Environmental Impact Assessment of the Mining and Concentration Activities in the Kola Peninsula, Russia by Multidate Remote Sensing

On the Kola Peninsula, the mining and concentration industry exerts anthropogenic impact on the environment. Tailing dumps cause airborne pollution through dusting, and waterborne pollution due to direct dumping and accidental releases. The objectives were: (1) to analyse multidate satellite imagesfor 1964–1996 to assess the environmental pollution from themining and concentration activity in the Kola in temporal perspective; (2) to evaluate remote sensing methods for integrated environmental impact assessment. The area of mining and industrial sites steadily expands and amounted to 94 km² in 1996. The polluted water surface amounted to at least 150 km² through dumping in 1978 and to 106 km² in1986 due to dusting. Thus, the impact from the mining and concentration activity should be reconsidered as more significant than it was officially anticipated. In the past the main mechanism of pollution wasdirect dumping into the lakes. Currently and in future, airborne pollution after dusting storms will dominate. The effective recultivation of the tailing dumps will be a long-term process. For effective assessment of impacts from the mining and concentration industry, remote sensing methods should be complemented by in-situ measurements, fieldwork, and mathematical modelling.     

基于渗流-应力耦合分析的野鸡尾尾矿坝稳定性研究

基于渗流场与应力场耦合机理,对柿竹园野鸡尾尾矿坝进行稳定性研究。研究渗流-应力的耦合效应,提出了渗流-应力耦合以及渗流体积力计算的实施方案;建立二维的有限元渗流-应力耦合计算模型,分析了考虑耦合效应时的尾矿坝渗流场、位移场、应力场;最终分析了不同耦合关系对于渗流量、位移场、等效渗透集中力以及应力场的影响。研究结果表明:当前水力条件下,尾矿坝稳定性良好;尾矿坝主要受水平渗透力作用,初期坝坝顶、坝脚以及坝底等处应力集中;尾矿坝的渗流-应力作用不容忽视,不同的耦合关系对于x方向位移、渗透力的预测影响巨大;考虑渗流-应力耦合关系得到的主应力、剪应力以及竖向位移,比不考虑耦合效应时大。     

尾矿库溃坝风险评价方法的研究进展

溃坝风险评价作为管理者开展尾矿库风险管理的重要手段,对减少和防止尾矿库溃坝事故的发生,保障其安全运行具有重要意义。因此,进行尾矿库溃坝风险评价相关理论和方法的研究非常必要。通过大量的文献调研和分析,较系统回顾和总结了中国尾矿库溃坝风险评价方法的运用现状,并对不同方法存在的问题和局限性进行了探讨。在此基础上,指出了尾矿库溃坝风险评价未来的研究方向。     

尾矿库洪水漫顶溃坝演化规律试验研究

为分析尾矿库洪水漫顶溃坝的演化规律,采用物理模型试验方法建立尾矿库漫顶溃坝演化模型。在自主研制的尾矿库溃坝模拟试验平台上,以国内某尾矿库为研究对象,基于非恒定水流泥沙非平衡非饱和冲刷机理,根据模型相似理论和溃决侵蚀模型原理,模拟尾矿库洪水漫顶溃坝过程,建立尾矿库漫顶溃坝演化模型。试验结果表明,尾矿库洪水漫顶溃坝位移与坝体饱和程度有关,坝体浸润线越高,尾矿库溃坝时滑动位移越大,溃口破坏程度取决于溢流对坝体的冲刷侵蚀作用;在该试验条件下,获得尾矿库洪水漫顶溃坝过程中坝体位移、浸润线高度、溃口最大流速和溃口的演化规律。降低坝体浸润线高度、增大安全干滩长度、铺设坝面引流明渠等措施有助于减少尾矿库洪水漫顶溃坝的灾害破坏。     

藻菌生物膜胞外聚合物与铅锌尾矿重金属的络合配位作用

矿产资源开采冶炼产生大量尾矿渣,其中富含的可溶性重金属引发的生态环境问题日益突显.铅锌矿是我国重要的矿产资源,尾矿露天堆放使得其富含的可溶性重金属淋溶迁移,对矿区周边地表环境造成严重污染.为探明自然水体环境中的藻菌生物膜与重金属的作用机理,采用三维荧光光谱技术研究干旱区天然湖泊中的藻菌生物膜EPS（胞外聚合物）与铅锌尾矿渣中5种重金属离子的络合配位作用.结果表明:①从藻菌生物膜EPS荧光光谱图中可检测出两个荧光峰,均来源于芳香类蛋白酪氨酸物质;②铅锌尾矿淋滤液中的重金属元素主要包括Pb、Co、Ni、Zn和Cd,且这5种金属离子均能有效淬灭EPS的荧光强度;③荧光淬灭滴定试验得出,Pb2+与EPS的络合能力最强,最大络合常数为4.523 1,最大结合位点数为1.177 5;Cd2+与EPS的络合能力最弱,最大络合常数为1.957 1,最大结合位点数为0.684 8;Co2+、Ni2+和Zn2+与EPS的络合能力相似.研究显示,藻菌生物膜EPS中含有的荧光基团与重金属离子的作用强度与金属离子的类型相关,二者的络合配位作用可能会影响重金属在水环境中的化学形态、迁移、生物有效性和生态毒性.      

江西定南县离子型稀土尾矿周边水体氮污染状况与分布特征

为探究"稀土王国"江西省赣南地区离子型稀土矿对周边水体环境的影响,以离子型稀土矿分布密集区定南县濂江月子河流域和龙迳河龙头流域为研究对象,综合分析研究区特征污染物ρ（NH₄+-N）空间分布特征,采用相关性分析和主成分分析揭示其主要污染来源及影响因素.结果表明:①离子型稀土矿停产整顿半年后,濂江月子河流域和龙迳河龙头流域ρ（NH₄+-N）超过1.00和2.00 mg/L的采样点分别达72%和68%;pH范围为2.95~7.66,平均值分别为6.23和5.53,水体总体上偏酸性;ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）、EC与ρ（NO₃--N）变异系数较大,均介于0.80~1.50之间.②相关性分析结果显示,ρ（NH₄+-N）与ρ（TN）、EC均呈极显著正相关（P < 0.01）;ρ（NH₄+-N）与pH呈显著负相关（P < 0.05）.③流经稀土尾矿区的水体中ρ（NH₄+-N）随距离增加呈现明显的空间梯度分布特征,即距稀土矿区边界200 m处水体中ρ（NH₄+-N）最高（12.20~200.00 mg/L）,其次为1.15 km内（3.69~11.80 mg/L）及3.5 km以上水体（0.80~1.51 mg/L）,矿区周边未受到采矿活动影响的水体中ρ（NH₄+-N）最低（0.03~0.15 mg/L）.④PCA结果表明,2条河流的主要环境影响因子为ρ（TN）、ρ（NH₄+-N）、pH和EC,主要受到周边稀土矿山尾矿的强烈影响.研究显示,离子型稀土矿原位浸矿开采停产半年后,重点小流域水体中ρ（NH₄+-N）高概率超标的现状仍然存在,受稀土开采活动影响较大.建议进一步开展重点小流域NH₄+-N剩余"库容"精算和矿山周边地表水定期监测.      

某铅锌尾矿库周边地下水污染特征与评价

通过对西南某铅锌矿尾矿库周围地下水土壤重金属元素含量的测定,研究、评价该尾矿库及其周围的浅层和深层地下水重金属污染、迁移特征及规律,为该类尾矿库工程设计、地下水预防和防治提供科学依据。结果表明：尾矿库下游的浅层地下水的铅和锌超标,尾矿库上游浅层地下水和尾矿库南、东和西的深层岩溶水各重金属物均达到《地下水质量标准》（GB／T14848—93）III类标准要求。尾矿库周围浅层地下水铅、锌、砷等重金属浓度比同一位置的深层地下水的高。     

我国典型铅锌选矿企业尾矿产生及综合利用分析

通过对我国6家典型铅锌选矿企业铅锌尾矿产生情况的调研及现场采样测试分析,掌握典型企业铅锌尾矿的产生、理化性质及综合利用情况,推算出不同品位铅锌原矿吨产品铅锌尾矿的产生系数,并结合我国铅锌选矿行业及铅锌尾矿综合利用现状,提出适合我国国情的对策建议。     

Long-term evaluation of coal fly ash and mine tailings co-placement: A site-specific study

This study presents the results of a laboratory investigation conducted to evaluate the efficiency of coal fly ash to control the formation of acid mine drainage (AMD) from mine waste. Site-specific materials, coal fly ash from Atikokan Thermal Generating Station and mine tailings from Musselwhite mine, were mixed at different proportions for the investigation of the drainage chemistry and the optimal mix using static testing (acid–base accounting) and kinetic (column) testing. The acid–base accounting (ABA) results indicated that the fly ash possessed strong alkaline (neutralization) potential (NP) and could be used in the management of reactive mine tailings, thus ensuring prevention of AMD in the long-term. Column tests conducted in the laboratory to further investigate long-term performance of fly ash in the neutralization and prevention of acid mine drainage from tailings similarly showed that mixing fly ash with mine tailings reduces dissolution of many heavy metals from tailings by providing alkalinity to the system. It was found that a fly ash to tailings mass ratio equal to or greater than 15% can effectively prevent AMD generation from Musselwhite mine tailings in the co-placement approach.     

基于集对分析的尾矿库安全评价研究

为更好地对尾矿库的安全状况进行综合评价,针对尾矿库的特点建立了指标体系,并采用层次分析法确定各指标权重.将集对分析理论用于尾矿库的安全评价,并通过实例证明该理论适合于尾矿库的安全评价.集对分析中差异度I取1和-1.研究表明,当I=1时,指标体系中所有处于"一般安全"状态的指标项经过整改后能处于"安全"状态,此时联系度μ=0.736,尾矿库处于"安全"状态; 当I=-1时,指标体系中所有处于"一般安全"状态的指标项,在安全管理水平下降的情况下全部转为"不安全"状态,此时μ=0.114,尾矿库处于"不安全"状态.I的不同取值可反映尾矿库的具体安全状态,同时也反映尾矿库的安全管理水平,并充分体现了安全管理的重要性.研究为尾矿库的安全评价提供了一条新途径.