矿区塌陷地改造与构造湿地建设——以徐州煤矿矿区塌陷地改造为例

徐州矿区的塌陷地有4700～5300hm²为常年积水或季节性积水,平均积水3～3.5m,积水最深达7m,几乎不可能复垦。对于不可恢复为农田的深度塌陷地,根据当地的自然环境、水文水系等特点,结合降水资源截留、污水处理厂的尾水排放处理等,可构建成不同类型的构造湿地(Constructed wetland),如养殖型构造湿地、景观型构造湿地和净化型构造湿地。如对于季节性积水或常年水深在0.5m以下的塌陷地,可以建设为以芦苇为优势的构造湿地,芦苇湿地不仅具有很强的污染净化能力,而且具有较大的生成能力,可以提供丰富的造纸原料。构造湿地的植物选种原则是土著性、强净化作用及良好的经济价值。这种因地制宜修复利用塌陷地的途径,不仅代价低,而且可以解决废水资源化利用、缓解地区水资源短缺的矛盾。     

汞矿区周边土壤重金属空间分布特征、污染与生态风险评价

为探明汞矿开采对周边土壤环境及人体健康的影响,在重庆市酉阳县某汞矿聚集区周边采集表层土壤组合样42件,分析了土壤中重金属（Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni）的含量及pH,对土壤重金属含量的空间分布特征、污染程度和生态风险进行了研究.结果显示,研究区土壤重金属表层富集明显,参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）发现,土壤Cd、Hg、Pb、As和Zn存在不同程度的超标现象.土壤存在一定程度的污染和生态风险,土壤重金属中度-重度污染和强生态风险区均分布在矿点周围,说明矿业活动对土壤环境的影响.土壤Cr、Cu和Ni含量可能受到母岩的风化和成土作用的影响,土壤Hg、Pb和Zn可能受到矿产开采等人为活动的影响,土壤Cd和As同时受到地质背景和人为活动的影响.重金属对成人的健康影响较小,对儿童造成健康风险的概率较大,土壤As是造成人体健康风险的主要贡献因子,8种重金属均以经口摄入途径的贡献率最高.汞矿的开采是造成研究区土壤污染及生态风险的主要原因.     

锑矿区土壤重金属生物可给性及人体健康风险评估

采集湖南省冷水江市锡矿山锑矿区29个土壤样品,测定土壤中的重金属(Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd、As和Sb)浓度,并对其污染状况作出评价;用简化生物可给性提取(simplified bioaccessibility extraction test,SBET)法研究重金属生物可给性,并用人体健康风险模型评估该地区土壤重金属经口腔摄入后对成人的健康风险。结果表明,锑矿区土壤As和Sb的污染最为严重,且具有同源性,受人类活动影响较大。不同重金属生物可给性差异很大,重金属生物可给性平均值为Mn(36.7%)Cd(30.7%)Pb(24.4%)Zn(23.1%)Cu(12.0%)As(5.89%)Fe(3.88%)Sb(2.13%),表明经口摄入重金属大部分不被人体吸收;用总量评估经口摄入途径风险时过高估计了实际的人体健康风险,用生物可给性进行调整后风险值显著降低,总非致癌风险(HI)和总致癌风险(TCR)平均值分别降低约97%和92%。主导健康危害效应的主要污染因子是Sb和As,调整后尾矿坝(S5)处仍有部分采样点总非致癌风险超过风险阈值,需要特别关注。     

基于GIS矿区土壤重金属生态环境及人体健康评价

结合调整评估阈的潜在生态风险评估和符合我国人体暴露特征参数的人体健康风险评价法,对我国典型多金属矿区—苏仙区的土壤重金属污染进行评价,并利用GIS分析了潜在生态风险等级空间分布,探究了成人及儿童致癌及非致癌健康暴露风险.结果显示,土壤中砷(As)、汞(Hg)、铜(Cu)、铅(Pb)、锌(Zn)5种重金属含量均超出背景值,且单因子污染指数均大于1,综合污染指数达11.6.单因子潜在生态风险评价结果显示,全境内Zn和Cu处于轻微污染及以下;As污染呈西北(中度)—东南(强烈)污染风险走向,中度污染风险等级面积是强烈污染风险等级面积的2倍,空间上看,As的强烈风险区域覆盖柿竹园大型矿区位置;Pb在大型矿区位置周围形成面状3级(重度)污染风险区;整个研究区Hg潜在污染风险处于重度及以上等级.综合潜在生态风险评价结果显示,全境土壤污染主要以重度及强烈等级为主,高风险(强烈等级)区域在空间上覆盖柿竹园大型矿区所在地,并向东南方向面状延伸至研究区边界处.人体健康风险评价显示,针对成年群体,研究区存在显著综合非致癌健康暴露风险,其中,As对非致癌健康暴露风险的贡献最大;对于儿童群体,As、Pb的儿童非致癌健康暴露风险显著,手口摄入是这两种重金属儿童非致癌风险的主要暴露途径;致癌重金属As对成人不存在显著致癌风险,但儿童的致癌健康暴露风险显著.     

万山汞矿区地表与大气界面间汞交换通量研究

采用动力学通量箱与高时间分辨率大气自动测汞仪联用技术对万山汞矿区不同季节、不同地表与大气界面间汞交换通量和大气汞含量进行了测定.结果显示,受人为活动和地表强烈释汞的影响,万山地区大气汞含量高出背景区1～3个数量级,在冶炼厂附近平均值可达1 101.8 ng/m³,最低平均值达17.8 ng/m³,显示万山汞矿区已遭受较严重的大气汞污染.万山汞矿区土壤与大气界面汞交换非常强烈,土壤向大气的释汞通量最高可达27 827 ng/(m².h),大气汞干沉降通量最高可达9 434ng/(m²·h).万山汞矿区土壤与大气汞交换通量主要受光照强度、大气汞含量影响.光照在土壤释汞过程中起促进作用,而较高的大气汞含量则抑制了土壤向大气的释放,并导致大气汞强烈的干沉降.不同的地表类型对地表释汞影响较大,植被覆盖土壤释汞通量显著低于无植被覆盖地区,而冶炼后的矿渣堆则成为大气汞的净源.     

四川汉源万顺铅锌矿区蜈蚣草共附生细菌群落结构对重金属的响应特征

为了充分挖掘重金属污染地区植物共附生细菌资源,提高重金属污染土壤生态修复的效率,利用变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis,DGGE)技术,对四川省汉源县万顺铅锌矿区蜈蚣草根状茎中共附生细菌多样性和群落结构进行了研究,并分析了共附生细菌群落结构与蜈蚣草根状茎中有效重金属间的关系.结果表明,不同采样点间的蜈蚣草共附生细菌多样性存在明显差异,多样性指数和丰富度指数均表现为尾矿矿口弃渣区选矿区农田.基于DGGE回收条带序列的系统发育显示,蜈蚣草共附生细菌包括芽孢杆菌属(Bacillus)、伯克氏菌属(Burkholderia)、根瘤菌属(Rhizobium)、假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacteria)和弯曲杆菌属(Campylobacter)等细菌类群.相关性分析表明,共附生细菌多样性指数和丰富度指数均与有效Cu、Cd、Pb、Zn和As含量呈显著正相关(p0.05).冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)显示,有效As是影响蜈蚣草共附生细菌群落结构的关键因子,对砷含量较高的采样点,砷对蜈蚣草共附生细菌群落有促进作用,在砷含量相对较低的采样点,共附生细菌群落与砷呈负相关.研究表明,蜈蚣草存在丰富的共附生细菌种群,这些种群受蜈蚣草中有效重金属含量的影响明显,在修复重金属特别是砷污染土壤方面表现出潜在应用价值.     

试论矿区生态重建

针对矿区土地复垦涉及学科多、面广,而我国矿区生态重建基础理论研究又十分薄弱,许多基本概念和问题尚未获得统一认识,呈现出零散、杂乱的现象。基于１０年矿区土地复垦科学研究的实践,分析了由矿区土地复垦到矿区生态重建的研究观念转变、矿区生态重建的基础理论,对矿区生态重建的概念、特点、范围、时间尺度进行了界定,探讨了矿区生态重建研究的认识（论）、方法（论）,并以平朔安太堡露天煤矿为例进行了验证。     

锰矿区受污染水体中SO42-和金属离子的同步去除

锰矿区地表水中含有大量SO₄^2-和金属离子,对矿区及周边地区的饮用水安全造成隐患。该研究基于钙矾石沉淀原理采用“两步法”去除高浓度SO₄^2-,并同步降低金属离子浓度及溶液浊度。采用电感耦合等离子体原子发射光谱和离子色谱测定金属离子浓度和SO₄^2-浓度,并考察了pH、NaAlO₂和Ca(OH)₂投加量、温度、反应时间等的影响。结果表明：20 ℃条件下,在pH值7.5～12.5范围内,pH值为 12.14 时 SO₄^2-的去除率最高,60 min 可达 55.4%,此时 NaAlO₂投加量为 3.5 mmol/L,Ca(OH)₂投加量为 7.1 mmol/L。当[AlO₂^-]<4.0mmol/L 时,SO₄^2-剩余浓度随 NaAlO     

重庆中梁山矿区生态环境质量时空变化分析

文章基于Landsat TM/OLI图像和各统计年鉴、公报数据,利用主成分分析法,采用遥感生态指数（RSEI）方法,对中梁山矿区2000-2020年生态环境质量变化进行评估,并与综合指数法评估结果进行对比。结果表明：（1）矿区RSEI受采矿活动和生态修复影响呈先下降后上升的趋势,由2010年的0.501上升至2020年的0.616,修复效果显著。（2）矿区不同片区生态环境质量变化呈现两极分化的趋势,等级为优的面积增加33.18%,等级为差和较差的面积没有减少。（3）矿区生态环境修复效果变好且趋于稳定。RSEI增加的面积占比和级差不超过2的面积占比均增加。（4）遥感生态指数法与综合指数法评估结果接近,皮尔逊检验相关系数为0.966,显示RSEI可以较好反映矿区生态环境质量的时空变化特征。     

山东矿区生态环境网络化治理研究

为实现矿区发展的同时保护好矿区生态环境,以山东某矿区为例,简要介绍我国矿区生态环境治理的现状与治理过程中存在的问题,根据存在的问题分析在矿区生态环境治理过程中引入网络化治理的必要性。从网络化治理的视角出发,明确矿区生态环境网络化治理的框架结构,并就如何保障该治理框架顺利运行提出了对策,进一步丰富矿区生态环境治理的框架结构,加快解决我国矿区生态环境问题,推进我国生态文明建设的进程。