大型金属矿山环境污染及防治

阅读提示：随着我国国民经济的快速增长,对各类矿产资源的需求越来越大,但在矿山开采中对生态环境的保护不够重视,导致资源与环境的问题日益尖锐。通过对目前我国金属矿山开采带来的生态环境污染及重金属迁移机制的分析,探索金属矿山重金属污染治理和控制的措施和方法,对保护矿山环境具有深远的意义。     

矿集区农业土壤剖面地球化学元素分布特征研究

对尤溪铅锌矿集区的重金属矿开发区、冶炼区的土壤重金属进行剖面状况研究和评价。结果表明:尤溪矿集区土壤重金属剖面含量较高,尤其Cd、As、Zn的含量分别是表层土壤重金属的1.74,1.33,1.50倍。文章采用了传统经典的地累积指数评价法对矿集区进行了评价,发现金属矿山开采区重金属污染程度较为严重,而金属冶炼厂附近人为污染程度较重。本研究发现矿集区农田的主要污染物来源为矿产开发、废岩、尾矿泥、选矿废水以及大气飘尘等。     

金属矿山废弃地类型划分与生态退化特征

由于矿山开采中地表结构扰动、环境污染等因素导致矿山废弃地生态系统极度退化。通过对其产生原因和占地现状、特征的分析,将金属矿山废弃地划分为5大类15个类型,对其生态退化特征进行了评价;其中地表结构的不稳定性、土壤和植被的缺失及重金属离子污染是生态退化的主要限制性特征,也是生态恢复的难点和重点,并对不同类型金属矿山废弃地的生态治理措施进行了探讨。     

金属矿山环境污染及整治对策

金属矿床开采 ,一方面是开发利用自然资源 ,另一方面由于对土水生态环境释放重金属和酸性废水而破坏自然环境。金属矿山环境污染源于金属硫化物特别是黄铁矿、磁黄铁矿的氧化分解。金属硫化物的氧化释放出重金属离子和SO4 2 -,黄铁矿、磁黄铁矿的氧化还释放出Fe2 +、Fe3+和H+,铁 (Fe2 +、Fe3+)的存在和pH值的降低大大加速金属硫化物的分解和重金属元素的沉淀。铁氧化细菌的活动可以提高或催化氧化反应的速度 ,加速重金属的水解和沉淀。铁作为普遍存在的元素 ,其地球化学行为影响着金属硫化物氧化的程度和速度 ;铁作为主要的次生沉淀矿物 ,其承载矿物主导其它重金属元素的沉淀。本文介绍了碱性物质中和、湿地处理系统、覆盖隔离技术等一系列已成功地运用于金属矿山环境污染整治的实用方法 ,并对一些前沿整治技术作了简要介绍     

金属矿山土壤重金属污染生物修复研究进展

金属矿区及周边土壤重金属污染已成为严重的环境问题之一。重金属污染使土壤质量下降,生态系统退化,同时污染农作物,威胁到人类的健康。目前,修复重金属污染土壤的方法很多,包括物理、化学、生物等方法。其中生物修复法近年来得到了特别的重视,并取得了显著进展。文章全面介绍了目前各种生物修复技术:植物修复、微生物修复以及微生物-植物联合修复,包括修复原理、进展、优缺点等。矿山固体废物和酸性废水导致矿区土壤中富集大量重金属,结合目前生物修复技术及其应用,对金属矿山重金属污染土壤的整体修复提出设想,并进一步指出发展方向:将基因工程引入植物的重金属修复;构建菌根-植物-微生物修复体系,促进土壤重金属污染的生物修复。     

金属矿山采选项目的环境管理制度执行情况及问题分析

介绍了金属矿山项目的一般环境影响及特殊环境影响,通过识别金属矿山的特殊环境影响,以金属矿山尾矿库溃坝事故为例,对金属矿山项目环境管理制度执行情况及在管理过程中存在的问题进行了分析。尽管在矿山开采建设及服务过程都伴随着环境制度的监管,但是在实际运行过程中仍会出现不同的问题,产生环境污染影响与生态影响。因此,识别出金属矿山项目采选易发生的环境问题,在开发矿产资源的同时做好矿山环境保护及管理工作、加强矿山环境制度建设及环境监管是非常必要的。     

金属矿山废弃地生态修复技术研究

总结了金属矿山废弃地的类型、特征,简述了其对环境的影响和后果。对金属矿山废弃地的生态修复技术进行了归纳和分类,在此基础上分析了基质改良技术、植物修复技术、微生物修复技术、各类技术在矿山废弃地生态修复实践中的适用性和优缺点,并指出植物修复技术是应用前景最好的技术。最后,对金属矿山废弃地生态修复技术的发展方向进行了讨论。     

金属矿山排土场滑坡环境风险预测模型探讨

为评估金属矿山排土场滑坡的影响范围和影响程度,结合金属矿山排土场特征,将滑坡淤积体简化为一个三棱锥体,采用定量预测的方法建立金属矿山排土场滑坡环境风险预测模型,并进行了实例分析,对于排土场环境风险评价有一定的指导作用。     

北京市密云水库上游金铁矿区土壤重金属污染特征及对比研究

不同金属矿山选冶活动造成的矿区及周边土壤中重金属的分布累积特征不同.为了解密云水库上游金矿和铁矿矿区土壤中重金属地球化学特征的异同及污染状况,对区域内典型的金矿和铁矿矿区进行土壤样品采集,应用地球化学方法研究了2种土壤中重金属的污染特征,并应用地累积指数法评价了其污染状况.结果表明,2种土壤中除As外的其它重金属含量明显高于北京市土壤重金属背景值,金矿矿区土壤重金属含量普遍高于铁矿矿区.相关性分析表明,金矿矿区土壤中Cu含量与Pb、Zn(p<0.01)及Cr、有机质(OM)含量(p<0.05)之间显著相关,pH值与Pb含量(p<0.01)及Hg含量(p<0.05)呈显著负相关,而铁矿矿区土壤中重金属含量之间的相关性不显著.金矿尾砂中重金属含量明显高于铁矿尾砂,与矿区土壤污染状况一致.地累积指数法评价结果显示,金铁矿区土壤中重金属的污染程度均已十分严重,金矿矿区土壤污染程度高于铁矿,金矿矿区土壤重金属的污染程度由高到低依次为:Pb>Hg>Cd>Cr>Cu>Zn>Co>As;铁矿矿区土壤重金属的污染程度由高到低依次为:Pb>Cd>Cr>Co>Cu>Zn>Hg>As.该研究数据可为同一区域内不同金属矿区重金属污染的有效监控与治理提供科学依据.     

金属矿复垦中的污染防治与生态复垦设计探讨——以广东云安县高枨铅锌矿为例

矿区土地生态复垦与重建是保护环境、减少矿产开采对周围生态环境破坏与污染的重要途径。金属矿废弃地的重金属污染和植物生长条件的严重劣化导致了矿区废弃地植被恢复和生态重建的效率低下、速度十分缓慢。因此,有效治理重金属污染并选择适宜的恢复植被品种是进行金属矿山废弃地植被重建和生态恢复的关键。文章以广东高枨铅锌矿复垦方案为例,在分析预测矿区土地破坏与污染状况的基础上,结合项目区地形地貌等特点,提出了尾矿库和废石场污染的三阶段防治措施:(1)化学钝化措施;(2)工程阻隔措施;(3)植被生长层建立或生态恢复的生物措施。根据当地气候条件及土壤特点,对适宜的植物品种进行了严格的筛选和组配,提出了尾矿库和废石场生态复垦规划设计方案以重建人工生态系统。     

金属矿山地下开采系统的风险管理研究

介绍了风险管理三个步骤:危害辨识、风险评价和风险控制,通过对某矿山开拓系统中气腿式凿岩机作业的风险管理的研究,重点提出了一套与金属矿山地下开采系统生产特点相适应的风险评价方案,为金属矿山企业开展风险管理工作及推行安全标准化管理体系提供了依据.     

江西德兴矿集区土壤重金属污染分析

矿山开发必然对矿区及周边地区的环境造成污染。文章以江西德兴铜多金属矿山及矿集区为研究区,开展区域土壤的重金属污染研究。在德兴地区4 800 km2的范围内,系统采集土壤样品919个。同时,采用X荧光光谱法、等离子原子发射光谱法等现代测试技术,分析了土壤中重金属(As、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu、Pb)的含量。样品中重金属As、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu和Pb的含量变化范围分别为1.790~899,0.034~4.980,0.043~8.330,10~666,25~18 500,6~1 825,16~1 312 mg/kg。通过对样品的重金属元素含量统计分析和绘制等值线图,发现该区域土壤中存在不同程度的As、Hg、Cd、Zn、Cu和Pb重金属污染。污染区域主要分布在德兴铜钼和铅锌矿区、乐安河下游乐平附近的煤矿区、西北部的煤矿区以及南部的电化学厂附近。     

施肥对干旱半干旱草原区金属矿山尾矿库土壤质量的影响及其评价

地处草原生态脆弱区的金属矿山尾矿库土壤中营养物质匮乏,重金属等有害物质含量高,且由于降水量偏低、无霜期较短等气候条件使该地区生态环境恢复极为困难。通过微生物菌肥、有机肥野外施用试验,分析不同施肥方式对干旱半干旱草原区金属矿山尾矿库土壤酶活性和主要养分的影响,并采用灰色关联度法对不同施肥方式下土壤质量进行了评价。结果表明,单独施肥或配合施肥对土壤中脲酶活性都有积极的作用,配合施肥更有利于增加土壤中蔗糖酶活性,与土壤中脲酶、蔗糖酶活性变化相比,施肥对土壤中过氧化氢酶活性的影响相对不明显;施用有机肥可使土壤中有机质含量比施用微生物菌肥高35.1%,配合施肥对土壤中氮元素的影响要显著高于单独施肥,施肥能明显提高土壤中速效磷和速效钾含量;土壤中脲酶活性和氮、磷元素含量是影响尾矿库土壤质量的主要因素,施用微生物菌肥的土壤质量要优于施用有机肥的土壤,配合施肥的土壤养分状况要优于单独施肥的土壤,且适量的配合施肥能有效改善土壤的养分状况。该研究结果可为干旱半干旱草原区金属矿废弃地土壤恢复与完善生态建设方案提供依据。     

白银矿山水体和沉积物中重金属及其化学形态分布特征

白银铜多金属矿山矿业活动产生的大量废水排入东大沟,对东大沟周围农田和黄河白银段水体造成了严重危害。采用等离子原子发射光谱(ICP-AES)和BCR法连续提取过程对东大沟水体和沉积物中重金属总量和各化学形态进行分析,结果表明水体和沉积物中Cd、Cu、Pb、Zn高度富集。水体中除Pb外,Cd、Cu、Zn含量超出国家标准的几倍到几十倍,随着河流流向呈显著降低趋势。沉积物中不同重金属化学形态分布有很大差异,尾矿坝坑底泥和黄河泥沙中重金属化学形态分布主要以弱酸提取态和残渣态为主,而东大沟沉积物中重金属化学形态呈现不同的分布特征,Pb以可还原态为主,Zn以残渣态为主,Cd以残渣态为主,其次为可氧化态,Cu以可氧化态为主。沉积物中Cd和Pb地积累指数均大于5,达到极强污染程度,Cu和Zn地积累指数在3~5之间,也不同程度达到强到极强污染。     

我国金属矿山尾矿库安全管理模式的探讨

在概述我国金属矿山尾矿库安全管理及安全管理模式研究现状的基础上,结合实际尾矿库安全管理中存在的问题,建立了适合我国金属矿山尾矿库基于问题管理的安全管理模式。该模式具有较强的实用性和操作性,能促进尾矿库安全管理的法制化、规范化、专业化,提高尾矿库的安全管理水平,从而减少尾矿库事故的发生。     

中国西南地区金属矿开采对矿区土壤重金属影响的Meta分析

金属矿开采是土壤重金属的最主要来源之一.以往针对单个或少数几个金属矿区的研究尚不足以有效支撑大尺度特别是跨省域尺度内矿区土壤重金属污染的治理.本研究针对我国金属矿产资源丰富的西南地区（云南省、四川省、贵州省、重庆市和西藏自治区）,搜集了有关金属矿开采对土壤重金属影响的文献,采用Meta分析量化了不同情景模式（即不同子区域、矿种和土地利用类型）下金属矿开采对周边土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn的影响,最后利用失安全系数与漏斗图检验了研究数据的发表性偏倚.结果表明,我国西南地区金属矿开采整体上显著增加了表层土壤中重金属含量［ES₊（weight effect size）=1.53］,重金属增加量由高到低顺序为：Cd （4109.80%）>Pb （741.49%）>Hg （452.90%）>Zn （420.70%）>As （278.10%）>Cu （138.69%）>Ni （16.18%）,Cr无显著影响;四川和云南采矿对土壤Cd （ES_+四川=4.16;ES_+云南=3.20）和Pb （ES_+四川=3.47;ES_+云南=2.54）的影响较高,贵州采矿对土壤Hg （ES₊=2.80）的影响最高;金属矿开采对耕地土壤（ES₊=1.42）的影响较高;铅锌矿和锡矿开采显著增加了土壤中Cd、Pb和Zn的含量,铜矿开采显著增加了土壤Cu、Cd和Pb的含量;以上重金属中,Pb和Zn的研究结果受发表性偏倚的影响（P<0.05）.本研究结果可为西南金属矿区土壤环境保护提供更多的有效信息.     

缓倾斜厚大矿体崩落法开采对临近构筑物的影响

采用三维仿真计算技术对复杂条件金属矿山缓倾斜厚大矿体崩落法开采诱发的岩层移动对临近区域地表构筑物的影响进行研究,对于有效地解决复杂条件金属矿山开采诱发地表沉陷的测算问题具有重要意义.以程潮铁矿无底柱分段崩落法开发为背景,通过构建涵盖矿体、围岩体分布、采掘工艺、初始应力条件等信息的高精度三维空间模型,采用莫尔库伦本构模型...     

铜陵相思河流域重金属分布特征研究

以安徽铜陵相思河流域为例,研究金属矿山开采活动区重金属的分布特征.在该流域分别采集了采矿废石、土壤、水系沉积物及地表水样品,测试了其中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As和Hg的含量,实验并计算了采矿废石产生矿山酸性排水的可能性,采用改进的Fǒrtsner 5步逐级提取法分析了采矿废石中Pb和Cr的赋存形态,进而总结了各类样品中重金属元素的分布特征,探讨了矿山开采活动区重金属的生态危害.研究表明,铜陵相思河流域上游凤凰山铜矿的采矿废石较少或不产生矿山酸性排水,而中游新桥硫铁矿的采矿废石会产生矿山酸性排水,缘于前者富含重金属元素的硫化物矿物含量较低而CaO含量较高.采矿废石中重金属元素含量一般较高,且其中还原态含量与之呈正相关关系,表明采矿废石中的重金属元素极易溶解于矿山酸性排水中而迁移至矿山周围环境.相思河流域土壤、水系沉积物和水体中的重金属分布具有明显的规律性,上游地区重金属元素含量较低,没有超过相应的国家污染标准和元素背景值,而中游地区重金属元素含量均较高,有明显的重金属污染,反映中游地区新桥硫铁矿的采矿活动对采矿区周边环境有一定的生态危害,矿山企业应重视采矿废石的排放及酸性矿山排水的处置.     

矿区煤矸石山周围土壤重金属分布规律研究

对某矿区矸石山及周围土壤五种重金属(Cr、Cd、Cu、Pb、Zn)总量进行测定,结果显示,两个矿区矸石中五种重金属含量均高于当地背景值,同时受矸石山影响,矸石山周围土壤重金属含量也都不同程度地超出背景值,即重金属对土壤产生不同程度的污染。数据分析结果表明,矸石山周围土壤中的重金属平面与剖面分布具有一定的规律特征:土壤重金属含量的大小与土壤距离矸石山的远近有关;同时重金属的分布受气候及其它影响而呈现了一定的波动性特征。     

江西九瑞地区铜多金属矿整装勘查区成矿规律与找矿靶区优选

江西九瑞地区铜多金属矿整装勘查区为全国47个整装勘查区之一,是我国重要的铜金铅锌矿集区。通过对成矿地质条件分析和最新地质找矿成果研究,本文总结了区内成矿规律、北西向构造、燕山期花岗闪长斑岩等为区内铜金多金属矿成矿重要条件,同时认为北东东向构造-岩浆岩带为重要的成矿远景区,并优选出城门山矿区及外围、宋家湾-武山矿区及外围、彭山地区、邓家山-通江岭、宝山-大桥地区、大浪-洋鸡山丁家山等铜金铅锌矿找矿靶区。