大宝山矿水外排的环境影响:Ⅰ.下游水生生态系统

通过水质生物检测、理化分析及野外水生大型无脊椎动物多样性实地调查等综合方法，就广东大宝山矿区南侧拦泥库溢出的酸性矿水对下游横石水河生态系统的影响进行了系统研究。结果表明，大宝山矿区拦泥库溢出的酸性矿水对隆线溞具有较强的急性生物毒性，酸性矿水24h，48h及96h对水溞的半致死体积分数LC50分别为13．55%、10．30％、6．20％；安全体积分数为0．06％。通过在暴雨期间对拦泥库上游洪水的各项指标的分析结果表明，拦泥库溢出的酸性矿水pH值可低至2．15，其中铁及重金属的质量浓度分别为：铁216．79mg/L、锌73．23mg/L、铜32．63mg/L、铅1．82mg/L、镉0．87mg/L。在尾矿坝下游3．5km处，重金属质量浓度分别为：铁51．63mg／L、锌2．83mg/L；铜1．64mg／L、铅2．67mg／L、镉0．1mg／L，和锰20．50mg／L。从矿水排放口到受矿水影响的下游50km范围内，河水pH的变化幅度为3．36-7．42。大型无脊椎动物多样性的调查显示，从尾矿坝到受矿水影响的下游25km范围内，未发现任何底栖动物，而在横石水河上游未受矿水影响的对照点中至少有36利底栖动物存在。可见由大宝山矿区排出的酸性矿水对下游溪流的水生生物多样性和河流生态系统造成了严重的破坏。     

大宝山矿水外排的环境影响:Ⅱ.农业生态系统

大宝山外排酸性矿水对周边农村地区农业生态系统具严重的负面影响，表现在：农田所用的灌溉水酸度很强，灌溉水中多种重金属含量高于国家农田灌溉水质标准，其中Cd超标约16倍；土壤严重酸化，pH值可低至3．9，总实际酸度平均达47mmol／kg，比水溶性酸度高147倍，表明由矿水带进土壤的无机酸通过土壤的缓冲作用暂时转化为非水溶态并在土壤中累积；土壤重金属含量超标，以Zn、Cu和Cd为甚；粮食和果蔬等作物重金属污染严重，其中尤以Cd最为突出，最高可超标近150倍。     

酸性河流中浮游动物群落分析

为研究浮游动物对广东大宝山矿区外排酸性废水的响应,以评估周边及下游水域的水生态环境现状,于2010年9月采样调查了广东大宝山矿区周边河流的浮游动物状况,对比分析了受矿山酸性废水影响严重的水域与影响较小的水域浮游动物的种类组成、丰度、生物多样性指数及均匀度等指标差异,并探讨了浮游动物群落与环境因子之间的关系.结果表明,检出的46种浮游动物中轮虫类种类最多,有24种,枝角类和桡足类分别为10种和9种,原生动物仅有3种.其中受污染较为严重的受损组(S1~S3)几乎未发现浮游动物,臂尾轮虫和异尾轮虫在相对受污染影响较小的恢复组(S4~S7)占有较大优势.调查得到的浮游动物最大丰度及生物量分别为378.26 ind./L和1.990 1 mg/L.相关分析表明,pH、总氮、氨氮、高锰酸盐指数(CODMn)、硅酸盐及重金属铅和铬等环境因子对浮游动物群落分布影响显著.     

平顶山矿区矸石山周边土壤重金属污染及优势植物富集特征

为筛选出适应该地区修复土壤重金属污染的首先目标植物,通过测定河南省平顶山市某煤矿废弃地8种优势植物根际与非根际土壤及植物本身Cd、Cr、Cu、Mn和Pb含量,分析了矿区土壤重金属污染状况及优势植物对重金属元素的富集和转移能力。结果表明,(1)研究区土壤Cd、Cr、Pb、Cu污染最为严重,单因子污染指数分别达到了66.04、5.24、2.89、1.80;内梅罗综合污染指数为47.94,达到重度污染级别。(2)猪毛蒿(Artemisiascoparia)地上部分、紫马唐(Digitaria violascens)地上部分和根部Cd含量分别超标1.52、1.25和1.35倍,全叶马兰(Kalimeris integrifolia)根部、狗尾草(Setaria viridis)地上部分和根部Cr含量分别超标1.30、3.06和1.79倍,并且狗尾草地上部分Pb含量超标1.71倍。(3)苍耳(Siberia Cocklebur)对Cd和Cu的生物富集系数和生物转移系数均大于1,对Cu的生物转移系数高达4.939。狗尾草对Cd、Cr、Pb的生物转移系数均大于1,且对Cr的生物富集系数大于1,对Pb的生物转移系数高达3.883。蒙古蒿(Artemisia mongolica)对Cr和Pb的生物转移系数均大于3,且对Cd的生物富集系数大于1。猪毛蒿对Cd的生物富集系数和生物转移系数均大于1。研究表明,平顶山矿区矸石山周边土壤是受重金属Cd-Cr-Pb-Cu复合污染的土壤。苍耳、猪毛蒿、蒙古蒿和狗尾草具有较强的富集重金属的能力,可作为治理该地区环境污染的目标植物。     

韶关矿产资源开采地区土壤生态系统的微生物生态效应研究

韶关地区大宝山铁多金属矿产资源的开采给环境带来了严重的危害。采选冶产生的废液及固体废弃物堆积的淋滤酸水,携带浸滤出的大量重金属离子排入下游河道,严重影响矿区及酸水流域的生态环境。通过对该铅锌矿区土壤重金属分布、土壤微生物数量与植物重金属积累特征进行采样分析研究,结果表明：铅锌矿区土壤各重金属元素质量分数均高于对照土壤,矿区土壤均受到不同程度的污染;五节芒（Miscanthusfloridulus）植物中的元素质量分数表现为Zn〉Pb〉Cu〉Cd,Zn与土壤元素的相关性最为显著,其次为Pb;与对照土壤相比,矿区土壤微生物总数下降了68．43％-80．32％,各主要生理类群数量均呈下降趋势。矿区土壤生态系统处于不利于有益微生物的繁殖和活动的境地,从而大大削弱了土壤中C、N营养元素循环速率和能量流动。     

粤北某矿区周边镉锌污染稻田土壤田间植物修复研究

粤北地区多金属矿开采导致的矿区周边农田土壤重金属污染问题突出,探索适合当地条件的土壤污染修复技术与模式对逐步改善土壤环境质量,保障农产品安全和人体健康具有重要意义。为考察植物技术措施对粤北矿区周边重金属污染农田土壤的修复和安全利用的可行性,选择粤北某矿区周边重金属镉锌中度污染稻田,通过田间试验开展了超富集植物伴矿景天(Sedum plumbizincicola)、富集植物杨桃(Averrhoa carambola)、农作物玉米(Zea mays)低积累品种单种及套种对污染土壤植物修复和安全利用效果研究。结果表明,单种模式下,伴矿景天田间生长217 d后,其地上部生物量可达2.82 t·hm~(-2),地上部Cd和Zn平均质量分数分别为119 mg·kg~(-1)和7716 mg·kg~(-1),对Cd的修复效率可达11.1%;杨桃田间生长约600 d后,其根、茎和叶生物量分别可达15.4、15.5和7.81 t·hm~(-2),Cd质量分数分别为8.21、14.1和15.4 mg·kg~(-1),Zn质量分数分别为199、294和642 mg·kg~(-1),其对Cd的总体修复效率可达15.9%。伴矿景天和杨桃套种模式下,两者种植密度均较单种时降低一半,两种修复植物套种处理对Cd修复效率可达到13.5%。试验稻田改种低积累品种玉米,无论玉米单种或同伴矿景天套种其籽粒中Cd质量分数均可达到食品安全国家标准限量要求。利用伴矿景天和杨桃对粤北受镉中度污染稻田土壤进行修复以及通过种植低积累品种玉米实现污染土壤安全利用具有较强的可行性。     

粤北大宝山矿区尾矿场周围土壤重金属含量对土壤酶活性影响

粤北大宝山铁多金属矿床的开发给环境带来了严重的危害.采选冶产生的废液及同体废弃物堆积的淋滤酸水,携带浸滤出的大量重金属离子随着酸水排入下游河道,严重影响矿区及酸水流域的生态环境.对该铅锌尾矿污染区土壤酶活性进行了测定.结果表明,污染区土壤酶活性随着重金属污染程度的加剧而显著降低,其中脱氢酶和脲酶活性下降最明显.多元回归模型显著性检验表明,蔗糖酶活性与矿区土壤重金属复合元素含量之间呈极显著相关,而单一脱氢酶、蛋白酶以及酸性磷酸酶活性与重金属复合元素含量呈显著相关.研究表现出矿区土壤重金属复合污染对土壤酶活性的抑制效应.     

贵州万山汞矿周边土壤重金属污染特征及风险评价

贵州矿产资源丰富,伴随着矿山的开采、冶炼等人为活动,矿区周边重金属污染问题非常突出。为了掌握贵州万山汞矿政策性关停后对周边环境的产生的不利影响,以贵州万山汞矿周边主要乡镇作为研究区域,利用随机布点的方法在汞矿周边6个乡镇采集30个土壤样品,通过湿法消解的前处理方法,采用电感耦合等离子体质谱仪和原子荧光仪测定所有土壤样品中的Cr、Ni、Cu、Cd、Pb、As、Hg。以贵州省土壤环境背景值作为参照标准,采用单因子污染指数法、综合污染指数法、地积累指数法和潜在生态危害指数法对贵州万山汞矿周边土壤中重金属污染特征及其生态风险进行评价。结果表明,贵州万山汞矿周边土壤中Cr、Ni、Cu、Cd、Pb、As和Hg的平均含量水平分别为353.22、33.58、41.45、0.87、59.30、14.34、14.15mg·kg-1,其中Hg污染最严重,最高超标倍数为135倍。地积累指数评价结果表明,Cr的地积累指数为1~2之间,属于偏中度污染范畴;Hg的地累积指数为4~10之间,处于严重~极重污染范畴;潜在生态危害综合指数(RI)评价结果显示:万山汞矿周边土壤中重金属污染处于较强的生态风险程度,其中汞的潜在生态危害系数(Eir)最高。主成分分析结果显示:该区域土壤中的Cr、Ni、Cu的来源可能与土壤背景值有关;Cd、Pb、As、Hg的来源与大气沉降、汞矿采选冶炼等外源性污染因素有关。     

贵州省铜仁汞矿区汞污染特征研究

铜仁汞矿位于铜仁市碧江区云场坪镇,曾是贵州省最大的汞矿之一。为了了解该矿在闭坑后矿区的汞污染特征,采集了矿区的大气、水体、矿渣、土壤和农作物样品,分析了汞的分布特征。结果表明,矿区大气汞浓度为7.29~139 ng·m~(-3)、地表水汞浓度为81.6~4.25×103ng·L~(-1)、矿渣汞含量为2.79~510 mg·kg~(-1)、土壤汞含量为3.06~2.92×103mg·kg~(-1)。可见,大气、水体、矿渣和土壤中的汞含量远高于对照区或国家相关标准。共采集了10种农作物玉米(Zea mays L)、高粱(Chinese sorghum)、枣(Ziziphus jujuba Mill)、梨(Pyrus spp)、茄子(Solanum melongena)、丝瓜(Luffa cylindrica)、西红柿(Lycopersicon esculentum)、南瓜(Cucurbita moschata duchesne)、苦瓜(Balsam pear)和辣椒(Capsicum annuum),除了茄子和南瓜外,其余农作物可食部分的汞含量都高于国家《食品安全国家标准》。综上所述,铜仁汞矿开采和冶炼带来的汞污染已严重影响周边生态环境和食品安全,矿区汞污染不容忽视。     

铀矿山及周边环境放射性污染现状调查及治理对策

选择湖南省内具有代表性的A,B,C三处铀矿冶设施,深入调查了设施本身及周边环境的放射性污染现状.调查内容主要包括铀矿山及其周边邻近区域内介质中的空气氡浓度、γ辐射空气吸附剂量、铀矿区水(泉水)和土壤中放射性核素含量.调查结果显示,C矿区的个人剂量值明显低于退役治理行业标准,表明C铀矿区退役治理效果较好,而A矿区和B矿区的个人剂量值均略高于退役治理行业标准,有待进一步治理.根据调查结果提出了具体的、有针对性的治理措施和建议.表2,参8.     

大邑铅锌矿区土壤和蔬菜重金属污染现状及评价

研究了四川省大邑县铅锌矿区附近土壤和蔬菜中Pb、Zn、Cr和Cd含量,采用单因子污染指数法和综合污染指数法评价铅锌矿区附近土壤重金属污染状况。结果表明,铅锌矿矿口以及选矿厂周边土壤重金属富集因子均超过1,距选矿厂距离≤20 m的3个土壤样点Pb、Zn和Cd的单因子污染指数和综合污染指数较高,土壤污染程度为重污染,选矿厂周边土壤重金属污染在水平层次的空间分布上表现出异质性。选矿厂周边蔬菜地下部分重金属含量普遍高于地上部分,不同重金属在蔬菜可食用部分的转移因子总体由大到小依次为Cd、Zn、Pb和Cr。选矿厂周边蔬菜地土壤与蔬菜中Pb、Zn、Cd和Cr含量之间无显著相关性,但土壤中Pb、Zn和Cd含量3者之间在α=0.01水平上显著相关。     

广东大宝山矿区堆积土水土流失对重金属迁移量的影响

矿区水土流失和重金属污染是造成区域生态环境损害的重要途径。采用野外径流小区模拟径流原位冲刷试验方法,以广东省大宝山矿区堆积时间为3 a的老弃土和堆积时间为0. 5 a的新弃土为研究对象,以自然土为对照,分析水土流失及重金属的迁移特征,以期为科学认知矿区生态破坏和重金属污染协同治理提供案例支撑。结果表明:(1) 2种类型堆积土径流量均随时间呈上升变化趋势,其20 min平均径流量分别为6. 52和5. 75 L·min~(-1),远大于自然土(0. 69 L·min~(-1))。(2)新弃土径流含沙量和产沙率均最高,分别为156. 79 g·L~(-1)和0. 99kg·min~(-1),老弃土(51. 68 g·L~(-1),0. 27 kg·min~(-1))次之,自然土最低。(3)新、老2种堆积土侵蚀泥沙Cd平均含量分别为自然土的11. 43倍和11. 20倍,平均流失率分别为自然土的361. 67和135. 33倍,且在产流初期Cd流失率最高,有明显的"初期冲刷"效应。Pb、Zn和Cu表现出与Cd一致的迁移特征。(4)径流泥沙中重金属含量与径流量呈极显著正相关关系(P0. 01),重金属流失率与径流含沙量、产沙率呈极显著正相关关系(P0. 01),径流及泥沙流失对重金属的迁移有明显影响。矿区土壤经扰动堆积后,水土流失量及重金属迁移量明显增加,且堆积时间越短,增幅越大。若要控制重金属对矿区外部环境的危害,必须治理矿区水土流失。     

农田非点源氮污染研究进展

论述农田生态系统中氮素非点源污染的特征、排放途径和污染方式，两种重要氮素形态(NH4^4-N、NO3^- -N)在土水界面的扩散过程及迁移机理，农田非点源氮迁移过程及其影响因素，由农田氮素造成的非点源污染的污染负荷定量计算方法及评价指标，并指出国内外污染负荷定量模型的优缺点和发展趋势；提出了农田非点源氮污染的控制对策。     

石油烃类污染土壤的生物修复技术研究进展

介绍了治理石油烃类污染土壤的各种生物修复技术——原位处理法、异位处理法(现场处理法、预制床法、堆制处理法、生物反应器、厌氧生物处理法)及植物修复技术的原理、研究、应用的最新进展；分析了生物修复技术的影响因素及未来的发展趋势。     

草原区煤矿开采对周边旱作农田土壤养分和重金属的影响

为了解草原区煤矿开采对周边旱作农田土壤养分及重金属含量的影响,选取鄂尔多斯市伊金霍洛旗丁家圪堵煤矿周边旱地为研究对象,测定土壤养分(有机质、全N、全P、全K和pH)与重金属(Pb、Cd、Cr、Cu、Zn、Ni、Hg和As)含量,并对土壤养分与重金属含量之间关系以及重金属污染来源进行分析。结果表明,煤矿对矿区周边旱田0～10 cm土壤层养分及重金属含量影响较大,土壤有机质与全N含量明显下降;在距离矿区500 m范围内,土壤Cu和As含量高于对照区(CK);在2 500 m范围内,土壤Pb和Cr含量均高于CK;在1 250 m范围内,土壤有机质和全N含量均低于CK区域,并与区域内土壤Pb、Cr、Cu和As含量呈负相关。重金属来源分析表明,研究区土壤Zn主要来源于交通运输,Ni主要来源于农业生产活动,Cd与Hg来源于自然成土母质的同时还受到矿区范围外的人为活动影响。因此,对研究区旱地土壤进行治理与保护时应重点管控来自煤矿的Pb、Cr、Cu和As污染。     

矿区周围土壤中重金属危害性评估研究

分别用总量法和连续萃取法对广东大宝山矿周围土壤、植物和沉积物中重金属的总量和化学形态进行了详细分析。结果发现，矿山废水流入的横石河沉积物中Pb、Zn、Cu和Cd的质量分数分别为1841．02、2326．28、1522．61和10.33mg／kg；经此河水灌溉的稻田中重金属(Cu、Cd、Pb和Zn)的质量分数也远远超出了土壤环境二级标准值，其中Cu、Cd超标倍数分别为14．01和4．17倍。结果还表明，生长在矿区周围的植物也受到不同程度重金属的污染且不同植物吸收和积累重金属的能力相差很大。用Tessier连续法对土壤中重金属进行萃取发现，虽然重金属主要存在于残余态中，但在Fe-Mn氧化态、有机结合态中的质量分数也很高．说明这些土壤确实受到了有毒有害重金属元素的严重污染。     

华南某铀矿开采利用对地表水环境质量的影响

以广东省某铀矿区为研究对象,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定了矿山、水冶厂及其周边地表水体共42个水样(包括工业废水、池塘水、溪流水、河水和矿区饮用水)中放射性元素(U和Th)和其它一些金属元素(Fe、Mn、Mg、Cu、Zn、Co、Ni、Li、Ca、Na、K、Al、Sr和Ba)的含量.由此确认铀矿区产生高污废水的重要环节和关键污染元素,并了解这些元素的迁移变化规律以及对周边地表水产生的影响.结果表明:(1)铀矿区产生高污外排废水的主要生产环节是采矿、铀矿堆浸和尾矿露天堆积,排放废水中U和Mn含量分别为0.238—8.700 mg.L-1和0.62—94.23 mg.L-1,均高于国家工业废水允许排放标准(GBJ8—74和GB8978—1996)的限定值;(2)铀矿周边用作当地农业灌溉和露天水源的溪流由于受纳了矿区外排废水,明显受到了U和Mn的污染:U含量在枯水期和丰水期分别为(0.415±0.619)mg.L-1和(0.233±0.308)mg.L-1,Mn含量在枯水期和丰水期分别为(8.72±12.8)mg.L-1和(8.56±12.61)mg.L-1;(3)受纳溪流中U、Fe的含量枯水期高于丰水期,而Mn和Cu的含量基本保持不变,且大多数元素的含量随着迁移距离的增加在枯水期和丰水期均呈下降趋势,指示污染源来自铀矿区;(4)铀矿区生产活动引起的地表水污染目前仅局限于铀矿区和周边较小的区域,但仍应引起重视.     

贵州煤矿集中开采区地表水重金属污染特征

对贵州煤矿集中开采区地表水重金属污染情况进行评价,掌握重金属污染迁移特征,采用数理统计分析、Pearson相关性分析以及综合污染指数评价法对贵州省摆沙河流域煤矿区周边13个监测点共9项污染指标进行评价分析.结果表明,该区域地表水中总铁、锰、铝和汞的富集程度较高,浓度均值分别为68.48、2.75、9.91 mg·L~(-1)和0.0035 mg·L~(-1),均超出了地表水质量标准限定值,且汞超标率高达100%.总铁、锰、铬、铝、锌属于高度变异,部分地区污染严重,且区域性极强,污染情况随矿区位置不同而呈现显著差异.总铁、锰、铝、锌之间具有较显著的正相关关系,表明该4种污染物质来源一致或相似,总铁及铝均与pH呈强负相关性,说明pH影响重金属的浸出性能.13个地区中毛坡栗(G_8)污染程度较轻,新寨2(G_2)、陆家桥(G_(13))为重度污染,其他10个监测点均为严重污染,其中翁威主矿处(G_4)污染最为严重;总铁、锰、汞的影响权重值较高,新寨1(G_1)、翁威主矿处(G_4)、两岔河(G_6)、楼梯冲(G_7)、瓦厂河(G_9)总铁、锰污染程度较高,新寨2(G_2)、翁威2(G_5)、豆芽井(G_(10))、上坝(G_(11))、蛋托厂(G_(12))、陆家桥(G_(13))地区受汞污染影响严重.     

赣南某钨矿区土壤重金属污染生态风险评价

对赣南某钨矿区及周边农田土壤重金属的污染进行调查,分析了2个尾矿堆积区及17个农田采样区土壤中重金属Pb、Cr、Mn、Zn、Cu和Cd的总量和形态,采用潜在生态危害指数法和RAC风险评价法对研究区域土壤重金属的生态风险进行评价.结果表明,尾矿堆积区尾砂中6种重金属远远超过江西省土壤背景值和国家土壤环境质量二级标准,土壤重金属浓度水平分布表现为尾矿堆积区尾矿附近农田土壤矿区周边农田土壤.形态分析结果显示矿区农田土壤中6种重金属主要以可还原态、可氧化态和残渣态存在,尾矿附近农田土壤重金属Pb、Mn、Zn和Cd酸溶态占比均大于10%,具有较强的生物有效性.潜在生态危害指数评价表明研究区域表层(0—20 cm)和中层(20—40 cm)土壤存在极强的重金属生态危害,Cd是土壤重金属潜在生态风险主要的贡献因子.RAC风险评价结果表明,尾矿附近农田0—40 cm土壤中Zn和Cd存在的生态风险较大,而矿区周边农田0—40 cm土壤中Cd和Mn存在的生态风险相对较大.综合基于重金属总量分析的潜在生态风险指数和基于重金属有效态的RAC评价结果,Cd、Zn和Mn的污染是研究区域土壤污染风险控制需要关注的重点.     

污染物模糊排序法在苏南大运河中的应用

苏南大运河是江苏南部地区的大动脉,它对苏南地区的经济建设和人民生活具有举足轻重的作用。然而它的污染问题却十分严峻。治理污染首先必须了解污染状况。为此,本文从研究苏南大运河1984年至1987年的实测资料入手,分析了污染物具有量、时、空的三重属性,运用模糊数学的原理和方法,推导了污染物对水体功能相对破坏的经验可能分布的模式,并据此排列出苏南大运河10种超标污染物对运河危害大小的顺序,指明苏南大运河的污染主要属于有机污染型,进而阐明各种污染物质对运河污染的不同特征,以裨益于苏南大运河的环境管理和治理。