铜陵某富硫尾矿库周边土壤重金属污染特征及风险评价

铜陵某尾矿库堆积大量富硫尾矿,为研究其氧化状况及对周边土壤的污染情况,在尾矿库和周边采集尾矿及土壤样品,测试分析尾矿及土壤样品典型重金属(Hg、As、Cr、Cd、Pb、Zn)含量和赋存形态,并基于单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对土壤污染状况进行了评价。结果表明:(1)尾矿中Fe_2O_3平均占比达到38.08%(质量分数,下同),S平均占比达到5.34%;(2)尾矿库周边土壤中Cd、As、Zn、Hg严重超标,分别为《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)风险筛选值的6.3、3.7、1.8、1.5倍;(3)土壤中重金属主要以残渣态形式存在,但Cd、Hg、Zn的非残渣态平均占比均达到25%以上,生物有效性较高,对周边环境存在潜在危害;(4)两种污染指数法评价结果表明,尾矿库周边土壤以Cd、As、Zn污染为主,该富硫尾矿库已对周边环境造成重度污染。     

淮南深部山西组煤中汞的含量分布及赋存特征研究

以淮南煤田深部山西组煤为研究对象,分别采集研究区张集煤矿和新集二矿二叠系山西组1煤层的煤样品,测试了样品中总汞的含量,分析汞的空间分布特征,采用浮沉实验、逐级化学提取实验以及相关性分析研究了煤中汞的赋存状态,并结合沉积环境探讨了深部山西组煤中汞的富集成因。结果表明:(1)研究区煤样中汞含量介于0.03～0.93μg/g之间,算术平均值为0.21μg/g,均高于中国和世界煤中汞的背景值,与地壳中汞含量相比,富集系数高达2.6,表现出明显富集;(2)淮南煤田不同煤矿山西组煤中汞含量不同,张集煤矿煤中汞算术平均值为0.35μg/g,新集二矿煤中汞算术平均值为0.12μg/g;受复杂沉积环境和沉积相作用,同一煤层中,汞含量分布差异性较大;(3)相关性分析、浮沉实验和逐级化学提取实验结果表明,煤中的汞主要以硫化物结合态存在;矿物分析结果显示,黄铁矿是煤中汞的主要载体,张集煤矿煤中的汞主要以固溶态赋存于原生黄铁矿中,新集二矿山西组煤中的汞主要赋存于裂隙充填的后生黄铁矿中。     

金属矿区周边农田土壤与农作物重金属健康风险评估

为探明金属矿区周边农田土壤与农作物重金属污染特征与人体健康风险,通过对矿区周边农田土壤和农作物进行样品采集并分析测定其Cd、Pb和As等重金属含量,采用地累积指数法、富集系数法和综合潜在生态风险指数法,研究土壤和农作物重金属的污染特征与综合潜在生态风险,采用蒙特卡罗模拟法进行土壤和农作物重金属的健康风险评估.结果表明,凉桥村土壤重金属污染主要是Cd、As和Pb,分别有100%、100%和75%以上土壤样品超过农田土壤筛选值（GB 15618-2018）,农作物中Cd、Pb、As、Cr和Ni这5种重金属的含量,均超标《食品安全国家标准食品中污染物限量》（GB 2762-2017）严重;地累积指数和富集系数表明Cd和As污染严重,综合潜在生态风险指数（RI）普遍高于600,具有极高生态风险,其中Cd、As和Pb贡献最大,贡献率分别为77.8%、14.4%和3.1%.健康风险评估表明,凉桥村居民通过摄入农作物以及误食土壤造成较高的致癌风险（致癌风险>10^-6）以及非致癌健康风险（危害商值>1）;蒙特卡罗模拟人群健康风险分析显示,凉桥村土壤重金属污染暴露途径下具有较高致癌与非致癌风险的人群为儿童和成人女性,摄入农作物的风险概率远大于土壤暴露途径.该区域应采取风险管控和治理修复措施,减缓农田土壤与农作物重金属的致癌风险,成人和儿童应预防吸入土壤颗粒物和经口摄入土壤,儿童还应重点预防皮肤接触土壤的暴露途径.     

基于PMF和PCA-APCS-MLR模型的煤矿区地下水多环芳烃分布特征及来源解析

为明确典型矿业活动区浅层地下水多环芳烃(PAHs)污染特征及来源,通过水样采集与测试分析,综合采用多元统计分析方法、正矩阵因子分解(PMF)和绝对主成分得分-多元线性回归(APCS-MLR)模型,研究了某煤矿区地下水中PAHs的分布特征与影响因素、污染来源及贡献率。结果表明:研究区地下水中PAHs的总浓度为12.65～127.08 ng/L,平均值为70.99 ng/L。PAHs总体分布呈现中南部高四周低的特征,主要受矿业生产活动、地下水流向和径流强度影响。利用PMF和APCS-MLR两种模型均识别出4个污染源,每个潜在污染源的主要负荷种类相似。PMF中观测值与模型预测值之间的R²为0.60～0.99,PCA-APCS-MLR中R²为0.51～0.91。研究区地下水中PAHs主要来源为煤炭燃烧源、石油源/生物质燃烧源、炼焦排放源、交通排放源,前两者总贡献率超过60%。研究结果可为研究区地下水资源绿色开发与保护提供一定依据。     

多硫化钙与亚铁盐联用去除工业废水中的Cr(Ⅵ)

还原稳定化修复技术是当前重金属污染修复领域的主要技术,其中,重金属去除率和环境扰动是评价修复效果的重要指标.以不同pH重铬酸钾溶液模拟Cr(Ⅵ)污染水体,分别研究了多硫化钙、硫酸亚铁和二者联用对水体重金属Cr(Ⅵ)的还原稳定性,同时考察了环境因素对药剂联用的影响并探究各药剂对Cr(Ⅵ)的去除机理.结果表明:当多硫化钙与硫酸亚铁投加比例为1:2时,药剂联用对Cr(Ⅵ)和总Cr的去除效果均优于单独施加药剂时的去除效果且还原产物较稳定,对体系扰动作用相对较小;低pH和较高温度有利于联用药剂对Cr(Ⅵ)的去除,HCO3-、Cl-、Mn2+的加入有利于去除Cr(Ⅵ),Fe3+对 Cr(Ⅵ)去除表现为低浓度抑制、高浓度促进;经反应产物成分分析,多硫化钙与硫酸亚铁反应生成了具有催化效果的FeS,提高了修复效果.以上研究结果可为后期Cr(Ⅵ)污染水体的控制和修复提供参考.     

安徽淮北矿区地表水氮的富营养化特征及来源解析

为探索淮北临涣矿区地表水体中氮的分布和来源,采集研究区河流和沉陷积水区样品,测试分析其水化学指标和氮、氧同位素特征值,并采用IsoSource模型计算不同端源氮的污染贡献率。结果表明:研究区地表水处于中度富营养化状态,矿区地表水中氮的输入源受含氮肥料、土壤有机氮和粪肥污水共同影响,所发生的硝化及反硝化作用微弱;矿区河水中氮的主要输入源为粪肥污水,贡献率达66.6%,沉陷积水区氮主要受含氮肥料输入的影响,贡献率达52.0%。     

复杂污染源下采煤沉陷区土壤重金属分布及行为特征

采用数理统计学、克里金插值等方法研究安徽淮北采煤沉陷区土壤中Cu、Zn、Cd、Cr、Ni、Pb、As和Hg等元素空间分布及其行为特征.结果表明:土壤中Zn平均值是农用地土壤污染风险筛选值的1.1倍,其他元素未超过筛选值.Cu富集在工业园区南部,Zn、As富集在两河交汇处、工业园区南部,Cd、Pb和Hg富集在沉陷区西部,Cr、Ni富集在沉陷区东部、西部;土壤剖面上Cu最大值出现在80 cm处,Ni最大值在40 cm处,其他元素最大值均在20 cm处.土壤中元素迁移程度为Cu最高,Zn、Cr、Hg和As最低;土壤中Cd活化率较高,达到27.1％,易被植物吸收富集.     

淮南新集矿区主要充水含水层水化学特征及成因

为探明新集矿区深层地下水离子组成及其演化特征,采集了研究区砂岩水和太灰水等共20个水样,测试分析常规离子和氢氧同位素数据,采用Piper三线图、相关性分析、离子比例系数与饱和指数等方法,探讨了研究区深层地下水水化学特征及其成因。结果表明:(1)研究区砂岩水为高矿化度水,平均矿化度为2 743. 73mg/L,水化学类型主要为Cl-Na型,太灰水多为中矿化度水,平均矿化度为1 468. 33mg/L,水化学类型主要为HCO3·Cl-Na型和Cl-Na型;(2)研究区地下水的补给不仅有大气降水和地表水,还有古气候条件下形成的古溶滤-渗入水,且由于矿物质与深层地下水的水岩作用使得氧同位素发生漂移;(3)含水层中主要发生的水岩相互作用有硅酸盐和蒸发盐岩的溶解及阳离子交替吸附作用,盐岩和石膏在研究区地下水中是反应性矿物,白云石和方解石的溶解在矿区地下水中呈过饱和状态。     

淮南采煤沉陷区积水中氮、磷分布特征及变化趋势

以淮南矿区9个矿井开采形成的沉陷积水为研究对象,分为夏冬两季取样测试,分析氮、磷等水质指标含量、季节与空间分布特征及其影响因素;结合历史文献资料,对潘一矿、谢桥矿和顾桥矿3个矿井沉陷区积水多年来氮、磷变化趋势进行对比研究。结果表明:研究区氮、磷污染较严重,TN浓度夏季较冬季高出55. 33%,而TP浓度冬季较夏季高出21. 05%,人类活动的季节变化以及降水的季节分布差异是TN季节分布的主要影响因素,而温度和水体中动植物的吸收释放是TP季节分布的主要影响因素;刘庄矿、顾桥矿、潘三矿等沉陷区TN含量较高,而TP含量在研究区呈现出中部及东部较高,西部较低的特征;开放型沉陷区(潘一矿和谢桥矿)积水中TN含量无升高趋势,TP含量有所降低;封闭型沉陷区(顾桥矿沉陷区)积水中氮、磷含量均明显上升。     

派河及其支流溶解性有机质分子组成特征

溶解性有机质(DOM)是水生生态系统中的重要组成部分,派河作为“引江济淮”清水廊道工程江淮段的唯一输水通道,其DOM分子层面的组成信息和特性尚不明确.利用静电场轨道阱高分辨质谱技术对派河及其支流(光明大堰河)DOM分子进行表征,并且利用皮尔逊(Pearson)相关性分析和主成分分析(PCA)研究两条河流DOM的分子组成信息、特性和来源间的关系.结果表明,派河DOM的相对分子质量与含氧量相对较低;光明大堰河DOM分子的相对分子质量、芳香性和不饱和度相对较高.从元素组成和化合物组成看,两条河流主要以CHO类化合物和来源于陆地植物的木质素与单宁化合物为主,DOM分子均受到陆源DOM的强烈影响,派河DOM中还存在较高百分比CHOS类、蛋白质和脂质化合物.结合Pearson相关性分析和PCA分析结果,派河DOM还受到生活污水与污水处理厂尾水汇入、城市化进程加剧和微生物活动的影响.结果可为派河流域DOM时空组成变动研究提供详细资料,并为派河清水廊道工程提供技术支撑.