酸性矿坑废水对流域酸化的影响——以贵州兴仁县典型废弃煤矿区小流域为例(英文)

人们在开采使用矿产资源的同时,堆弃大量含有硫化物的废弃矿石和废渣于周围环境中。矿山环境中因硫化矿物氧化,导致采矿产生大量的酸性矿坑排水。这种水体具有低pH值,高电导率,高硫酸根和高重金属含量特征。酸性矿坑排水对下游水生生物及植物等具有很强的毒性,大量排放引起的环境问题受到广泛关注。为了了解酸性矿山排水对流域水体和土壤的影响,本文选择位于贵州省西南部兴仁的一个典型废弃煤矿区进行研究,通过测定矿坑排水、水库水、河水的pH之和EC,以及土壤的pH值,分析矿坑排水、地表水以及土壤pH值的空间变化情况,在此基础上对矿坑排水对流域酸化的影响进行了综合评价。调查结果表明,酸性矿坑排水和受其影响的水库水体的电导率很高,且pH值均小于3。研究区域地表水(水库水、河水)本底水化学类型为Ca2+-HCO3-型,其pH值在7左右,反映了流域内有碳酸盐岩广泛分布的自然环境特征。当受到酸性矿坑排水影响后,水化学类型转变为Ca2+-SO42-型,pH值则低于4.0。通常,酸性矿坑排水在流动过程中与河床中的碳酸盐岩发生中和反应,促使水体的pH升高。野外考察发现,研究区河道中碳酸盐岩中空易碎,其CaCO3成分因长期与酸性矿山排水发生反应而被耗尽。同时,在氧化条件下,酸性矿坑排水中的铁在流动过程中生成大量的氢氧化物覆盖了沿程的河床。这种覆盖作用抑制了酸性矿山排水进一步与碳酸盐岩发生中和反应。因此,在研究区分布有广泛的碳酸盐岩情况下,受酸性矿坑排水影响的河水到下游5km处仍保持较低的pH值。研究区的主要农作物是水稻,其灌溉水源主要是水库水。为了了解酸性矿坑排水对土壤的影响,对水库下游流域土壤pH值的空间分布进行普查,统计其出现频率。结果表明,以受酸性矿坑排水影响的水库水作为灌溉水源的土壤,其表土的pH值较低,平均值在5.0左右。反之,土壤表土的pH平均值在6.5左右。此外,通过对受到酸性矿坑排水影响显著的土壤进行剖面调查,发现从地表到深度90cm的土壤的pH值均小于4.0。结合受酸性矿坑排水影响的河水pH值普遍偏低的情况,可以推测流域酸化与酸性矿坑排水有密切关系。

在我国发现的Schwertmannite矿物及其特征

采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜与能谱（SEM-EDX）、X射线荧光（XRF）、傅立叶红外光谱（FT-IR）、热分析（DTA-TG）等分析方法，在我国山西马兰煤矿的酸性矿坑排水（AND）沉淀物中首次发现了“斯沃特曼铁矿”（Schwertnmmite）。研究表明，山西马兰煤矿酸性矿坑排水沉淀物中的Sehwertmannite矿物的粒径为0．3—70μm，且分布比较均匀，其BET表面积为44．0650m^2／g；SEM二次电子像显示为球形或椭圆形（聚集体）结构，颗粒大小比较均匀，球的表面有针状毛刺；该矿物的化学式为Fe8O8（OH）4.52（SO4）1.74·4．73H2O。

煤系黄铁矿氧化溶解地球化学动力学研究

对不同煤系的黄铁矿样品进行了氧化溶解动力学实验.研究表明,在模拟煤矿酸性水(pH≈2)的环境下,煤系黄铁矿的氧化速率随液相中Fe3+浓度的增加而增加,反应为Fe3+浓度的一级反应.温度对黄铁矿氧化反应速率有明显影响,温度每升高10K,氧化速率平均增加约2倍.不同黄铁矿样品氧化溶解反应的活化能在50kJ/mol以上,表明反应受表面反应的控制.不同来源煤系黄铁矿样品所含的杂质种类和含量不同,可能是造成其抗风化能力差异的重要因素,反映在其反应速率以及对温度的敏感程度,但反应机理基本一致.

寨上金矿焙烧过程中砷、汞的释放研究

本文主要对金矿开采中有毒有害元素的释放进行了探讨,明确了在金矿开采过程中主要的环境问题是氰化物堆浸和酸性矿坑排水问题。研究表明,在金矿焙烧加工过程中,As、Sb和Hg等元素会向大气中释放,并随风向和距离而变化;尾矿中As的含量为原矿的50%,达到4 000 mg/kg,但尾矿浸出液中As的浓度仅为90μg/L,这可能与这是新开矿山有关系。