粤北尾矿区环境地质特征调查与评价

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矿山开采导致大量尾矿暴露于地表,经风化淋滤极易发生酸化,重金属物质随之析出。重金属物质淋滤或随水迁移时,可通过吸附作用等与水悬浮物融合或形成沉淀物质,进入矿区水体与土壤,破坏生态环境,威胁人类健康。因此,本研究以粤北某尾矿区及周边区域作为研究区域,对极具风险的矿山土壤-地下水环境展开研究,并对该区域进行重金属风险评价。此次研究重点开展于矿区尾矿石、土壤、地表水和地下水系的地球化学研究,对粤北多金属矿区尤其是冯屋-凉桥河段及周边由于矿渣堆积淋滤造成的一系列环境问题进行了探讨,同时对矿区改良与复垦提出了部分建议,其研究成果将对其它矿区地下水的重金属污染防治具有重要的理论意义和指导价值。研究所含具体工作如下:
  (1)根据区域地形条件和环境现状,从冯屋-凉桥河段中上游采集新鲜尾矿石、陈旧尾矿石和河床附近的拦泥坝尾矿石,经处理后进行淋滤实验。实验发现,随着淋滤时间的增加,Cu、Zn、Pb、Mn含量变化出现了显著差异(P<0.05),而Cd与硫酸根的差异体现为极显著(P<0.01)。同时,实验数据还反映出拦泥坝矿砂中的重金属含量比陈旧尾矿砂和常规尾矿砂丰富,且拦泥坝矿砂中的重金属更易在淋滤液中生成沉淀。
  (2)从冯屋-凉桥河段取4个监测点,对Cu、Zn、Pb、Cd、Cr五项重金属进行季节性检测。研究发现,矿区周边的地下水重金属污染主要受地表径流以及淋溶作用的影响,地表径流对重金属物质的运移影响较大,且河流的自净效应对重金属物质效用不显著。枯、丰水期地下水中重金属含量的相关性表明,水体中重金属的含量分布在受原生地球化学环境控制的同时,还受采矿选矿行为以及物质自然循环的影响;
  (3)沿河流垂直方向设置采样点,间距为50米利用四分法取样,以研究距河流不同距离下土壤的物理性质。实验结果表明,随着距离的增加,土壤粘粒含量略微降低,容重变化趋势不显著,持水率也体现出一定规律性;
  (4)土壤化学性质方面,越接近污灌河流的土壤样品酸化更为明显、有机质含量降低,全氮与碱解氮、有效磷与全磷同样体现出较为显著的降低趋势。由此可见,河流水对周边土壤化学性质的影响存在较为明显的相关性。此外,从土壤深度-重金属含量的趋势上看,研究区土壤的重金属来源不仅为河流等地表水的短期渗透或大气运移,与该区域地质背景也存在较高相关性。
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