贵州兴仁煤矿区水环境的水化学特征

贵州省兴仁县煤矿区水体水质的分析结果表明,矿山水、地下水、河水水质类型分别为[S]CaⅡ型、[C]CaⅠ型、[S][C]CaⅠ型。矿山水具有高矿化度、高硬度、高电导率、低pH值的特征。而地下水和河水具有矿化度偏高、总硬度中等的水化学特征。煤矿开采过程中对研究区地表水的水质有较大的影响,矿山水水体中的Fe、Mn、Al含量明显超标,水化学演化受控于矿业活动和地质背景条件。     

基于水化学及稳定同位素的岩溶山区城镇水体硝酸盐来源示踪

由于岩溶水文系统的地球化学敏感性和脆弱性,岩溶地下水NO₃^-污染已成为世界范围普遍存在的环境问题,而岩溶山区地下水硝酸盐来源解析对于保障区域供水安全和人体健康具有重要意义.因此,本文选取贵州中部典型岩溶山区城镇主要供水流域地表水和地下水为研究对象,基于土地利用类型,联合水化学分析及δ¹⁵N-NO₃^- 、δ¹⁸O-NO₃^-示踪技术对水体硝酸盐分布特征、来源贡献及迁移转化过程进行研究.结果表明,研究区水体溶解性无机氮以硝态氮为主,水体NO₃^-含量及分布与区域土地利用方式密切相关,硝酸盐污染主要集中于住宅用地和耕地 &林地区岩溶地下水中.水体NO₃^-主要来源于与农业活动和城镇化建设有关的土壤有机氮、化肥及粪便污水,水体氮循环主导过程为硝化作用,反硝化作用基本不存在.稳定同位素模型（SIAR）分析结果显示,区域水体硝酸盐主要受当地农业活动及城镇化过程影响,其中,土壤有机氮、化肥及粪便污水对地表水硝酸盐的贡献率分别为50.24%、27.97%和24.58%,对地下水硝酸盐的贡献率分别为54.58%、24.58%和20.15%,大气降水来源贡献率较低.     

As(Ⅲ)和As(Ⅴ)胁迫对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌铁行为的影响

以嗜酸性氧化亚铁硫杆菌为受体材料,通过分析培养过程中培养液pH、Fe²⁺氧化率和总铁(TFe)沉淀率研究不同浓度As(Ⅲ)和As(Ⅴ)胁迫对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌铁行为的影响。结果表明:As(Ⅲ)胁迫显著降低反应体系的pH降幅、Fe²⁺氧化速率和TFe沉淀率;低浓度As(Ⅴ)的加入对反应体系的pH降幅、Fe²⁺氧化速率和TFe沉淀率没有明显影响;随着初始浓度的增大,pH降幅、Fe²⁺氧化速率和TFe沉淀率也逐渐降低。As(Ⅲ)对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌铁行为的影响较As(V)更明显。同一胁迫水平下,该菌对As(Ⅲ)的响应更强烈。     

贵州威宁草海流域地下水水化学特征及无机碳通量估算

贵州威宁县草海是我国最大的岩溶湿地,岩溶地下水是其重要的补给水源和物质来源.本研究在丰水期、枯水期和平水期对草海流域内12处地下水进行了采集并测定,揭示了该流域地下水水化学特征和主要离子来源,并基于水化学径流模数法初步估算了草海流域岩溶碳汇通量.结果表明,草海流域地下水水化学类型以HCO₃-Ca型为主,东南部个别泉点在平水期为SO₄-Ca型.地下水中优势离子均以Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-为主,季节上SO₄^2-和Mg²⁺平均质量浓度呈现出平水期 > 枯水期 > 丰水期,NO₃^-平均质量浓度则表现为丰水期 > 枯水期 > 平水期,其他离子季节变化特征不明显.空间上草海北部地下水中Ca²⁺和HCO₃^-质量浓度相对较高,K⁺、Na⁺和Cl^-在西南部地下水中质量浓度较高,东南部地下水中Mg²⁺、NO₃^-和SO₄^2-质量浓度较高.地下水中Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-主要受到碳酸盐岩溶蚀的控制,碳酸、硫酸和硝酸均参与了流域内碳酸盐岩的风化,三期大部分地下水中NO₃^-主要受土壤氮和生活污水的影响,东南部地下水NO₃^-则主要受农业活动影响,K⁺、Na⁺、Cl^-和SO₄^2-的来源则无明显时空差异,前3种离子主要受人类活动影响,而SO₄^2-则主要来源于地层中含硫化合物的溶解.研究区外源酸参与流域碳酸盐岩风化具有较高比例,季节上表现为平水期外源酸参与流域碳酸盐岩比例最高,丰水期最低的特征,在扣除外源酸参与流域碳酸盐岩风化的比例后,初步估算草海流域无机碳通量平均约为181.5 t·a^-1,岩溶地下水向草海输送HCO₃^-量平均约为1144.1 t·a^-1.     

喀斯特地区典型风化剖面重金属超标程度及元素迁移特征研究

我国西南喀斯特地区是著名的重金属元素地球化学异常区。除了人类活动所导致的土壤污染问题以外,地质背景很可能是造成土壤重金属超标的重要因素。为了弄清岩石风化和成土过程中重金属的释放规律及其环境效应,本次研究以贵州省罗甸县典型的碳酸盐岩和碎屑岩风化剖面为载体,采用实地调查、地球化学测试分析等手段,结合质量平衡系数的计算方法对研究剖面的重金属元素超标程度及元素迁移规律展开调查。研究结果表明:碳酸盐岩比泥质岩具有更高的重金属元素释放潜能,其风化和成土过程向环境中释放重金属的量与风化壳的发育程度有关。研究区石灰土剖面重金属元素超标程度严重,且以Cd和As的超标程度最大。地带性黄壤中Cr、Ni元素的富集很可能与剖面发育过程中铁氧化物的沉淀富集有关。综合分析认为岩性不同所导致的风化速率的差异很可能是造成碳酸盐岩和泥质岩剖面重金属淋失程度差异的主要原因。而且,重金属元素在风化剖面中的迁移规律受元素自身地球化学性质、母岩类型和风化壳发育程度等多重因素控制。     

独山锑冶炼厂周边土壤锑砷空间分布特征、污染评价及健康风险评估

以贵州省独山县某锑矿冶炼厂周边土壤为研究对象,按照辐射布点取样的原则,布设45个采样点,共采集0~30 cm的土壤样品135件.基于GIS空间分析、内梅罗指数及人群健康风险评价等研究方法,分析了地形和风向对锑（Sb）在土壤中分布的影响,并对Sb和As在该区域土壤中的含量、空间分布、污染水平及人体健康风险进行了探究与评估.结果表明,Sb在新、老两厂周边不同深度（0~10、10~20、20~30 cm）土壤中的含量平均值分别是贵州省背景值的11.90、9.24、4.32和8.13、8.06、4.88倍,且随深度增加呈明显降低的垂直分布特征,其在20~30 cm深度土壤中的含量接近贵州省土壤背景值.而As在不同深度土壤中的含量变化不明显,总体平均值在贵州省土壤背景值的1.39~1.62倍之间.老冶炼厂周边土壤中Sb有效态含量占比均高于新厂区,且随土壤深度的增加而增加,而As在各层位土壤中均以残渣态为主,其含量占比高达80%以上.Sb在新、老冶炼厂周边土壤中的分布受到地形和主导风向影响,在烟囱周边300 m范围内土壤中Sb含量最高,随距离增加呈现缓慢降低特征;同时,土壤中Sb含量随海拔的增加而降低.从土壤污染的空间分布上看,老冶炼厂东北面土壤尚属清洁,其余区域达到轻微污染水平.人体健康风险评价结果显示,冶炼厂周边土壤中As的致癌风险不明显,As和Sb对成人与儿童的非致癌健康风险均较小.     

碳酸盐岩处理AMD生成的污泥除磷初步研究

选取碳酸盐岩处理矿山酸性废水的污泥作为水中磷的去除材料,研究pH、温度、污泥投加量和接触时间对磷去除作用的影响,以及在此过程污泥中重金属的释放情况.试验表明:当水中磷浓度为10 mg/L,温度25℃,接触时间10 min,污泥投加量0.5 g,pH为7时,磷的去除率达到99.9％以上.实验中污泥有少量重金属的释放,但仍...     

贵州威宁麻窝山地区近五万年来土壤侵蚀速率研究

摘要定量研究喀斯特地区土壤侵蚀速率对了解石漠化过程具有重要意义.本文以重度石漠化贵州威宁麻窝山地区岩溶洼地堆积土壤为研究对象,采用了钻探取样、土壤有机质14C测年方法、137Cs含量测定并结合历史文献,定量研究了麻窝山地区近5万年来的土壤侵蚀速率变化.结果表明,距今4.69～3.08万年(Bp)间的侵蚀模数与距今3.0...     

贵州省区域煤矿排水重金属污染特征及健康风险评价

贵州煤炭资源丰富,含多种重金属的煤矿排水对环境污染明显.通过对贵州省不同地区共120个煤矿排水进行采样分析,采用单因子评价、重金属污染指数法和水环境健康风险模型3种评价方法,分别对不同区域重金属污染特征及人体健康风险进行评价.结果表明,贵州省煤矿排水多呈酸性或弱酸性,12种重金属的污染超标状况从大到小为Fe、Mn、Ni、Al、Co、Zn、Cd 与 Cr、As、Pb、Cu、Sb,其中 Fe、Mn、Ni、Al、Co污染最为严重,样点超标率分别达88％、84％、70％、59％、53％.重金属污染指数HPI地区差异显著,全省平均值为576.62,是临界值的5.76倍,各地区整体污染状况从大到小为黔东南州、黔南州、黔西南州、安顺市、毕节市、遵义市、贵阳市、六盘水市.煤矿排水中化学非致癌物Cu、Pb、Zn、Ni、Al、Fe、Mn、Co、Sb的健康风险较小(均值3.66×10-10～3.63×10-7a-1),均低于美国EPA推荐最大可接受水平 1.0×10-6a-1;化学致癌物 Cr(3.90×10-4a-1)、As(3.71×10-5 a-1)和 Cd(6.82×10-6 a-1)的健康风险均较高,其中重金属Cr污染与黔西南地区As污染,应予以重视.     

贵州中部土壤砷累积特征及异常富集成因研究

为探究贵州中部耕地土壤As异常富集地球化学成因,利用贵州省多目标区域地球化学调查(贵阳市)成果,分析贵州中部地区表层及深层土壤As累积特征及分布规律,并结合区域地质背景及岩石地球化学数据研究耕地土壤As异常富集的成因.结果 表明,贵州中部地区表层土壤与深层土壤As平均质量比分别为22.2 mg/kg与26.3 mg/kg,分别是全国土壤As背景值与基准值的2.5倍和2.9倍.研究区土壤As分布受地质背景制约,其中三叠系地层风化形成的土壤As质量比较高,表层、深层土壤As平均质量比分别为26.0 mg/kg和30.1 mg/kg,成土母岩As平均质量比为28.4mg/kg,具有典型的高As地球化学背景.剖面土壤As质量比呈明显的深部富集特征,土壤剖面As质量比与Fe、Al、Si的相关性关系表明,成土母岩的风化程度是影响岩溶区土壤As累积的重要因素.在岩溶区,强风化土壤中存在As的异常富集,其可能与铁氧化物对As的吸附有关.