泗河表层沉积物中重金属形态分布特征及风险研究

采用改进的Tessier连续提取法分析了泗河干流及支流7个表层沉积物中的Hg、As、Cd、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn和Mn共9种重金属不同赋存形态含量,阐述了不同重金属的形态分布特征,并运用污染因子法(C_fi)和风险评价指数法(RAC)对重金属的环境风险进行了定量评价。结果表明,泗河表层沉积物中Hg、Cd和Mn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Cr和Ni以残渣态为主,除残渣态外,Cd、Mn和Cu可提取态比例较高,铁锰氧化物结合态Pb比例较大,Hg则以腐殖酸结合态为主,而As和Zn的铁锰氧化物结合态及腐殖酸结合态均占有一定比例。运用污染因子法计算的不同重金属在沉积物中滞留时间由长至短依次为：Cr＞Ni＞Zn＞Pb＞As＞Cu＞Hg＞Mn＞Cd,Cd、Mn和Hg在沉积物中滞留时间较短;各种重金属RAC值依次为：Cd＞Mn＞Cu＞Zn＞Pb＞Hg＞As＞Ni＞Cr,Cd和Mn表现出高风险水平,Cu为中等风险水平,而Hg、As、Pb、Cr、Ni和Zn除了个别点位为中等风险外,大多为低风险水平。     

煤矿周边土壤重金属形态特征及迁移转化规律

为了研究煤矿周边土壤内重金属形态特征以及迁移转化规律,采用Tessier五步连续提取法分析了矿区周边土壤内重金属形态特征,研究了重金属迁移和释放规律以及重金属分布状况。结果表明:(1)土壤内Cd主要以有机物结合态和铁锰氧化结合态存于土壤中,Cu主要以碳酸盐结合态和残渣态留存在于土壤中,Pb、Zn主要以可交换态和碳酸盐结合态存在于土壤中。Pb、Zn、Cu生物有效利用率较高。(2)重金属的释放速率受酸碱性影响明显,酸性条件会加快重金属的释放并促进Pb、Zn、Cu、Cd在土壤与水体之间交换、迁移。(3)重金属Pb、Zn主要分布在表层,煤矿开采对土壤内重金属Pb、Zn含量影响较大,对Cu、Cd影响小。     

湖北省典型工业区域土壤重金属形态分布研究

通过对湖北省典型工业区域土壤重金属形态分布的实验研究,表明部分地区土壤重金属总量超标,Cd、Cu、Pb、Zn以碳酸盐结合态或离子交换态存在,需采取治理措施防止土壤重金属污染。     

某铀矿山尾矿坝下游土壤重金属形态分析

土壤中重金属污染是主要环境问题之一, 对土壤重金属形态进行研究可以为铀矿山污染土壤进行科学的修复提供可靠依据,并可为土壤污染物防治和管理奠定基础。选取某铀矿山尾矿坝下游4个表层土壤样品,对土壤中重金属元素Cd、Pb、Zn和放射性重金属U的化学形态分布进行了研究。结果表明：该铀矿山尾矿坝下游表层土壤中Cd化学形态主要为可交换态和碳酸盐结合态,具有很强的生物活性和可迁移性;Pb、Zn的化学形态则主要为残渣态,生物有效性较差;U主要分布在铁锰氧化物结合态,对生态系统具有一定的潜在危害。     

煤矸石对铜尾矿中重金属(Zn,Pb,Cd,Cr和Cu)形态及生物有效性的影响

铜尾砂堆积在地表会随着淋溶和风化作用溶出重金属元素,对环境产生一定危害,其生态修复的关键是进行基质改良,进行植物修复。通过黑麦草盆栽实验,将淮南煤矸石添加入铜尾砂,探讨矸石对铜尾砂中重金属行为的影响。结果表明:矸石添加能显著提高铜尾砂p H、有机质和养分水平(总氮、总磷和总钾),缓解尾矿砂贫瘠环境。矸石添加后,铜尾砂中Zn,Pb,Cd和Cu的交换态和碳酸盐结合态重金属逐步向铁锰结合态、有机结合态和残渣态转化(除个别处理Pb和Cu残渣态),铜尾砂中有效态Zn,Pb,Cd和Cu浓度不断降低,从而降低了黑麦草中相应重金属浓度,总体表现为铜尾砂-黑麦草系统内Zn,Pb,Cd和Cu生物活性降低效应。然而,由于矸石中Cr浓度相对铜尾砂偏高,其添加会引起尾矿砂中有效态Cr浓度及Cr迁移性增加而增大黑麦草对Cr的吸收。因此,煤矸石可对尾矿砂中Zn,Pb,Cd和Cu产生一定稳定化作用,而虽然矸石内源性Cr会释放到铜尾砂,其也可被黑麦草富集,由此,煤矸石可视为一种潜在的废弃物改良剂,对铜尾砂具有一定生态改良潜力。     

柿竹园矿区及周边农田土壤重金属形态分布与生物有效性研究

为了解柿竹园矿区及周边农田土壤重金属的生物有效性,采用连续提取法对该矿区及周边的农田土壤重金属Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg的形态分布和生物有效性进行了分析。结果表明:(1)柿竹园矿区及周边农田土壤未见Hg污染情况,但不同程度受到Cu、Pb、Zn、Cd、As的污染,尤以Cd、As污染为重;(2)柿竹园矿区及周边农田土壤中Cu、Pb、Zn以铁锰氧化物结合态为主,分别占其总量的48.3%、67.3%、47.1%,Cd铁锰氧化物结合态含量最高,残渣态、离子交换态和碳酸盐结合态次之;As和Hg以残渣态为主,含量比例在90%以上;(3)矿区及周边土壤中Cd的有效态含量最高,所占比例平均值为31.1%,远高于其他5种重金属元素,生物有效性最高,As的有效态含量最低,生物有效性最低。最后提出了采用稳定化修复技术清理污染源、采用磷酸二氢钙降低土壤中污染最严重元素Pb、Cd的生物有效性、采用香蒲等植物对工矿废弃地及部分未利用土地进行修复的建议。     

某湿法冶炼矿区土壤重金属赋存化学形态分析

重金属的毒性除了与含量有关,还与其特定的化学形态密切相关。以优化的连续化学提取法(SCE)对矿区土壤中的Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn元素的赋存形态进行了提取,并分析了重金属元素形态分布规律及迁移能力。重金属的毒性除与含量有关,还与其特定的化学形态关系密切。以优化的连续化学提取法(SCE)对矿区土壤中的Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn元素的赋存形态进行了提取,并分析了重金属元素形态分布规律及迁移能力。研究表明6种元素总量均高于标准限制数倍不等,Cd和Pb超标倍数较高,分别为7.17倍和4.14倍,Cu、Ni和Zn其次,Cr最小。结合重金属总量、形态分布规律及迁移能力分析结果,该地区重金属风险等级为：Cd>Zn>Cu>Ni>Pb>Cr。重金属均以残渣态为主,阴雨潮湿偏酸的自然环境能促进重金属的释放并造成二次污染。因此,该地区存在较大的潜在重金属污染风险。     

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。     

攀枝花钒钛磁铁矿尾矿中主要金属元素淋滤浸出行为研究

本文以攀枝花地区的典型钒钛磁铁矿尾矿样品为研究对象,采用分批静态浸出方式,开展了浸提液pH值、环境温度、液固比、时间和粒径因素下的金属浸出实验。结果表明浸提液pH、环境温度和液固比对浸提液中Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Ti和Zn的浸出浓度影响显著,低pH值、高温和高液固比有利于金属元素的浸出。大部分金属(Co、Cr、Fe、Mn、Ni和Ti)的浸出浓度与粒径大小呈反比。铁尾矿中大部分金属(Co、Cr、Fe、Mn、Ni和Zn)的释放持续时间较长。对于铁尾矿的重金属污染防控,应考虑季节变化引起的金属浸出量变化,重点防控时期为夏季。此外,细粒径铁尾矿的金属释放量大,在金属污染防治过程中应当予以重视。      

土壤PH值对重金属形态的影响及其相关性研究

为了研究土壤pH值与土壤重金属形态的相关性,通过重金属污染土壤中添加海泡石,进行了土壤重金属形态的分析及土壤pH值与土壤重金属形态的相关性研究。分析结果表明:添加海泡石可明显提高土壤pH值,降低重金属的可交换态浓度,使可交换态重金属转化为其他形态。土壤中可交换态重金属Cd、Zn、Pb浓度与土壤的pH值均呈显著负相关。除了土壤中Zn的铁锰氧化态和有机物结合态以外,Cd、Zn、Pb的碳酸盐结合态、铁锰氧化态、有机物结合态和残渣态浓度均与土壤的pH值呈显著正相关。植物体内重金属浓度与土壤pH值之间存在显著的负相关。研究表明海泡石可显著改变土壤pH值及土壤重金属的形态,并且重金属形态与土壤pH值存在显著的相关性。     

不同液固比条件下尾矿中重金属浸出的规律研究

尾矿渗滤液中的重金属是尾矿库环境污染的重要来源,而降雨量及尾矿在雨水中浸泡的时间是影响重金属浸出的关键因素。基于此,本文探讨了不同液固比条件下尾矿中重金属的浸出规律,采用静态淋溶和动态淋溶两种试验方式对不同粒度尾矿进行重金属浸出模拟试验,分析尾矿样品中重金属（Cu、Mn、Zn）浸出浓度变化情况。结果表明：pH为5.4的模拟条件下,静态淋溶下重金属浸出浓度均随液固比的增加而减小,且不同粒度尾矿中重金属浸出规律为：细粒度优于中粒度,粗粒度浸出程度最小;不同重金属浸出浓度受液固比影响程度为：锰>铜>锌;动态淋溶下重金属浸出浓度随淋溶量的增加呈明显下降趋势,存在快速下降和缓慢下降两个阶段。重金属释放数学模型的拟合发现,重金属的释放是一个复杂的过程,Cu和Zn的释放动力学特征与双常数速率方程拟合程度较高;锰的释放过程由修正Elovich方程描述效果更优。     

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。     

某高纬高寒铜矿区土壤重金属的时空变异及迁移规律研究

在收集整理高纬高寒地区某铜矿区以往监测资料和开展的动态监测研究的基础上,对近12年来研究区表层土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Mo、Ni、Pb和Zn的时空变异趋势进行对比分析,且定量计算了土壤重金属的累积速率。分析结果表明,堆浸场的Cd、Cu含量在尚未开始堆浸时就已超过国家土壤II级标准限值,年均增长速率又较快,因而此处土壤恶化的可能性较大,应引起足够的重视。而尾矿库和排土场处,除了Ni具有较高的超标风险外,其他元素的环境容量相对较大。堆浸场下游的表层土壤中Cr、Zn、Ni、Pb、Cr6+、Cd和Cu元素的横向迁移距离相对较短,而As、Hg和Mo元素横向迁移距离略长,更容易随堆浸液排放向下游运移。剖面土壤样品中Cu、Zn、Cr、Cd的含量随着深度的增加而降低,表土中重金属含量高于深层土壤样品,呈现出在冻土层的冻结锋面上富集的规律。      

内蒙古某尾矿库土壤重金属污染健康风险评价与来源解析

以内蒙古包头市境内某有色金属尾矿库周边表层土壤为研究对象,在尾矿库周边共布设44个土壤样品采集点,检测样品中重金属Cu、Pb、Zn、Cr、Cd含量。采用重金属污染指数、USEPA健康风险评估模型、相关性分析、聚类分析、主成分分析对土壤重金属污染程度、健康风险和土壤重金属来源进行研究。结果表明,五种重金属均值含量都高于河套地区背景值,尤其是Pb、Zn、Cd分别是背景值的3.64、2.36、3.25倍。重金属污染评价结果为研究区以Pb、Zn、Cd污染为主,但污染范围较小。健康风险评估结果为研究区土壤中五种重金属不会对人体造成健康风险。源解析分析结果为土壤中Pb、Zn、Cd含量主要受尾矿渣的影响,Cu、Cr主要受土壤母质影响,其次为交通运输影响。     

某钒尾矿库周边土壤重金属污染评价

为定量评价钒尾矿库周边土壤重金属污染程度,采用地累积指数法、内梅罗指数法、潜在生态危害指数等3种方法结合进行土壤重金属污染综合评价。结果表明,尾矿库周边土壤存在重金属Cd、Ni、As、Cr、Cu、Zn、Pb含量积累和超标情况,Cd的超标率最大,Ni、As 次之。总体上,尾矿库周边土壤中Cd为主要污染因子,其次为Ni、As,其它重金属元素贡献较小。生态风险评价表明,Cd、Ni为主要生态危害元素,Cd以较高风险为主,Ni为中度风险。该钒尾矿库对周边土壤的影响不容忽视,应加强重金属污染的污染防治。     

油泥热解渣对铅渣中As、Zn、Pb和Cd的同步稳定化

针对云南省个旧市泗水庄片区铅冶炼渣As、Zn、Pb和Cd等重金属污染的问题,利用油泥热解渣对其进行稳定化处理以降低这些重金属的浸出毒性。热解渣是一种含有大量纳米FeS、Fe_1-xS、CaS等的炭质复合材料,具有稳定化铅渣中重金属的潜能。研究表明,铅渣中的重金属As、Zn、Pb和Cd可高效、同步吸附在热解渣表面,降低铅渣中这些重金属的浸出毒性。当热解渣用量为4%、液固比为10:100时,铅渣中As、Zn、Pb和Cd的浸出浓度可从0.7202、3.5120、0.3800和0.0456 mg/L分别降低至0.0714、0.1668、0.0262和0.0038 mg/L,低于地表水环境质量标准（GB 3838—2002）中Ⅳ级限值。铅渣中As、Zn、Pb和Cd浸出浓度的降低是因为铅渣中的As与热解渣表面的Ca2+、Fe2+反应就地生成了稳定的砷酸钙和砷酸亚铁,铅渣中Zn2+、Pb2+和Cd2+与热解渣表面的S2-反应就地生成了稳定的ZnS、PbS和CdS,从而提高了铅渣中As、Zn、Pb和Cd的稳定性。      

金矿区尾矿渣周边土壤的重金属污染评价研究

在小秦岭金矿区内选取姚青村、来福沟和毛沟三个具有代表性研究区,采集研究区内尾渣堆及渣堆周围农田样品30个,测定了重金属Cr、Ni、Cu、Cd、Zn、As、Pb含量。对土壤样品重金属测定结果分别采用地累积污染指数法和潜在生态危害指数评价法进行评价,结果显示:As不是矿业活动污染的典型金属;姚青村和来福沟重金属典型污染物为Cu、Zn、Cd、Pb。采用地累积污染指数法评价,姚青村和来福沟的Pb属于极严重污染,而Cr、Ni均属无污染。采用潜在生态危害指数法进行评价,毛沟研究区属轻微生态危害,姚青村和来福沟生态风险程度均属极强,贡献率大的元素主要为Pb和Cd。