黄沙坪碳酸盐型尾矿氧化剖面特征及酸化机制

湖南黄沙坪铅锌矿尾矿富含碳酸盐及金属硫化物,属于碳酸盐型尾矿。通过对该尾矿铅垂剖面的结构构造,以及尾矿的矿物成分、化学成分、Paste pH值和Carb-ANC(酸中和能力)等分析,探讨碳酸盐型尾矿的酸化特征及其机制。研究表明:黄沙坪尾矿发育层状构造,即表面为胶结硬化层(hardpan),之下依次为弱胶结层、尾砂层及底层(接近尾矿潜水面)。尾矿的酸中和矿物主要为方解石;尾矿的产酸矿物以黄铁矿和磁黄铁矿为主,但黄铁矿的抗氧化能力和产酸能力均较强于磁黄铁矿。尾矿剖面自下而上(或由早至晚),氧化作用逐渐增强,磁黄铁矿先于黄铁矿氧化(蚀变)分解并逐渐消失,此时尾矿的酸中和能力仍较强,尾矿保持近中性环境;之后,黄铁矿开始氧化产酸并大量消耗方解石,尾矿开始酸化;至尾矿表层方解石消耗殆尽,而黄铁矿仍持续释酸,尾矿酸化加剧。表层强氧化环境使纤铁矿大量沉淀并胶结尾矿颗粒形成硬层。黄沙坪尾矿由于含有大量的抗氧化能力和产酸能力均较强的黄铁矿,其酸水(+重金属)释放的潜力较大并且持续的时间也较长。     

桂林市菜地土壤和蔬菜砷含量调查与健康风险评估

通过对桂林市蔬菜和菜地土壤中砷含量状况的调查,研究了蔬菜和菜地土壤中的砷含量、富集特征及对人体的健康风险,并筛选出抗砷污染能力强的蔬菜品种.本研究在桂林市13个县区蔬菜种植基地和蔬菜批发市场共采集71种566个蔬菜样品,160个相对应菜地的土壤样品和32个背景土壤样品.研究发现,与背景土壤相比,桂林市菜地土壤没有明显的砷积累(平均积累指数为0.839),砷含量范围、算术均值、几何均值分别为5.55~132、23.4、21.4 mg·kg-1.蔬菜(鲜重)总砷含量范围、中值和几何平均值分别为5.34~49.7、24.0、22.2 mg·kg-1,均未超标,且叶菜类蔬菜中的砷含量高于根茎类和瓜果类.根据蔬菜砷富集系数的高低用层级聚类法分析,结果表明,西红柿、油麦菜、胡萝卜、生菜等18种蔬菜的抗砷污染能力最强.桂林市居民通过消费蔬菜的人均总砷摄入量为2.54μg·d-1,蔬菜消费只占总砷摄入量的7.07%左右,因此,对于大多数居民而言不存在明显的健康风险.     

西双版纳南坡铜矿区植物地球化学异常特征及形成机理

对西双版纳南坡铜矿区植物与土壤地球化学剖面研究发现:发育在Ⅰ线研究剖面山脊隐伏矿床上方和山坡脚近溪流处的Ⅰ号和Ⅱ号植物综合异常,其赋存空间、物质来源及发育状态受不同成因类型的土壤异常的控制。Ⅰ号异常反映了土壤气体异常、碎屑异常和上移水成异常;Ⅱ号异常反映了土壤侧移水成异常和部分水化学异常。由于元素在植物根际环境的地球化学赋存状态及其生物有效性,植物对元素吸收的选择性和屏障效应等因素,植物中某些异常元素同土壤异常中的相应元素具有不协调性。植物地球化学异常库和所有的地球化学异常库都发生关系,它们在一定的时空、环境和动力条件下发生一系列复杂的界面反应,使元素向植物迁移转化,导致植物地球化学异常的形成。     

植物对土壤中微量元素的吸收与转移及对生物地球化学异常形成的影响——以广西盐田岭锡石硫化物矿床为例

为探讨生长于矿床上部植物对土壤中的成矿及伴生元素的吸收和转移及对生物地球化学异常形成的影响,以盐田岭锡石硫化物矿床为例,研究了不同土层及生长其上的杉木、杨梅树和芒萁不同器官中元素的含量特征。研究发现:生长于矿床上部植物中的多数成矿及伴生元素的含量高于背景区,形成了生物地球化学异常,其元素组合同土壤异常大致相似但其衬度均小于土壤,土壤中富集的As、Sb、Bi、Hg、Sn、W在植物中未产生异常。元素在植物不同器官中的积累具有地下部分(根部特别是细根)或地上部分顶部(叶及细枝)富集,中部(木质部及皮)贫化的规律。相对于背景区,矿化异常区植物对多数元素的吸收和转移能力都有不同程度的降低,营养性或毒性较小的元素降低相对较小,而毒性较大的或难溶解的元素降低相对较大。植物对土壤中营养性或毒性较小的元素的吸收和转移可能是无障-半无障的,而对毒性较大的元素或难溶解的元素可能是有障的。无障-半无障型元素有可能产生良好的生物地球化学异常,而有障型元素的生物异常可能不明显甚至不产生。毒性较大的元素由根向叶的转移可能是有障的,其叶部异常可能不明显甚至不产生,但有可能产生清晰的根部异常。     

广西环江尾矿重金属形态及其潜在迁移能力分析

以广西环江地区某尾矿库3个区域的尾矿样品为研究对象,在化学成分和矿物成分分析的基础上,运用Dold七步分级化学提取法,研究了Zn,Cd,Pb,As,Sb和Ni 6种重金属的赋存形态特征,并分析了其潜在迁移能力。结果表明,3个区域的尾矿样品均为碳酸盐型金属硫化物尾矿,样品中Zn和Pb的质量浓度较高(分别达4 119.9 mg/kg和3 375.1 mg/kg),Cd和Ni的质量浓度相对较低,As和Sb的质量浓度差别较大(可达191.5 mg/kg和86.5 mg/kg)。形态分析结果表明,Zn和As的迁移性较强,且具有一定的环境风险,Pb,Cd,Sb和Ni相对较稳定。     

磷酸盐对土壤吸附一硫代砷的影响

通过设计批实验和表征分析,探究不同浓度的磷酸盐影响下,一硫代砷酸盐（MTA）在土壤上的吸附特征和机理.结果发现,Elovich动力学模型和Langmuir等温吸附模型可较好地拟合MTA在土壤中的吸附过程,相关系数R²分别为0.983和0.994,表明土壤吸附MTA发生在局部位置,吸附过程主要以非均相扩散为主,拟合所得最大单层吸附量为254.214mg/kg.MTA与磷酸盐共存时,随着溶液中磷酸盐初始浓度的增大,土壤对MTA的平衡吸附量逐渐下降,对磷酸盐的吸附量逐渐增大;SEM-EDS结果表明无论是否添加磷酸盐,反应后的土壤表面都能检测到少量As,但添加磷酸盐条件下土壤表面的As含量则相对较低,证实磷酸盐的存在降低了土壤对MTA的吸附;XRD结果表明MTA能与土壤中的铁铝矿物发生络合反应生成内球络合物－[2Al （H₂AsO₄）₃]、≡Al₂O₂AsO （SH）和－[2Fe （H₂AsO₄）₃],而磷酸盐会与土壤表面的羟基形成内球络合物,导致土壤对MTA的吸附能力减弱.     

省级尺度土壤As迁移转化与水稻安全种植区划：以贵州省为例

为探究贵州省水田土壤和稻米As含量分布特征,及稻米食用健康风险并评估水稻安全种植性,采集水田土壤样品209个,水田土壤-水稻样品1 567组,测定其As含量和土壤基本理化性质,运用单因子污染指数法对样品污染程度进行评价.结果表明： ①贵州省水田土壤主要呈中性,其保肥能力和有机质含量均为中等以上水平,土壤较为肥沃.水田土壤ω（As）范围为0.042~91.75 mg·kg^-1,几何均值为10.03 mg·kg^-1,经独立样本T检验,水田土壤As累积效应低于自然土壤As（P<0.05）.与《农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618-2018）筛选值（0.2 mg·kg^-1）相比,土壤样品超标率15.37%.②稻米ω（As）范围为0.001~0.937 mg·kg^-1,几何平均值为0.108 mg·kg^-1,10.21%的稻米样品超过《食品中污染物限量（试行）》（GB 2762-2022）的限值,超标点位主要分布于黔南州的中北部和遵义南部县区等工矿业活动区周围.③经大米摄入的As对成人和儿童存在非致癌风险和致癌风险,且对儿童的影响大于成人.贵州省水田稻米安全种植区划未见严格管控区域,水稻可实现安全种植.     

德阳市平原区浅层地下水水化学特征与健康风险评价

地下水是德阳市的重要供水水源,了解其水化学特征及生态风险状况对可持续发展至关重要.以德阳市平原区为研究对象,采集78个地下水样,分析其水化学特征及其影响因素,运用绝对主成分-多元线性回归模型(APCS-MLR)进行水化学组分来源解析,并综合运用熵权水质指数(EWQI)和人类健康风险评价模型(HHRA)进行地下水水质及健康风险评价.结果表明,地下水中Ca²⁺、HCO₃^-、Mn²⁺和TFe浓度均值超过国家Ⅲ类水质标准;Na⁺、K⁺、Cl^-、NO₃^-、Mn²⁺和TFe变异系数介于1.11～3.72,含量起伏变化大,局部富集程度高;区内地下水化学类型以HCO₃·SO₄-Ca、HCO₃-Ca·Mg、HCO₃·SO₄-Ca·Mg和HCO₃-Ca型为主,...     

基于源导向的土壤重金属风险评价及管控因子分析

量化重金属来源风险可以识别主要污染源,为减轻土壤重金属对生态和人类健康风险提供科学依据.以桂北某铅锌矿流域浅层土壤为研究对象,利用潜在生态风险评价（RI）和人体健康风险评价（HRA）进行生态和人体健康风险评价,利用绝对主成分-多元线性回归受体（APCS-MLR）模型和随机森林模型进行土壤重金属源解析,最后结合RI、HRA和APCS-MLR组成联合风险评价模型量化土壤重金属来源风险.结果表明,ω（Pb）、ω（Zn）、ω（Cu）和ω（Cd）均值分别为342.77、693.34、61.27和3.08 mg·kg^-1,含量均超出农用地土壤环境筛选值,存在一定程度的污染;Pb、Cr和As是主要健康风险影响因子,对儿童的健康风险要高于成年人;源解析结果识别出矿山开采活动（来源Ⅰ）、成土母质及原生地层（来源Ⅱ）和未知源,其中Pb、Zn、Cu和Cd主要由来源Ⅰ,Cr和As主要由未知源和来源Ⅱ贡献;土壤重金属来源风险评价结果表明,潜在生态风险和非致癌风险主要由来源Ⅰ和来源Ⅱ贡献,而致癌风险主要由未知源贡献;未知源在来源解析和风险评价均占有较高比例,应对其进一步研究,为土壤重金属防治提供科学依据.基于源解析的联合风险评价模型,注重不同来源的风险特征,精准查明高风险污染源,是一种更为合理可靠的风险评价方法.