高砷煤矿区表层岩溶水水质变化和硫同位素研究

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矿业开发过程对水环境的影响严重,而表层岩溶水是喀斯特地区居民的主要水源之一,具有典型的脆弱性。因此,研究酸性矿山水对岩溶水质的影响尤为重要。该研究以兴仁县交乐高砷煤矿区为例,从水化学角度和δ34Sso4组成研究了高砷煤矿废水对矿区周边表层岩溶水水质的影响。  通过研究,得到以下几点认识:  (1)采煤过程及废弃小煤窑排放的酸性矿山排水含有大量的有毒有害元素(SO42-、Cd、Cu、Zn、Mn和Fe等)和低的pH,影响了猫石头水库、下游溪流及其流经的岩溶管道水体水质,对当地居民的利用(如养殖和灌溉等)存在较大的安全隐患;与酸性矿山排水没有水力联系的周边支流及泉点目前尚未受影响。  (2)矿山污染元素的最大值出现在矿区水体中,丰水期SO42-、Cd、Fe和Mn离子的浓度高于枯水期,而pH、As、Pb、Zn和Cu的值则低于枯水期,其中Zn和Pb离子的浓度受丰水期降雨的影响大,Mn离子浓度季节性变化不明显;下游溪流和岩溶管道水中pH逐渐升高,而水体中主要离子浓度呈不同程度的降低趋势,丰水期和枯水期的离子浓度差异不明显(除pH和Cu)。  (3)主水系水体中,As浓度随pH的升高而降低。pH略小于3时,As浓度随pH的增加迅速降低;pH>3时,As浓度随pH的增加呈缓慢降低趋势。  (4)表层岩溶水的δ34Sso4研究表明:酸性矿山排水不同程度地影响了矿区水体、溪流和岩溶管道水,这些水体中的SO42-主要来源于研究区废弃煤矿井及煤矸石中黄铁矿的风化氧化;与酸性矿山排水没有水力联系的地表支流和泉水,地表支流中绝大部分的SO42-来自大气降水,而泉水则可能受控于含水岩组中的硫化矿物的氧化。
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