阳朔典型铅锌矿区流域土壤重金属空间分布特征及来源解析

以广西阳朔县典型铅锌矿为研究对象,对其流域内水系表层土壤中10种金属元素（Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、Hg和Pb）含量进行分析测定.综合运用Pearson相关性分析、主成分分析（PCA）和正定矩阵因子分解法（PMF）等多种方法,识别和定量解析污染源及贡献.在168个表层土壤样本分析数据中,土壤中Zn、Cd、Hg和Pb的含量平均值高于国家土壤环境质量标准,Sb、Cd、Cu、Pb和Zn的含量平均值分别比当地背景值高出约1.01、5.50、3.29、9.11和10.67倍,表明重金属在表层土壤中已经富集.土壤重金属地累积指数（I_geo）结果显示,研究区污染最严重的是Hg,其次为Pb、Zn和Mn.相关性分析和主成分分析结果表明,区内表层土壤中金属污染来源较为复杂,且明显受到人为活动的影响.Cu、Zn、Cd、Sb、As和Pb主要来源于采矿活动;Hg、Cr和Ni由土壤母质控制;Mn和Cd主要来源于工矿与农业活动.PMF模型分析结果表明,表层土壤中金属来源分为3种,工矿活动源、自然源和工矿及农业活动复合源的综合贡献率分别为58.0%、13.5%和28.6%.Ni、Cu、Zn、As、Sb、Hg和Pb以工矿活动源为主,贡献率分别为46.9%、89.6%、45.5%、67.8%、99.3%、58.3%和96.8%;母岩矿物风化和降雨冲刷等自然源对Cr的相对贡献率达到44.6%,对Ni和Hg也分别有23.2%和21.0%的相对贡献率;工矿及农业活动的复合源对Mn和Cd的相对贡献率分别达到75.4%和70.4%.     

盘龙铅锌矿区充水条件分析与基于GM(1,1)-Markov模型的涌水量预测

岩溶水害是威胁矿山开采安全的主要灾害之一。以广西武宣盘龙铅锌矿区为研究对象，在分析水文地质条件和岩溶发育的基础上，对矿区的充水条件进行了分析，并结合灰色理论与马尔科夫理论等方法对矿区涌水量进行了预测。结果表明：碳酸盐岩夹碎屑岩岩溶含水层为矿区的主要含水层，其富水性中等；岩溶含水层是矿区涌突水的主要充水水源，其他充水水源还包括黔江、大气降雨和地表积水等，主要是通过裂隙、溶洞、采空区冒落带和导水裂隙带等充水通道直接或间接充水；采用GM(1,1)模型、GM(1,1)残差模型和GM(1,1)-Markov模型对2010—2020年矿区涌水量进行预测，并对模型预测精度进行了检验，其中GM(1,1)-Markov模型的预测精度最优，平均相对残差仅为1.96%,并预测得出2021年上半年和下半年该矿区涌水量分别为825.08 m³/h、867.40 m³/h。该研究结果可为矿区安全生产和涌突水防治提供理论依据。     

贡嘎山森林系统小流域基流分割与降雨入渗补给计算

利用不同的方法对贡嘎山黄崩溜沟水文站实测日径流资料进行了基流分割,并利用数理统计方法对基流指数的均值、均方差、变异系数进行了计算,并对黄崩溜沟基流过程和地表径流、基流的滞后时间进行了分析。黄崩溜沟基流分割指数为0.65~0.74,平均值为0.71;枯水期,黄崩溜沟地表径流量相对降雨量滞后时间为2.7~14.5d,平均滞后8d,基流量相对地表径流滞后0.7~3d,平均滞后1.8d;丰水期,黄崩溜沟地表径流量相对降雨量滞后时间为0.7~3.7d,平均滞后1.8d,基流量相对地表径流滞后0.9~2.6d,平均滞后1.5d;考虑流域整体,计算黄崩溜沟流域降雨入渗补给系数为0.16~0.28。研究表明:利用数字滤波法中F4方法对黄崩溜沟径流进行基流分割,其结果的稳定性与可靠性最佳;丰水期黄崩溜沟地表径流量相对降雨量滞后时间明显比枯水期短,而其基流量相对地表径流滞后时间丰水期、枯水期相差不大;对某一流域径流进行基流分割时应选取多种方法,并需要对其分割结果的稳定性与可靠性进行讨论,按照流域计算降雨入渗补给地下水补给问题应考虑流域整体,尤其是在山区。     

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.     

典型铅锌矿流域土壤重金属累积与分布的影响因素分析

以桂北地区阳朔铅锌矿流域为研究对象,对其流域内表层土壤中9种重金属元素(Zn、 Pb、 Cd、 Fe、 Mn、 Cu、 Cr、 Sb和As)的全量和形态,以及5种土壤性质指标(pH、电导率、阳离子交换量、有机质和粒径)进行分析测定.综合运用相关性分析、冗余分析(RDA)和地理探测器揭示土壤重金属累积与分布的主控因素.在土壤样本分析数据中,As、 Cd、 Fe、 Cu、 Mn、 Pb和Zn含量平均值均超过背景值,其中Cd、 Mn、 Pb和Zn分别是背景值的4.01、 3.15、 5.53和9.72倍,表明其在表层土壤中明显富集;在分布上具有较为明显的空间差异,在冲洪积扇堆积区(1～6号)高于其他区域(7～9号). Pb和Mn可利用态占比(K)分别为48.8%和57.2%,生物可利用性较大,潜在迁移能力一般(PMI分别为0.015～0.068和0.036～0.082);Zn和Cu可利用态占比(K)分别为30.9%和16.8%,且中等利用态占比(Z)分别为10.9%和13.6%,有一定生物可利用性,但Zn迁移能力较强(PMI为0.160～0.203),Cu潜在迁移能力一般(PMI为0.017...     

华蓥山龙滩矿区煤层充水条件分析

华蓥山地区龙潭煤系是主要的产煤层,位于P_1m+q和P_2c岩溶含水层之间,开采难度较大。采用水化学分析、聚类分析和连通试验等方法,分析了煤层的充水条件、含水层之间的水力联系。结果表明:区内各含水层的补给与径流具有一定的同源性,水化学特征具有明显的分带特征,巷道与钻孔、暗河之间具有一定的连通关系;煤层的直接充水含水层包括底板P_1m和顶板P_2l岩溶含水层,煤层的间接充水含水层包括P_2c、T_1f、T_1j和T_2l岩溶含水层,岩溶含水层上下贯穿、水力联系良好,揭露裂隙通道时对井硐充水的影响较大;P_1m岩溶水的越流和P_2c岩溶水的径流对煤层和井硐的威胁最大。该研究成果对华蓥山地区龙潭煤系开采具有重要的科学指导意义。     

滇东高原牛栏江流域岩溶区地下水化学特征及成因分析

以滇东高原牛栏江流域岩溶区为例,利用水化学数据,探讨区内地下水化学特征及其成因.对研究区24组水样的水化学特征进行分析,结果表明,研究区水化学类型主要是以HCO3-Ca·Mg型和HCO3-Mg·Ca为主,HCO3-和Ca2+是区内主要阴阳离子,反映了水化学特征主要受碳酸盐岩溶解影响.δD与δ18O的关系显示,研究区内地下水主要受大气降水补给.地下水化学演化过程受地层岩性影响显著,岩石风化使东、西两区的地下水水化学特征有较大差异.Mg2+、Ca2+、HCO3-、SO42-和Cl-主要受岩石风化、大气降雨等自然条件控制,受到人类活动影响较小,Na++K+则是主要受农业活动等人类活动的影响.本研究对牛栏江-滇池补水工程区的水化学特征、水质保护和滇池生态恢复具有重要意义.     

基于APCS-MLR和PMF的铅锌矿流域土壤重金属来源解析

以广西阳朔铅锌矿为研究对象,分析了表土中的Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、Hg和Pb共10种重金属元素含量,并利用绝对主成分-多元线性回归模型(APCS-MLR)和正定矩阵因子分解法(PMF)等方法,识别和定量解析污染源及其贡献率.研究区内Pb、Zn、Hg、Cd、Mn和Cu的含量超过了广西当地土壤背景值3.29～13.08倍,Cr、Ni、As和Sb在局部地区超过背景值,表明研究区存在重金属污染现象;10种重金属在各深度上呈现条带状和点状分布,其中Mn、Cu、Zn、As、Cd、Sb和Pb含量高值条带状分布于思的河左岸和思的河山前区域,Cr、Ni和Hg含量高值主要分布于中西部高冈处;APCS-MLR模型和PMF模型源解析结果表明表层土壤重金属来源主要为工矿活动源、自然因素(成土母质、降雨冲刷等)和工矿及农业活动复合源,但在贡献率上存在差异,APCS-MLR模型提取的污染源贡献率依次为工矿及农业混合源(30.95%)、工矿活动(22.39%)、自然因素(15.79%)和未识别源(8.35%),PMF模型提取污染源贡献率依次为工矿活动(35.16%)、尾矿和废渣(28.21%)...