碧流河上游金矿开发环境地球化学及其生态影响（孙丽娜，2002，东北大学博士论文）

老马居士 · 发表于 2011-6-21 23:47

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论文标题：碧流河上游金矿开发环境地球化学及其生态影响
The Environment Geochemistry of Gold Mining and Ecological Effects in upper Biliu River
论文作者：孙丽娜
论文导师：金成洙
论文学位：博士
学位授予年份：2002
论文专业：矿产普查与勘探
论文单位：东北大学
论文页数：153页
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附件：2

摘要：
首次从地质学、地球化学、矿物学、土壤学、生态学、微生物学和环境化学的观点出发,对碧流河上游金矿环境地球化学及其金矿开发对生态环境的影响进行了系统的研究。通过与中国不同类型金矿床微量元素的对比,确定了该区不同类型金矿石中有害元素的分布特征,运用显微镜研究、单矿物化学分析和电子探针分析、统计分析方法,确定了金矿石中As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg的赋存状态。特别是首次运用六步顺序提取方法定量研究了碧流河上游金矿开采的废岩和尾矿中As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg的赋存状态,并以此为基础讨论了采矿废岩和尾矿中As、Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg潜在的表生活动性。首次通过中和势实验、净产酸势实验、净产酸量实验和表生矿物学研究,对碧流河上游金矿开采的废岩和尾矿的产酸势和中和潜力特征进行了综合研究和预测,确定了采矿废岩、氰化尾矿和浮选尾矿的酸中和能力较低,净产酸势较大。浮选尾矿和氰化尾矿的净产酸量相对较小,为低度产酸废料;采矿废石的净产酸量相对较大,为中高度产酸废料。对王家崴子金矿区采矿废岩滤液、尾矿坝渗水、坑道废水的监测和不同风化程度废岩和尾矿的矿物学研究均证实了采矿废岩和尾矿目前已经产酸。通过矿物浸蚀实验、柱淋滤实验和废岩、尾矿的矿物学研究,讨论了表生环境下废岩和尾矿中硫化物矿物氧化、系统的缓冲和金属元素的活化迁移特征及其影响因素,确定了硫化物矿物的氧化顺序和重金属元素的表生活动性,并通过计算废岩和尾矿中重金属元素的表生活动系数,进一步论证了废岩的产酸量和重金属元素表生活动性大于尾矿。特别是首次在近中性的条件下,对氰化尾矿和废岩进行了121天的淋滤,尾矿和废岩中As、Hg、Pb、Zn、Cd、Cr、SO42-总淋出浓度明显高出国家地表水和生活饮用水标准,并且废岩的淋出浓度远大于尾矿的淋出浓度,表明了金矿开发对环境的影响不容忽视,特别是废岩更应引起人们的重视。首次运用模糊评价方法、植物评价法、土壤微生物评价方法和地质地球化学方法,对卧龙泉河流域金矿开发对土壤生态环境的影响进行了综合评价,确定了金矿开发已造成了卧龙泉河流域土壤重金属的复合污染,污染程度随开发强度的加大而增高。特别是首次将磷脂肪酸作为生物量,与土壤尿酶和过氧化氢酶一起,成功的用于卧龙泉河流域土壤重金属污染及其与金矿开发的相关性研究。用六步顺序提取法研究土壤重金属的赋存状态和元素的生态有效性。讨论了不同地区植物重金属污染特征及其与土壤中元素的赋存形式、土壤重金属元素全量、共存重金属元素的复合影响和植物的选择性吸收的关系。运用吸附/解吸附模拟实验和土壤剖面研究了土壤重金属的向下活动性，确定了尾矿坝处的尾矿渗水污染已达到100厘米以下， Cu、Pb、Zn、As、Cd还有进一步下移的可能性。
综合利用地球化学方法和环境质量评价模型，首次对碧流河上游地表水和地下水的环境质量状况进行了综合评价，分析了水质的污染特征和水质的功能。运用地质积累指数和生态危害系数、危害指数首次对卧龙泉河水系沉积物的重金属污染及其生态危害进行了评价，弥补了水相中重金属元素的含量很微，随机性很大，常常因排放状况和水动力条件的变化而出现毫无规则的含量分布而带来的误差。综合运用地球化学方法和水系沉积物的顺序提取法，对碧流河上游水环境进行了地球化学研究，提出碧流河上游水环境地球化学特征与区域水岩交换反应有关，很大程度上受该区域的采矿活动影响。金矿采矿与选冶，在一定程度上影响了卧龙泉河水和该区地下水的水质。主要的污染源是乱弃的尾矿、废石和金矿尾矿坝的尾渗水。尾矿坝渗水的原因在于尾矿坝的防渗措施不好或根本没有防渗措施和尾矿池的选址不当。对尾矿的管理差而致使雨水的冲刷和集体、个体采矿的乱采乱挖是其造成污染的另一个原因。
关键词：金矿床，有害微量元素，分布赋存特征，生态环境影响，产酸实验，淋滤实验

目录：
中文摘要
ABSTRCT
第一章序言
1.1 选题的意义
1.2 国内外研究现状
1.3 研究内容
1.4 技术路线与实验方案
第二章区域地质环境
2.1 自然地理环境
2.2 区域地质与矿产
2.3 区域岩石微量元素含量
第三章金矿床环境地球化学
3.1 金矿化类型与矿物组成
3.2 金矿石微量元素特征
3.3 金矿石中元素的赋存状态
3.3.1 金矿石中微量元素的统计分析特征
3.3.2 矿化围岩和尾矿的顺序提取实验研究
3.4 元素赋存状态的讨论
3.4.1 As的赋存状态
3.4.2 Hg的赋存状态
3.4.3 Cu的赋存状态
3.4.4 Pb的赋存状态
3.4.5 Zn的赋存状态
3.4.6 Cd的赋存状态
3.4.7 Cr的赋存状态
3.5 金矿采矿废料的酸化潜力
3.5.1 采矿废料的酸化潜力实验
3.6 柱淋滤实验
3.6.1 淋滤方法
3.6.2 淋滤结果与讨论
3.6.3 元素的淋滤行为
3.7 金矿床表生环境地球化学
3.7.1 尾矿和废岩的矿物学特征
3.7.2 硫化物的氧化和AMD/ARD产生
3.7.3 重金属元素的表生活动性
第四章土壤生态环境地球化学
4.1 样品的采集与分析
4.2 土壤重金属环境质量现状评价
4.2.1 评价方法的选择
4.2.2 土壤重金属环境质量的模糊综合评判
4.3 土壤植物中重金属污染评价
4.4 土壤——植物重金属元素地球化学
4.4.1 土壤重金属元素分布特征
4.5 土壤生态地球化学
4.5.1 土壤植物中重金属元素特征
4.5.2 土壤微生物生态与重金属元素
4.6 土壤重金属污染成因分析
4.6.1 土壤重金属的时空分布特征
4.6.2 区域地质研究和污染源调查
4.7 土壤重金属元素地球化学活动性
4.7.1 土壤重金属元素的吸附行为
4.7.2 土壤重金属的生态迁移
4.7.3 土壤重金属元素的向下迁移
小结
第五章水环境地球化学
5.1 样品的采集与分析方法
5.2 碧流河上游地表水质量现状评价
5.3 河流水系沉积物评价
5.4 结果讨论
5.5 研究区地下水特征
5.6 水环境地球化学讨论
5.6.1 水环境的成因
5.6.2 水环境中重金属元素的迁移转化
小结
第六章结论
污染控制与治理的建议
致谢
参考文献
作者读博期间的主要成果
作者简介