半壁山金矿矿业活动区砷赋存的矿物特征及其对农田土壤砷累积的影响

为探索青龙满族自治县半壁山金矿矿业活动地区砷赋存的矿物特征及其对农田土壤砷的污染特征,应用矿物学和化学分析方法对矿业周边的矿石、废石、底泥、河流及土壤样品进行分析.在偏光显微镜下发现半壁山金矿周边的土壤与矿石、废石中均存在含砷矿物——毒砂,且废石中的毒砂已出现风化氧化现象,氧化的毒砂容易在土壤中迁移释放砷,存在较大的潜在危害.由于矿业运输活动以及土法冶炼的影响,砷主要分布在道路两旁或村民聚集地的农田耕层土壤0～20 cm,但在小巫岚村中也发现个别点位深层土壤砷含量高的现象.小巫岚村和高杖子村土壤砷的含量范围在7. 2～196. 2 mg·kg~(-1)之间,砷的超标率分别为45. 9%和82. 1%.根据RAC法评估,小巫岚村和高杖子村农田土壤主要处于低-中等风险,其中小巫岚村部分土壤点位已处于高风险.总体上,半壁山矿业活动周边含砷矿物毒砂部分已出现氧化现象且农田土壤砷的累积明显,可能会对当地的农作物以及长期居住在矿区周边的居民产生危害.建议对土壤-农作物-大气-人体系统开展砷的风险评估,并进一步对含砷矿物毒砂风化过程中的转换规律和机制进行研究,为耕地环境保护提供科学指导.     

西南氟病区典型高氟土壤的地球化学特征及氟富集原因

贵阳市高氟土壤的成土母岩主要为三叠系松子坎组泥质灰岩与泥质白云岩。研究区内表层土壤最高值是全国均值的8.2倍,深层土壤最高值是全国均值的12倍。土壤中氟富集的主要原因为土壤粘粒组分吸收富集了基岩风化过程中释放出来的氟,在基岩氟含量较高的地区,这一过程导致土壤氟含量达到极高水平。在碳酸盐岩区发育程度不同的土壤氟含量差别较大,氟主要富集在土壤粘化层,土壤中含粘土矿物和非晶质矿物越多的层位,氟含量越高。     

黄土中游离氧化铁的古气候意义

<正> 游离氧化铁是指地质体中作为非晶质的包裹物以及作为胶结剂存在的铁的氧化物。对于黄土中游离氧化铁的测定,以往从未进行过。为探讨黄土中铁的赋存状态以及与沉积环境的关系,我们对陕西洛川黄土剖面中游离氧化铁的含量分布进行了初步的分析研究。     

有色多金属矿山砷污染对生态环境的影响及其治理分析

砷是一种易使人致癌和对动、植物生长有较大危害的有毒微量元素。我国的砷矿资源主要以伴生砷矿赋存于有色多金属矿床中,含砷有色多金属矿床的采、选、冶加工等,是砷污染的最主要来源,含砷废石尾矿的大量堆积被氧化和淋滤溶解,砷对矿区下游水体、农田和生态环境都造成不同程度的污染危害。针对砷的污染危害,从废水治理、土壤生态治理、生物修复及综合利用等方面提出了治理砷污染的对策。     

深圳市土壤砷的背景含量及其影响因素研究

为摸清深圳市土壤砷的背景含量现状,以全市不受或很少受人类活动影响的基本生态控制线区域作为调查范围,布设土壤表层样点450个、土壤典型剖面样点50个,采用多点增量采样法采集表层样品500个、深层样品100个.结果表明,深圳市表层土壤砷的背景含量范围为0.07~202mg/kg,算术平均值为11.3mg/kg,95%分位值为55.9mg/kg,显著高于“七五”深圳土壤环境背景调查结果砷的95%分位值（35.4mg/kg）.不同土类中赤红壤、红壤和黄壤砷背景含量的算术平均值相近,95%分位值的高低顺序为：红壤 > 赤红壤 > 黄壤.不同母质母岩发育的土壤砷背景含量的算术平均值高低顺序为：灰色灰岩 > 砂砾页岩 > 凝灰熔岩 > 变质岩 > 花岗岩 > 片麻岩,95%分位值的高低顺序为：灰色灰岩 > 砂砾页岩 > 凝灰熔岩 > 变质岩 > 片麻岩 > 花岗岩.不同剖面层次砷背景含量的平均值和95%分位值差异较大,高低顺序为：底层 > 中层 > 表层,随着深度增加,砷的背景含量逐渐增加.土壤pH值、砂粒含量与砷背景含量呈显著负相关,黏粒、粉粒含量与砷背景含量呈显著正相关.土壤母质母岩和机械组成是影响深圳市土壤砷背景含量的主要因素.研究结果可为南方典型区域砷的土壤环境背景值研究提供参考与借鉴.     

运城盆地高砷区地下水-沉积物中砷的地球化学特征研究

山西运城盆地是干旱半干旱地区,是我国典型的高砷高氟地下水污染区。在对运城盆地七级镇高砷地下水分布区地下水和钻孔沉积物开展地球化学特征研究的基础上,分析了地下水中砷的物质来源以及控制高砷地下水形成的地球化学过程。结果表明:研究区沉积物的主要矿物成分为硅酸盐、碳酸盐矿物以及少量铁氧化物和黄铁矿等,沉积物中砷的赋存形态主要为碳酸盐结合态/吸附态和Fe-Mn氧化物结合态,是地下水中砷富集的主要物源;研究区地下水中有机物含量较低,微生物活动较弱,属于典型的氧化性弱碱性高砷地下水,在此环境中沉积物中微量黄铁矿的氧化性溶解成为地下水中砷的主要物源,此外由于碳酸盐和硅酸盐矿物的风化和水解作用使地下水中富集大量HCO~-_3,故地下水水化学类型多为HCO_3-Na型,而地下水的弱碱性环境和较高浓度的HCO~-_3会通过竞争性吸附导致沉积物中吸附态砷的溶解或解吸附,促进了地下水中砷的富集。     

黄金洞金矿结合技术改造治理环境污染取得显著成效

冶金部黄金洞金矿,是一个以毒砂黄铁矿为主体矿物的石英脉金矿床,所产金砷浮选精矿,含砷达69.35％。由于含砷太高,在冶炼收金过程中对环境污染严重。为此,矿山在近十多年来,曾先后使用过反射炉、坚炉各种焙烧脱砷方法,不仅操作条件恶劣,炼出的精矿含砷率大部分在5％以上,     

海南岛西部非农用地土壤中的稀土元素地球化学特征

对海南岛西部发育典型的12个非农业土壤剖面REE的组成特征及其纵向变化规律进行研究发现,区内非农业土壤剖面不同层位之间的稀土元素具有一定的继承性,风化成土的基岩奠定了土壤中稀土元素的初始含量及土壤中呈现的LREE富集与Eu亏损的特点,而成土过程中稀土元素分异作用则进一步加剧土壤中LREE的富集和Eu亏损,土壤剖面浅部的氧化和水解作用致使Ce在浅层土壤中的富集,并导致由剖面深部至浅部,Ce呈现出正异常增大之趋势。区内稀土元素的赋存状态与稀土元素性质及其所处的土壤地球化学环境有密切联系,同一层中不同形态稀土元素含量总体上表现为残渣态>Fe-Mn结合态>有机态>可交换态(含水溶态)>碳酸盐态,而往土壤深部,残渣态所占比例逐步增大,Fe-Mn结合态、有机态与可交换态(含水溶态)所占比例逐步降低。     

上海地区食品和人群头发、尿液含砷量的调查

砷为地壳表层的常见元素,遍布于土壤、水、空气与食品中。一般,食品的含砷量甚微,但当含砷农药使用不当,含砷的工业废弃物污染水源或土壤,食品容器的不洁,食品添加剂的不纯,以及某些地理地质条件特殊的地区,均可使食品含砷量增高。本文调查了上海地区有关食品、水源、土壤中的含砷量,并对人体的发砷、尿砷作了测定,以期研究食品中砷对健康的影响。     

乌江流域沉积岩风化过程中铀的富集与释放

以乌江流域石灰岩、白云质灰岩、白云岩、硅质岩、黑色页岩和紫色砂岩等典型岩石的13条风化剖面为对象,运用相关分析和质量平衡计算方法,研究了这些岩石风化过程中铀(U)的富集与释放及其对河水U分布的影响,旨在增进对U生物地球化学循环的了解,也为流域U污染防治提供依据.结果表明,①乌江流域风化物和土壤中U的富集程度基本上高于上陆壳(upper continental crust,UCC)、中国土壤(China soil,CS)和世界土壤(world soil,WS);②U的富集和释放能力与母岩U含量以及风化剖面中粘土矿物和铁氧化物/氢氧化物含量及吸附能力有关;③石灰岩以及少量白云岩和碎屑岩风化过程中U的释放对河水U的分布特征具有重要的控制作用.     

广西凭祥地区金矿床地质地球化学特征研究

凭祥地区金矿床受断层构造与酸性火山岩的双重控制。围岩蚀变为黄铁矿化、绢云母化、硅化等。矿床的形成经历了两个成矿期 :热液成矿期与表生氧化期。热液成矿期金由热液迁移至围岩 ,被黄铁矿与毒砂吸附。表生氧化期黄铁矿与毒砂氧化形成氧化铁矿物 ,金被吸附到氧化铁矿物之上得到富集。对矿化岩石与围岩的微量元素与稀土元素分析结果表明 ,本区金矿以Au As Sb Hg组合为特征 ,As是金的找矿指示元素。根据金矿床的矿物组合与微量元素特征以及矿床地质条件推测 ,本区金矿床属低温热液矿床 ,形成时代为燕山期。     

水铁矿对不同品种水稻吸收砷镉的调控效果

为探究水铁矿(Fh)对不同品种水稻吸收砷(As)和镉(Cd)的调控效果,以常规稻黄华占(H)和杂交稻Y两优9918(Y)为供试水稻进行盆栽试验,根据是否施加Fh设置两组处理,一组为对照土壤,分别种植常规稻黄华占(H-CK)和杂交稻Y两优9918(Y-CK);另一组施加质量分数为1%的Fh,分别种植常规稻黄华占(H-Fh)和杂交稻Y两优9918(Y-Fh). 结果表明:在水稻整个生育期内Fh较稳定,不易被还原溶解,且能有效吸附孔隙水As、Cd;H-Fh处理孔隙水As和Cd浓度较H-CK处理分别降低了76.3%和31.0%,Y-Fh处理孔隙水As和Cd浓度较Y-CK处理分别降低了73.7%和57.8%. 施用Fh可促使水稻根际土壤As、Cd由非稳态向稳定态转化,且Fh对常规稻黄华占根际土壤As和Cd的稳定化效果更显著. H-Fh处理非稳态(非专性吸附态、专性吸附态和弱结晶铁氧化物结合态)As含量较H-CK处理分别降低了100.0%、30.8%、14.7%,结晶型铁氧化物结合态As含量升高了36.7%,Y-Fh处理非稳态As含量较Y-CK处理分别降低了9.9%、18.2%、14.9%,结晶型铁氧化物结合态As含量升高了29.2%;与H-CK相比,H-Fh处理可交换态Cd含量显著降低了31.5%,而Y-Fh与Y-CK处理相比,所有Cd形态的含量均无显著变化. 施加 Fh使常规稻黄华占精米As含量较其CK显著降低了44.6%,但对杂交稻Y两优9918精米As积累没有产生明显抑制,且Fh对两个水稻品种精米Cd含量均无显著影响. 因此,在对As、Cd复合污染稻田进行安全利用过程中,Fh可作为减控水稻As积累的有效投入品,但作用效果随不同水稻品种根际As有效性变化出现明显差异.      

金矿床中毒砂的标型特征和地球化学行为探讨

本文总结了金矿床中毒砂的基本标型特征,并从地球化学角度阐述了金在毒砂中富集的机理,解释了同一金矿床中毒砂含金量比黄铁矿高,以及毒砂中常常出现晶格金的原因.     

北京市平谷区金矿区周边土壤砷、汞赋存形态特征及生态风险评价

以北京市平谷区金矿区周边土壤为研究对象,采集40个表层（0~20 cm）土壤样品,测定土壤中As、Hg总量及其各赋存形态含量,并采用基于重金属形态的次生相原生相分布比值法（ratio of secondary phase to primary phase,RSP）和风险评价编码法（risk assessment code,RAC）对土壤中As、Hg污染程度及生态风险进行评价。结果表明:各采样区土壤中As、Hg总量均超出北京市土壤背景值,分别超出3.94~13.24,11~41.33倍;土壤中As、Hg主要以残渣态存在,除残渣态外,As主要以铁锰氧化态存在,开采沟和尾矿库土壤中Hg主要以碳酸盐结合态存在,开采沟下游和尾矿库外土壤中Hg则主要以强有机态存在;污染程度和生态风险评价结果显示,开采沟及下游土壤As、Hg污染程度较低,研究区土壤中As、Hg整体表现较低风险,在开采沟、YZ尾矿库和JHH尾矿库存在Hg的高风险和极高风险点位,应予以重视。研究结果为治理金矿区周边土壤As、Hg污染提供参考。     

缺氧条件下土壤砷的形态转化与环境行为研究

采集张士污灌区0～100 cm深的土壤并在实验室里负载低浓度的砷,采用不加硫和加硫对比研究了厌氧条件下土著微生物对土壤中砷的形态转化、环境行为影响及其机制.结果表明,在不外加硫酸盐条件下厌氧培养8 d后,微生物还原作用造成砷的大量还原和释放,释放的砷70%以上是以As(Ⅲ)形式存在,尤其20～40 cm深度土壤砷的释放量明显高于其它层土壤,As(Ⅲ)和As(T)分别达到892.8μg.L-1和1 240.6μg.L-1.与非生物对照相比每层土中盐酸可提取的砷总量都大大降低,且盐酸提取的As(T)几乎全部转化为As(Ⅲ).伴随砷的释放,铁发生还原和释放,溶解态的亚铁基本都在40 mg.L-1以上,不同土层固相中亚铁离子的量都在9.0～13.4 g.kg-1范围内,固相盐酸可提取态总铁中亚铁离子所占的比例基本都在50%以上,说明微生物还原作用造成固相中铁氧化物发生还原性溶解和矿物结构转化.当体系中添加10 mmol.L-1的硫酸盐时,每层土的生物培养体系中铁的释放几乎完全被抑制,砷和铁浓度也减少了50%.与不加硫生物培养体系相比,固相中盐酸可提取的砷量减少了50%,一部分砷被转化为稳定的硫化物As2S3而固定.可见在硫酸盐不足条件下微生物还原作用可造成砷被还原、活化和释放,而补充土壤中硫酸盐的量可促使微生物还原/活化的砷转化成更加稳定的形态,稳定的硫化物矿物As2S3是土壤微生物固定砷的重要途径.     

改性纳米TiO2对污染土壤砷形态及土壤性质的影响

基于纳米TiO₂对土壤砷的稳定效果,以自制的改性纳米TiO₂(活性炭负载纳米二氧化钛TiO₂/AC和铁改性活性炭负载纳米二氧化钛 Fe-TiO₂/AC)为试验材料,通过室内模拟试验,研究改性纳米TiO₂对土壤砷形态、土壤pH、土壤养分及土壤酶活性的影响。结果表明:在2种改性纳米TiO₂的作用下,土壤中砷活性较强的非专性和专性吸附态均降低,惰性的砷无定形和弱结晶水合铁铝氧化物结合态和残渣态均升高。土壤pH随改性纳米TiO₂施用量的增加而升高,速效钾含量均增加,而土壤有效氮减少。在TiO₂/AC和Fe-TiO₂/AC作用下,土壤pH分别为7.07~7.21、7.28~7.43。施加TiO₂/AC和Fe-TiO₂/AC,速效钾的增幅分别为17.2%~32.2%和28.7%~29.5%,有效氮含量降幅分别为25.1%~37.8%和23.5%~44.6%。2种改性纳米TiO₂对土壤中性、碱性磷酸酶的活性均有激活作用;TiO₂/AC对土壤过氧化氢酶和脲酶活性具有一定的抑制作用,但铁改性后的Fe-TiO₂/AC抑制作用减弱,且在施加量为0.3%土壤过氧化氢酶活性比对照提高了19.5%;施加TiO₂/AC后土壤脲酶活性下降范围为63.0%~76.6%,但在0.4%Fe-TiO₂/AC作用下,土壤脲酶活性较对照上升了5.8%。可见,改性纳米TiO₂可以使土壤中砷由活性态向惰性态转化,对土壤性质的影响可通过铁改性来进行控制。     

低分子有机酸对高浓度锑砷污染土壤的淋洗效率及机理研究

为研究土壤淋洗技术对锑矿区周边高浓度锑(Sb)、砷(As)污染土壤的修复效果,筛选生物降解性能良好的淋洗剂,以广西河池市南丹县某锑矿区周边高浓度Sb、As污染土壤为研究对象,考察了不同低分子有机酸及淋洗条件(浓度、固液比、淋洗时间和淋洗级数)对Sb、As淋洗效率的影响,利用Wenzel连续形态提取法比较淋洗前后土壤中Sb、As形态变化,并结合扫描电子显微镜-X射线能量色散谱(SEM-EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法初步探索了淋洗去除土壤Sb、As的反应机理.结果表明：由于草酸(oxalic acid,OA)具有较强的酸性及还原性,其对Sb、As的淋洗效率最高,且在最佳淋洗条件下Sb、As淋洗效率分别可达91.18%、97.63%.高浓度污染土壤中Sb、As主要以铁铝氧化物结合态形式存在,占Sb、As总量的70%以上;OA淋洗后,土壤中结合态、残渣态的Sb、As向吸附态Sb、As转化. OA淋洗去除Sb、As的反应机理主要包括三方面：(1) OA的含氧官能团与Sb、As含氧阴离子竞争土壤颗粒中铁(氢)氧化物表面的吸附位点,发生配位交换,从而解吸出Sb、As;(2) OA的有...     

新疆富蕴县萨尔布拉克金矿地质特征

萨尔布拉克金矿为破碎蚀变岩型金矿，矿体严格受“菱形构造”和岩屑晶屑凝灰岩的控制．在平面上是透镜状近多间距出现，剖面上呈膝状拐折．以矿石中含有较多毒砂为特征．围岩蚀变强烈．具有明显的烛变分带性，从中心向两侧，蚀变具对称性．矿石中金含量与毒砂、黄铁矿的含量成正相关，五角十二面体黄铁矿与金矿化更为密切．     

不同铁矿物对水稻土砷的稳定化效果及机制

水淹缺氧条件是驱动水稻土砷释放引起砷污染的主要原因,其中,铁矿物在砷的迁移转化过程中扮演重要的角色.为研究水铁矿、针铁矿和赤铁矿对水稻土砷的稳定化效果,分析了3种铁矿物对土壤溶液砷浓度的影响,采用土壤溶液中亚铁和总铁的浓度变化来评估不同铁矿物对砷的稳定化效果,并对3种铁矿物进行扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等表征分析.结果表明,水铁矿具有最大的比表面积,为192.54m2·g-1,且微孔孔容达到0.069 cm3·g~(-1),针铁矿和赤铁矿依次减少,而3种铁矿物的结晶度以针铁矿最高,赤铁矿和水铁矿依次降低.施用水铁矿、针铁矿和赤铁矿均有效地降低了土壤溶液中砷的浓度,当添加量为2.0%(质量分数)时,土壤溶液中砷浓度分别降低62.55%、61.36%和55.16%.相关性分析表明,随着无定形铁含量的提高,其对砷的稳定化效果趋于显著,其中,土壤无定型铁与无定型结合态砷含量存在正相关关系(r=0.879,p=0.009),而与土壤溶液砷存在负相关关系(r=-0.895,p=0.006).