铜陵矿山酸性排水及固体废弃物中的重金属元素

在调查中国铜陵凤凰山铜矿和新桥硫铁矿两种不同类型矿山固体废弃物特征的基础上,研究了矿山尾矿和废石产生酸性排水的可能性及其差异以及矿山固体废弃物中重金属元素的赋存形式。结果表明,凤凰山铜矿的尾矿基本不产生矿山酸性排水,而新桥硫铁矿采矿废石产生矿山酸性排水,并且凤凰山铜矿的尾矿和新桥硫铁矿采矿废石中重金属元素的赋存形式也有差异,前者重金属Cu、Pb、Zn、Cd、As、Hg主要赋存于硅酸盐态中,而后者在还原态中有较高的含量,这反映了在地表条件下尾矿中大量重金属元素已经发生了迁移,而采矿废石已经开始氧化,且酸性排水的存在更有利于废石中重金属元素的迁移和扩散,进而导致矿区周围环境的污染。

国外尾矿酸性排水和重金属淋滤作用研究进展

尾矿引起的环境问题是水 气 矿物在地表条件下发生复杂反应的综合结果。近年来 ,国外学者研究显示 ,发生在尾矿中的风化作用不仅仅有硫化物的氧化作用 ,而且还伴随有机物氧化作用 ,碳酸盐等矿物中和作用 ,次生矿物沉淀作用、结晶作用、胶结作用 ,矿物交代蚀变作用、吸附作用、离子交换作用以及生物作用。上述各种作用互相影响 ,互相制约。目前 ,最新研究表明 ,许多因素都会影响尾矿风化作用 ,这些因素主要包括 :尾矿原生矿物组成、成因、化学成分、表面积和形态 ;尾矿酸中和潜力 ;溶液pH值 ;次生矿物形成及其吸附、离子交换、胶结作用 ;溶液中Fe3+离子的浓度 ;有机物的种类和含量 ;尾矿粒度分布和空隙度 ;

粤北大宝山矿酸性排水中铅元素环境地球化学

粤北大宝山铁多金属矿床的开发给环境带来了严重的危害。采选冶产生的酸性排水及固体废弃物堆积的淋滤酸水,携带浸滤出的大量重金属离子流入下游河道,严重影响矿区及酸水流域的生态环境。结果表明,河流水中高Pb含量直接源于尾砂,并受水体pH值的显著影响。河流底泥能够大量聚集水体中的Pb,在水体pH值降低时,相对稳定存在的Pb会被再次从河流底泥中释放出来,形成河流二次污染。土壤中Pb含量受土壤pH值和土壤粒度的影响,食用蔬菜中Pb的高含量由土壤Pb高含量决定,并受土壤pH值的影响,通过改善农业灌溉水质,提高土壤pH值,可以降低蔬菜重金属Pb含量。

铜陵新桥硫铁矿废石的酸性排水研究

文章首次研究铜陵新桥硫铁矿的排石场,从排石场随机采取7个废石样,使用改进的酸碱计数测试法来研究废石的产酸能力和酸中和潜力,实验可知新桥硫铁矿产生矿山酸性排水。同时根据实地情况,提出一些治理酸性排水的措施,从而减少酸性排水对周围环境的危害。

碳酸盐岩地区矿山酸性排水的产生及其防治初探

尾矿中的硫化物在空气、水、微生物等的作用下,发生一系列的物理化学反应,形成矿山酸性排水(AMD)。在碳酸盐岩地区,由于尾矿和围岩中都含有大量对酸具有中和效应的碳酸盐矿物,于是人们一直认为碳酸盐岩地区的尾矿不存在酸污染。而如广西大厂、广东凡口及大宝山、贵州牛角塘等碳酸盐岩地区矿山的尾矿却存在着严重的酸污染,其主要原因是碳酸盐矿物在中和酸水过程中,表面会形成阻止反应进一步进行的次生包壳,碳酸盐矿物的实际中和量达不到其理论值。矿山酸性排水携带大量的重金属离子,对碳酸盐岩地区的生态环境及矿山工程设施带来严重的危害。针对碳酸盐岩地区尾矿自身的特殊性,对新建尾矿堆采用覆盖法,而对已经产酸的尾矿用渗透反应栅法,是防治这类尾矿酸化的有效方法。

黔中废弃煤矿区酸性排水污染特征及对作物种苗生长的影响

通过对贵阳市花溪区麦坪乡废弃煤矿区酸性排水进行样品收集与分析,探讨煤矿酸性排水的污染特征及对作物种苗生长的影响。研究结果表明,在煤矿附近50～350m距离内溪沟水pH变化达2.35～6.3,污染物主要以SO24-、Fe、Mn为主;矸石堆洼地蓄积水完全抑制两种植物的萌发;距井口50m溪沟水和距井口30m农田水处理油菜都表现为种子发芽后发霉死亡;距井口100m处溪沟水和距井口30m农田水处理油菜和水稻的种子发芽率、幼苗鲜重和干重、发芽指数和简化活力指数与对照(蒸馏水处理)之间均存在极显著差异(P<0.01)。煤矿酸性排水胁迫下,水稻各项指标变幅低于油菜,说明物种耐性强度为水稻>油菜。

矿山酸性排水的测量方法及评价

文章讨论了近年来提出的几种由于金属矿山(特别是金属硫化物矿山)的开采活动而导致酸性排水发生可能性的预测方法,其中,主要是针对产酸能力和酸中和潜力进行确定的静态实验室方法和计算方法,因为各有优、缺点,故给出了计算方法评价,并说明一些酸性排水预测结果检验技术。

科罗拉多矿山遗址酸性排水的治理

矿山酸性排水一直是困扰采矿业和政府的一大难题。介绍了美国科罗拉多地区各政府机构与当地矿山企业通力合作 ,对矿山遗址的酸性排水进行的治理试验。

酸性矿山排水的源头预防技术研究进展

酸性矿山排水由于其高酸度、有毒金属含量和硫酸盐含量造成严重的环境污染,促使人们开发了酸性矿山排水预防、处理技术。但是酸性矿山排水的末端处理方法通常具有昂贵、劳动密集型和耗时等缺点。因此,酸性矿山排水源头预防技术是实现酸性矿山排水“源头零排”的关键技术。描述了酸性矿山排水的形成机制及其对水生态环境造成的危害,介绍了酸性矿山排水预防技术及其抗氧化机制与效果,并探讨了酸性矿山排水预防技术面临的挑战和机遇。物理氧气屏障包括干式覆盖技术、湿式覆盖技术,其作为成熟的酸性矿山排水预防技术已应用于实际矿区酸性矿山排水预防处理,但环境因素的影响制约了其进一步发展。杀菌剂在实验研究阶段中,虽然已经解决了高成本的问题,但是杀菌剂的毒性仍是其待解决的弊端之一。对于表面钝化技术,虽然钝化材料丰富(有机材料、无机材料、复合材料等),使其在酸性矿山排水预防技术的发展中最具有潜力,但是大多数研究都集中于纯黄铁矿系统,复杂环境的稳定性和可持续性尚不清楚。总体而言,低成本、长期稳定处理效果、安全、环保等条件是预防技术未来研究的可行方向。

酸性矿山排水污染的水库水体酸化特征

矿业开发产生的酸性排水导致下游水体酸化,严重破坏水域生态平衡.以受酸性矿山排水(Acid Mine Drainage,AMD)影响的水库水体为研究对象,通过对水库表层水、界面水和沉积物孔隙水中水质参数的变化进行分析,探讨水库水体酸化特征.结果表明:表层水、界面水pH分别为3.22～3.38和2.70～3.02,水库上覆水体严重酸化,沿沉积物剖面向下酸化程度逐渐减弱;上游AMD在水库水体中存在自然净化过程,而表层沉积物可再次提高上覆水体酸度;沉积物孔隙水ρ(SO42-)极高(0.29～11.85 g/L)且在垂向剖面上变化波动较大,可能与沉积物中次生矿物的形成转化、季节及其他外界条件的变化有关.

SRB以油菜秸秆为基质处理酸性矿山排水

文章以乙酸钠作为对照底物,研究分析了在不同铜离子质量浓度下,硫酸盐还原菌(sulfate-reducingbacteria,简称SRB)以油菜秸秆为基质处理酸性矿山排水的过程及其主要影响因素。结果表明:当初始铜离子质量浓度分别为0、6.4、12.8、32.0、48.0mg/L时,反应初期各体系内的pH值从5.0迅速升高到7.0～7.5,实验结束后SO42-去除率都超过了94%,反应器中TOC质量浓度在实验开始几天内均先上升,并在达到峰值后迅速下降;而重金属存在时,以乙酸钠为底物的反应器内SO42-还原速率及去除效率都受到显著抑制。研究还表明,秸秆的吸附作用降低了铜离子对SRB的毒性作用。因此,油菜秸秆为底物不仅可以提供缓释碳源,而且可以作为吸附剂减弱重金属离子对SRB的抑制作用。

方解石处理酸性矿排水次生矿物学和渗透性的研究

采用批实验和柱长期运行实验研究方解石处理酸性矿排水中次生矿物学和渗透性问题,扫描电镜(SEM)和傅里叶红光谱(FTIR)结果揭示方解石包覆层包括两层,内层为结晶石膏层,外层为纤铁矿层,后变为针铁矿;通过费克第一定律建立包覆下的溶解模型,ρ(Ca2+)=At1/2+B,其A值与包覆层石膏比例(fgyp)平方成反比;柱实验结果揭示渗透系数变化是一个突变过程,长期处理中外层的Fe系包覆层是引起堵塞的关键。

酸性矿山排水影响的水库沉积物微量元素地球化学特征

为了解酸性矿山排水(AMD)影响下水库沉积物中微量元素的质量分数水平及其分布特征,对常年受酸性废水影响的贵州兴仁猫石头水库沉积物中26种微量元素的质量分数、相关性及控制因素进行了分析。结果表明:猫石头水库沉积物柱中Sr、Ba、Zr、V、Cr和As质量分数平均值超过了100μg/g,其中As质量分数最高,平均值超过800μg/g;Be、Ta、Co、Ag、Cd、Sn和Se质量分数的平均值都在5μg/g以下;其他元素质量分数平均值则在10~60μg/g之间。相较未受AMD影响的水系沉积物,研究区水库沉积物具有明显的As和Sb富集特征。水库沉积物中Li、Be、Rb、Sr、Cs、Ba、Sc、Y、Zr、Hf、Nb、Ta、Th之间存在显著正相关关系,而As与这些元素之间存在显著负相关关系。元素相关分析、因子分析及微量元素图解表明,Li、Be、Rb、Sr、Cs、Ba、Sc、Y、Zr、Hf、Nb、Ta、Th、Cr、Sb等元素受控于流域岩石化学风化和土壤物理侵蚀,这也是控制研究区元素分布最重要的因素,而Cu、Cd等重金属元素则与AMD对地层中元素的溶蚀析出和有机质等细颗粒物的吸附有关。另外,研究区重金属元素中,Cd、Cu、Pb、Cr、Zn的生态风险轻微,而As和Sb则具有很强的潜在生态风险。

矿山酸性水中铝相次生矿物及环境学意义的研究进展

酸性矿山排水(AMD)是硫化矿床矿山环境污染防治的难点,因而持续受到国内外学者的关注。众多的学者对矿区AMD中次生矿物进行了研究。为深入了解AMD中次生矿物的形成和演化,为AMD污染防治提供科学依据,笔者对前人不同环境下AMD中的次生矿物类型、次生矿物形成顺序,以及铝相次生矿物的形成、特征、环境危害及意义进行了简要综述。目前与AMD有关的主要次生矿物存在3种类型,即铁相次生矿物、铝相次生矿物和其他相次生矿物,AMD中的pH、Eh和温度对于次生矿物的形成具有控制性的作用。铁、铝相次生矿物具有吸附金属能力,这一性质有助于在一定程度上实现河流的自净化作用。由于AMD形成条件高,矿物相不稳定,目前有关AMD中铝相次生矿物及“酸性白水”的研究成果有限。因此,加强铝相次生矿物以及“酸性白水”的研究,可以更好地解析蒿坪河流域石煤矿区河流酸性磺水-酸性白水的形成演化机制,以及铝相次生矿物吸附重金属的地球化学过程。

某酸性矿山排水中溶解性有机物的特征分析

采集安徽某酸性矿山排水(AMD)水库不同离岸距离的表水层水样,结合傅立叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)与三维荧光光谱(EEMs)技术对水样中溶解性有机物(DOM)来源和组分特征进行分析.三维荧光结果表明,样品中内源性色氨酸类荧光峰峰强与离岸距离正相关,且基于三维荧光特征指数(FI,HIX,BIX)分析判断DOM主要来自于内源.FT-ICR MS在分子层面进一步表明,内源性组分(脂类,脂肪族/蛋白类,糖类)在近岸点样品DOM所占比重相对较低(66%).AMD中DOM的主要成分为CHO(40%~50%)、CHON(25%~30%)、CHOS(22%~36%)等化合物.DOM包含有高比例的CHOS化合物主要与AMD水体高浓度硫酸盐有关.

酸性矿山排水影响下水库及其入库流域水体细菌多样性与环境因子的关系

为了解酸性矿山废水排水处沿流域至水库底层水体细菌群落结构的沿程变化,探索其环境影响因素.采用高通量测序技术并结合主成分分析(principal component analysis,PCA)方法,对2019年9月采集受酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)影响的12个水样进行研究.结果表明,入库流域水样中细菌群落多样性变化趋势不明显,从表层至底层细菌多样性不断升高.在门水平上受AMD影响的细菌主要由变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes,0.21%—12.96%)、厚壁菌门(Firmicutes,0.15%—14.48%)和放线菌门(Actinobacteria,0.06%—4.64%)构成.其中,变形菌门中的α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,2.42%—61.99%)、β-变形菌纲(B etaproteobacteria,1.29%—63.53%)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,6.41%—63.09%)为优势菌类.从不同空间位置浮游细菌群落组成来看,不动杆菌属(Acinetobacter)在受AMD影响流域上游至水库底层水样中均占较大比例,为2.13%—-57.84%,假单胞菌属(Pseudomonas,3.86%—12.29%)、铁细菌属(Ferrovum,0.97%—13.21%)和拟杆菌属(Bacteroides,0.01%—5.02%)是上游水样中的优势菌属,噬氢菌属(Hydrogenophaga,0—5.94%)、盖氏铁柄杆菌属(Gallionella,1.45%-11.91%)和新鞘氨醇杆菌(Novosphingobium,0—5.34%)是中游占比较大的菌属,红细菌属(Rhodobacter,12.73%—57.52%)是下游水样和水库水样中的优势细菌.造成AMD影响下不同位点处水体浮游细菌群落组成差异的环境因子各不相同,入库流域水体细菌群落主要受NH_(4)^(+)-N、总磷(TP)和SO_(4)^(2-)影响,Mg^(2+)和As^(3+)也与入库流域水体中细菌多样性存在一定相关关系,水库水体中细菌群落主要受水温(T)影响.研究结果将有助于为酸性矿山废水微生物资源及生态环境的研究提供理论依据.

酸性矿山排水及基于微生物的治理方法

采矿污染在全球范围内对生态环境构成了严峻挑战。酸性矿山排水由于其高浓度的硫酸盐含量和较低的pH值使其成为了采矿污染的主要污染之一。本文对矿产开采过程中形成的酸性矿山排水原因进行总结分析,并阐述了酸性矿山排水的危害,同时论述了针对酸性矿山排水基于微生物的一些治理方法,为改善矿产开采环境,解决矿山开采生态污染问题提供理论参考和科学依据。

把Allium cepa L．用作生物指示剂并利用采煤废物处理酸性矿山排水的效率评价

本项研究的目的是，评估把AlliumcepaL．用作生物指示剂并利用煅烧采煤废物处理酸胜矿山排水（AMD）的效率。在利用煅烧采煤废物处理酸性矿山排水前后，测定其pH值和铝、铁、锰、锌、铜、铅和硫酸盐的浓度。把AlliumcepaL．用作阴性对照物（NC）并暴露于未处理和处理过的AMD及矿水中。

高度污染酸性矿山排水的天然预处理与被动修复

伊比利亚黄铁矿区的酸性矿山排水（AMD）具有较高的酸性和金属浓度。以往基于刨花（分散的碱性基质（DAS）中分散的石灰岩砂开展的典型实验证实了一种有效的处理方案。但这种方案并未彻底去除所有釜属，这主要由流入物AMD中较高的二价铁浓度引起。

高度污染酸性矿山排水的长期修复：恢复Odiel流域环境质量的可持续方法

在20个月的正常操作期间内，在西班牙西南部MinaEsperanza地区开展的全尺寸被动处理方案在通风栅中产生了约100mg／L的三价铁。通过这种处理系统去除的平均纯酸度达到1,500mg／LCaC03等价物，且并未出现任何严重的堵塞问题。