铅锌尾矿中砷的迁移转化特征对比分析

本研究对三铅锌尾矿中砷的含量、形态、环境风险进行分析评价,并结合产酸试验和静态浸出试验研究砷在各铅锌尾矿中的迁移转化特征和影响因素差异。结果表明：1)调查尾矿中砷含量较高,同时砷的形态有明显差异,其中SXD尾矿99%以上为残渣态,而MY尾矿中砷的非残渣态占到54%以上,TD尾矿中虽然残渣态砷占到88%,但由于尾矿中砷含量很高,故其非残渣态总量也较高。2)调查各铅锌尾矿中的砷具有中~重度生态危害,对此类尾矿库后期利用不能直接进行用于农用地用途的开荒复垦,将对农产品带来严重风险。3)结合砷的总量、生物有效性形态、产酸特性和砷的浸出率综合分析,MY尾矿在各尾矿中砷的含量高、活性最高、生物可利用性强,同时该尾矿含硫高,极易产酸,在酸性条件下尾矿中砷的可移动性加强,因而其砷的潜在生态环境风险最高；SXD尾矿砷含量最低,且尾矿中活性砷含量最低、生物可利用性不强,但由于其易产酸特性,在AMD作用下尾矿中砷的可移动性增强,生态环境风险加剧；TD尾矿砷含量最高,同时也具备相当高占比的活性态砷,但是由于其含硫低,酸缓冲能力强,属于不易产酸的尾矿,因而在一定程度上抑制了尾矿中活性砷的迁移转化,但在强碱性条件下,会促进尾矿中相对稳定的硫化砷溶解、解吸,从而向外环境迁移。4)对于不同类型铅锌尾矿中砷污染的防控或生态修复要结合尾矿产酸特性和赋存砷的生物有效性,采取不同的抑酸或固化/稳定化措施；同时考虑到在西南地区地表径流和垂直入渗是砷污染迁移的主要途径,因而必须加强尾矿库的规范设计、建设与管理,必要时采取阻隔措施。     

大脚岭铅锌矿尾矿库重金属污染迁移的无损探测与评价

有色资源矿山开发利用的环境负效应之一就是重金属的污染,其重金属离子的迁移与探测是重金属污染的重要研究方向之一。采用探底雷达的分层界限探测技术、岩土取样和荧光分析技术,对湖南省湘江流域的某尾矿库重金属离子下向迁移展开系统的对比研究,系统布置探测线和取样点,分析尾矿库重金属下向迁移的规律。分层探测表明,复垦土壤与尾砂层的分界较为明显,尾砂层与下层土壤分界在探地雷达上没有反应。主要重金属污染物为砷、镉、铅,在取样的不同深度样品中砷、镉、铅浓度都显著超标,铬浓度符合标准。尾矿库内的重金属主要以下向的重力迁移为主,存在少量的上向吸附迁移。     

西南地区某红土镍尾矿重金属污染特征及潜在生态风险研究

为探究红土镍尾矿对周边环境的潜在风险,以我国西南地区某典型红土镍尾矿为研究对象,采集了尾矿库及周边环境中尾矿、土壤、地表水、底泥及植被共58个样品,分析了该尾矿库的污染特征及周边环境污染风险,为该尾矿库重金属污染治理和修复提供依据。采用电感耦合等离子体光谱仪 (ICP-OES) 测定重金属铜、镍、钴、铬等含量;通过测试尾矿库中各重金属的形态特征,分析其潜在迁移能力。运用潜在生态风险指数分析尾矿库周边土壤的生态风险水平。结果表明：与我国西北、东北地区硫化镍尾矿中重金属Cu、Ni含量较高不同,该红土镍尾矿及其周边土壤中主要重金属为Ni、Co、Cr,Cu含量较小。形态分析结果表明,总体上各元素残渣态占比高于其他形态,但在个别深度上,Co还原态占比高于残渣态,Co潜在迁移能力大于Ni和Cr。库周边土壤及河流底泥中Ni、Co和Cr超标严重,土壤综合潜在生态风险平均值达到了严重污染,表明该镍尾矿库周边土壤已经受到了Ni、Co、Cr等重金属的严重威胁。尾矿库附近植物中重金属含量分析结果表明,部分植物中Ni、Co含量超过了生态土壤筛选值中植物体内重金属含量限值。     

某铅锌矿区污染土壤矿物学特征分析

采用化学成分分析、重金属存在形态分析、形貌分析、SEM-EDS分析等手段,研究某矿区铅锌污染土壤矿物学特征。结果表明,污染土壤样品中铅、砷、镉含量相对于土壤环境质量标准三级,超标倍数分别为0.86,1.08,1.4,铅、镉、铬的酸提态分别占全量的17.8%,20.3%,8.5%,具有较高的环境活性。     

西南地区铅锌尾矿重金属与残留选矿药剂污染特征

铅锌矿是我国西南地区重要的矿产资源,伴随着铅锌矿山的开采,越来越多的尾矿排入尾矿库进入外环境,重金属和选矿药剂在尾矿库内逐渐累积,容易对周边环境产生威胁。通过分析西南地区三个不同类型尾矿中的重金属含量、重金属形态分布和选矿药剂含量差异,探究不同类型的铅锌尾矿库中重金属与选矿药剂污染特征。结果表明,硫化矿尾矿库与氧化矿尾矿库中重金属形态分布存在差异,尾矿库停用后,选矿药剂有深层迁移的趋势。铅锌尾矿库内重金属和选矿药剂的复合污染需要引起人们重视,本研究可为铅锌尾矿库污染防治提供参考。     

铅锌矿区污染土壤矿物学特征研究

铅锌污染土壤中重金属的存在形态决定了其在环境中的物理化学稳定性,研究土壤中重金属存在的形态对于分析土壤淋洗修复效率具有重要意义。本文针对铅锌污染土壤,从化学成分分析、重金属存在形态分析、形貌分析、SEM-EDS分析的不同角度,全面研究铅锌污染土壤矿物学特征,结果发现污染土壤样品中铅、砷、镉含量相对于土壤环境质量标准三级,超标倍数分别为0.86、1.08、1.4,铅、镉、铬的酸提态分别占全量的17.8%、20.3%、8.5%,具有较高的环境活性。     

柴北缘锡铁山矿区尾矿铅锌分布特征及污染防治探讨

锡铁山铅锌矿床是柴北缘铅锌成矿带最典型的大型铅锌矿床之一,位于青藏高原东北部。锡铁山已有多年的开发历史,矿业活动所产生的固废物会携带高浓度的污染元素,而尾矿库是污染元素的重要聚集场所。通过野外调查,样品采集、测试分析等,分析尾矿库矿物组合及铅锌元素赋存状态,旨在揭示高原地表环境下铅锌重金属迁移、赋存形态及累积过程,阐明重金属铅锌元素迁移机制。通过在沉积物中剖面分层采样,对样品矿物组合及铅锌含量进行分析,总结铅锌含量分布变化规律。研究结果表明,尾矿中矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿及黄铁矿,脉石矿物主要有石英、方解石、角闪石及透辉石。尾矿库中重金属铅锌含量均高于背景值,铅元素迁移能力中等,锌元素迁移能力相对较强,该研究认识有利于绿色矿山建设,有利于生态效应理论积累新知识。     

硫化镍矿废石和尾矿中重金属排放特征与防治对策

硫化镍矿由于镍品位低、提取工艺复杂,形成大量的废石和尾矿。废石目前普遍在废石场堆存,尾矿粒度较细,一般排入尾矿库。废石和尾矿中含有的重金属元素,在堆放过程中由于淋滤作用,不仅可能污染地表水,而且可以通过水力联系发生污染转移。选取我国典型硫化镍矿采选企业有代表性的废石和尾矿样品进行重金属组分分析和浸出毒性实验分析,目标重金属包括五种毒性较高的重金属镉、铬、铅、砷、汞及矿石主金属镍、钴、铜,确定每种重金属的污染负荷率,分析得出废石和尾矿中重点防控的重金属为砷、镉、铬,主金属镍和铜也应重点防控。针对现有企业废石和尾矿处置过程中存在的问题,提出有针对性的防治措施,可为镍采选企业废石和尾矿的重金属污染监管提供依据。     

泗河表层沉积物重金属形态分布特征及风险分析

采用改进的Tessier连续提取法分析泗河干流及支流7个采样点表层沉积物中的汞、砷、镉、铅、铬、镍、铜、锌和锰共9种重金属不同赋存形态含量,阐述不同重金属的形态分布特征,并运用污染因子法(Cfi)和风险评价指数法(RAC)对重金属的环境风险进行定量评价。结果表明,泗河表层沉积物中汞、镉和锰的平均含量均高于环境背景值,表现出明显的累积效应。沉积物中铬和镍以残渣态为主,除残渣态外,镉、锰和铜可提取态比例较高,铁锰氧化物结合态铅比例较大,汞则以腐殖酸结合态为主,而砷和锌的铁锰氧化物结合态及腐殖酸结合态均占有一定比例。重金属在沉积物中滞留时间由长至短依次为;铬＞镍＞锌＞铅＞砷＞铜＞汞＞锰＞镉。镉、锰和汞在沉积物中滞留时间较短。各种重金属RAC值依次为：镉＞锰＞铜＞锌＞铅＞汞＞砷＞镍＞铬。镉和锰表现出高风险水平,铜为中等风险水平,而汞、砷、铅、铬、镍和锌除了个别点位为中等风险外,大多为低风险水平。     

铅锌尾矿库铊迁移转化及污染控制

通过对取自云南氧化铅锌尾矿、硫化铅锌尾矿和库周土壤样品中的铊进行含量、形态和有效态分析，结合产酸试验和静态浸出试验研究铊在铅锌尾矿中的迁移转化过程和影响因素。结果表明：pH值和尾矿组成是影响铊释放的主要因素；而尾矿中有效态铊与铊总量比值是表征其释放风险的重要指标；酸性条件下铊更易溶解释放，碱性条件下尾矿中铊的活性会被抑制；pH=2时，受试硫化铅锌尾矿中铊的浸出率达32.25%；尾矿中铊由水体进入到土壤中应是造成库周土壤铊污染的主要途径，针对调查的受铊污染铅锌尾矿库周土壤，提出了“工程措施+化学沉淀+植物修复”的综合铊污染控制治理方案。     

金属矿山固体废物污染源强分析研究

本文从原矿和固废全成分、产酸潜势、浸出毒性、尾矿库回水水质建立矿山废石和尾矿污染源强评估体系,全成分分析重点关注铅、汞、镉、砷、铬、硫等含量,通过pH值、酸-碱计算(ABA)、净酸产生(NAG)等试验进行产酸潜势评估,结合全成分分析有针对性进行浸出毒性试验评估,对尾矿库坝下回水池水质进行取样分析评估,以指导矿山企业、环境咨询单位、环保监管部门对矿山废石和尾矿进行污染源强识别分析管理。     

金属矿山固体废物污染源强分析

从原矿和固体废物全成分、产酸潜势、浸出毒性、尾矿库回水水质分析检测几个方面建立金属矿山废石和尾矿污染源强评估体系。全成分重点关注铅、汞、镉、砷、铬、硫等含量,通过p H值、酸-碱计算(ABA)、净酸产生(NAG)等试验进行产酸潜势评估,结合全成分有针对性进行浸出毒性试验评估,对尾矿库回水池水质进行取样分析评估,以指导矿山企业、环境咨询单位、环保监管部门对矿山废石和尾矿进行污染源强识别分析管理。     

重金属污染物在武汉城区表土、大气降尘中的赋存形态特征研究

通过对武汉城区表土、大气降尘中主要重金属污染物的赋存形态特征的研究.发现汞、镉等重金属污染物在两类介质中的赋存形态特征基本一致,其中汞、砷主要以非活动性残渣态形式存在;铅以与有机、腐殖质及碳酸盐有关的结合态形式存在;镉则主要以具高结合、可溶交换态,低残渣态形式存在.在对污染物在介质中的各类赋存形态作了量值对比的同时,初步探讨了污染物在表土、大气降尘中的形态转化,活化、迁移等行为的影响要素.认为重金属污染物在介质中发生活化、迁移能力与其在介质中的可活动性赋存形态密切相关.且在环境的理、化性质发生变化时,降尘中重金属污染物的活化、迁移能力的贡献份额均高于表土.     

汞矿区土壤重金属迁移转化及治理技术研究综述

通过对汞矿区土壤重金属元素种类、来源、赋存形态及迁移转化的最新研究进展进行综述,发现汞矿区土壤污染主要来源于尾矿和冶炼废渣中重金属的释放,矿区周围土壤中的重金属形态具有相似的分布特征,都是以残渣态为主;汞矿区土壤中重金属主要发生溶解、吸附、氧化还原、沉淀、共沉淀、矿化等反应,其迁移转化受物理、化学和生物多方面因素影响;同时对目前的治理技术和研究动态进行了概述,明确植物修复是目前研究的热点,但尚需探究植物修复与土壤改良措施结合的联合修复技术,从而提出应充分关注土壤中多种重金属之间的拮抗和协同作用,以期为研究汞矿区重金属元素的迁移转化规律及汞污染土壤的治理提供理论指导。     

尾矿库重金属污染迁移的无损探测与评价

有色资源矿山开发利用的环境负效应之一就是重金属的污染,其重金属离子的迁移与探测是重金属污染的重要研究方向之一。采用探底雷达的分层界限探测技术、岩土取样和荧光分析技术,对矿山尾矿库的重金属离子下向迁移展开了系统的对比研究,并以湖南省湘江流域库区内的某尾矿库为案例,系统布置了探测线和取样点,试验确定了该尾矿库的重金属下向迁移的规律。结果显示,(1)分层的探测表明,复垦土壤与尾砂层的分界较为明显,尾砂层与下层土壤分界在探地雷达上没有反应。(2)主要的重金属表现为As、Cd、Pb,在取样的不同深度样品中As、Cd、Pb浓度显著超标,Cr浓度符合标准。(3)尾矿库内的重金属主要以下向的重力迁移为主,存在少量的上向吸附迁移。     

降雨淋滤下废弃尾矿土重金属迁移及其与抗剪特性相关性研究

废弃尾矿在经过降雨淋滤作用后重金属含量会沿垂直剖面呈现出明显的规律性,对其抗剪强度也有较大的影响,探究它们之间的变化规律有较大理论和现实意义。以辽宁省辽阳县某铜铅锌共生废弃尾矿库为背景,在实验室配制与现场实际分层情况相符的尾矿土壤样品,通过自制的大型土柱分层装填,开展淋滤试验。分析分层土壤中重金属元素在不同降雨p H值、降雨强度、降雨历时综合影响下的垂向迁移特征基础上,通过直剪试验进一步探究淋滤作用对尾矿的抗剪强度的影响以及重金属污染物含量与抗剪特性之间的相关性。结果表明:(1)酸性降雨下,土壤中重金属Cu和Zn含量在0～20 cm深度显著降低,而碱性淋滤下含量稍有增大;随着p H值的增大土壤的抗剪强度总体是变小,内摩擦角逐渐变大、黏聚力逐渐变小;(2)同一土柱中,Cu、Pb和Zn浓度随分层深度增加逐渐减小;随降雨强度的增大而增大;淋滤作用能有效增大尾矿的抗剪强度;尾矿淋滤后的抗剪强度指标与降雨强度呈正相关;(3)分层土壤中Cu、Pb和Zn浓度随淋洗时间的增加,三者相比初始水平均有大幅度的减少,铅没有出现表层累积的情况;尾矿淋滤后的抗剪程度与降雨时长也呈正相关;但尾矿流量组的抗剪强度指...     

西藏某矿厂铁尾矿中重金属形态及迁移潜力分析

以西藏某矿厂两个尾矿库的铁尾矿(TW-1，TW-2)为研究对象，采用《浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》HJ/T299-2007研究铁尾矿的浸出毒性，以改进的BCR法探讨铁尾矿中9种重金属的形态分布。结果表明：铁尾矿属于一般固体废弃物，铁尾矿中Fe、Mn 、Zn和Cu含量较高。铁尾矿中As含量超出一类用地风险筛选值3倍。TW-1中Cd的浸出浓度超出Ⅱ类水标准。TW-1重金属活性系数的大小为Pb>Cd>Ni>Zn>Cu>Mn>Cr>Fe>As，TW-2重金属活性系数的大小为Pb>Zn>Ni>Cd>Mn>Cu>Cr>Fe>As。综合9种重金属的迁移能力，结果为TW-1重金属迁移潜力大于TW-2。铁尾矿中的Pb、Cu、Cd和Zn的易于迁出态占比超过60%，对环境有潜在的风险。其中Pb以还原态为主，Cu、Cd和Zn以氧化态为主。     

尾砂分级综合利用对尾矿库安全稳定的影响

开展尾砂分级综合利用是当下矿山资源综合利用的趋势。研究尾矿分级粒径的选取对尾矿库安全稳定的影响问题,并阐明获得科学合理的尾矿分级粒径取值的技术路径。结果表明：尾矿分级取走一定数量的粗粒尾矿对尾矿堆积筑坝及尾矿库排洪的安全稳定性产生一定的影响,如果尾砂分级粒径选取不合理,取走的粗粒尾矿数量超过安全范围,造成细粒(包括黏性)尾砂占比增加,可能导致尾矿堆积坝出现渗透变形破坏,严重时甚至会造成尾矿坝坍滑失稳;同时可能导致尾矿沉积滩面坡度变缓,减少尾矿库的调洪库容,降低尾矿库的排洪安全性。研究获得安全合理的尾矿分级粒径取值对于尾矿库的安全稳定性至关重要。为了实现这一目标,必须以尾矿库的安全(包括尾矿坝的稳定安全和尾矿库的排洪安全)为中心展开一系列的研究论证工作,才能确保尾砂分级粒径取值的科学、合理。主要研究内容包括：研究分级后的尾矿物理力学特性变化情况、尾矿沉积滩平均坡度变化情况,以及尾砂粒径改变之后,对尾矿坝沉积分布规律产生的影响;基于多种工况条件,重新进行尾矿坝渗流分析计算、尾矿库调洪演算和尾矿坝稳定分析计算,必要时还需要进行尾矿库溃坝试验研究。研究成果可指导国内外尾矿分级综合利用工程技术实...     

洙赵新河表层沉积物重金属分布特征及污染评价

采用地质累积指数法和潜在生态危害指数法评价洙赵新河表层沉积物重金属的污染程度和潜在生态危害。结果表明,洙赵新河表层沉积物中所有重金属的平均含量均超过黄河沉积物元素平均值,表现出一定程度的富集,其中汞的富集最严重。铅、锌、镍、铬两两之间呈现显著正相关,可能为同源污染。洙赵新河表层沉积物重金属的污染程度由强到弱顺序依次为汞>镉>铜>锌≈砷>镍>铅>铬,重金属污染程度总体较轻,但汞污染较为严重。各种重金属潜在生态危害程度由强到弱排序为汞>镉>砷>铜>铅>镍>铬>锌,其中汞的潜在生态危害达到了很强水平,镉达到中等危害程度。重金属潜在生态危害指数RI自上游到下游呈现逐渐上升后微下降的波动趋势,上游为轻微的生态危害,中下游达到强生态风险水平。     

粉煤灰在矿坑生态化利用过程中的环境行为研究

为了响应包头市“无废城市”建设及对矿坑环境整治的要求,拟用典型工业固体废物（粉煤灰）填埋对矿坑进行生态治理,但粉煤灰填埋长期的环境行为对矿坑土及地下水是否造成污染尚未可知,通过冻融循环—干湿交替的室内模拟方法和Hydrus-1D模型、溶质运移模型预测的方法,对粉煤灰填埋于矿坑后重金属的长期环境行为进行了研究。结果表明：粉煤灰在填埋5年后,重金属Cd、Pb、Cr、Cu含量分别降低了0.4、3.23、16.67、12.93 mg/kg,而矿坑土Pb、Cr、Cu、Cd含量分别增加了9.27、8.3、3.3、0.04 mg/kg;同时形态分析表明,粉煤灰中Cd、Cr以有机结合态为主,Pb以残渣态为主,重金属形态由铁锰氧化态和有机结合态向可交换态和碳酸盐结合态转化,说明重金属形态由稳定态向易迁移态转化。模拟结果表明,粉煤灰填埋于矿坑5年后,重金属元素有向周边环境迁移转化的趋势,因此在填埋过程中在矿坑底部做好防渗层,从而降低四种重金属铬、镉、铜、铅迁移未对矿坑土壤及地下水环境的污染风险,其含量远低于《土壤环境质量建设用地土壤风险管控标准》（GB 36600—2018）中筛选值及所影响区域的地下水中污染物标准,此状况下粉煤灰符合填埋标准,可以进行填埋。该研究可为固废在矿坑生态化利用工程应用提供科学依据和参考。