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《东北大学》 2002年
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碧流河上游金矿开发环境地球化学及其生态影响

孙丽娜  
【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、SO_4~(2-)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
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