广西大新锰矿区土壤重金属污染评价

文章对广西大新锰矿区的土壤进行了调查研究,通过对矿区土壤中重金属元素(Pb、Cr、Zn、Cu、Cd、Mn)含量的系统测定,运用地积累指数法对矿区土壤重金属污染进行初步评价。结果表明:矿区各采样区受到重金属污染严重,其中精矿堆和尾矿区最为严重。就各元素的污染程度来看,Mn和Cd的污染级别达到6级,污染程度为极严重污染,Zn、Pb、Cu为中等污染。各重金属污染程度排序为:MnCdZnCuPbCr。     

湘西花垣矿区主要植物种类及优势植物重金属蓄积特征

矿区重金属污染严重,寻找和发现适合当地气候与土壤条件的重金属耐性植物是矿区植被恢复和污染土壤修复的前提.通过对湘西花垣县锰矿、铅锌矿区植被调查,共记录到高等植物76种,隶属69属,39科.对两矿区的主要优势植物及其土壤重金属含量进行了测定、分析,结果表明,两矿区土壤Pb、Zn、Cd含量均超过国家土壤环境质量二级标准阈值,对矿区土壤造成了污染.主要优势植物均能适应矿区土壤重金属元素较高的环境,对重金属具有一定的耐性,但不同植物对重金属的吸收和蓄积特征不同,油茶、芒萁吸收的重金属主要分布在地上部分,属于金属富集型植物,适于修复湘西矿区重金属污染中等且使用价值较高的污染土壤;灰白毛莓、山莓、毛萼莓、魁蒿、蕨吸收的重金属主要累积在根部,属于根部囤积型植物;芒草、白茅、箬竹、飞龙掌血根、茎、叶重金属含量均较低,属于重金属规避型植物.这2种类型的植物适合种植在湘西矿区重金属污染严重、使用价值相对较低、面积较大的矿山废弃地.     

阳新县复垦工矿废弃地土壤重金属污染及潜在生态风险评价

为探究湖北省阳新县复垦工矿废弃地土壤重金属污染状况及其潜在生态风险,对研究区采集的69个复垦工矿废弃地表层土壤样品中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn 8种重金属元素的含量进行了测定,在此基础上分别采用内梅罗综合污染指数法和潜在生态风险指数法对复垦土壤中重金属污染程度和潜在生态风险进行了评价。结果表明:研究区复垦土壤中重金属元素Cd、Cu、Hg、Pb和Zn的含量均值高于湖北省土壤元素背景值,存在一定程度的富集,部分复垦土壤中重金属元素As、Cd、Cu和Ni的含量超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)中的土壤污染风险筛选值,超标率分别为8.7%、4.3%、10.1%和1.4%;复垦土壤中无清洁级别,预警、轻度污染、中度污染和重度污染土壤分别占1.48%、69.57%、18.84%和10.14%,各类型复垦土壤中重金属污染程度依次为金属矿采选废弃地其他工矿废弃地砂石场废弃地煤矿采选废弃地,复垦土壤中各重金属单因子污染指数依次为CdCuHgPbZnNiAsCr;复垦土壤中重金属元素As、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的单项潜在生态风险均处于低生态风险级别,而Cd和Hg最高分别达到较高和极高生态风险级别,复垦土壤重金属综合生态风险中,低生态风险、中等生态风险和高生态风险级别的土壤分别占66.67%、30.43%和2.90%,无极高生态风险级别的土壤。总体而言,研究区复垦土壤中重金属元素Cd和Cu的污染较突出,但考虑到毒性响应,复垦土壤中重金属Hg和Cd的污染更应引起警惕。     

大冶铜绿山矿区废弃地优势植物对铜的积累与迁移

通过对矿区废弃地的实地调查和采样分析,研究了废弃地海州香薷等5种植物对铜的积累与迁移特性,以期为矿区废弃地的植被恢复和土壤重金属污染的治理提供一定的科学依据。研究结果表明,铜绿山矿区废弃地土壤Cu含量高达4580.48mg/kg,5种植物对土壤中的Cu都有一定程度的富集作用。其中,狗尾草对土壤中Cu的富集系数和转运系数都比较高,适合作为治理铜绿山矿区废弃地重金属Cu污染的植物。     

金属矿复垦中的污染防治与生态复垦设计探讨——以广东云安县高枨铅锌矿为例

矿区土地生态复垦与重建是保护环境、减少矿产开采对周围生态环境破坏与污染的重要途径。金属矿废弃地的重金属污染和植物生长条件的严重劣化导致了矿区废弃地植被恢复和生态重建的效率低下、速度十分缓慢。因此,有效治理重金属污染并选择适宜的恢复植被品种是进行金属矿山废弃地植被重建和生态恢复的关键。文章以广东高枨铅锌矿复垦方案为例,在分析预测矿区土地破坏与污染状况的基础上,结合项目区地形地貌等特点,提出了尾矿库和废石场污染的三阶段防治措施:(1)化学钝化措施;(2)工程阻隔措施;(3)植被生长层建立或生态恢复的生物措施。根据当地气候条件及土壤特点,对适宜的植物品种进行了严格的筛选和组配,提出了尾矿库和废石场生态复垦规划设计方案以重建人工生态系统。     

重庆秀山锰矿区土壤重金属污染分析与评价

通过采样分析重庆秀山锰矿区土壤中的Mn、Pb、Zn、Cu、Cr、Cd、Ni、Co、As等9种重金属元素含量,使用单因子污染指数法、综合污染指数法、地积累指数法、潜在生态危害指数法等方法,对秀山锰矿区土壤重金属污染状况及其潜在风险程度进行了评价。结果表明,秀山锰矿区域范围内的土壤中Cr、As等重金属元素含量偏高,同时受到金属Mn的严重污染;尾矿库下游土壤的生态风险程度为中等,其余均为轻微的生态风险等级。     

湘西花垣矿区土壤重金属污染及其生物有效性

以花垣矿区4个锰矿点、5个铅锌矿点为现场,对湘西花垣矿区的土壤重金属总量及有效态含量进行了测定,采用污染指数法对矿区土壤重金属污染状况进行了评价,在此基础上,结合主成分分析和线性回归分析等统计学方法,探讨了该矿区重金属污染的主要因子,重金属有效态含量与其对应总量的关系.结果表明:①两矿区土壤Mn、Pb、Cd含量较高,分别为湖南省土壤背景值的8.7、21.5和2.9倍,且大多数土样Pb、Cd含量超过国家土壤环境质量三级标准,对矿区土壤造成污染.②重金属污染评价结果显示,目前两矿区土壤受到轻度的Pb污染,中-重度Cd污染.综合污染指数显示锰矿区为轻-中度污染;铅锌矿区为中-重度污染.③两矿区土壤中Pb、Cd有效态含量相对较高,占总量的比例>10%,且DTPA提取态Mn、Pb、Zn、Cd含量与其总量呈极显著正相关(P<0.01).主成分分析结果显示,Mn、Pb、Zn、Cd和DTPA-Mn、DTPA-Pb、DTPA-Zn、DTPA-Cd是导致花垣两矿区重金属污染的主要因子.因此,应采取一定措施对矿区土壤重金属污染进行治理.     

拉拉铜矿区土壤重金属含量及其污染特征

分析了拉拉铜矿区土壤中重金属含量,并运用地积指数对其污染状况进行了评价。结果表明,拉拉矿区是Cu、Cd、Hg污染严重的区域,而Cr、Pb、As污染不明显。与中国土壤元素背景值相比,矿区土壤中Hg含量平均增加了13.4倍,Cd含量平均增加了19.5倍,Cu含量平均增加了4.9倍。运用Muller地积指数进行评价,证明拉拉矿区Cd属于强-极强污染;Hg属于强污染;Cu以中等污染为主,部分强污染;Cr属于无-中污染;Pb以无污染为主;As属于无污染。矿区土壤重金属污染程度由高到低依次为:Cd>Hg>Cu>Cr>Pb>As。建议重视矿区Cu、Cd、Hg等重金属的污染问题,加强重金属的生态健康效应研究。     

锰矿区周边农田土壤重金属污染特征、来源解析及风险评价

为了解锰矿周边农田土壤重金属污染和生态风险情况,采集某矿区周边174份农田土壤样品,分析了土壤中8种重金属(Cu、 Zn、 Pb、 Cr、 Ni、 Mn、 As和Hg)的含量,采用主成分分析(PCA)和正定矩阵因子分解模型(PMF)分析土壤重金属的来源,通过单因子污染指数法、地累积指数法、潜在生态风险指数法和人体健康风险评价模型评价土壤重金属生态环境风险.结果表明,研究区农田土壤Cu、 Zn、 Cr、 Ni、 Mn和Hg含量的均值均高于贵州省土壤背景值,100%样本Zn和38.86%样本Cu均超过农用地土壤污染风险筛选值.源解析显示农田土壤重金属的主要来源为矿业开采排放源,其次为农业活动和交通运输混合源、自然源和农业活动源.风险评价结果表明,土壤中Ni、 Cr、 Pb和As属于清洁水平,Hg和Cu属于轻度污染水平,Zn属于偏中度污染水平,Mn属于偏重污染水平.Cu、 Zn、 Pb、 Cr、 Ni、 Mn和As存在轻微潜在生态风险,Hg存在强潜在生态风险.研究区整体存在强潜在生态风险,8种重金属存在致癌风险和0～5岁儿童非致癌风险,主要贡献因子分别是Cr和Mn.     

陕北矿区不同土地类型下土壤重金属污染评价

通过对陕西北部矿区4种土地类型(草地、农田、道路、矿区)中8种重金属元素(Cd、Cu、Cr、Hg、Ni、Pb、As、Zn)含量的测定,结合毗邻区土壤重金属背景值,对矿区不同土地利用类型的土壤重金属污染程度和综合潜在生态风险危害进行评价。结果表明:1)研究区土壤Hg和Cd元素累积明显,其余6种重金属虽未超过GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准,但已呈现出一定的累积效应; 2) 4种土地利用类型下Hg和Cd元素分担率高达93%以上,单项污染指数达到重度污染水平,其余6种重金属元素分担率相对较低,单项污染指数表现为清洁水平,综合污染指数计算表明,4种土地利用类型均表现为重污染; 3)综合潜在生态风险指数计算表明,草地处于重度风险等级,其余3种土地类型均为严重风险等级。     

基于朴门设计的煤矿废弃地生态修复规划研究

为探索可持续发展观下矿区生态修复规划模式,推动矿区生态修复技术革新,论文引入朴门设计理论,研究其在煤矿废弃地生态修复中的可持续性设计策略及运作过程;结合王石凹煤矿生态修复实践案例,分析了分区规划、扇形分析及循环布局等设计模式的应用现状,并对2014-2016年间王石凹煤矿生态系统服务价值进行测算。结果发现,朴门设计能够把煤矿土壤重金属污染区纳入生态建设分区规划中,加快煤矿废弃地生物多样性恢复,促进生态平衡建设,推动煤矿废弃地生态系统融入生物地球化学循环,实现煤矿废弃地生态、经济和社会复合系统可持续发展,是适用于煤矿废弃地生态修复的有效规划设计模式。研究结果能为矿区生态修复规划设计理论研究和实践活动提供参考。     

金属矿山废弃地类型划分与生态退化特征

由于矿山开采中地表结构扰动、环境污染等因素导致矿山废弃地生态系统极度退化。通过对其产生原因和占地现状、特征的分析,将金属矿山废弃地划分为5大类15个类型,对其生态退化特征进行了评价;其中地表结构的不稳定性、土壤和植被的缺失及重金属离子污染是生态退化的主要限制性特征,也是生态恢复的难点和重点,并对不同类型金属矿山废弃地的生态治理措施进行了探讨。     

Diversity of free-living nitrogen-fixing microorganisms in wastelands of copper mine tailings during the process of natural ecological restoration

Biological nitrogen fixing is an important source of nitrogen input in the natural ecological restoration of mine wastelands. The diversity of nifH genes in tailings samples under di erent plant communities in Yangshanchong and Tongguanshan wastelands in Tongling, was analyzed using polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) approach. The nitrogen-fixing microorganism community in the upper layer of tailings of Tongguanshan wasteland discarded in 1980 showed higher Shannon-Wiener diversity index than that in Yangshanchong wasteland discarded in 1991. The diversity of nifH genes in Yangshanchong wasteland of copper mine tailings did not display a consistent successional tendency with development of plant communities during the process of natural ecological restoration. Phylogenetic analysis of 25 sequences of nifH gene fragments retrieved from the DGGE gels indicated that there were mainly two taxa of free-living nitrogen-fixing microorganisms, Proteobacteria and Cyanobacteria living in the wastelands investigated, most of which were unique and uncultured. Canonical correspondence analysis (CCA) based on the relationship between band patterns of DGGE profile and physico-chemical properties of tailings samples showed that the diversity of nifH genes in di erent tailing samples was mainly a ected by loss of ignition, water content, pH and available Zn contents of wastelands. The dominant plant species and development period of plant communities by ameliorating pH, reducing the toxicity of heavy metals, increasing organic matter and water content a ected the diversity and structure of the free-living nitrogenfixing microorganisms in wastelands of copper mine tailings.     

平庄煤矿排土场植被恢复与重建研究

本文在认真分析、总结国内外露天煤矿土地复垦理论和工程实践的基础上,应用了土壤学、微生物学、采矿学、农林学、环境工程学等多门学科的理论,研究分析了排土场的土壤理化性质及林木生长的适应性。在此基础上确立了排土场植被特征和植被恢复措施。排土场以保护为主。并通过比较不同生境、不同植被配置模式对主要复垦植被的影响,以及主要复垦植被之间的相互影响,提出平庄矿区露天煤矿人工植被的模式。     

不同生态修复模式下土壤水文性质及其对溶质运移的影响

煤矿区生态修复过程中不可避免地改变了土壤水和溶质运移过程.土壤水是溶质运移的主要载体,溶质运移受土壤水文性质与植被状况影响.以我国北方典型半干旱区山西古交矿区草本、灌草和乔灌草3种不同生态修复区和撂荒地的土壤为研究对象,揭示不同生态修复模式下土壤水文性质变化规律及其对溶质运移的影响.结果表明,土壤持水性从大到小依次为乔灌草地灌草地草地撂荒地,草本、灌草和乔灌草3种植被修复区的土壤持水量相对于撂荒地分别增加了33.79%、59.19%和62.71%,植被修复有助于增加土壤层蓄水能力.土壤饱和导水率由大到小依次为草地(1.736 mm·min~(-1))灌草地(1.678 mm·min~(-1))乔灌草地(1.564 mm·min~(-1))撂荒地(1.012 mm·min~(-1)),非饱和导水率随吸力增大而呈指数下降,植被修复过程中降低容重的同时提高了土壤持水性,改善土壤持水性能.不同生态修复区土壤中溶质穿透时间呈草地灌草地乔灌草地撂荒地的趋势.CDE、SC和TRM模型均可对矿区不同生态修复模式土壤的溶质运移过程进行较好的表达,其中CDE模型拟合效果最好.结果表明研究区溶质运移方式以对流为主,而且土壤容重和砂粒含量是影响溶质运移的主要因素.     

复垦铅锌矿尾砂库的植被恢复和基质演变

为探讨铅锌矿尾砂库经植物原位修复的生态恢复效果,以广西阳朔铅锌矿尾砂库综合治理示范工程为研究对象,连续3年(2018—2020)对实地观测植被恢复情况、新增植物生长情况及复垦铅锌矿库区尾砂重金属含量、土壤酶活性及理化性质的观测与测定。结果表明:尾砂库经人工种植的芒(Miscanthus sinensis)和三裂叶葛藤(Pueraria phaseoloides)2种耐性植物对尾砂中重金属存在植物稳定作用;库区植被新增物种逐年升高,且以豆科和菊科植物为主;尾砂的过氧化氢酶、脲酶与磷酸酶活性先增后减,蔗糖酶活性显著性增加;尾砂的肥力和保肥能力均有所提高,其中尾砂的总氮含量从1.14 g/kg增加到2.19 g/kg,有机碳含量从9.50 g/kg增加到21.01 g/kg。由此表明,在相似自然条件的矿山废弃地生态修复中,可考虑从葛属和蒿属的植物中筛选目标植物;植被恢复会加快尾砂库库区植物群落的次生演替;铅锌矿尾砂库经人工植被恢复能加快尾砂基质的演变,使生态系统实现自行恢复并达到良性循环。     

浅谈生态矿山建设

矿山开采带来的生态环境问题主要包括地表景观破坏、土地资源破坏和生物多样性损失等,鉴于此,生态矿山建设具有重要的意义,主要表现在三个方面：首先从根本上解决矿山生态环境污染与防治问题,有利于国家生态安全和经济可持续发展;其次有利于消除矿山重大灾害源,显著减少矿山工程地质灾害的发生;第三,有利于充分利用矿产资源。生态矿山建设的原理主要是生态学原理,其建设内容可分为矿山开采期间的生态恢复建设和矿山服务期满后的生态恢复建设两部分。     

荒地的概念、分类及其生态功能解析

随着我国对生态环境保护日益重视,荒地作为生态用地的一种重要类型,其保护与开发已成为重要的研究课题。论文在梳理国内外荒地概念、厘清荒地与相关概念的关系以及系统分析中国、美国、印度土地分类的基础上,重新定义了我国荒地的概念,并针对我国国情将荒地划分为三种类型：荒野地、未利用地和废弃地。论文还首次提出荒地具有防风固沙、保育土壤、固碳释氧、涵养水源、保育生物多样性等多种生态功能的理念,这对我国荒地以及生态用地的开发与保护有重要意义。最后提出建议在我国现行土地分类体系中直接增列一类“生态用地”,包括林地、草地、荒地、水域、滩涂等;在未来开发与保护荒地过程中,从观念上重视荒地的价值,建立荒地产权制度,编制自然资源资产负债表,加强对荒地的分类保护与开发。     

Ecological rebuilding and land reclamation in surface mines inShanxi Province, China

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｓａｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｕｐｐｌｉｅｒｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ ,ｔｈｍｉｎｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙｉｎＣｈｉｎａｍｕｓｔｉｎｃｒｅａｓｅｉｔｓｏｕｔｐｕｔｔｏｍｅｅｔｔｈｅｅｖｅｒ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｄｅｍａｎｄｓｆｏｒｅｃｏｎｏｍｉｃｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄ ｐｅｏｐｌｅ′ｓｅｘｐｅｃｔａｔｉｏｎｓ.Ｈｏｗｅｖｅｒ,ａｂｙ ｐｒｏｄｕｃｔｏｆｉｎｃｒｅａｓｅｄｍｉｎｉｎｇａｃｔｉｖｉｔｙｗｉｌｌｂｅａｎｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｄｅｓｐｏｉｌｅｄｌ…     

露天煤矿排土场的复垦研究

露天煤矿的开采对矿区生态环境造成了严重破坏,特别是大量剥离物形成的排土场,占用了大量的土地资源。生态恢复作为一项有效的采矿废弃地治理措施,随着采矿业的发展成为这一领域研究的重点。露天煤矿排土场的复垦对于改善矿区生态环境意义重大。本文介绍了露天矿排土场对环境的影响和排土场复垦治理技术,研究了某露天煤矿排土场的复垦现状、复垦方式与效果,提出了矿区排土场生态恢复的建议。