淮南新庄孜煤矿区表生环境微量元素分布规律及环境评价

作     者：徐仲雨 

作者单位：中国科学技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘桂建

授予年度：2018年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：表生环境 微量元素 微量元素分布 环境评价 

摘      要：中国是产煤大国,煤炭的大规模长期开采导致其伴生矿物煤矸石在矿井地表大量堆积。在淋溶、风化和自燃等作用下,赋存在煤矸石中的微量元素可析出进入表生环境,从而造成潜在的生态风险。因此,研究煤矿周边表生环境中微量元素的分布与污染程度对煤矿周边生态环境保护与治理有重要的意义。本研究以新庄孜煤矿为研究区,通过ICP-MS、ICP-OES和XRF等手段对煤矸石、土壤、水体、黄豆以及蚯蚓体内的微量元素含量进行了测试分析,探讨了微量元素在不同介质中的分布特征与同源性,并采用多种数学模型评价了微量元素的污染程度、潜在生态危害与健康风险。主要取得的成果如下:(1)新庄孜煤矿煤矸石中Mn、Cr元素的含量相对较高。煤矸石中微量元素呈现出腰部顶部底部的含量分布特征。(2)土壤中微量元素水平分布规律较强,分别在靠近矸石山和距矸石山一定距离的两个位置形成较高程度的富集;垂直方向上浅层土壤中微量元素含量一般高于深层土壤。评价结果表明土壤中微量元素为轻度或者无污染,Cd元素形成的潜在生态危害需要注意。(3)塌陷塘水体中微量元素含量整体较低,Mn和Cr元素在部分点位偏高。水体中Pb、Cr和Cu表现出较好的同源性。水体中微量元素Cr的致癌健康风险较高,需要引起注意。(4)黄豆内Zn、Pb和Mn在叶中富集,Cr、Ni、V、Cd和Cu在根中富集。黄豆植株内Cd、Ni、Cr、V和Cu主要来源为煤矸石,Zn、Pb和Mn的主要来源可能为农业活动。黄豆子实微量元素的污染程度较低。(5)Zn和Cd在蚯蚓体内有一定程度的富集。蚯蚓体内Cr、V和Ni的分布规律较为类似,最低值多出现在距矸石山600m处。蚯蚓体内Zn和Cd的主要来源可能为矸石山。污染评价表明蚯蚓体内的Zn和Cd元素污染程度较高。