(0.93)的转运系数分别大于1和小于1。相关分析结果表明,类芦植被对煤矸石特征金属的富集量与金属的有效态含量、全量之间呈显著或极显著正相关。除类芦根系层Mn的生物有效性高于对照外,类芦植被的存在能够明显降低煤矸石中特征金属的生物有效性,并对煤矸石中Mn、Zn具有较大转运、富集能力,因此可选择类芦作为煤矸石堆场污染物释放的原位生态控制和生态修复的先锋植物或优势植物。     

两种天然矿物对高砷煤矿区AMD污染水体底质污染物释放的影响

为探索利用天然矿物进行高砷煤矿区AMD污染水体底质污染释放的原位控制,以高砷煤矿区AMD污染湖泊底质为研究对象,添加不同比例的碳酸钙和磷矿粉后,分别对AMD污染底质进行7d的连续浸提试验,并测定浸提液中pH、Eh、EC、SO42-、Mn、Zn、Cu、As等特征指标浓度,评价2种天然矿物组分对AMD污染底质的污染释放控制效果.结果表明:碳酸钙、磷矿粉的添加可显著地提高污染底质的pH,并显著降低污染底质的氧化还原电位以及Mn、Cu、Zn离子的溶出,但浸提液EC和SO42-/却有不同程度的升高,且碳酸钙处理后浸提液EC和SO42-的增幅显著低于磷矿粉处理;磷矿粉处理对底质中As离子的溶出有明显的抑制效果,而碳酸钙处理的效果则不明显,因此磷矿粉可作为高砷煤矿地区酸性废水污染湖库底质二次污染防治的理想材料.     

煤矸石堆场对周围水环境中的污染分析研究

通过浸泡试验、淋溶试验,对涟源市东北部某堆场内煤矸石污染特性进行研究,并在此基础上,结合周边河流和地下水水质,对该煤矸石堆场水体污染进行分析.研究结果表明：煤矸石特征污染物主要是SO2-、NO3-和Ca;浸泡试验中,随固液比从1∶5变化到1∶20,浸泡出的污染物浓度逐渐降低,固液比为1∶5时,浸泡液中硫酸盐浓度高达344.41 mg/L;淋溶试验中,离子浓度与淋出液累计体积间符合幂指数规律;下游河流和井水的污染特性与煤矸石的淋溶特性具有一致性,表明已经受到煤矸石堆场的影响.     

外源有机酸添加对风化煤矸石污染释放及重金属有效性的影响

为评价不同类型有机酸对风化煤矸石污染释放的影响,通过在风化煤矸石中添加不同种类的外源有机酸(腐殖酸、柠檬酸、草酸、水杨酸)进行处理,分析稳定7d后煤矸石浸出液的特征污染组分及TCLP提取态重金属含量。结果表明:对照处理组的风化煤矸石浸出液具有典型的酸性矿山废水特征。添加少量柠檬酸、草酸和水杨酸能显著(p0.05)降低风化煤矸石浸出液的pH和Eh值、明显增加浸出液的盐度、亚铁、总铁和硫酸盐含量,然而腐殖酸处理对浸出液pH、EC、Eh无明显影响,且可降低浸出液硫酸盐含量。少量外源有机酸添加均能不同程度促进风化煤矸石中Fe、Mn、Cu、Zn元素溶出,其中水杨酸处理对4种金属元素的溶出量较大。然而4种外源有机酸处理则能有效抑制Pb溶出,其中柠檬酸、水杨酸处理抑制效果最明显。有机酸添加对风化煤矸石的重金属有效性影响表现为4种外源有机酸处理均能明显增加风化煤矸石中Mn元素的有效性,降低Zn元素的有效性,但对Fe元素的有效性影响不明显。4种外源有机酸添加对煤矸石中Cu元素有效性具有不同程度的影响,其中腐殖酸、草酸处理能明显降低Cu元素有效性,而柠檬酸和水杨酸处理则明显增加Cu的有效性。     

贵阳市某垃圾填埋场的土壤地质环境评价

对贵阳市某垃圾填埋场周边土壤中主要成分进行分析,采用单因子污染指数、综合污染指数和内梅罗指数法进行评价。结果表明该垃圾填埋场沿地下水流向上土壤存在一定的污染,土壤中的污染因子主要为COD Mn、NO2-、SO42-、Mn、F-、Hg。随着距离的增加,污染程度呈现衰弱的趋势。     

pH对高速公路煤矸石路基材料淋溶特性的影响及模拟

煤矸石中含有多种有害微量元素,作为高速公路建材的煤矸石大气降水和汇水的淋溶和冲刷可能对地下水造成二次污染。考察了煤矸石在不同pH(3.0,5.0,7.0,9.0)条件下的淋溶特性并模拟了其动力学规律[1]。结果表明,煤矸石淋溶出的Mg2+、Na+、Ca2+、K+、SO2-4、NO-3、Cl-等离子在pH=3的溶液中呈现了较大的浓度;在不同酸度条件下,溶液酸度越强,几种离子的浓度也相应增大;有害微量离子呈现出不同的淋溶规律,pH越低,淋出浓度越大,其中Mg2+、Na+、SO2-4、NO-3的溶出溶度与淋溶体积符合幂指数关系。研究可为煤矸石资源化利用过程中地下水污染的控制提供一定参考依据。     

高效硫酸盐还原菌的分离及特性研究

采用叠皿夹层法,从糖蜜酒精废水厌氧反应器的污泥中分离出一株硫酸盐还原菌,命名为SRB-22。该菌株的菌体形态呈杆状和弧状,革兰氏染色阴性,属于兼性厌氧菌,初步确定为脱硫弧菌属(Desulfovibrio)。在不含Fe2+的培养基中,菌株4h后进入对数生长期,32h达到生长最高峰。探讨了SO42-初始浓度、COD/SO42-比值、Fe2+初始浓度对SRB-22硫酸盐去除率的影响,结果表明:在一定浓度范围内,SO42-初始浓度越大,菌株完全去除SO42-所需时间也越长,当SO42-浓度大于6g/L时,菌株对SO42-的去除率明显降低;随着COD/SO42-比值的增加,SO42-的去除率呈上升的趋势,COD/SO42-值达到2.4时,培养5d后即可较好地还原SO42-;在一定浓度范围内,随Fe2+初始浓度的增大,SO42-的去除率增加。当Fe2+浓度达到1.0g/L以上,SO42-的去除率迅速下降。     

环境条件变化对土壤中稀土元素溶解释放的影响

以模拟污染红壤为实验材料,在pH值为3.5、5.5和7.5条件下,通过向土壤悬浊液中通入O2或N2改变氧化还原电位Eh为－100,0和400mV,研究了氧化还原电位和pH值对红壤中稀土元素La和Ce溶解释放的影响．结果表明,随着pH值或Eh的减小,La和Ce释放量逐渐增大,Ce受电位的影响较La更为明显．同时还观察到La和Ce的释放量与Fe、Mn的释放量呈显著正相关,表明La和Ce可能主要吸附在Fe－Mn氧化物表面或滞留在Fe－Mn氧化物中．实验还发现,pH值和氧化还原电位的改变会影响红壤中La和Ce形态的变化,分离后沉淀物中的交换态和Fe－Mn氧化物结合态稀土随pH值或氧化还原电位的减小而减小．多元相关逐步回归分析表明．红壤中La和Ce两种元素的释放主要来自交换态和Pe－Mn氧化物结合态．     

地下水化学成分对植物油改性纳米铁还原硝基苯影响

研究了不同地下水化学成分(pH值、Ca2+、Fe2+、Cl-、SO42-)对VOMNI降解硝基苯(NB)的影响.结果表明,经乳化油改性后,纳米铁团聚现象得到改善,分散性提高;VOMNI对硝基苯的还原过程符合一级反应动力学方程,反应速率常数为0.0783min-1;酸性条件下更有利于硝基苯的降解和苯胺的生成;钙硬度对VOMNI还原硝基苯有抑制作用;Fe2+、SO42-、Cl-对硝基苯的降解和苯胺的生成有一定的促进作用.     

山西临汾煤焦铁铸工厂周边土壤磁化率和有效态微量重金属含量的空间变异性

通过对黄土高原山西临汾煤焦铁铸工厂周边农田土壤小尺度60个表层土样的分析测定,采用经典统计学和地统计学理论,研究土壤磁化率和金属Cu、Zn、Fe、Mn有效态含量的空间变异性。结果表明：土壤pH值、低频磁化率、频率磁化率百分含量、有机质、有效Cu、有效Zn和有效Mn含量符合正态分布,而高频磁化率和有效Fe含量符合对数正态分布;除pH值为弱变异外,其余土壤性质为中等变异水平;土壤各属性的半方差函数理论模型能用球状和高斯模型来拟合;土壤pH值和频率磁化率百分含量空间自相关部分起主要作用,由结构因素所引起的变异性占主导地位,受人为因素影响较小;而土壤低频磁化率、有效Cu、有效Zn、有效Fe、有效Mn含量空间变异性主要受人为因素影响较大。     

沧州市大气降水化学特征分析

为了解沧州大气降水化学特征,于2009年4-11月采集了沧州大气降水样品,测定了pH值、电导率和主要离子(Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、F-、Cl-、NO3-和SO42-)浓度。结果表明,观测期间降水pH值为4.18~7.30,降水量加权平均pH值为5.23,降水酸化频率为34%;电导率值为18.5~245.0μS/cm,降水量加权平均电导率值为39.2μS/cm;降水主要离子加权平均浓度为641.36μeq/L;降水中主要阳离子成分是NH4+和Ca2+,降水量加权平均浓度分别为191.06和96.81μeq/L,分别占到阳离子总量的53%和27%;阴离子主要成分是SO42-和NO3-,降水量加权平均浓度分别为175.05和58.19μeq/L,分别占到阳离子总量的63%和21%。降水中[SO42-]/[NO3-]值为3.01,仍属于硫酸型降水,但酸雨类型逐渐由硫酸型向硫酸-硝酸混合型过渡;[NH4+]/[Ca2+]值为1.97,NH4+对降水酸度的中和作用要大于Ca2+;NH4+、SO42-和NO3-等二次组分占到降水中主要离子总量的66%,表明二次污染比较严重。降水离子相关分析表明,SO42-、NO3-、Ca2+、NH4+的相关性较好,SO42-和NO3-的相关系数为0.732,NH4+与SO42-(R=0.540)、NO3-(R=0.628)的相关系数分别大于Ca2+与SO42-(R=0.532)、NO3-(R=0.410)相关系数。气流轨迹分析表明,研究区降水主要受到5类气团影响,不同气团影响下,降水pH值、电导率和离子组成存在差异。     

改性土壤对矸石溶出液中主要污染因子的吸附特征

主要通过静态试验研究了平煤集团十二矿矸石的静态溶出特征和改性土壤对矸石浸溶液中主要污染因子吸附特征；结果表明，煤矸石浸泡液中主要污染因子为SO4^2-F-、F^-重金属Mn；改性土壤对SO4^2-、F^-及重金属Mn等污染因子的吸附等温式分别符合Temkin等温式、Freundlich等温式和Freundlich等温式，饱和吸附量分别为14．80mg／g、0、085mg／g和0.0087mg／g；主要发生了配位吸附等专性吸附，吸附稳定性高，不易解吸。     

AMD对岩溶区旱地土壤理化性质及土壤酶活性的影响

煤矿开采产生的酸性矿山废水（ AMD ）已导致周边土壤受到了严重的污染。以贵州典型的喀斯特地区旱地土壤为研究对象,通过添加不同污染浓度的AMD,模拟AMD持续污染下,岩溶区旱地土壤pH、Eh、EC、Fe、Mn、Cu、Zn、SO2-4以及脲酶、微生物量的变化情况,进而评价AMD持续污染对岩溶区旱地土壤的影响。结果表明：随着AMD污染程度的持续增加,土壤Mn、Zn及脲酶活性在较低污染程度下急剧升高,在较高污染程度下则又显著降低,其中土壤Zn、脲酶活性随AMD浓度增加达到极显著水平（ p﹤0.01）;土壤pH有明显下降趋势（ p﹤0.01）,总体维持在6.5以上的较高水平;土壤Eh、EC、Fe、Cu、SO2-4随AMD污染程度的增加呈显著、极显著的增大趋势（ p均﹤0.05）;土壤微生物量则随AMD污染程度的增加呈显著的降低趋势（ p﹤0.05）。综上表明,AMD的持续污染将对岩溶区煤矿周边的旱地土壤造成严重的影响。     

贵州中部山区煤矸石堆场周边污染水稻土重金属的释放特征

通过对贵州中部山区煤矸石堆场周边污染的水稻土及上覆水进行调查与采样分析,探讨污染水稻土有效态重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb)含量的变化及其释放特征。研究结果表明:不同程度污染水稻土中Cd、As和Hg的含量及部分水稻土中的Cu含量超过了土壤环境质量二级标准,随着水稻土污染程度的增加,土壤有效态Cd的含量出现明显的增加,中度污染水稻土和重度污染水稻土有效态Cd的平均含量分别比轻度污染水稻土增加了1.30、2.60倍;在水稻生长期间(6~8月),污染稻田上覆水中均出现Cd的超标,中度污染稻田和重度污染稻田上覆水Cd的平均浓度(三次采样)分别比轻度污染稻田的上覆水高11.3%和27.3%。污染水稻土淹水1~30d期间,上覆水Cd的浓度出现不断地增加,淹水20d后中度及重度污染水稻土上覆水Cd均出现超标。因此,煤矸石堆场周边污染稻田排水的Cd会产生明显的二次污染。