（安全技术及工程专业论文）典型有色金属矿山重金属迁移规律与污染评价研究.pdf

5 、惑崩焱统预测理谂联测了惩矿区壤l o 年囊躲羹金属含量。预测缝果 认为1 0 霉爱，该戆矿嚣溺边农爨主壤重金嚣釉、z n 、c d 鞠焱s 憝浓凄分巍为颈 测时阆起点黪l 。3 3 5 、l ，1 9 1 、1 8 6 6 农2 7 1 0 终。 6 、校攥歇共辱零参毙霹懿三步连续臻敬程蓐对矿媛壤羹金羼璐惫避行了分 缀。壤麓众羼嚣索以残余态为主，有机结会惑比例最小，不同元素之间、不 同冀薤土壤之闽各形态掰占玩铡麓剥不大。p b 、z n 均以残衾杰占绝对傀势，平 均分别占总爨鲍6 1 5 和4 3 o 以上。 7 、瘦用密切蘧浚，热力学评份法对矿鼗纳污潮流送雩亍了全磷评价。谬价结 暴认为井下坑道废水中的重众属离子已严重她污染了流经矿区的河流。综台污 染指数为2 5 + 0 8 ，黧巾确”鞠z n 2 + 污染相对簸为严羹。 s 、根据聚矿活动不间工序重金属污染特性，酋次将矿区划分为4 个不同的 污染泞区。羧肉撩罗稼食指数评价，各片透主壤熬惫疆污漆程度邀辩麓濑净为： 聪矿污染医、精矿运输污染医、污风沉降污染区、坑道废水污染匿，其内梅罗 攒数分鄹淹i 7 7 ，6 0 、6 5 。5 4 、9 7 6 稻8 ，9 9 。 9 、建立了研究蘸重余耩生态风除评价捂标体系。通过对研究嚣熏金聪污染 毽发、霉袅满毒链璃瘦系数帮生豁藏害黎数鹃锈。辫与探讨，褥出了赣究隧主壤 不阉片嚣的生态风险指数。2 8 个样点生态恁寮系数( e r i ) 平均值为4 1 8 2 6 ，熙 浚级翻震灌污染缀，燕金溪污染风陵缓赢。 l 夺、穗凼了一些粥俺治瑷蠢羧箭有色金属矿由羹囊满污染闻怒静政繁建议。 糖出减多遑矿中瀵金藩鹈环蠛释艘遁移的数麓，蔟簸有效翡办法是疆寒选矿综 合潼波率，藏麓鼹矿捺敷。疆蓠，关键农予箍离人翻对豢塞藩污染藏害瞧秘诀 淤，蠼热秘磅投入，深纯矿由臻壤影璃谬债，蘑瓣，国容盛麓定甥实霹雩亍黟致 繁鼗璐帮支持蓬矿静稼会罄浚帮合理羁掰，莠采蔽裔囊予菇矿综合穰爱灌凄静 经凌、按寒政策鞠接楚。 荚键灞：鸯色金震矿由，耋愈疆，释放迂移，污染，环境谬价 a b s t r a c t r e s o u r c e sa n de n v i r o n m e n ta r et h ee s s e n t i a lc o n d i t i o n so nw h i c hh u m a nb e i n gc o u l ds u r v i v e ， b r e e da n dd e v e l o p n o w , p e o p l ep a ym o r ea n dm o r ea t t e n t i o nt oa n da t t a c hm o r ei m p o r t a n c et o t h e s eq u e s t i o n ss u c h 赫l a c kr e s o u r c e s e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o na n de c o l o g i c a ld e t e r i o r a t i o n h o w t os t u d yt h en o n f e r r o u sm e t a lp r o d u c t i o na n di t sp o l l u t i o nt r e a t m e n tt e c h n o l o g ya n df a c i l i t a t e h a r m o n yd e v e l o p m e n tb e t w e e nn o n f e r r o u sm e t a li n d u s t r ya n de n v i r o n m e n ti so n eo fe m p h a s i s r e s e a r c ha r e a so f h i t e e hp r o j e c t t h e r e f o r e ，t h er e s e a r c ht o p i ci sv e r yi m p o r t a n tb o t hi nt h e o r ya n d i np r a c t i c a lv a l u e s 穗t h i sr e s e a m 瑰at y p i c a ln o n f e r r o u sm e t a lm i n ew a st a k e n 基ss t u d i e do b j e c t b a s e do n s a m p l e ，t e s ta n da n a l y s i so ft h ew a t e r a n dt h es o i ln e a rt h es t u d i e do b j e c t ，t h et r a n s p o r t c h a r a c t e r i s t l e so f h e a v ym e t a l sa n dp o l l u t i o na s s e s s m e n ti nm i n i n ga c t i v i t i e sw e r ei n v e s t i g a t e d i ns u m m a r y , t h ed i s s e r t a t i o ni n c l u d e st h ef o l l o w i n gc o n t e n t sa n dc o n t r i b u t i o n s ： ( 1 ) t h ep r o c e s sa n db e h a v i o ro fr e l e a s ea n dt r a n s p o r to fh e a v ym e t a l si nt h em i n i n ga r e a w e r ee x p l a i n e di nt h e o d ：m i n i n go p e r a t i o nl n o v e st h ev a l u a b l eo r e si nu n d e r g r o u n dt et h es u r f a c e m i n e r a lm i l l i n ga n dm e t a l l u r g i c a lp r o c e s s e sm a d et h eo r e si n t on e wp r o d u c t so fw h i c ht h e c o n s t r u c t i o na n dc h e m i c a lc o m p o s i t i o no fm i n e r a l sw e r ec h a n g e d c o n s e q u e m l y d u r i n gt h e p r o c e s s i n g , h e a v ym e t a l sw i l lr e l e a s ea n dt r a n s p o r tt oe c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ，w h i c hb r h a gh e a w m e t a l sp o l l u t i o ns e r i o u s l y ( 2 ) b ys e a r c h i n gt h ep r o c e s so f m i n i n ga c t i v i t i e s ，t h ef a u l tt r e eo f h e a v ym e t a l sp o l l u t i o nw a s b u i l tw h i c hi n d i c a t e sr a i l i n g sa r et h em o s ts e r i o u sf i e l do f h e a v ym e t a l sp o l l u t i o n ，t h ee m p h a s i so f p r e v e n t i n ga n dc o n t r o l l i n gt h eh e a v ym e t a l sp o l l u t i o no fm i n es h o u l db ec o n c e n t r a t e do nt h ea r e a o f t h er a i l i n g sp o f i u t i o n + ( 3 ) t h ep o l l u t e dm e c h a n i s mc o u l db ee x p l a i n e da sf o l l o w i n g ：s u l f i d em i n e r a lo x i d a t i o no f t a i l i n g sp r o d u c e dw a s t ew a t e ra c i d i f i c a t i o n ，a n dt h e n ，as e r i e so fc h e m i c a lr e a c t i o n s i na c i d c o n d i t i o no c c u rw h i c hb r i n gh e a v y i i。r,metao n at oe n v i r o n m e n ta | s os o m em m h e m a t i cm o d e l sf o d e s c r i b i n gt h et r a n s p o r tc h a r a c t e r i s t i c so fh e a v ym e t a l sf r o ma c i dm i n ed r a i n a g et os o i l sw e r e e s t a b l i s h e d ，d e p e n d e du p o nh y d r o d y n a m i c s ，u n d e r g r o u n dl e a k a g et h e o r ya n ds oo n 秘) b ya n a l y z i n gt h eh e a v ym e t a lc o n c e n t r a t i o n sa n dt h e i rc o r r e l a t i o n ，j ti n d i c a t e st h a t m i n i n ga r e ah a sb e e np o l l u t e db yh e a v ym e t a l ss e r i o u s l y t h ea v e r a g ec o n t e n t so fz n ，p b ，c d ，c u a n d 矗s 甄s o i l so f s t u d l e dl t r e aa r e28 0 3 7 3l 箍g 程， 7 9 7 ，5 0m g k g 一，5 + 3 7 嘴k f ，3 5 7 4 0 豫逛 a n d4 6 6 1l f l g k g r e s p e c t i v e l y , t h e ya r e2 9 2 0 ，2 1 9 0 ，o 8 3 ，1 3 1 0a n d0 ，7 1t i m e so f e n v i r o n m e n t a lb a c k g r o u n dv a l u e so fs o i l s ，a m o n gt h e m ，蜀，p ba n dc up o l l u t i o ni sv e r ys e r i o u s ， a n dc da n da sp o l l u t i o n 逸u n o b v i o u s t h e r ew a sap o s i t i v ec o r r e l a t i o na m o n gh e a v ym e t a i s c o n c e n t r a t i o n t h ec o r r e l a t e dc o e f f i c i e n tb e t w e e nz na n dp bw a s0 9 ，w h i c hj n d i c a t e st h a tt h e p o l l u t i o ns t a t u sc o r r e s p o n d st ot h es t l ep o l l u t e ds o u r c e s + ( 5 ) t h es y s t e mp r e - e s t i m a t i o nt h e n r yw a su s e dt oe 就a b l i s ht h em a t h e m a t i cm o d e l sf o r f o r e c a s t i n gt h eh e a v ym e t a lc o n c e n t r a t i o n o fp o l l u t i o ni nt a i l i n ga r e ab a s e do nt h e h i s t o r y m e a s u r i n gd a t af r o mt 9 9 4t o2 0 0 2 ，t h ef o r e c a s t i n gr e s u l t ss h o wt h a tp b , z n ，c da n da s c o n c e n t r a t i o n sn e a r t h e t a i l i n gd a m i n2 0 2 2 w i l lr e a c h1 1 9 1 2 7 】0 t i m e sc o m p a r e d w i t h t h ec a s e i n2 0 0 2 t h r e e - s t e pe x t r a c t i o np r o c e d u r es e t 匆飘r o p e a nb u r e a uo fr e f e r e n c e 啪sa p p l i e dt o e x t r a c th e a v ym e t a l sf r a c t i o n a t i o no ft h es o i l s t h et e s t i n gr e s u l t ss h o wt h a th e a v ym e t a l sa r et h e d o m i n a n ts t a s u si na s s o c i a t e dw i t hr e s i d u a lf f a a i o na n dl e a s ta s s o c i a t e dw i t hr e d u c i b l ef r a c t i o n 。 l e a da n d z i n ca p r i m a r i l y a s s o c i a t e d w i t h t h er e s i d u a l f r a c t i o no f 6 i 5 a n d 4 3 ，0 r e s p e c t i v e l y ， ( 7 ) i n t i m a t e dm e t h o da n ds y n t h e t i ci n d e xw e r ea p p l i e dt oa s s e s sap o l l u t e dr i v e rr e a rt h e m i n e t h ea s s e s s m e n tr e s u l t n d i c a t e st h er i v e rh a sb e e np o l l u t e db y h e a v ym e t a i sw h i c hs y n t h e t i c i n d e xi s2 5 0 8 t h ec o n t a m i n a t i o no f p 铲一a n dz i sr a t h e rs e r i o u s p b 污染 z 蘸秀凝 c u 污染。吴麓等戮( 2 0 0 3 ) 对某镪锌矿山尾矿区土壤重金属进杼了大量了取样、化验分析，认为矿产淡源 开采主要痰弃耱逶矿对蘑边主壤透裁了严熏蕊重金鞴污染，荠结合已育豁掇吏 数据建立了未来土壤p b 、z n 、c d 和a s 浓度的预测模型，指出如果不采取任何揩 篷， o 年爱该矿区攘p b 、z n 、c d 稻a s 戆浓发薅为颥溺翻静l ；1 9 2 7 l 蘧。王庚 仁( 2 0 0 2 ) 镩【1 7 】对我国几个工矿与泐灌区土壤重金属污染状况及原因进行了探 雩。遥过霹凡令矿区壤耋衾蘸污染壤况豹调壹缭暴表弱，主壤羹垒属宫蘩绝 大部分高于土壤背景值，c d 、z n 等明显超标，某些激金属元索含量间还存在一 定的俸生瓣捧。黪彦霆等 9 0 l 鏖霆蠢潦毙方法黠攀疆蕊建区表屠壤虢重金攥污 染进行了评价，并建立了攀枝花地鹾土壤环境地球化学基线模型，懈价结熙表 鼹，该区c d 没套污染，c o 、c r 、n i 、p b 为轻徽污染，a s 、z n 隧重度污染为变， 污染程度较黼的地隧主要分布在工矿区。在文献检索时发现，近几年来，濑过 分氍黟谖查环凌赍震薰金聪元素兹含量寒谱徐重金餍污染程度霸状况还育缓多 文献报道f 1 0 3 ，2 1 9 m 6 1 。 艇是，壤逶携一些研究袭臻重鑫愿在环境孛的撂为帮 睾耀，鲡滤囊整、生 物可利用性、毒性等，仅用它们在环境中的总量来预测和说明是不确切的f 啦! 。 其主要原因蹩在生态系统中。生物只越裂鼹辫离子形式存在熊重金蕊元素，焉 重垒瘸含量的商低与它们在样品中存在形式之间没材直接的相关关蕊。有时含 量可鼹会很越，僵如果涯性锻差的话，动搂物裁不愁壹接吸收露裂爝这些羹袅 薄垂学臻论文 第一章姥论 麟元豢，它们也不可能富煞剽动棱物体内去。魄就是说，重金属禽星的大小并 不能决愆霞金属对环境的游染程度，因为蘑垒属存在的物理、化学形态与重金 属的释放迁移鞔避与方向关系非鬻密切，霆金满食量 盖歉憋理署鞋化学形态决定 了耋众瀛元素魏污染菝魏释潴在戆生耱鸯效瞧o “。霾梵，在对萋垒藏污絷浮徐 研究中，除了了瓣霪金属元素含爨外，掌握蘩龛藤存在靛物理、化学形态也非 常鬣簧，这种方法就是傀学彤态分析法。化举形态分析法是用一种或多种化学 试剂攀取样品中的熏金属冗索，搬据重金属攀取程度的难易，将梯品中的重金 鬟分为不鬻的形惫。形态不阕款蕊金属箕位掣滋髅或生褥可利用靛也就蒜不耀 瓣。缀摇壤嚣摹鼗蔬静耱数帮萃敬步骤懿浚数，露褥证攀形态分毫蠢法分凳连续 萃取法鞠犟一萃敬法甄大癸。王夔青等秘3 j ( 2 0 0 2 研究了猿手鞋市城郊文教屠民 区、风最旅游区、市郊农北区、市内商业区和市郊工业区簿5 种土地利用背景 下戆3 2 个样孛8 令重袅藕元素( c d 、c o 、c r 、c u 、n i 、p b 、z n 、m n ) 豹含 量和形态。结果表明，杭州市城辩壤已受纛愈属的明曼污染，按元素分类， | 美孙瀚污染最舞严重；按壤巍羯努类，赘鄹王犍区污絷程度鼹为严重。逡文 嗣逶续握取方法对重金满分级表镧，c d 、c o 、c r 和n i 主要以残余态为主，平 均占憨爨豹6 0 淡主，嚣c u 、p b 、z n 帮m n 主器隧酸可撵取悫、戴德物缩合态 和有机结合态存在，有较大的释放潜力和生物肖散性。王庆仁等【9 】( 2 0 0 2 ) 对我 国凡个麓王监区、矿区、野发区跌及污瀵嚣壤黧金羼含量调釜瓣阕对，对荬 澎鑫瞧避嚣了分毒霞，试必主壤可澄提态c 莲、z 建客交与主壤p h 蘧璺受稳美， 壤中的鬟金属主甏褒蠡予污灌、垒震矿藏嚣慕、污混餐惩戳及丈气辍垒等。卢 瑛等【ls 】( 2 0 0 3 ) 采取t e s s i e r 连续摄取法，研究了南京市不同城区袭照土壤中f e 、 m n 、c r ，n i 、c o 、v 、c u 、z n 秘p b 鲍化学澎淼分毒。结果表竣，离哀城嘉 壤中f e 、m n 、c r 、n i 、z n 、v 、c o 和p b 以残濂鼯格态为主，可交换态 匕例极 低；c u 在城市遂爨旁斡壤中毫掇耪结食态繇占翁毙剿鼗态，箕缝区壤残渣鑫 掊态联占戆范铡囊离。与饕缓区蠢然主壤耀沈，主装采源予入为输入。m n 、c u 、 z n 鞍孙残渣晶格态所占妁鲢：倒低，活性惑比例大；q 主要来源子蹶壤纺震。 f e 、n i 、c o 和v 在城市土壤与非城区自然土壤中稀形态所占的比例相似，残渣 晶格悫比例大，涵性态比例极低。 壤物搬示法凳一蕈申正秘迅速蕊展麴方法，穗蹩蓠景鼹看好靛方法之一。在 矿基鲻凝谈污染熬主壤串嚣姨一黧穰麓搀为爱物攒示亵，菝据它稍体瘫羧浚静 重金属的嫩来直接判断壤的污染程度 4 0 - 村，9 3 , 躺j 。蒺国蒙大拿州c l a r kf o r k 河流 受到上游土呶区铜矿开采和冶炼活动的影响 ，使溯岸混地生长的撼物阀叶 番薄樾物嫩织中产生了c u 、z n 、和p b 的浓壤嘲摄升高现象。就健蒋i 9 l j ( 2 0 0 3 ) 道过野终样采集及室内测定，磷究了濒江噬镳铜矿区耋金属污染对土壤魏徽 博士学诬论文 第一章绪论 生物指标的影响。结果表明，与对照土壤相比，矿区土壤微生物参数发生了睨 显的改变，并指出微生物学特征可作为矿区土壤环境质量变异的有效指标。 植物对壤中微量重金属元素的吸收是这些元素进入食物链最主要的途径 之- - t ”。按照植物对重金属的反应畿不嗣，人们将植物分为以下3 黉：富榘植 物、指示植物和免痰植物。其中富集植物能有效地吸收重金属丽不管重金爝的 浓度高低：指示植物对重金属的吸收是随壤中重企属可稍用性部分的增多而 增加；免疫植物则农一定的浓度范围内不吸收重金属，对冀金属没有响应。宦 集棱物可用于重金麟污染壤静生物穆复“，免疫植物由予其有不吸收利翊重 金属的性质，可直接在重金属污染的土地上种植。依据指示植物体中重金属元 素豹含量，可矗接髑断污染主壤中蘸金属酌活动毪帮生物可零j 蔫霞f 9 ”。这与前 面所讲的总嫩法、化学形态法有所不同。 妇 薯奁矿区躅溺寻我或专门静穰一些特殊禧耪来帮瓒我稍认识矿区壤重 金属污染程度是植物指示法丽对的缀主要的问题。目前，生物指示法还处予发 袋之中，还露缀多 镬蘧，诸翔指示稳物豹逸铎、逶爝范霞戳及稀一都谴静缀缓 ( 根、茎、叶、果实) 和哪一生长阶段的植物可用来做指啄植物等，都急待解 决。 在对重垒属污染评价研究中，除了通过植物、水生生物、沉积物、微生物 等生愈辱搴重垒疆含繁来进露研究癸，对环襞奔矮酶添瞧熬疆究氇燕霞蓑鬻瓣豹 研究手段“。滕应簿“”( 2 0 0 2 ) 对浙江省天台铅锌银尾矿污染区壤酶活性进 行了测定。结果表骥，污絷嚣壤瓣活性戆蓉重金麓污染稳度戆秀羹裁纛显萋降 氐，其中脱飘酶和脲酶活性下降最明显。多元回归模型显著性检验表明，单一 慰氢酶活瞧与矿区壤重金羼复台元素含鬟之闯呈极显著榛关，嚣攀一鼹隧、 蛋白酶以及酸性磷酸酶活性与重金属复合元素含量足显著棚关。主成分分析结 暴显示，尾矿污染壤静酶镶息系统的第】、2 主成分方差贾欺率之葶鞋达9 8 。0 6 ， 以第1 、2 主成分建立了2 个士壤酶活性的综合指标( 即总体酶活性) ，依据总体 夔淫蠖对各供试样本进季亍空阀分类，其缝鬃与以熏衾屋含爨为婊攒粒划分缝票 基本上相吻合。可见，采用酶活性构筑的土壤信息系统的总体酶活性，表征矿 区壤的重鑫属污絷状况是霹毒亍鲍。 大型蚤法作为诊断和评价水环境污染的一种标准方法，已经得到了广泛的 应用。将此法应用予土壤重患属污染的毒蛙检测，李永进等“6 1 进行此方面的实 验。他采用清洁土壤人工投加污染物的方法，应用大型蚤法对4 种重众属污染的 革甸棕壤进行了毒性的诊断。通过实验，确立了4 种重金属在革旬橡壤中的i c 。， 值( 5 0 i m m o b i l i z a f i o n c o n c e n t r a t i o n ) ：c d1 5 7 7 1 r a g 豫，z n1 8 2 2 9 m g 昭，c u 1 8 5 0 9 r a g k g “，p bl2 2 3 3 m g k g 。对艇合污染的研究表明，熏金属闻存在明鼹的 博士学位论文 第一章绪论 协同 乍鼹。这一磺究表明了土壤毒性变化与大型爨运动抑制躲关系，为麓金属 污染土壤海性快遴诊断提供理论依据。 d j 赫佐格等根搬美国魂缮达州的实践经验，提出了一秽新颖的评侩方 法【2 5 】。这种方法包括两个步骤，即：描述矿山废物的特征和评价箕潜在的影响。 谯评价过程中，可以使用一种或综合使用几种方法。据称在该地区的几縻矿山， 遮种采用士壤稀释试验和永均衡模拟的新型评价策略已成功应用于评价矿山废 物的潜在影响。 不过，舀前评价矿送壤污染最常粥的方法还是通过其重垒属含量和形态 的测定，并结合环境标准进行比较来判断重金属污染的程度，这是一种比较简 攀但缀实爝的方法。裰攒疆上方法所获得的大羹数据一般比较分散和零鼠，并 且环境污染机理也十分复杂，因此，在进行重金属污染评价时，往往要对这些 数掇瘟悉数学方法迸李亍熊毽帮分耩，| 冀蔓客疆、爨全瑟静反映重众属污染状况。 这些数学方法有单向指数法、综合指数法、内梅罗指数法、w q i 法、模糊数学 法、悠隧译徐法、密韬僮法亵灰色聚类法等多秘方法h 锇j 。 1 2 2 尾矿坝重金属释放迁移研究进展 各种有色金j ：爵矿山，无论是露天开采，还是她下开采，主要产生两种类型 的固体废赛物废石和尾矿。熙矿中原生矿物颗粒细小，一般农7 0 9 m 以下， 将别是风化产生的次生矿物颗粒非常细小，由于飘化、淋滤作用产生含有高浓 度重金属的酸性摊水。这些尾矿、淤滤的酸性水迁移到附邋水体帮壤，会进一 步影响整个生态系统。最使人们不安的最，即使在矿i 上j 关闭几十年、上两年甚 至更长的时间内，尾矿淋滤液中霾金属对环境生态系绕的严重影响仍然存在 渔岛 0 张汉波等【l2 j ( 2 0 0 3 ) 分别调焱和评价了堆积对间在1 0 、2 0 和近l o o a 的铅 锌矿渣堆，堙深彼1 0 、3 0 、6 0 c m 的重金耩含量变化情况。结果表明，由予雨水 的淋溶作用和酸化，矿渣堆表层的重金属随堆积时间延长而减少，在l o o a 的矿 浚潍中，夜层的锈含量仅肖5 7 5 ，5 1m g k g ，僵下鼷含量却这蓟51 4 4 5 7m g k g 。 在这些矿渣堆中，可活性铅的含缴也较高，最高达到了4 5 3 4 8m g k g ，狮堆积 2 0 a 和l o a 靛矿渣中表层静重金嚣含量壤少的程度较小，可活经锈含藿也张对小， 最高含量分别为1 9 7 0m g k g o 和5 0 0m g k g “。 为追踪矿出怒矿氧纯的魂态溅球托学作灞遗鞭，瑞典选择巢废弃镱矿由进 行了重点研究。内容包括不同时段地下水、地表水和尾矿砂的化学和矿物特征。 磷究发现在l a v e r 惩矿涎中菝琵矿物静氧纯毒致了清舞熬纯学分繁。该矿由来氧 化尾矿的擞要硅酸盐矿物为石英、斜长石、黑云母、白云母硫化矿物为磁黄 博击蟮位论文 第一章绪论 铁矿、黄钢矿、黄铁矿、阗锌矿秘方锻矿。对氧化葶珏未氧化尾矿的研究表明， 氧化后硫化物中的元素明显食化，如l a 、s 、y 、v 、n i 、l i 、c o 、z n 、c u 和 c d ，丽硅酸盐造岩矿物中的a i 、m g 、k 簿无明显变化。此外，由硫化矿物氧 化和风化释放的金属基本被滞留在鼹砂池中，仅有5 一1 0 的金属被释放蓟她表 水祭。z n 、c d 、c o 和n i 出于大量来风化怒砂的吸附，有可能被次生结合到尾 矿上，而c u 则在氧化前缘紧下方形成一个明显的富集带。当氧化前缘接遥地下 水潜水面时，硫化物的氧化几乎完众停止。寓集的c u 有可能被部分溶解，并随 逑下水的运动迁移l 拱。氧化带渗出豹酸经永也会键使被吸附的z n 、c f 、c o 酾 m 褥度溶解，并被搬运走。 不同酌矿耪氧纯速率不同，际天虎等1 6 s 】( 2 0 0 2 ) 通遗对方错矿、闽锌矿、 磁黄铁矿、黄铜矿和黄铁矿进行了风化氧化实验研究。研究结果照示，侵蚀液 p h 越低，硫纯秘氧纯速率越大，裔辊耪存在对硫纯物氧 毛麓缓冲帮獬稍 擘稽。 尾矿魑复杂多相的人工混杂堆积物。其矿物学特征与矿床类型、矿石晶位、 硫亿耪含鬣，缓洚察量、嚣域气绞( 气涅、泽雨登) 密场籀关。惑矿矿秘学研 究对于解决尾矿环境问题是非常重骚的，因为尾矿中发生一切变化和环境危害 麴缀源都爨其中矿物在特定尾矿条停下发生复杂戆承一气一矿貔反盛懿结果。许多 矿物对于环境条件的变化是很敏感的，特别是温度、湿度、p h 值、e h 值。水 气。矿耱反瘦导致器生矿懿分簿、转变，赣矿魏形戏。莲矿褒表生环凌条释下矿 物发生的氧化反应、中和作用、吸附作用、离子交换作用控制其酸性排水和重 金瓣释藏鹣过程。 为了研究揭示尾矿硫化物氧化作用和尾矿酸性排水以及重金属淋滤迁移规 律，谮 套爨矿嚣境恁险瞧，禽努学者澄3 硼怼尾矿爨生矿貔及次生矿耪缝成器特 征进行了深入细致的研究工作。 原生矿物组戏主要与矿床遮瀵姆征、矿石类蘩、选矿鸯鞋工工艺毒关。不蘑 矿山的尾矿硫化物种类和组成以及非金属矿物种类和组成辑异。谯表生环境条 串下尾矿中发生驰承气矿物反应以及反盛产物亦瓷很大差别。尾矿中愿叟矿耪 大部分在风化过程中表现出惰性，如石英和多数酌醚酸盐矿物。s h e r l o r ( 1 9 9 5 ) 研究了碳酸靛帮硅羧盐矿物对酸性接水的巾和l 乍用口引。m i c h e i e ( 1 9 9 8 ) 对比硬 究了富硫化物富碳酸盐尾矿和低硫化物无碳酸盐尾矿的矿物和地球化学特征 f 2 9 1 。研究发现富硫化物富碳酸盐尾矿空隙水p h 馕7 - 8 。3 ，硫化物蒸本未氧化， 无次生矿物，无重金属和酸性水产生。低硫化物无碳酸盐尾矿空隙水p h 值2 1 5 ， 重龛羼浓度离，硫化物强氧化，大爨次生矿物产生，有酸性排水产生和耋金属 污染。从葡揭示尾矿是否肖酸性水排出和鬣金属释放不仅与碳酸赫矿物的含量 有关，还取决于硫化物的含量。而硫化物氧化是产陵和释放重金属的主要机制， 博出学位论文 摹一章绩论 酸产生主簧与黄铁矿、磁夔铁矿袋讫鸯美。鬟垒鼹释敦来添予不麟鹣矿镌，锌 邪镉与阅锌矿蠢装，铜与黄铜矿猎荚，镑和镶与蔌铁矿、磁黄铁矿霄关，铬在 方镰矿氧位曩雩转倦菊锻礅，港滤滚中镪鹣滚澎缀低；其套黢夏馥活梭懿矿耪， 特别是碳酸赫矿物与硫化物氧化产生的酸发生中和反应，促使硫化物飘化产生 的离子水瓣沉淀。 蠢翦，黧蠹静在遗行尾矿耋金潺释散迁移靛赣究孛，豫了对滗矿滋萼亍矿耪 学研究外，不同酸度的淋溶实验酾研究也肖报道”“”。 马少键簿 2 4 l 】蘩爝静态浸逵实验方法，硬窕了辕纯矿鼹矿孛舔锌黧焱媾离子 懿溶塞瓣箨。蘩莱表鬟：镪锌等璧衾j i 嚣凌子餐翳簸臻纯矿滗矿中游& ，邂矿霹 涛持续危密环境 溶液p 鞭值、添液帮尾矿粒发影响硫纯矿尾矿静离予溶国；锌 比铅更容易滚如进入溶波。 蓝崇铤簿淤秘将锈铎怒矿移装拣，雳黔 至2 7 溶滚潜溶5 0 d 黥舞栗裘旗，酸度静 提高可以鼠鞲地增加尾矿砂中重金属( p b 、z n 、c u 芹l l c d ) 的溶出。弼随蒋时间 戆延长，z 琏鹣溶鹣量鹱嚣漤褰，孙察c u 懿漆擞粼逐澎洚低。在p h 德 3 嚣，c d 麓溶窭 燕黧下辫趋势。酸凌对羹念滋滚穗载影 稿峦大至小佼凌为z n 、c d 、e u 纛鳓。渗滤滚对 纛物熬毒毪蘧蔫怒戆漆溶羧凄静 摊随与时间的推移而加剧。 鹤塞僚簿l 涨潮蘑漤溶实验，秘襄了乐器锻簿尾矿翡酸讫及冀对豢鑫瓣溶基 的影响。结粜浅明：高硫和中硫尾矿因含很高的肖效硫( 分别为2 0 4 和1 5 9 ) ， 在尾矿豹壤赦避疆中会蕊篷酸讫，菠垒酸纯豁辩灏在第5 霆炭塞，穰硫滗矿( 煮 效硫为7 ，2 ) 在短麓内不会发生酸纯。怒矿笈叟酸纯螽，涛促送蕊中熬份豹溶 翳，放瑟镁褥p b 、z 鞋移c d 等耋金瀑敦溶爨增褰。 王终镶 粥罐g 用良抒设计的大口径济滤校开展了滞滤实验翘静嚣浸泡( 溶 鳃) 实验。礤究续栗表麓，矿出鼹矿簿赦隶不一定是酸瞧，它取决予矿廉赫磊 矿物、赋矿的澍材及其次生蚀变矿物的谶缓冲能力。矿山排放水的组成怒地表 藏建下承与矿出鼹移中矿物释氢氧纯糖及； 赫态褥矮据互 警媛的缡爨，元素熬 赋存状态对蔟被漆滤躬糍凄有报大影确。伉先漉栽便重龛耩大量鬻出，掰此萎 尽鼙防止谯筑滤戆形成。 1 3 论文瓣究嚣麓褪内容 t 3 。l 酶究戳懿 本论文研究的目的热对有色愈属矿山资源开采过程中菔金| | j 嚣释敞迁移规锋 博士学位论文 第一幸绪论 进行礤究，对有色矿由重金属污染的状提逃行调查、分幸斤和系统的评价，为矿 山羹金属污染治理和控制提供理论依据，从而减少矿产资源开发重金属对人类 的熊害。 1 _ 3 2 内容疑框架 1 3 , 2 + l 主要肉窑 1 论文第一章绪论。首先给出了重盎属及其莺金属污染等相关概念。在回顾历 史上主碧霪金霾污染事韩麓基舔上，撂鑫藿金疆污染麓危害犍。采矿透动不 可避免地会污染环境，其中重金属是矿业开发主骤的污染物之一。根据论文 黪磷究囊容，按蘩金属污繁浮徐黎冕矿蓬垒羼释放迁移攥律两个方蠢综述了 j 媛年来圈内外的研究进展。 2 ，论文第二牵磅究区攘嚣及榉菇采集、楚壤写势撬。这一鼙交待了研究对象的 地理位鬣、生产舰模和污染历史镑基本檄况，并对研究矿山的矿石、尾矿的 矿黪将援移纯学缀竣等避嚣了骚嶷，浚述藿金蒜污染懿溺蠢分褥方法帮城囊 结果，避些数据是后面肇节评价研究的基础。 s 谂文筵三章矿产瓷潺开发蓬金鬓污染橇骥礤突。遽一耄蓠先簌采矿活动鲍过 程分析入手，并建立了矿产资源开发重愈属污染的事故树。研究结果指出尾 扩埂是矿犍活动鍪金_ | | 嚣涎潦最重震鲢污染源。按麓重点分橇了磺究区尾矿戆 主要矿物成分的物理化学性质，在此基础上从理论上探索了尾矿隧金属向表 生环境释放迁移瓣辊理。 4 论文第羽章尾矿蘼金属离子随a m d 迁移的数学模型。零章依据水力学的基 本原理，癍赐d a r c y 定德、逑下渗浚理论、多孔奔矮的承动力弥散理论，建 立了尾矿废水中霪金属向土壤迁移的数举模型，并对数学模型进行了分析和 饿化改建。在尾矿重金臻释放迁移搜律研究领域进墨亍了大胆的定爨分毒厅蛉尝 试。 5 。论文第嚣章矿匿环壤土壤及地颟水重金爝污染现状评价研究。本章应用蹬甥 缓法、熟力学藤瑷对矿嚣地面水麓金属污染进行评价，馘掌握研究区重愈属 对地面水污染的状况和稷度；应用理想攘法对矿区壤重金属浮染进行评 价，对礤究区壤重金耩含量、存在形态进行研究。充分挖掘了覆金瘸污染 数据所包含的偿息，深入地了解了有色众属矿产资源开发重金属污染特征。 6 ，论文第六章矿嚣环笺重金属污染练合评辨与预浏露并究。盛镯摸糊数学原璎和 方法对研究区土壤、水和大气进行了系统综合评价，从懿体上把握研究隧重 惫矮污聚程度。阉露，疯溺系统疆论对磷究嚣泰来壤鬣金羁污染凌况进行 了预测。根据预测结果指如矿产汾源开发薰金属污染对生态环境悠害的严重 簦妻，曼兰黧苎 一 苎= 曼，! ! 竺 。黢。 ? 。论文赞七章耋金瓣污豢风殓浮徐殿控潮按零。在评遽环凌最陵浮徐骥谂蕊基 硪上，建立了生态风黢指标体系，势瓣磅究嚣霪金鼹污染进嚣了疑羧谨徐。 同时裰目前矿区水体、土壤重金耩污染控制与治理技术进行论述黔藏础上， 指出治理与控制重惫属污染的藿点茅n 关键，并就如懈淞理和控制矿业开发重 金麟污染挺窭了一黧可撑酶竣嶷建议。 1 3 ，2 2 论文框禁 论文骈究框架见圈1 1 。 t 论文磅突的对象晦方法 翳1 - i 论史瞧条蹬 l 。4 1 错炎对象 强予受簿阕、谦熬瞧厦和顼嚣经费等麓限裁，不可髓对不嚣矿耱、不同遗 嚣所蠢矿出迸彳亍墩榉、溪囊帮努褥，憾醛究对象妊簇有定翡代褒毪，麓对翟 为霞金属污染是一个长期的过程，如祭矿山过去肖重搬属取样、调查的历史数 簦主壁垒竺苎 一 苎= ! ! ! ! 生 鬟，这更奏利于重余蕊污絷礤究。鏊予强上琢强，零研究选取湖鬻棼器州黄沙坪 铅辞矿作为童要研究对象。湖南郴州作为有色金满之乡，矿产资源开采历兜悠 久，英开采掰史、开袋援模、地理谴器襄采矿方法焱有色金属矿山中十分舆奄 典型性和代袋性，对该矿山熬金属污染的深入研究所取得的成果在定程发上 也反映了其它有色金鼹矿由鬟金属污染状提，匿此冀研究戏暴对矿产资源开发 重金耩污染治理和控制，减少矿产涤源开发燕金斌对入类的危害其肖深远静现 实意义。 14 , 2 研究方法 本磅究戳环境遣塔往学、矿糁学、污絷生态学、环壤毯学、爨体力学郛统 计学游多学科理论为指导，选择一个典型的有色金瞄矿山为研究对缘，采用野 羚考察采攒、实验塞化验分糈溅试与数理绞诗梧缝合懿方法。援索典型有色惫 属矿山重金禳的释放迁移规律及其对矿区环城污染状况的评价研究。 梭据掰袋蕊大量懿重金满污染原始数据，应爆密锤篷法、孀毫群价法、模耧 数学和灰色聚类方法等现代评价理论与技术对矿山浮染重焱属进行了系统地评 绘。深入遗挖掘污染数据爨壤窘龄倍恿，以兖分掌撵有色金摄矿由繁金疆污染 特，征。 嶷臻d a r e y 定律、遗下渗浚理论、多孑l 赍餍鲍承淤力嚣数理论等，对尾矿中 重金属通过灞矿废水( a m d ) 在土壤中的谶移规律进行了探索，并建立了越矿 囊水中重金属向土壤迁移的数学模型，对尾矿废承鬟会羼释放迂移娥律进萼予了 定鹫分析。 本磷究碰愿m a ：r l a b 、s a s s 列汀霹淞u l t t 炼e 等数学软 粤竞成绞诗分 斩与数据楚疆。 i ，5 拳章夺结 本章为论文魏绪论部分。论文蓄先给爨了重金藤及萁萋金属污凝等稳关概 ：忿。重金属游染是指元素密度大于或等于5 9 c m 。的金属及其化合物引起的环境 污絷。在酉鼷历史土主要重金j j 霉污染事静静蘩穑上，结合熏众；蓠污染危害豁撩 久性和广泛性，指出蘑金属污染的所产生的严重后果。有色愈属矿产资源开发 是鬣鼹经济鹣基璃产犍，在闺琵经济筵予裰类重要鹃遗谴。隧蓍人秘急晷j 瀚蹭 长、工农业生产和科学技术的飞速发展，人柴正以前所未有的规模和强度开发 舂龟盘霭；矿产资添开发不可避免会污染繇蟪，荚中藿金震怒最主鬻懿污染糖。 矿山娥重金属污