首信尾矿重金属环境地球化学实验研究

为了评估首信秘鲁矿业股份有限公司拟建选厂选矿实验中所产生的尾矿中重金属物质可能对环境造成的潜在影响,本文根据秘鲁能矿部环境事务总局的要求,以首信选厂选矿试验中的尾矿样品为研究对象,分别进行了尾矿摇瓶法试验(Shake Flask Extraction,SFE)、实验室尾矿风化湿筒试验(ASTM D5744-07标准)研究.试验结果表明:首信尾矿中重金属在酸性环境条件下最容易发生迁移转化,其次是模拟海水条件,最难的是超纯水环境。     

北京市密云水库上游金矿区土壤稀土元素的地球化学特征

采集了密云水库上游金矿区的34个土壤表层样品,用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了土壤稀土元素含量,研究了土壤不同粒级中稀土元素的分布特征,并对土壤稀土元素含量分布的影响因素、累积效应、配分模式及分馏特征进行了分析和探讨。结果表明:金矿区土壤稀土元素总量∑REE略高于中国大陆土壤∑REE背景值。随着颗粒粒径的减少,稀土元素及总有机碳(TOC)含量均逐渐增加。相关性分析表明,各稀土元素均表现出相似的相关性,与全量元素Li、V、Co、Ga、Rb、Cs呈正相关,与Cu、Cd、Pb及pH呈负相关,与TOC呈显著正相关;土壤pH、有机质和矿物质成分与稀土元素含量分布密切相关。累积因子(AF)分析表明,稀土元素在粘粒级(0~2μm)、粉砂粒级(2~50μm)中表现出显著的累积效应,这是由于微细颗粒比表面积较大,次生矿物及有机质含量较高。经球粒陨石标准化后,各粒级稀土元素总体配分曲线相近,均表现为Ce无异常,Eu明显亏损,50μm的粗粒级Eu亏损较细粒级更为严重。土壤轻重稀土分馏程度关系为:砂粒级(50~350μm)粉砂粒级(2~50μm)粘粒级(0~2μm)。该研究结论将为选取稀土元素作为示踪剂提供科学依据,并为不同粒级中稀土元素的进一步研究提供一定的参考价值。     

Levels and speciation of heavy metals in soils of industrial Southern Nigeria

A knowledge of the total content of trace metals is not enoughto fully assess the environmental impact of polluted soils. Forthis reason, the determination of metal species in solution isimportant to evaluate their behaviour in the environment andtheir mobilization capacity. Sequential extraction procedure wasused to speciate five heavy metals (Cd, Pb, Cu, Ni and Zn) fromfour contaminated soils of Southern Nigeria into sixoperationally defined geochemical species: water soluble,enchangeable, carbonates, Fe-Mn oxide, organic and residual.Metal recoveries were within ± 10% of the independentlydetermined total Cd, Pb, Cu, Ni and Zn concentrations. The highest amount of Cd (avg. 30%) in the nonresidual fractionswas found in the exchangeable fraction, while Cu and Zn weresignificantly associated with the organic fraction. Thecarbonate fraction contained on average 14, 18.6, 12.6, 13 and11% and the residual fraction contained on average 47, 18, 33,50 and 25% of Cd, Pb, Cu, Ni and Zn respectively. Assuming thatmobility and bioavailability of these metals are related to thesolubility of the geochemical form of the metals, and that theydecrease in the order of extraction sequence, the apparentmobility and potential bioavailability for these five metals inthe soil were: Pb > Zn > Cu > Ni > Cd. The mobility indexes ofcopper and nickel correlated positively and significantly withthe total content of metals, while mobility indexes of cadmiumand zinc correlated negatively and significantly with the totalcontent of metals.     

地球化学动力学反应器原理和速率方程测定

主要介绍了地球化学动力学实验研究中的三种反应器类型，即间歇反应器、活塞流反应器和混合流反应器，概述了它们的工作原理和速率方程测定方法，最后对比了三类反应器的性能，指出混合流反应器最适合于测定矿物－水反应速率。     

Microbial Fe(III) Reduction in Acidic Mining Lake Sediments after Addition of an Organic Substrate and Lime

To elucidate the role of Fe(III) reduction in mining lake sediments amended with organic substrates, we performed a large (10 m diameter) enclosure experiment in which sediments were amended with Carbokalk, a waste product from sugar industry containing organic carbon and lime. Fe(III) reduction rates were determined monthly by measuring the accumulation of Fe(II) in the sediments in the field. Fe(III) reduction rates were also determined by incubating sediment samples with synthetic Fe(III) oxyhydroxide under in situ temperature in the laboratory. Sulfate reduction was selectively inhibited in the Fe(III) reduction experiments by addition of sodium molybdate. Sulfate reduction was measured by accumulation of reduced inorganic sulfides in the field and by ³⁵S radiotracer using a core injection technique. Sediment incubation and determination of sulfate reduction rates with radiotracer showed that sulfate reduction and direct microbial Fe(III) reduction occured simultaneously in the upper centimeters of the sediments and that both processes contributed to alkalinity generation. However, Fe(III) reduction was the initial process and rates were at least 3.5 fold higher than sulfate reduction rates. The results indicate that the presence of suitable anions for Fe(II) precipitation as carbonate or sulfide is needed in order to prevent loss of potential alkalinity by Fe(II) diffusion and reoxidation in the water column.     

胶州湾沉积物中的磷及其环境指示意义

研究了胶州湾沉积物中磷形态的地球化学分布特征、控制因素及环境意义,将胶州湾沉积物中的磷分为可交换态磷、铝结合态磷、铁结合态磷、闭蓄态磷、自生钙磷、碎屑态磷和有机磷7种不同的形态,并结合210Pb测年法计算了不同年代各形态磷的埋藏通量,在此基础上,分析了胶州湾沉积物中磷所给出的环境信息.结果表明,无机磷是胶州湾沉积物中磷的主要形态,有机磷只占较小的比例,无机磷中钙磷占的比例相对较大,其中碎屑态磷是含量最高.磷的含量及埋藏通量的垂向分布受到pH、盐度、温度、生物扰动、沉积速率等环境因子的影响.相关分析及元素的OC/OP比值分析证明,近20a,陆源输入是胶州湾沉积物主要来源,并且沉积速率不断增大.由于近年来采取的较为得力的治污与排放措施,胶州湾的环境状况已有明显改观.研究还表明,Fe-P,Al-P和Oc-P的含量与海域污染程度有较密切的关系,可作为表征海洋沉积环境污染状况的指示因子之一.     

寒旱区草原湖泊沉积物重金属地球化学基线构建——以达里诺尔湖为例

为了科学识别寒旱区典型草原湖泊——达里诺尔湖的沉积物重金属累积状况,在调查表层及柱状沉积物重金属含量的基础上,采用多种统计学方法构建了沉积物重金属地球化学基线,并针对构建结果进行了多方面比较分析.结果表明,Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Hg、Pb在表层及柱状沉积物中均呈正态分布或对数正态分布,其中,柱状沉积物中的重金属分布较表层更为集中,且As、Cd、Hg在近表层呈现较明显的增长趋势,表明存在一定的表层富集;使用参考元素法、相对累积频率法和迭代2倍标准差法构建的表层、柱状沉积物重金属基线值之间无显著差异（P<0.05）,综合考虑科学性,适用性,简便性,人为误差性等方面,可优先选取迭代2倍标准差法进行元素基线构建;研究构建的达里诺尔湖沉积物重金属基线值与所在区域的大尺度土壤背景值相比存在差异,且表层与柱状沉积物基线值也存在差异,考虑到达里诺尔湖流域人为干扰极小,使用研究区域的表层沉积物开展基线值构建,可为识别湖泊当前重金属富集状况和生态风险提供更为科学和准确的参考依据.研究结果可为类似的寒旱区草原湖泊沉积物重金属基线值构建提供理论依据.     

新疆原生地球化学环境灾害特征与防治

新疆原生地球化学环境灾害属自然灾害－原生地质环境灾害之一。它是由地壳内外动力地质作用（包括成岩、构造、水、气、生物等作用）形成的某区域、地区、局部地质体（岩石、土壤）、水体、气体、生物体中某些化学元素或化学成分的超常富集或超常贫化对人类生命健康、生活、生存繁衍及活动造成的灾害、危害和影响。新疆是我国原生地球化学环境灾害较严重的省区之一。在中央实施“西部大开发”战略方针的指引下,从环境地球化学的角度入手,初步划分了新疆原生地球化学环境灾害的类型,分析了新疆源生地球化学环境灾害的特征,并提出了防治对策。     

固体添加剂对煤气化过程中痕量元素的控制研究

基于改进的地球化学富集因子(MGEF),采用氢化物发生器和原子荧光光谱法联用(HD-AFS)和电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)测定了原煤和气化产生的灰焦中AS、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Hg、Pb、V、Se、Sr、Zn12种痕量元素含量,研究了石灰石、白云石、碳酸钠3种固体添加剂对痕量元素的控制规律,发现不同添加剂对痕量元素具有不同的抑制效果．向煤中添加石灰石和白云石后,几乎所有痕量元素在灰焦中的MGEF都增加．石灰石分解形成的CaO对AS、Co、Cr、Se、Zn的吸附既有物理吸附,也有化学吸附;对Cd、Cu、Hg、Pb、V、Sr的吸附主要是物理吸附,并且CaO对Cd、Cu、V的吸附能力大于Hg、Pb、Sr．白云石对AS、Co、Cr、Hg、Pb、V、Zn的抑制效果比石灰石好,但对Cu、Se、Sr抑制效果不及石灰石．向煤中添加碳酸钠后,灰焦中AS、Cd、Cr、Pb、Se的MGEF减少,Zn的MGEF增加,Co、Cu、Hg、V、Sr的MGEF变化不大．     

基于地球化学基线的土壤重金属污染风险评价

在实地采样分析的基础上,采用标准化方法确定浑河冲洪积平原表层土壤中Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、As、Cd这七种重金属的地球化学基线,分别以土壤环境背景值和地球化学基线为参比值,结合müller地积累指数法和Hkanson潜在生态风险指数法对污染现状和潜在生态风险进行评价。结果表明:其中Pb和As污染较为严重,七种重金属均具有不同程度的潜在生态风险,Cd是具有相对较高潜在生态风险的污染因子,45%采样点土壤多种重金属的潜在生态风险达到中等。