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贵州省典型铅锌矿区潜在有毒元素(PTEs)物源甄别、生态风险评价及控制因素

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环境科学 2022年第4期43卷 2081-2093页

作者：张富贵彭敏贺灵马宏宏中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心廊坊065000 中国地质调查局地球表层碳-汞地球化学循环重点实验室廊坊065000 成都理工大学地球科学学院成都610059

贵州省碳酸盐岩和玄武岩广泛发育,潜在有毒元素(PTEs)具有天然的高含量低活性属性,在PTEs高背景区开展生态风险健康评价和识别潜在来源具有重要意义.贵州省赫章县是典型的成土母质为碳酸盐岩和玄武岩的土壤PTEs高背景区,全县分布有18处... 详细信息

贵州省碳酸盐岩和玄武岩广泛发育,潜在有毒元素(PTEs)具有天然的高含量低活性属性,在PTEs高背景区开展生态风险健康评价和识别潜在来源具有重要意义.贵州省赫章县是典型的成土母质为碳酸盐岩和玄武岩的土壤PTEs高背景区,全县分布有18处大型以上的铅锌矿和铁矿,PTEs来源复杂,潜在生态风险较高.在赫章县采集土壤表层样品(0~20 cm)3180件,分析了表层土壤中8种PTEs(Cd、Cr、As、Hg、Pb、Cu、Zn和Ni)含量,采用统计分析(SA)、地理信息系统(GIS)、富集系数(EF)、生态风险指数(RI)和正定矩阵因子分析模型(PMF)等方法开展生态风险评价和重金属源解析.结果发现,8种PTEs含量平均值均超过贵州省土壤背景值,Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn含量平均值均超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2018)规定的筛选值.EF结果显示,Cd有较大面积的中等污染,Pb、Zn和Cu元素有较大面积的轻微污染,Hg、Cr、Ni和As富集系数在基线值附近(EF≈1),污染较小,研究区具有多种重金属的复合污染特点.正定矩阵因子分析模型结果显示,研究区重金属来源包括铁矿开采、铅锌矿开采、玄武岩成土风化、碳酸盐岩成土风化和农业活动,贡献率分别为5.25%、27.37%、28.94%、17.91%和20.53%.Fe、Mn和Si等氧化物含量是PTEs富集的影响因素.矿区土壤样品中含有较高比例的Zn/Cd和Pb/Cd值,非矿区土壤样品中含有较低比例的Zn/Cd和Pb/Cd值,说明矿区的PTEs可能主要来源于铅锌矿的冶炼废渣,非矿区Zn/Cd和Pb/Cd的比值较低,可能来源于烟气粉尘的大气沉降和地质背景.

关键词：潜在有毒元素(PTEs) 生态风险评价控制因素铅锌矿地质高背景区

阳朔典型铅锌矿区流域土壤重金属空间分布特征及来源解析

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环境科学 2022年第10期43卷 4545-4555页

作者：陈盟潘泳兴黄奕翔王櫹橦张睿东桂林理工大学环境科学与工程学院桂林541004 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林541004 桂林理工大学地球科学学院桂林541004

以广西阳朔县典型铅锌矿为研究对象,对其流域内水系表层土壤中10种金属元素(Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、Hg和Pb)含量进行分析测定.综合运用Pearson相关性分析、主成分分析(PCA)和正定矩阵因子分解法(PMF)等多种方法,识别和定量解... 详细信息

以广西阳朔县典型铅锌矿为研究对象,对其流域内水系表层土壤中10种金属元素(Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sb、Hg和Pb)含量进行分析测定.综合运用Pearson相关性分析、主成分分析(PCA)和正定矩阵因子分解法(PMF)等多种方法,识别和定量解析污染源及贡献.在168个表层土壤样本分析数据中,土壤中Zn、Cd、Hg和Pb的含量平均值高于国家土壤环境质量标准,Sb、Cd、Cu、Pb和Zn的含量平均值分别比当地背景值高出约1.01、5.50、3.29、9.11和10.67倍,表明重金属在表层土壤中已经富集.土壤重金属地累积指数(I)结果显示,研究区污染最严重的是Hg,其次为Pb、Zn和Mn.相关性分析和主成分分析结果表明,区内表层土壤中金属污染来源较为复杂,且明显受到人为活动的影响.Cu、Zn、Cd、Sb、As和Pb主要来源于采矿活动;Hg、Cr和Ni由土壤母质控制;Mn和Cd主要来源于工矿与农业活动.PMF模型分析结果表明,表层土壤中金属来源分为3种,工矿活动源、自然源和工矿及农业活动复合源的综合贡献率分别为58.0%、13.5%和28.6%.Ni、Cu、Zn、As、Sb、Hg和Pb以工矿活动源为主,贡献率分别为46.9%、89.6%、45.5%、67.8%、99.3%、58.3%和96.8%;母岩矿物风化和降雨冲刷等自然源对Cr的相对贡献率达到44.6%,对Ni和Hg也分别有23.2%和21.0%的相对贡献率;工矿及农业活动的复合源对Mn和Cd的相对贡献率分别达到75.4%和70.4%.

关键词：铅锌矿土壤重金属空间分布来源解析正定矩阵因子分解法(PMF)

东昆仑夏日哈木矿区热液型铅锌矿体成因及地质意义

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地学前缘 2023年第2期30卷 347-369页

作者：陈欣王辉毛景文于淼乔建峰王治安长安大学地球科学与资源学院陕西西安710061 中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 青海省第五地质矿产勘查院青海西宁810003

夏日哈木是近年来在东昆仑成矿带探明的一个超大型岩浆型Ni-Co硫化物矿床,然而,随着矿区深部和外围找矿工作的不断深入,矿区内相继发现与岩浆硫化物型矿体特征明显不同的热液型Pb-Zn±Cu±Ag矿体,已探明的金属量达10万吨。为进一步揭示... 详细信息

夏日哈木是近年来在东昆仑成矿带探明的一个超大型岩浆型Ni-Co硫化物矿床,然而,随着矿区深部和外围找矿工作的不断深入,矿区内相继发现与岩浆硫化物型矿体特征明显不同的热液型Pb-Zn±Cu±Ag矿体,已探明的金属量达10万吨。为进一步揭示热液型矿体的成因及其产出背景,本文系统地开展了矿化蚀变特征和成矿年代学研究工作。新发现的热液型矿体主要呈似层状产于古元古代金水口群白沙河岩组的大理岩与片麻岩的层间构造带内,矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿和黄铜矿,脉石矿物为辉石、石榴子石、绿帘石、绿泥石、榍石、磷灰石、石英及方解石等。电子探针分析结果显示,辉石属于透辉石-钙铁辉石系列,矿物端员组分为DiHdJo;石榴子石属于钙铝榴石-锰铝榴石系列,矿物端员组分为GroAnd(Spe+Alm);绿帘石和绿泥石均有高Mn特征。综合以上矿物学研究工作,认为其属于夕卡岩型矿体。LA-ICP-MS微量元素分析显示,榍石稀土元素总量较低,稀土配分模式为右倾的轻稀土富集型,Th/U为0.23~1.97,平均值为0.94,与典型的热液榍石稀土元素组成相近。LA-ICP-MS微区原位U-Pb定年获得的热液榍石Pb校正后的Pb/U加权平均年龄为(413.3±3.6) Ma(n=23, MSWD=0.96);热液磷灰石Pb校正后的Pb/U加权平均年龄为(414±13) Ma(n=17, MSWD=1.03),代表夕卡岩型矿体成矿作用发生于早泥盆世,与岩浆型镍钴硫化物矿体的成矿时代在误差范围内基本一致。结合成矿地质条件,本文认为夏日哈木矿区发育具有时空联系的岩浆型与热液型两套成矿系统,区域伸展背景下幔源岩浆上涌导致地壳岩石发生部分熔融,形成浅部酸性岩浆房,熔体沿着伸展作用形成的构造薄弱带上升,分异产生岩浆流体,与古元古代金水口群大理岩发生接触交代作用,形成夕卡岩型Pb-Zn±Cu±Ag矿体。此外,本文为东昆仑成矿带泥盆纪夕卡岩型铅锌成矿作用的存在提供了直接的成矿年代学佐证,关注岩浆型与热液型两套成矿系统的共存,对开展综合找矿评价具有重要的理论和实际意义。

关键词：铅锌矿夕卡岩矿床成因夏日哈木东昆仑

铅锌矿渣中汞的渗滤特性及其在稻田土壤中的迁移转化特征

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地球与环境 2022年第5期50卷 691-697页

作者：孙荣国范丽杨阳贵州师范大学化学与材料科学学院贵阳550025 贵州师范大学图书馆贵阳550025 贵州师范大学生命科学学院贵阳550025

关于雨水淋溶作用下铅锌矿渣中汞的渗滤特性及其在稻田土壤中的迁移转化特征并不清楚,本研究利用铅锌矿渣和未受污染的稻田土壤构建微宇宙环境系统,探究其相关特性/征。结果表明,渗滤液中汞的浓度随降雨量的增加而逐渐上升,不同降雨量... 详细信息

关于雨水淋溶作用下铅锌矿渣中汞的渗滤特性及其在稻田土壤中的迁移转化特征并不清楚,本研究利用铅锌矿渣和未受污染的稻田土壤构建微宇宙环境系统,探究其相关特性/征。结果表明,渗滤液中汞的浓度随降雨量的增加而逐渐上升,不同降雨量条件下渗滤液中汞的浓度存在显著差异(p铅锌矿渣影响下稻田土壤汞的生态风险升高。研究结果可为铅锌矿区生态环境保护提供研究基础。

关键词：铅锌矿汞渗滤迁移转化稻田

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改良铅锌矿渣对栾树幼苗铅锌富集与耐性机制

环境科学 2022年第10期43卷 4687-4696页

作者：谢天志陈永华苏荣葵刘慧姚海松中南林业科技大学环境科学与工程学院长沙430003

植物修复是尾矿区恢复的一项生态技术,添加基质改良剂可以减轻重金属对植物的胁迫,提高修复效率.以木本植物栾树(Koelreuteria paniculata)作为供试植物,分别在100%尾矿(S)、 90%的尾矿+5%蘑菇渣(SMC)+5%CaCO_(3)(MS)和天然红壤(RS)中... 详细信息

植物修复是尾矿区恢复的一项生态技术,添加基质改良剂可以减轻重金属对植物的胁迫,提高修复效率.以木本植物栾树(Koelreuteria paniculata)作为供试植物,分别在100%尾矿(S)、 90%的尾矿+5%蘑菇渣(SMC)+5%CaCO_(3)(MS)和天然红壤(RS)中进行盆栽试验.探究不同处理下栾树耐受Pb和Zn的生长富集效应、微观特征变化和基质中微生物多样性变化.结果表明,改良剂的添加相比于尾矿可以显著改善尾矿基质的理化结构,显著提升栾树的生物量、株高和叶绿素含量等相关生理指标,增加栾树中积累的重金属含量.处理组MS相较于对照组RS总根长增长达到69.3%,而对照组RS平均根径相较于对照组S下降118.7%.处理组MS与对照组S相比,Pb和Zn残渣态增加266.67%,弱酸可提取态和氧化物结合态显著降低,重金属对于植株迁移活性减弱.同时,多数重金属被栾树截留在根部,其根系构型的变化表明其在面对高浓度的Pb胁迫时具有较强的适应性.透射电镜(TEM)分析表明,对照组S中较高浓度的重金属含量会破坏细胞壁结构,对植物细胞造成毒害.改良剂的添加有效缓解了重金属胁迫对栾树各组织的影响,影响微生物群落的结构,显著提高微生物丰富度和多样性,增强栾树对重金属的适应性和植物修复能力.

关键词：木本植物改良剂铅锌矿微生物多样性耐性机制

铅锌矿废石替代白云石用于铁矿烧结的工艺研究

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烧结球团 2023年第3期48卷 63-69页

作者：杨聪聪夏光辉郭正启李小元刘兵何晋勇阮志勇王子宏中南大学资源加工与生物工程学院湖南长沙410083 广西中金岭南矿业有限责任公司广西来宾545900 广西柳州钢铁股份有限公司广西柳州545001

为解决低成本、规模化消纳铅锌矿废石问题,本文针对广西某高钙镁型铅锌矿废石,基于烧结杯试验开展了铅锌矿废石替代普通白云石用于铁矿烧结的工艺研究,分析了配加铅锌矿废石对烧结矿产、质量与SO_(2)、NO_(x)气体污染物排放的影响。结... 详细信息

为解决低成本、规模化消纳铅锌矿废石问题,本文针对广西某高钙镁型铅锌矿废石,基于烧结杯试验开展了铅锌矿废石替代普通白云石用于铁矿烧结的工艺研究,分析了配加铅锌矿废石对烧结矿产、质量与SO_(2)、NO_(x)气体污染物排放的影响。结果表明:试验用高钙镁型铅锌矿废石的主要物相为白云石,同时含有少量微细粒石英、黄铁矿和闪锌矿,其化学成分接近于烧结用普通白云石;当铅锌矿废石对普通白云石的取代占比不高于40%时,对烧结过程和烧结矿质量没有明显不利影响,且铅锌矿废石带入的Zn、S等有害元素均得到有效脱除。研究结果将为实现高钙镁型铅锌矿废石的规模化消纳和低成本高效利用提供新思路。

关键词：铅锌矿废石白云石铁矿烧结污染物

铅锌矿区土壤真菌响应重金属污染的群落组成变化

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北京大学学报（自然科学版） 2017年第2期53卷 387-396页

作者：杨金水杨扬孙良明刘伟杰曾远邓春萍邢冠岚袁红莉农业生物技术国家重点实验室中国农业大学生物学院北京100193 国家地质实验测试中心北京100037

为研究土壤真菌适应不同程度重金属污染的群落组成变化,以云南省勐糯铅锌矿区土壤样品为研究对象,通过对其重金属含量和理化性质聚类分析,选取5个重金属高污染和4个低污染样品为代表,提取土壤样品总DNA,利用Illumina Mi Seq测序技术对... 详细信息

为研究土壤真菌适应不同程度重金属污染的群落组成变化,以云南省勐糯铅锌矿区土壤样品为研究对象,通过对其重金属含量和理化性质聚类分析,选取5个重金属高污染和4个低污染样品为代表,提取土壤样品总DNA,利用Illumina Mi Seq测序技术对其进行测序分析,并在门、纲、目、科、属、种水平上,分析比较真菌的群落组成变化。研究结果表明,在高浓度重金属污染样品中,未被分类真菌占绝对优势,其次是Aspergillus,Un--s-Clavulinaceae sp.及Un--s-fungal sp.ARIZ L453等。污染低的样品中未被分类真菌也含有较高丰度,但低于高污染样品,其次是Geastrum,Aspergillus和Mortierella等。利用代表性差异分析技术(RDA)分析重金属对土壤真菌多样性的影响,发现Pb含量对微生物群落结构具有极显著影响。研究结果可为寻找表征重金属污染程度的"核心微生物"奠定一定的理论及实验基础。

关键词：铅锌矿重金属污染高通量测序真菌群落组成

内蒙古典型铅锌矿及其影响区地下水重金属污染生态环境风险评估

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生态学杂志 2023年第12期42卷 2853-2863页

作者：张紫翔马龙刘廷玺孙国华李耀包玉风内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院呼和浩特010018 内蒙古巴彦淖尔市水文水资源勘测中心内蒙古巴彦淖尔015000 内蒙古自治区水利事业发展中心呼和浩特010000 内蒙古通辽市水文水资源勘测中心内蒙古通辽028000

重金属具有毒性大、易富集、难降解等特点,对生态环境构成潜在威胁。目前已建立的地下水重金属污染生态环境风险评估指标体系考虑外在影响因素相对较少,评估结果合理性有待提升。本研究对内蒙古典型铅锌矿及影响区地下水中的8种重金属含... 详细信息

重金属具有毒性大、易富集、难降解等特点,对生态环境构成潜在威胁。目前已建立的地下水重金属污染生态环境风险评估指标体系考虑外在影响因素相对较少,评估结果合理性有待提升。本研究对内蒙古典型铅锌矿及影响区地下水中的8种重金属含量,用单因子与模糊数学法进行重金属环境质量评价。结果显示:地下水Ni含量整体超标,而Pb、Mn、Zn、As、Se和Cd存在不同程度超标,Cu未超标,空间上地下水整体处于Ⅳ~Ⅴ类,局部为Ⅰ~Ⅱ类,其分布既受到人类活动影响,又受到土壤矿物、水动力特征等天然因素影响;潜在生态风险评价结果表明,单项潜在生态风险指数中,As、Se和Cd是轻微与很强等级间,但Cd波动较大且不稳定,Mn为中等风险,其他为轻微风险等级,多元素综合潜在生态风险为中等及以上风险,局部为轻微风险等级;通过层次分析法进行地下水重金属污染的生态环境风险评估,结果发现,研究区处于低风险与高风险等级之间,空间上由西北向东南方向递减,中等和高等风险区域占研究区31.3%,位于采矿活动区及尾矿附近。经对比发现,其结果较合理,能够真实反映实际生态环境风险情况,评估结果对当地环境污染治理提供一定参考,该评估指标体系可为相似地区生态环境评估提供支持。

关键词：地下水重金属污染风险评估铅锌矿

不同氧化还原条件下铅锌矿尾砂中重金属元素活化迁移规律

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吉林大学学报：地球科学版 2022年第2期52卷 434-441页

作者：李晓艳张青伟洪松涛袁雨婷余金燕潘俐傧刘莹红桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004 桂林理工大学广西有色金属隐伏矿床勘查及材料开发协同创新中心广西桂林541004 桂林理工大学有色及贵金属隐伏矿床勘查教育部工程研究中心广西桂林541006

以广西大厂镇鲁塘铅锌矿尾砂为研究对象,通过淋滤实验研究了不同氧化还原条件下尾砂中Cu、Cd、Zn、Pb和As等元素的活化和迁移规律.结果表明:经高浓度氧化、高浓度还原条件处理的尾矿表现为pH7的弱酸性至弱碱性环境;尾砂中Cu、Cd元素活... 详细信息

以广西大厂镇鲁塘铅锌矿尾砂为研究对象,通过淋滤实验研究了不同氧化还原条件下尾砂中Cu、Cd、Zn、Pb和As等元素的活化和迁移规律.结果表明:经高浓度氧化、高浓度还原条件处理的尾矿表现为pH7的弱酸性至弱碱性环境;尾砂中Cu、Cd元素活化迁移受pH值的影响明显,即高浓度还原和高浓度氧化条件可以促进Cu和Cd元素的迁移,酸性条件对Cu和Cd元素的迁移起到促进作用;Zn与Cd元素存在竞争吸附关系,但二者仍有明显差别;Pb和As元素受到还原条件的影响,能有效促进Pb和As元素的释放迁移.在淋滤实验前期,铅锌矿的表面阻力较小,由于环境酸碱性的改变,初始尾砂对重金属元素的吸附位能发生变化,重金属元素初期迁移能力得到加强;淋滤后期,矿物颗粒表面由于发生氧化还原反应,促使颗粒表面的阻力增加,重金属元素的溶出量减少,迁移能力受到抑制.

关键词：氧化还原迁移规律重金属元素铅锌矿尾砂