酸性矿山排水污染的水库水体酸化特征

矿业开发产生的酸性排水导致下游水体酸化,严重破坏水域生态平衡.以受酸性矿山排水(Acid Mine Drainage,AMD)影响的水库水体为研究对象,通过对水库表层水、界面水和沉积物孔隙水中水质参数的变化进行分析,探讨水库水体酸化特征.结果表明:表层水、界面水pH分别为3.22～3.38和2.70～3.02,水库上覆水体严重酸化,沿沉积物剖面向下酸化程度逐渐减弱;上游AMD在水库水体中存在自然净化过程,而表层沉积物可再次提高上覆水体酸度;沉积物孔隙水ρ(SO42-)极高(0.29～11.85 g/L)且在垂向剖面上变化波动较大,可能与沉积物中次生矿物的形成转化、季节及其他外界条件的变化有关.     

兴仁高砷煤矿区溪流水系环境中砷自然净化的初步研究

为了解矿山环境中砷的自然净化能力及其净化机制,对兴仁典型高砷煤矿区溪流水系环境进行采样分析。结果表明,研究区水体和沉积物中砷含量从上游到下游均呈不断降低的变化趋势,水体显示较强的自净能力。上游水体中砷含量的降低主要是吸附沉淀作用,而溪流的简单稀释作用在下游也显得非常重要。     

运用主成分分析法研究云南湖库水体中重金属分布

以云南省38个高原湖库为研究对象,测定了表层水体中Cu,Zn,Pb,Cr,Cd,As,Fe,Mn和Ni 9种重金属质量浓度.运用主成分分析法对水体中的重金属分布情况和来源进行了分析.结果表明:所调查的云南38个湖库水体中主要重金属的分布可由4个主成分来反映,其贡献率分别为F1(Zn,Mn,Cd)35.23%,F2(Pb,Ni)17.05%,F3(Fe,Cu)15.70%和F4(Cr,Fe)13.10%.38个湖库表层水中均有多种不同质量浓度的重金属存在,在该调查时段,有8个湖库表层水体中部分重金属质量浓度超过《国家地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类水标准限值,水质不符合饮用水标准;而其他30个湖库表层水体中重金属质量浓度符合Ⅱ类水标准.在部分湖库中ρ(Fe),ρ(Mn),ρ(Zn),ρ(Cd)和ρ(Ni)超过Ⅲ类水标准限值,在表层水体中ρ(As),ρ(Cu),ρ(Cr)和ρ(Pb)较低,符合饮用水的标准要求.主成分分析法能够较好地分析云南38个湖库水体中重金属的分布情况.     

贵州兴仁煤矿区水环境的水化学特征

贵州省兴仁县煤矿区水体水质的分析结果表明,矿山水、地下水、河水水质类型分别为[S]CaⅡ型、[C]CaⅠ型、[S][C]CaⅠ型。矿山水具有高矿化度、高硬度、高电导率、低pH值的特征。而地下水和河水具有矿化度偏高、总硬度中等的水化学特征。煤矿开采过程中对研究区地表水的水质有较大的影响,矿山水水体中的Fe、Mn、Al含量明显超标,水化学演化受控于矿业活动和地质背景条件。     

大伙房水库水体及沉积物砷总量及形态分布特征

以0.03 mol·L-1磷酸和0.1 mol·L-1抗坏血酸萃取沉积物样品,以2.0 mmol·L-1NaH2PO4和0.2 mmol·L-1 EDTA(pH=6.0)为流动相,采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱(HPLC-ICP-MS)联用技术,对大伙房水库表层水体、表层沉积物孔隙水和表层沉积物中的砷元素总量及赋存形态进行检测分析,同时对大伙房库区沉积物粒度进行取样分析.检测结果表明:大伙房水库库区水体及沉积物中砷元素主要以无机砷形态存在,未检测到有机砷形态;表层水体中砷总量较低;表层沉积物孔隙水中只检测到As(Ⅲ),As(Ⅴ)未检出,且部分采样点砷总量超出国家饮用水标准(10 μg·L-1,GB5749-2006),可能会对底栖生物造成影响;表层沉积物中砷总量较高,且As(Ⅲ)含量大于As(Ⅴ),说明库区沉积环境以还原性条件为主.总体来看,大伙房水库库区水体砷总量较低,但沉积物体系中砷元素总量较高,除R4采样点外均超过国家土壤环境Ⅰ级标准(GB 15618-1995).沿外源河流输入口向库区方向砷总量降低,说明库区砷元素主要来源于外源河流输入,且以浑河为主要来源.     

粤北大宝山AMD水-表层沉积物的重金属分布特征及其影响因素

粤北大宝山铁铜多金属矿床的尾矿富含硫化物矿物,在化学和生物氧化作用下,产生pH5的酸性矿山废水(AMD).本文对大宝山槽对坑、铁龙AMD的10个采样点的表层沉积物进行物相和微观形貌分析,测定水样和表层沉积物中Pb、Cu、Mn、Cr等重金属离子的含量,讨论pH与次生矿物对重金属元素在水-表层沉积物分布差异的影响.结果表明:AMD的表层沉积物的次生矿物主要由铁、锰的氢氧化物、铁矾类矿物、羟氧硫铅矿和偏砷酸氢铁矿组成,其中含铁次生矿物具有一定的空间演化特征.水-表层沉积物的重金属浓度空间分布差异主要受pH和次生矿物组合控制.水的重金属含量总体是随着pH的降低而增大,且Pb、Cu、Mn具有显著相关性.羟氧硫铅矿是Pb的主要沉淀方式;水钠锰矿的析出沉淀影响Mn、Pb、Cu的沉降率;水铁矿、针铁矿、施威特曼石控制低pH环境中Cu的沉降行为;针铁矿、黄钾铁矾、施威特曼石是水溶液中Cr的强力清除剂.     

江西定南县离子型稀土尾矿周边水体氮污染状况与分布特征

为探究"稀土王国"江西省赣南地区离子型稀土矿对周边水体环境的影响,以离子型稀土矿分布密集区定南县濂江月子河流域和龙迳河龙头流域为研究对象,综合分析研究区特征污染物ρ（NH₄+-N）空间分布特征,采用相关性分析和主成分分析揭示其主要污染来源及影响因素.结果表明:①离子型稀土矿停产整顿半年后,濂江月子河流域和龙迳河龙头流域ρ（NH₄+-N）超过1.00和2.00 mg/L的采样点分别达72%和68%;pH范围为2.95~7.66,平均值分别为6.23和5.53,水体总体上偏酸性;ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）、EC与ρ（NO₃--N）变异系数较大,均介于0.80~1.50之间.②相关性分析结果显示,ρ（NH₄+-N）与ρ（TN）、EC均呈极显著正相关（P < 0.01）;ρ（NH₄+-N）与pH呈显著负相关（P < 0.05）.③流经稀土尾矿区的水体中ρ（NH₄+-N）随距离增加呈现明显的空间梯度分布特征,即距稀土矿区边界200 m处水体中ρ（NH₄+-N）最高（12.20~200.00 mg/L）,其次为1.15 km内（3.69~11.80 mg/L）及3.5 km以上水体（0.80~1.51 mg/L）,矿区周边未受到采矿活动影响的水体中ρ（NH₄+-N）最低（0.03~0.15 mg/L）.④PCA结果表明,2条河流的主要环境影响因子为ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）、pH和EC,主要受到周边稀土矿山尾矿的强烈影响.研究显示,离子型稀土矿原位浸矿开采停产半年后,重点小流域水体中ρ（NH₄+-N）高概率超标的现状仍然存在,受稀土开采活动影响较大.建议进一步开展重点小流域NH₄+-N剩余"库容"精算和矿山周边地表水定期监测.      

金属硫化物矿山水系统中微生物群落组成及多样性

为探索矿山水系统中因采矿活动引起的重金属污染特征和理化性质,以及微生物群落对不同污染水平生境的响应,以中国安徽铜陵狮子山矿区水系统(采矿区废水、堆矿区渗流水、选矿区废水、矿山渗透水和生活池塘水等)为研究对象,通过对水体的理化性质及重金属污染特征分析,并利用Illumina HiSeq 2500测序技术对不同类型废水中微生物群落组成丰度及结构多样性进行了研究,探讨了矿山废水污染特征与微生物群落结构和多样性的相关性.结果表明,水体pH在采矿区(MW1、 MW2)、堆矿区(HW)和选矿区(DW)呈强酸性,矿山水体污染主要来自于采矿活动.不同功能类型废水中微生物群落结构差异显著,其中重金属污染最重的DW的微生物群落多样性和丰度均比其他4个区域弱.高通量测序得到门水平上15门细菌和3门古菌,其中优势细菌群为Proteobacteria、 Bacteroidetes、 Nitrospirae和OD1,优势古菌为Euryarchaeota.PCoA分析表明相似的水体类型的样本聚类相似.相关性热图和典型相关分析(CCA)得到该区域矿山废水中的微生物群落主要受到了pH、电导率(EC)、 SO_4...     

高砷煤矿废水灌溉区土壤砷的分布特征探究

通过对贵州兴仁县交乐村高砷煤矿废水灌溉区土壤总砷的分布特征进行研究。文章对土壤总砷、pH值及有机质含量进行了分析,结果表明,污灌区土壤砷的含量最高达237.55mg/kg,最低为24.20mg/kg,平均As含量为85.62mg/kg,均高于世界、中国及贵州黄壤中的平均水平;pH平均值为5.12,属酸性土壤;有机质含量普遍偏高;高砷煤矿废水灌溉导致了灌区土壤中砷的累积。灌溉方式影响了土壤中砷的迁移与分布情况,土壤中砷的含量,随着与灌溉水源距离的增加而急剧降低。研究区土壤中砷的迁移较缓慢,但有向下游逐渐扩散的趋势。土壤总砷含量受到了pH值和有机质影响,但与两者的相关性并不明显。     

贵阳市水库中硫酸盐还原菌及铁还原菌对甲基汞分布的影响

微生物在汞的甲基化过程中起着关键作用,但关于野外微生物活动对甲基汞分布的影响研究较为缺乏.通过对贵阳市不同污染类型水库中硫酸盐还原菌(SRB)、铁还原菌(DIRB)、甲基汞(MeHg)及相应水质参数分布规律研究,探讨了水库中SRB和DIRB活动在汞甲基化及其分布中所起的作用.在水库上覆水体中,SRB与甲基汞呈显著正相关关系(r=0.398,p0.015,n=37),表明在上覆水体中,SRB为主要的汞甲基化细菌.在污染严重且差异明显的沉积物中,两种微生物对甲基汞分布的影响各不相同.在受矿山酸性废水污染的阿哈水库,由于其过高的SRB含量及其硫酸盐还原活动,导致夏季沉积物表层硫离子大量积累,严重抑制了汞的甲基化过程,使得沉积物孔隙水表层甲基汞明显低于其它两个水库,也低于阿哈水库上覆水体甲基汞含量.在红枫水库,沉积物表层适宜的SRB活动促进了汞的甲基化,硫酸盐还原物硫离子和孔隙水甲基汞存在显著相关性(r=0.674,p0.001,n=31);在百花水库,由于沉积物曾受到严重汞污染,甲基汞峰值主要受到沉积物总汞的影响,和两种微生物活动及其产物均未表现出显著相关性.     

矿井水净化及资源化成套技术与装备的开发

我国矿区水资源十分紧缺，已制约了煤炭工业的发展，将矿井水处理后作为生产和生活用水是解决矿区缺水问题的有效途径。根据矿井水水质和水量特点，研究开发出构筑物式和高效矿井水净化设备式矿井水净化处理工艺技术，以及与工艺技术相配套的自控监控系统和微放射性专用吸附剂，取得了很好的经济效益、环境效益和社会效益，在煤炭系统中具有重大推广价值。     

淮南矿区矿井水净化处理中试研究

根据淮南矿区矿井水以含悬浮物为主要污染物的水质特点,设计了一套矿井水悬浮物去除装置及配套加药系统,并在淮南矿区某煤矿进行了中试研究。结果表明：中试装置采用高效接触絮凝反应、斜板沉淀集成工艺技术,压力式进水和出水,依靠水力作用完成絮凝反应和沉淀过程。装置净化处理后水质能够满足煤矿井下消防、洒水对水质的要求,且运行稳定、效率高、空间体积小、能耗低。     

山西采煤矿井废水深度处理与利用研究

煤炭矿山开采生产过程中所产生的大量高浓度矿井废水,直接影响和阻碍着煤炭矿山和当地村庄居民经济社会的可持续发展和进步。目前,全国大多数煤炭矿井废水均在采用常规的混凝、沉淀、过滤、消毒等初级处理方法,其对高矿化度的矿井废水处理极为有限,因而在较大范围内制约着煤炭矿井的综合与全面利用。因此,加快开展和推进煤炭矿井废水深度处理的研究与实践,扩大和引深其矿井废水的利用领域与空间,迫在眉睫。本文通过对山西煤炭矿山矿井废水采用离子交换、电渗析、蒸馏和反渗透等处理效果的比对实践,分析了煤炭矿井废水反渗透处理技术可行性与广阔的应用前景,指出了煤炭矿井废水深度处理,可显著提高矿井废水处理回用利用率,拓宽利用范围,实现煤炭矿井废水资源化和矿区经济社会可持续发展的必然趋势。     

平朔矿区不同水体水化学特征及氟分布成因

为了探明采煤驱动下平朔矿区所在流域内不同水体水化学特征及氟分布成因,综合运用水化学图解、主成分分析和地球化学模拟等方法,对2020~2021年采集的468组地表水、地下水和矿井水样品进行分析.结果表明,地表水、地下水和矿井水均呈近中性至弱碱性;地表水和矿井水中优势阴离子为SO₄^2-,地下水中优势阴离子为HCO₃^-,Ca²⁺是所有水体中的优势阳离子.地表水和矿井水水化学类型以SO₄·HCO₃-Ca·Mg为主.地下水水化学类型主要为HCO₃-Ca·Mg,采煤区的浅层或深层地下水存在HCO₃·SO₄-Ca·Mg型.水体水化学主要受碳酸盐岩风化溶解、采煤活动以及含氟矿物的风化溶解影响,采煤和工农业等人类活动加速了不同水体间水化学转换,尤其是浅层地下水.水体ρ（F^-）介于0.10~1.76 mg·L^-1,其中,42%浅层地下水F^-浓度高于国家饮用水安全限值;时空分布上,西北至东南地下水中F^-浓度平均值呈增加趋势,3月和8月F^-浓度偏高.高氟浅层地下水化学呈现偏碱性和高Na⁺特征.F^-富集主要受采煤活动和含氟矿物风化溶解影响,水体中方解石饱和加速了含氟矿物的风化溶解.     

基于模糊综合评价法的煤矿矿井水水质现状评价

为了掌握伊犁伊宁矿区矿井水水质现状,采用模糊综合评价法对矿井水水质进行评价,结果表明:伊南矿区未经采煤扰动的地下水水质和矿井水水质都较好,说明煤矿开采对地下水水质影响不大;伊北矿区矿井水由于矿化度背景浓度值高,水质较差。此次评价为伊犁伊宁矿区矿井水综合利用提供了科学依据。     

红旗岭镍矿区水环境质量评价

红旗岭镍矿是我国第二大镍矿。根据红旗镍矿区开采情况,采集了矿区的地表水和地下水进行了分析测试。依据《地表水环境质量标准GB3838-2002》与《地下水环境质量标准GB/T 14848-93》对矿区水资源质量进行综合评价,得出矿区地表水受矿山采矿、选矿等活动影响严重,浅层地下水相对受到影响较弱,但仍有几种元素超标。     

碳酸盐岩抑制煤中有害元素释放和迁移能力的研究

为了揭示碳酸盐岩地质背景下碳酸盐岩对煤中有害元素的抑制作用,以煤和碳酸盐岩为实验材料设计了3个不同组合的淋溶柱,采用淋溶实验方法,探讨了碳酸盐岩对煤中Fe、Mn、Cu、As等元素释放和迁移的抑制能力.结果表明:碳酸盐岩能有效中和煤中黄铁矿等硫化矿物氧化产生的酸,淋溶液pH值显著升高;碳酸盐岩对煤中硫的释放和迁移能力的抑制作用不明显,对煤中Fe、Cu和As元素的释放和迁移的抑制能力较强,但对煤中Mn、Pb和Cd元素的释放和迁移的抑制能力相对较弱.碳酸盐岩能有效抑制酸性矿山废水的形成和演化,可作为碳酸盐岩地区酸性矿山废水防治的理想材料.     

煤矿矿井水在电厂的应用

在煤炭开采过程中，会有大量的矿井水涌出。利用机械过滤器，采用混凝、过滤一体化方法处理后的矿井水，可以用作电厂的冷却水，既节约了矿区水资源，又保护了矿区环境。     

西北干旱区煤炭基地生态蓄水模式研究

西北干旱区煤炭开采产生的矿井水大多就近排放,利用率低.同时,该地区水资源严重缺乏,尤其是生态用水紧缺,煤炭开采造成地下水资源浪费和生态用水紧缺的矛盾局面.为缓解这一矛盾,提出地面人工湿地及生态储水的设想,构建两种基于生态用水的地面处理储存矿井水的模式,该模式下矿井水通过下渗补给潜水含水层,进而供给地表植被;另一方面,利用干旱区蒸发量大的特点借助低空大气环流输送水份,增加局部降水量,从而实现改善生态环境的目的.