海州煤矿矸石山周边土壤重金属污染特征及生态风险评价

通过系统采集阜新海州井工矿矸石山周边的表层土壤样品,研究煤矸石堆积造成的周边土壤重金属污染问题,并分析其污染特征,评价其潜在生态风险。数据分析结果表明:尽管研究煤矸石山只有10余年堆积历史,但煤矸石的风化和淋溶已导致其周边土壤中重金属累积性污染,研究的五种重金属Zn、Pb、Cu、Cr和Ni中Ni和Cu的含量超过《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)二级标准。土壤中重金属含量空间分布结果表明,土壤中重金属的含量随着距煤矸石堆距离的增加大体呈现下降趋势。重金属形态分析数据显示土壤中重金属以不活泼的残渣态为主,酸可提取态含量最低。研究区土壤中重金属总的潜在生态风险程度为轻微,单元素的污染程度由高到低依次为CrNiCuPbZn,其中Ni是最主要的潜在生态风险因子。     

贵州煤矿区表层土壤微量重金属污染风险评价

文章研究了贵州省金沙县新化乡煤矿地区煤矸石的堆放对周边表层土壤重金属的影响。以煤矸石堆为中心,采集堆放时间大约为30、15、6 a的煤矸石堆附近土壤样品,并分析测定土壤的p H值和具有环境意义的8种微量重金属元素Cr、Cu、Zn、Cd、Pb、Ni、V、Co的含量。采用累积强度、内梅罗污染指数及污染负荷指数来探讨土壤受重金属污染的程度,通过相关性分析、主成分分析和聚类分析,确定土壤中主要的重金属污染物及其关系。研究结果表明,3个研究区域土壤均呈酸性,且距煤矸石堆越近,土壤酸性越强,除Cd和Pb外土壤中其它微量重金属的含量均超出贵州省土壤环境背景值。以远离矿区土壤中重金属含量为累积强度标准,发现3个研究区域土壤中除Pb和Co外其他重金属均发生了不同程度的累积,土壤中主要的重金属污染物为Cu、Cr、Ni、V。3个研究区域土壤均受到重金属污染,污染程度为轻度污染,土壤受重金属污染程度与距煤矸石堆的距离呈负相关、煤矸石的堆放时间呈负相关。该结论将为贵州省煤矿地区煤矸石的综合治理提供科学依据。     

煤矸石堆放地周围土壤中重金属的污染特性及评价

为了分析煤矸石堆放对周边土壤环境的影响,以某煤矸石山为对象,采集新鲜煤矸石及附近土壤样品,检测其中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As和Hg 8种重金属元素的含量,分析了煤矸石和土壤中重金属的相关性,采用多种污染指数评价了重金属污染对该地环境质量的影响。结果表明:该煤矸石堆放地中,重金属污染单因子指数由高到低依次为Ni>Zn>Cu>Cr>Pb>As=Hg=Cd,该堆放地土壤等级总体尚安全,但土壤中Zn、Cr和Cu含量已受到人为污染影响。     

演马矿煤矸石堆周围环境中重金属分布特征

以焦作市演马矿煤矸石堆为对象,检测分析其周围土壤、地下水和植物中的重金属含量,并结合当地的地形地貌、土壤性质和地下水动力条件,研究煤矸石堆放与环境污染之间的联系. 根据地形地貌、地下水流向和风向,在演马矿煤矸石堆周围布置土壤、地下水和植物采样点,检测分析pH和重金属(如Pb,Mn,Zn,Cu,Cr和Cd)含量及分布规律. 结果表明:煤矸石堆放是造成周围环境污染的重要因素,煤矸石释放的重金属大部分被土壤所吸附,所检测的6种重金属在土壤中均被检出,其中部分点位的Zn和Cd含量已经超过土壤环境质量标准(GB15618-1995)中的二级标准;土壤中重金属可以进一步向地下水和植物传递,地下水中Mn含量与煤矸石堆的距离呈负相关,植物叶中Pb的含量最高,叶和茎中重金属含量表现出与煤矸石堆的相关性;矿坑排水、锅炉房飘尘也是造成周围环境重金属污染的重要来源.      

煤电工业固废堆积对土壤重金属元素污染调查

以淮南新集煤矿区为例,通过系统采集、分析土壤样品,研究该区煤电工业固废（煤矸石和粉煤灰）堆积对矿区土壤造成的重金属污染。研究结果表明：尽管研究区只有十余年开采历史,煤矸石和粉煤灰长期风化、淋溶已导致其处置堆周边土壤中重金属累积性污染;不同重金属元素在研究区土壤中累积表现出差异性,但均未超过国家土壤二级污染标准,这说明煤电工业固废中重金属向周围土壤迁移是一个缓慢过程。     

掺膨胀土粉煤灰的重金属浸出试验研究

通过搅拌试验和柱渗试验2种室内浸出试验方法,对粉煤灰掺不同量膨胀土在中性和酸性(模拟酸雨)2种浸出条件下,进行几种金属离子污染问题的研究。通过试验,旨在获得在中性和酸性条件下,粉煤灰膨胀土不同配比掺和样中重金属离子的浸出规律。该文所取得的成果为:所有试样的Fe、Mn离子浸出浓度较大,都超过《生活饮用水卫生标准》;当粉煤灰膨胀土不同配比掺和样置于地下水位以下时,试样中Zn、Fe、Mn、Cu、Cr和Ni的浸出浓度不规律,Zn、Fe、Mn、Cu、Cr和Ni离子浸出浓度最小的最佳配比分别为5%、15%、15%~20%、5%、0%或20%、0%~5%;中性条件下,柱渗试验初始浸出浓度高于搅拌试验;pH值对粉煤灰膨胀土不同配比中Cr浸出浓度影响较大,酸性条件下浸出浓度小于中性条件,对工程有利,且当柱渗分为前期和后期时,Cr离子浓度呈指数曲线状有规律浸出;当膨胀土掺量为10%时,Cr离子的初始浸出浓度为最小,所有金属离子在酸性条件下浸出浓度也最小,因此,从环境角度考虑的最佳配比可能在10%左右;当膨胀土掺量从20%开始,未经养护样品柱渗试验后期(≥15 d)渗透系数能够满足工程利用要求;所有酸性条件下的渗透系数都小于中性条件,因此酸性反而有利于粉煤灰膨胀土混合物的工程应用。     

浸泡淋滤作用下煤矸石重金属元素的释放规律及特征研究

为探究天然煤矸石在雨水浸泡淋滤作用下重金属元素的释放规律及特征,通过扫描电镜(SEM)对天然煤矸石进行表征以观察其淋滤前后的微观形貌,借助X射线衍射(XRD)技术测定煤矸石淋滤前后的矿物成分组成及变化情况.结合模拟降水连续静态浸泡与动态淋滤试验,考察在不同固液比、粒径、pH、土壤介质条件下煤矸石中重金属元素的释放规律与特性.结果表明：(1)淋滤后的煤矸石表面凹凸结构较多,淋滤前后煤矸石中各矿物相含量差异较小.(2)As、Mn的浸出浓度均较高,最大释放率大小表现为As>Cd>Cu≈Ni>Mn>Cr>Zn>Pb. As的累积释放对周边土壤环境以及地下水产生不利影响的风险较高.(3)连续动态淋滤试验在pH为3时,Mn、Cu、Zn、Ni的累积释放量明显较高,As、Cr在中性条件下的累积释放量高于在酸性条件下.引入土壤介质这一因素后,Cr、As的累积释放量均明显减少,这两种重金属元素均呈现出在土壤中积累的状态.研究显示：对于相同煤矸石堆存量,降雨量越大,重金属的释放总量越高,固液比为1∶20时,As释放量最高可达2.822μg/L;Cr、As呈现出在土壤中积累...     

煤矸石山覆土体系重金属污染特征及生态风险评价

长期堆积的煤矸石会在雨水淋滤、地下水浸泡下释放重金属元素,随着水流向周边土壤扩散的同时,也会在土壤毛细作用及植物根系活动作用下向上层覆土迁移,对土壤质量产生影响。以宁夏宁东某矿矸石山为研究对象,分析矸石山不同深度覆土及周边0~200 m土壤环境中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As、Mn、Ni元素的空间分布特征,探究土壤环境质量现状,并综合评估土壤生态风险。研究表明:Cr是研究区的主要污染因子,矸石山覆土有86.36%的采样点位Cr含量超过原土,矸石山周边表层、深层土壤分别有100%、50%的采样点位Cr含量超过对照点土壤背景值;煤矸石中有毒重金属元素向覆土有一定的迁移性,且与煤矸石层接触的土壤中重金属元素富集明显;煤矸石粉尘扩散是周边土壤中重金属元素富集的主要途径,其显著影响范围在矸石山10 m内;矸石山周边土壤潜在生态危害指数(RI)为40.80~63.31,污染程度均为轻微,矸石山覆土潜在生态危害指数(RI)为44.83~70.54,仅有1个点位污染程度达到中等。     

不同 pH 浸提条件对生活垃圾焚烧炉渣重金属浸出影响研究

生活垃圾焚烧炉渣富集了大量重金属,对环境有严重影响。对生活垃圾焚烧炉渣以（ HJ／T 299－2007）硫酸硝酸法浸提,在不同的pH浸提条件下对炉渣中重金属浸出特性进行了实验研究。结果表明重金属浸出量随着浸出pH的下降有明显上升趋势,尤其在酸性条件下有明显提升。炉渣在酸雨长期浸泡下会浸出大量重金属,对周边土壤及地下水造成严重影响。     

九龙矿矸石山周围土壤环境的评价

调查了邯郸市九龙矿矸石山周围地表土壤中重金属的元素的含量。并通过单因子污染指数和N.L.Nemerow(内梅罗)指数法对矸石山周围土壤进行污染评价。结果表明,矸石山附近的土壤都符合土壤环境质量标准二级标准中(pH>7.5、农田、旱地)的重金属指标。背景土壤与矸石山周围土壤的重金属含量相差较小,主要与煤矸石中重金属含量偏低有关。由于该矿煤矸石对周围土壤环境影响程度较小,煤矸石中重金属含量偏低所以应尽量增加对煤矸石的综合利用,从而减少煤矸石对土地的压占。     

两类典型重金属土壤污染研究

对贵州水城矿务局周围煤矸石污染土壤和Pb、Zn冶炼场污染土壤的重金属污染状况进行了研究和评估。研究结果表明：煤矸石风化形成的土壤有一定的重金属污染，污染程度取决于煤矸石的组成。Pb、Zn土法冶炼造成土地严重污染，在污染土壤中种植的农作物中重金属含量严重超标。重金属在土豆不同部位富集程度各不相同，而且Pb-Cd、PbZn、Zn-Cd在植物体内具有较高的正相性。     

天津农田重金属污染特征分析及降雨沥浸影响

降雨过程对农田土壤重金属的淋洗效应是影响重金属在土壤中迁移与转化的重要过程.本文不仅考察了天津市污灌区农田表层土壤中7种重金属的含量水平和空间分布特征,还结合之前发表的地表径流中重金属含量数据,探讨了自然界降雨对土壤重金属的淋洗作用.多元分析结果表明,农田土壤中各种金属含量差异较大.其中Zn含量最高[(106.61±56.24)mg·kg-1],Cd含量最低[(0.31±0.31)mg·kg-1],但Cd含量4倍于当地土壤背景值(0.090 mg·kg-1).7种土壤重金属综合污染指数排序为CdCuNiZnAs≈CrPb.土壤Cd、Cu、Ni和Zn分别属于中度污染、轻度污染和警戒水平,而As、Cr和Pb均属于安全等级.多元分析结果还表明,研究区内土壤Cd主要来源于人为活动,包括工业及机动车排放、污水灌溉等,Zn、Cu、Cr、Ni和Pb受人为源和自然源的综合影响,而As则主要为自然源.降雨过程对土壤中7种重金属的浸出情况排序为CdAsCu≈PbNiCr≈Zn.综上,天津市土壤Cd污染较为突出,需要进行重点监测及专项治理.     

煤矸石堆积区周边土壤重金属污染特征与植物毒性

煤矸石在自然堆积过程中会通过风化和雨淋条件释放重金属等污染物质,从而对周边土壤环境造成严重的生态危害.研究了矸石山周边土壤中重金属含量,探讨了土壤样本暴露诱导的植物毒性效应,以期全面评估矸石堆积区周边土壤的生态风险.结果表明,煤矸石堆积区周边土壤中Cd、 Pb和Zn的含量平均值均超过山西省土壤元素背景值,并且随着距矸石山的距离越远,土壤重金属含量呈现先上升后下降的趋势;富集因子结果同样显示周边土壤中Cd、 Pb和Zn元素污染较严重.暴露于距矸石山不同距离的土壤后,大麦幼苗生长受抑,部分土壤诱导叶绿素含量降低和丙二醛(MDA)含量升高,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽(GSH)活性上升,过氧化氢酶(CAT)活性显著下降,并且造成根尖细胞中有丝分裂指数(MI)降低和微核率(MN)显著上升.皮尔森相关系数表明,矸石堆积区周边土壤中Cr、 As和Zn元素分别与大麦芽重、根重和微核率之间呈显著的正相关,Cu和Pb元素分别与叶绿素和微核率之间呈显著的负相关.     

基于UNMIX模型的矿区周边农田土壤重金属源解析

采集了云南省会泽县铅锌矿区周边42个农田土壤样品,测定了14种元素的含量,应用UNMIX模型进行了土壤重金属源解析的研究,并利用Arc GIS地统计分析模块中的反距离加权插值法分析了污染严重的6种重金属的空间分布,进一步验证源解析结果.结果表明:(1)研究区土壤中Pb、Zn、Cd污染较为严重,均超过当地土壤背景值的数十倍.(2)UNMIX模型解析出的3个土壤重金属污染来源分别为工业活动造成的人为污染源(源1),源贡献率为16.32%;燃煤和施肥导致的污染源(源2),源贡献率为68.26%;矿山开采导致的人为污染源及土壤母质造成的自然污染源的综合污染源(源3),源贡献率为15.42%.(3)研究区的农田土壤重金属污染的空间分布格局与当地的土地利用类型和UNMIX模型解析的结果基本吻合,表明UNMIX模型可以很好地应用于矿区周边农田土壤重金属源解析研究.     

焦作矿区煤矸石山周围土壤和玉米作物重金属污染研究

以焦作演马矿区为例,研究煤矸石长期堆放对周围土壤和玉米作物造成的重金属污染。根据当地地形地貌在矸石堆周围呈放射状布设3条采样线,用HCl-HNO3-HF—HClO4全分解法和HNO3-HClO4湿法消解土壤和玉米样品,检测土壤和玉米（叶、茎和籽）中主要有害重金属元素（Pb、Cu、Cr、Zn）。研究表明：土壤和玉米中Pb和Zn含量超标,且距离矸石堆由近及远土壤和玉米作物中重金属含量呈下降趋势,重金属在玉米作物不同部位的富集能力表现为叶中最高,茎次之,籽最低。     

铁锰双金属材料在不同pH条件下对土壤As和重金属的稳定化作用

pH是影响土壤As和重金属赋存形态及稳定化过程的重要因素,本文以人工合成的铁锰双金属材料(FMBO)为研究对象,研究了其在不同pH条件下对3种As和重金属复合污染土壤的稳定化作用,同时探讨了材料添加对土壤pH和酸碱缓冲性的影响.结果表明,As、Pb元素分别在土壤pH 3~9的中性偏酸性条件、pH 5~10的中性偏碱性条件下较为稳定,Cd、Zn、Cu在pH为7~11的碱性条件下浸出浓度较低.在碱性条件下,FMBO材料自身稳定性及稳定化作用均优于酸性条件,在As和重金属稳定的最适pH范围内,随着材料添加量增加,稳定化效率逐渐升高,其对As、Pb、Cd、Zn、Cu的稳定化效率最高分别能达到92.7%、100%、97.0%、88.7%、82.7%.添加FMBO材料可使土壤pH值升高,并能够提高土壤的酸缓冲能力,对As和重金属的长期稳定性有促进作用,而对土壤碱缓冲作用影响较小.从浸出元素的相关关系可以看出,Fe元素对土壤中As的稳定性有重要作用,Pb、Cd、Zn、Cu的稳定性受土壤pH影响较大.     

基于BP神经网络的表层土壤重金属分布模拟

以新疆克拉玛依人工碳汇林为研究区,利用采样点实测数据及理化试验得出的表层土壤重金属含量数据,借助Matlab实现双隐层BP神经网络预测模型,并结合GIS技术分析模型误差,最终实现研究区域土壤重金属含量的三维空间分布格局的可视化表示。结果表明:用双隐层BP神经网络模型拟合精度达90%左右,检验精度以及实际评价效果均较好,说明利用BP神经网络模型对土壤重金属污染进行空间分析与评价具有可行性;整个研究区中部区域Cu、Zn、Fe、Mn、Ni 5种重金属含量相对较低,对环境的负面影响较小,而在研究区周边区域这5种重金属含量相对较高,对环境的负面影响较大。     

公路沿线土壤中重金属的含量分布

用HNO3-HF-HClO4消解土壤样品,用原子吸收光谱法对山东范县等五个地方的公路沿线土壤样品中重金属Pb、Cr、Zn、Fe、Cd、Ni的含量进行了分析测定,并对重金属元素在土壤中的存在方式进行了研究,反映出公路沿线土壤中重金属元素的积累情况。由测定结果表明,该地区土壤中铁含量较高,其余各重金属含量均很低,土壤基本没受污染。     

煤矸石井下填充后微生物降解残渣的分析

通过对煤矸石进行微生物降解试验,探讨煤矸石并下填充的可行性并为填充后的污染控制提供理论依据。试验结果表明：煤矸石中有机质可以被微生物降解,浸泡和接种物驯化有利于微生物降解有机质,而且接种物含量和浸泡时间影响残渣中金属Ag、Cu、CO和Fe的含量;试验后残渣中CaO、MgO、SiO2不会对地下水造成太大影响,但残渣中Fe2O3含量相对较大,将可能引起地下水中Fe超标,可能对地下环境有一定的影响。     

土壤和沉积物中重金属积累及其Pb、S同位素示踪

对榨子厂附近一个废弃多年的古老土法炼锌点土壤和沉积物中重金属的积累及污染程度进行了研究。研究区土壤、沉积物样品中Pb、Zn、Cd含量已大大高于该地区的背景值,zn的积累明显大于Pb的积累程度。相关分析表明,土壤和沉积物中Fe2O3对重金属有强烈的固定作用。沉积物和土壤中有很高的综合污染指数,显示出重金属的污染程度很高。化学形态分析表明重金属以碳酸盐结合态、残渣态和铁锰氧化物结合态为主,有效态所占的比例很低,但其含量并不很低,在酸性条件下,有释放导致污染的可能性。同位素示踪结果显示,研究区土壤和沉积物中积累的Pb、S为矿山物质来源。