贵州遵义松林镍-钼多金属矿区土壤及农作物钒健康风险评价

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贵州遵义地区钼镍矿规模远景及开发中存在的问题

贵州遵义地区钼镍矿规模远景及开发中存在的问题

贵州遵义地区钼镍矿规模远景及开发中存在的问题杜小全;赵远由;张志强【摘要】The Ni - Mo deposit in Zunyi, Cuizhou Province is of the submarine hydrothermal sedimentary type, under the lower Cambrian Niutitang formation, with the characteristics of high grade and small thickness. Proven resources for molybdenum mine are nearly three million tons. According to current geological work and deposit characteristics, long - term resources molybdenum mine are estimated up to one million tons. Due to the unreasonable setting for mineral rights , an ore body is set to multiple mineral rights, which is not conducive to deploy the exploration work and its exploitation.%贵州省遵义钼镍矿为赋存于下寒武统牛蹄塘组下部的海底热液沉积矿床,矿体具有品位极富,厚度小的特点.矿区现探明钼资源量近30万t,据现有地质工作和矿床特征估算,矿区钼远景资源量可达100万t.由于矿区内矿权设置不合理,一个矿体设为多个矿权,不利于勘查工作的部署和开发利用.【期刊名称】《矿产勘查》【年(卷),期】2011(002)004【总页数】7页(P376-382)【关键词】钼镍矿;贵州;遵义;地质特征【作者】杜小全;赵远由;张志强【作者单位】贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队,遵义563000;贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队,遵义563000;贵州省有色金属和核工业地质勘查局三总队,遵义563000【正文语种】中文【中图分类】P618.41;P618.631 地质背景贵州省遵义钼镍矿区位于扬子准地台黔北台隆遵义断拱北东向构造变形区之松林穹隆[1],地理坐标:东经106°37'00″~106°50'00″,北纬27°40'00″~27°50'00″,矿床呈环形分布于松林穹隆四周。

贵州省钼、镍、钒多金属矿放射性环境影响评价方法初探

贵州省钼、镍、钒多金属矿放射性环境影响评价方法初探

量含 有放射性 核 素 的废 矿 石 和废 渣 , 果不 进 行 如
有效 的预 防与监 控 , 可 能 对 当地 环 境 造 成 污染 则 和人 体健康 产 生 危 害 。为 了最 大 限度 地减 小 铝 、 镍 、 多金 属矿开 采对 当地 环境 、 民和生 产人员 钒 居 造成 不利 影响 , 当地 的资 源 开发 与环 境 保 护协 使 调发 展 , 钼 、 、 对 镍 钒矿 产 资 源 开发 利用 项 目的放 射性 环境影 响评 价是项 目环境影 响评 价 中不可缺 少 的重要 组成 部分 , 矿 区和 生 产 厂 区 以及 运输 对 沿线 进行 放射性 环境 影 响评价是 不 可缺少 的重要
境影 响预测 与评价 , 对各 个步骤 进行分 析和探 讨 。 并
[ 关键 词 ] 、 、 矿 ; 射性 ; 钼 镍 钒 放 环境 影响评 价 [ 中图分类号 ] 9 1X 2 ;8 [ P 5 ;15X 2 文献标识码 ] [ A 文章 编号]00- 932 1)3- 26— 5 10 54 (00 0 02 0
1 前 言
在贵州 省 的黔 中 、 东地 区广 泛 分 布寒 武 系 黔 下统 黑 色炭 质 页岩 和 泥 岩 , 层 位 中含 钼 、 、 其 镍 钒 等多 金 属矿 产 资源 丰 富 , 时又 富含 铀 、 、 等 同 钍 钾 天然 放射性 核素 。随着 近几 年来 钼 、 、 多金属 镍 钒 矿产 资源 开发热 潮 的兴起 , 在这 些 地 区 产 生 了大
照射 。 因此 针对 矿 山建设 和生 产 过程 的特点 , 结
合钼 、 、 多 金 属矿 的成矿 地 质条 件 , 镍 钒 分析 在什 么地 段 、 位 、 部 哪些作业 环 节上可 能产生 放射性环 境 影 响 , 污染 途 径 、 影 响 的人群 分 别是 哪些 , 其 受 然后 确定 其造 成污染 的 源项 , 纳起来 , 归 一般 主要

贵州遵义钼镍矿区放射性核素环境影响评价

贵州遵义钼镍矿区放射性核素环境影响评价
第 8卷
第 5期
矿 产 勘 查
MI NERAL EXPLORATI ON
V n 1 . 8 NO . 5
2 0 1 7年 9月
S e p t e mb e r , 2 01 7
贵 州 遵 义 钼 镍 矿 区放 射 性 核 素 环 境 影 响 评 价
王 国坤 , 息朝庄 , 淳 果 , 黄 旋 , 李艳桃
本情 况及 矿 山存 在 的 放射 性 环 境 问题 , 对 每 个 钼 镍 矿 山在 矿产 资源 开发 利用 中形 成 的废渣 放射 性 污染 环境 问题 进 行现 场调 查 。实测 放射 性物 探工 作与 相 关 资料综 合 分析 , 归纳整理 , 对 研 究 区钼镍 矿 山 ( 采
矿权 ) 放射 性 环 境 调 查 现 状 进 行 评 估 , 分 析 钼镍 矿 山放 射性 环 境 问题 发 展 趋 势 , 提 出 钼镍 矿 山放 射 性

1 遵 义松 林钼 镍 矿 区地 层 概 况
研 究 区 出露 的地层 由新 到 老 为 : 第 四系 覆 盖层
1 0 6 。 4 8 4 5 ; 北纬 2 7 。 4 0 0 0 ” ~ 2 7 。 5 2 3 0 ” 。天 然放 射
以残坡 积层 为主 ; 三 叠 系 下 统茅 草铺 组 、 夜 郎组 : 二
( 贵州 1 省有 色金属 和核 工业地质勘查局核资 源地质调查 院, 贵阳 5 5 0 0 0 5 ) 摘 要 文章选取 贵州省遵 义钼镍 矿区为研究对象 , 通 过环境 地表 辐射 剂量率 、 土壤 氡气浓 度以及岩 石 中天然 放射性核素 ( 。 u、 。 。 。 T h 、 。 K ) 含量 , 研究其放射 性核 素水平 , 通 过研究表 明 : 研 究 区 辐 射剂量 率平均值 为2 8 0 . 8 3 n G y・ h ~, 各矿 区之 间 辐射剂量率水平差距 比较 明显 , 各钼镍矿 区废渣 辐射污染水 平较高 ; 研究 区渣场氡浓度水平 平均值为 1 0 0 . 3 7 B q・ m一, 各矿 区之 间氡浓度水平 差距 比较 明显 , 所调查 的矿 区渣 场数据表 明矿 区氡 浓度 水平较高 , 这反 映出矿 山放射 性水平 相对较 高 , 可能是 由于黑 色岩 系中放射性 水 平较 高造 成 的 ; 矿渣中 e u含 量范 围为 7 . 5 2 X 1 0 ~一 7 2 1 . 6 1 ×1 0 ~, 平均 值 1 0 3 . 6 2 × 1 0 I ” ; e T h含量 范 围为 5 . 9 1 × 1 0 ~~ 3 4 4 . 8 4 x 1 0 一, 平均值 1 9 . 5 3  ̄ 1 0 一; K含量范 围为 0 . 1 %~ 4 . 9 6 %, 平均值 1 . 5 3 %。部 分样 品中

遵义松林地区镍钼多金属矿床地质特征及找矿远景分析

遵义松林地区镍钼多金属矿床地质特征及找矿远景分析
近东西 向、南北 向断 层 。在背斜 两翼 牛蹄 塘 组分 布广 ,出露 长约 4 k ( 图 1 。 0m 见 )
质 页岩 夹薄层 粉砂 岩及 条带状 炭质粘 土岩 。下部
为黑 色 、黑 灰 色 薄 一中 厚 层状 含 炭 质 粘土 岩 为
形形态。背斜总体较宽阔,西翼稍陡,其倾角一 般 1。 5 ;南 东翼倾 角 在 5—1。 间。在 背斜 轴部 0之 伴生有北东向断层 ,局部发育北西向断层。在背 斜两翼 牛蹄 塘 组分 布广 ,出露 长 约 7 k 0 m。该 区 镍 钼多 金属 矿 点较 多 ,主 要 有 罗家 湾 、河 坝 场 、
胡廷 辉 ,曾 昭光 ,余 崇玺
( .贵州省地质矿产局 12地质大队 ,贵州 1 0 2 .贵州省 地质调查 院 ,贵州 3 .贵州 省晴隆锑 矿 ,贵州 晴隆 遵义 530 ; 60 3 贵 阳 5 00 ; 50 4 5 10 ) 64 9
[ 摘
要 ] 遵 义松 林 地 区牛蹄 塘 组底 部 黑 色粉 砂 质 粘 土岩 中普遍 含 镍 钼 多金 属 矿 ,镍 钼 多金
5 断层 ;6 一 一矿体露头线 ;7 一岩层产状 ;8 —镍钼多金 属矿点
金顶 山组 ( , :为浅灰、灰绿色粉砂岩、 ej ) 砂岩 及砂质 粘 土岩 ;中下 部为 深灰 色含 泥质条 带
灰岩 、粉砂 质粘 土岩 。厚 10— 4 m。 2 18 2 12 构 造 ..
质 粘 土岩 。
属 矿体稳 定 ,一般厚 3—1c 4m,其 矿 石 品 位镍 00 % 一5 、钼 2 一8 ,查 明镍 钼金 属 资 .3 % % % 源量 已达六 万 多吨 。 同时牛蹄 螗 组分布 广 泛 ,有较 大的找 矿远 景 。 [ 关键词 ] 镍 ;钼 ; 多金属 ;矿床 ;地质特征 ;找 矿远 景 ;遵义松 林 ;贵 州 [ 中图分 类 号 ]P 1.3 686 [ 献 标 识 码 ] A [ 章编 号 ] 10 6 86 ;P 1.5 文 文 00—54 (08 9 3 20 )

遵义七连山钼镍矿床地质特征及伴生铀矿评价

遵义七连山钼镍矿床地质特征及伴生铀矿评价

14
20 J8 9期

”人约 2n1池 IJ、]为 销镍 矿 层 ..含微 量 钏 、
镍 _lJJ!=2O~ ̄g2rn
铁 矿 钏镍 多 金 矿 层 :为灰 黑 色 薄 层状 1 镍 ,乃条 t177 ̄、昨 J 状 、竹fit 状 矿 石 ,呈层状 产 瞍

坚化 人 , ‘般 ().()l )~(). )Tin, ̄ jTDo.202m:矿 I1『I
1.2 矿 区地 质构 造 勘查 区位于扬子准地台黔北台隆毕节北东向构造
变形 区之岩孔一松林 背斜北段的松林穹窿近核部南西 翼 ,松 林 穹 窿是 区 内最 大 的背斜 构 造 ,长 20km,宽 14km,轴 向在 东段呈 北 东 向 ,向西延伸 转 为北 西 向 。轴 部地层为前震旦 系及震旦系 ,两翼依次为寒武系、奥陶 系 、二叠系等地层 。轴部地层倾角 6o ̄12。,翼部为 7。~ 25。,基本近于对称 ,形成一开阔背斜构造 。伴随褶皱构 造 而 相 应 发育 同级 或 次 一 级 的 断裂 构 造 ,按其 方 向 可 分 为 3组 :与 背斜 轴 向一 致 (北 东 向 )的压 扭性 断裂 带 , 属 区域 性 构造 ,断 续 贯 穿 整个 背 斜 轴 。南 北 向或 近南 北 向 的张 扭性 断裂 在 全 区普 遍 发 育 ,特 别 是 在 背 斜 东 部 ,其规模大小不一 ,延长数百米至 2km。北东向断裂 多分布于背斜北西翼 ,为压扭性断裂。对穹窿北翼 、西 翼 和 西 南 翼 地层 有 一 定 的切 割 作 用 ,同样 也 破 坏 勘 查 区钼镍 矿层 的完 整性 (见 图 1)。 2 矿 床地 质特 征 2.1 含 矿岩 系特 征
上 覆地 层 :黑 色 炭质 泥岩 、页岩 ,该 层 下部 距 “钼镍

遵义毛石镇芭蕉地区钼镍多金属矿水文与矿体地质特征分析

遵义毛石镇芭蕉地区钼镍多金属矿水文与矿体地质特征分析

遵义毛石镇芭蕉地区钼镍多金属矿水文与矿体地质特征分析摘要:矿产资源是社会经济发展的物质基础,钼镍矿是我国特有的新型矿产资源,广泛分布于在我国云贵川、湘西以及浙赣地区。

贵州遵义毛石镇芭蕉地区钼镍多金属矿丰富。

全面掌握该区域的地质环境,有助于对钼镍多金属矿的科学开发。

文章就矿区的水文地质以及矿体特征进行了详细分析,为后期矿产资源开发提供参考依据。

关键词:毛石镇芭蕉地区;钼镍多金属矿;水文;地质特征;一、矿区地质环境背景遵义县毛石镇芭蕉地区钼镍多金属矿项目区位于扬子准地台黔北台隆毕节北东向构造变形区之松林穹窿北部之北西翼。

区域构造属川黔经向构造带的一部份,南北向构造体系及北东向构造体系构成区域构造格架,南北向构造体系由宽缓复背斜和陡窄的复向斜及与之成生相联系的断裂构成,为典型隔槽式褶皱。

北东向构造体系多局限于南北向构造体系中,它由一系列北东向褶曲及与之相伴生的北东向扭性断裂所组成。

二者构成在走向上呈弯曲奇异的“S”型或反“S”型的褶曲构造,其褶皱有鸭溪向斜、松林—岩孔背斜、中枢背斜。

松林穹窿是区内最大的背斜构造,长 20km,宽 14km,轴向在东段呈北东向,向西延伸转为北西向。

轴部地层为前震旦系及震旦系,两翼依次为寒武系、奥陶系、二叠系等地层。

轴部地层倾角 6~12°,翼部为 7~25°,基本近于对称,形成一开阔背斜构造。

地层大体呈单斜产出,地层产状:倾向30°~320°,倾角6°~25°,一般7~12°,矿区内未见大型褶皱构造,但在中部正断层贯穿整个矿区,该断层走向为北东~南西向,倾向北西,倾角 65~75°,垂直断距 400~650m 左右,沿走向延长约数公里。

对矿区镍(钼)矿层的整体性造成了较大的破坏,使该断层两盘的镍、钼矿层整体开采带来了巨大的难度。

全面掌握矿区水文地质特征,对矿产资源的科学合理开发。

二、矿区水文地质特征1、含水层、隔水层特征(1)第四系(Q)孔隙含水层主要分布于斜坡、山间低洼地,各冲沟的沟底及沟床两侧缓斜坡地段,主要为耕植土、粘土、砂、砾石,陡坡下局部地段风化碎块、块石,厚度极不均一。

遵义地区镍钼矿开采尾矿治理方案

遵义地区镍钼矿开采尾矿治理方案

遵义地区镍钼矿开采尾矿治理方案遵义地区镍钼矿尾矿环境危害成因及治理方案一、镍钼矿尾矿对环境造成危害的机理及成因分析遵义地区的镍钼矿为一种多金属共生矿资源,矿石中含有镍、钼、铼、铅、锌、铜、铁、钙、钾、钠、磷、钒、金、银、铂、钨等二十余种元素,其中以钼、镍为主要元素,钼镍矿石远景储量达2000万吨以上,钼金属储量达100万吨,钼平均品位达5%以上;镍金属储量达70万吨,平均品位达3%以上,属于特富矿石;铼金属储量达200吨,平均品位达十万分之三。

因此,充分开发利用遵义地区的镍钼矿资源对当地的经济发展有巨大的推动作用。

但镍钼矿的矿层薄,平均厚度在4厘米左右,开采一吨钼镍矿成品将产生约40吨的尾矿,尾矿的主要成分为二氧化硅、钙、铁、铝等无害成分,和最高达5%的碳和硫,及含量均在0.03%以下的砷、钼、镍、钒等元素。

这些有害元素在尾矿没有过火时均不溶于水,对环境不会产生任何有害影响。

目前我国遵义、毕节、张家界地区的大部分镍钼矿山的尾矿均采取建尾渣坝随意倾倒的方式堆存,因尾矿中含有1~5%不等的硫元素,这种方式易于自燃,从而使这些有害元素溶解于水中,进入矿山周围的水体中,对周边环境造成极大的危害。

要实现钼镍矿的高效安全利用,就必须消除此一安全隐患。

尾矿对周围环境造成危害的主要原因是其内含的砷、镍、钒等元素随雨水进入周边环境。

而这些元素要溶于雨水并进入水体需具备两个条件:一是尾矿自燃过火,形成焙烧效应;二是尾矿库未实现雨污分流和对污水进行净化处理后排放。

尾矿形成自燃必须具备4个条件:1.含有能在常温下氧化的物质或可燃物,如硫化物和有机碳;2.有氧气存在;3.有使热量积聚的环境;4.维持足够的时间以达到引燃温度。

第1个条件可视为内部条件,不容易改变,而镍钼矿尾矿中恰恰含有丰富的可氧化放热和可燃的物质;后面三个条件为外部条件,通过人为操纵可改变。

二、镍钼矿尾矿危害治理措施根据对镍钼矿尾矿造成环境危害的机理和成因的分析可知,要对尾矿进行无害化处理,需从两方面着手:一是防止尾矿自燃;二是尾矿一旦自燃后,要采取措施灭火,同时防止已溶于水的有害元素进入周边水体。

贵州遵义下寒武统黑色页岩区土壤重金属污染和人体健康风险评价

贵州遵义下寒武统黑色页岩区土壤重金属污染和人体健康风险评价
Crops in the Lower Cambrian Black Shale Areaꎬ Zunyiꎬ Guizhou Province
ZHANG Di 1ꎬ2 ꎬ ZHOU Mingzhong 1∗ ꎬ XIONG Kangning 3 ꎬ GU Bingqian 1 ꎬ YANG Hua 1 ꎬ LI Wanyu 4 ꎬ YAO Chengbin 1 ꎬ
第 34 卷 第 5 期
环 境 科 学 研 究
2021 年 5 月
Research of Environmental Sciences
Vol.34ꎬNo.5
Mayꎬ2021
贵州遵义下寒武统黑色页岩区土壤重金属污染和
人体健康风险评价
张 迪1ꎬ2 ꎬ 周明忠1∗ ꎬ 熊康宁3 ꎬ 顾秉谦1 ꎬ 杨 桦1 ꎬ 李宛蔚4 ꎬ 姚成斌1 ꎬ 杨连升1
1.贵州师范大学地理与环境科学学院ꎬ 贵州 贵阳 550001
2.昭通学院地理科学与旅游学院ꎬ 云南 昭通 657000
3.贵州师范大学喀斯特研究院ꎬ 贵州 贵阳 550001
4.贵州师范学院地理与资源学院ꎬ 贵州 贵阳 550001
摘要: 为清晰认识贵州遵义地区下寒武统牛蹄塘组底部黑色页岩区土壤及农作物重金属健康风险ꎬ以该黑色页岩区的表层土壤
3.Research Institute of Karstꎬ Guizhou Normal Universityꎬ Guiyang 550001ꎬ China
4.School of Geography and ResourcesꎬGuizhou Educatlion Universityꎬ Guiyang 550001ꎬ China
YANG Liansheng 1
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贵州遵义松林镍-钼多金属矿区土壤及农作物钒健康风险评价张迪;周明忠;熊康宁;顾秉谦;杨桦;姚成斌【摘要】为研究贵州遵义松林镍(Ni)-钼(Mo)多金属矿区土壤和农作物钒(V)污染情况,采集矿区旱地土、水稻土、森林土和农作物样品进行V含量分析,并分别采用地累积指数法和危险商法进行健康风险评价.结果表明:(1)矿区土壤V平均值为406mg/kg,分别为对照样品V(82 mg/kg)和贵州土壤V背景值(139 mg/kg)的4.95、2.92倍.其中,旱地土、水稻土和森林土V平均值分别为446、303、470 mg/kg,均出现V富集现象.(2)矿区3种类型土壤V污染程度主要集中在轻度污染.水稻土和旱地土的危险商指数(HQ)均小于1,V造成健康风险的可能性较小.(3)6种农作物V为16 25~22.42 mg/kg.水稻、玉米、甘薯、白菜和萝卜的HQ分别为13 25、1 44、1 40、6 36和2 57,表明长期食用这5类农作物可能会对人体产生一定的V健康风险,尤其以水稻和白菜的V健康风险最显著.【期刊名称】《环境污染与防治》【年(卷),期】2019(041)007【总页数】7页(P824-830)【关键词】镍-钼多金属矿区;土壤污染;农作物;健康风险【作者】张迪;周明忠;熊康宁;顾秉谦;杨桦;姚成斌【作者单位】贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550001;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550001;贵州师范大学喀斯特研究院,贵州贵阳550001;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550001;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550001;贵州师范大学地理与环境科学学院,贵州贵阳550001【正文语种】中文钒(V)是在氯钒矿中发现的一种过渡元素,于1805年被正式命名,在自然界中分布较广[1]26。

V是动植物必须的微量元素之一,它作为一种生长因子参与植物中氮的固定和积累;对人体而言,V能促进造血功能,调整心血管和肾脏功能,抑制胆固醇的合成,降低血糖,起着类似胰岛素的作用[2-3]。

然而,V也是有害元素之一。

当土壤中富集的V迁移至农作物,高浓度的V会通过影响农作物体内营养元素的吸收而抑制其生长发育,侵害农作物乃至整个农业系统[4]。

在生物富集作用下,土壤和农作物中积累的V可通过食物链迁移至人体,从而对人体消化系统、血液、神经系统及免疫系统产生毒害作用[5]。

V还具有一定的致癌属性,其在土壤中的含量与胃癌和大肠癌死亡率有非常显著的相关性[6-7]。

美国环境保护署(USEPA)和联合国环境规划署已于20世纪80年代将V列入亟需关注的危险元素清单并置于优先位置[8]。

随着工业化进程的加快,V在更多领域得到广泛应用。

V 矿的开采冶炼、化石燃料的燃烧和电子工业等人类活动造成的土壤和农作物V污染明显加剧,如南非某V矿冶炼区、我国著名V资源基地攀枝花和湖南湘西石煤提V区等地区土壤和植物已遭受不同程度的V污染[9-10],[11]54,俄罗斯和美国等地区也相继出现严重的V污染现象[12]。

V一般不会呈独立矿物存在,通常伴生于一些多金属矿床中[13]。

贵州遵义松林镍(Ni)-钼(Mo)多金属矿床是华南典型的赋存于黑色页岩的矿床之一,其赋矿层位为下寒武统牛蹄塘组底部黑色页岩。

该矿床的含矿层及其围岩(黑色页岩)除富集Ni、Mo外,V亦为其标志性的成矿元素之一,Ni-Mo多金属矿石中V高达654mg/kg,矿石围岩V为206 mg/kg[14]298。

V主要以低价硫化物形式赋存于矿石及其围岩中,当矿石及其围岩暴露到地表环境时,低价硫化物易氧化从而使V释放并迁移进入附近土壤环境,可使贵州遵义松林Ni-Mo多金属矿区土壤和农作物富集V。

因此,系统开展该矿区土壤和农作物V污染及其对周围居民造成的健康风险研究显得极为必要。

本研究拟对该矿区45个土壤(旱地土、水稻土和森林土)样品和20个农作物样品进行V含量分析,并对该矿区土壤V污染、V健康风险及农作物V健康风险进行初步评价,以期在获得基础数据的同时,为该矿区重金属污染土壤修复研究及利用提供必要的参考依据。

1 研究区概况研究区位于贵州遵义地区西北部,距遵义市区约25 km。

气候类型为中亚热带季风湿润气候,年平均降雨量为1 043.4 mm,年平均气温14.6 ℃,这一气候特征有利于成土母岩的风化。

构造上,研究区出露地层为震旦系灯影组(岩性为白云岩)及其上覆下寒武统牛蹄塘组(岩性为黑色页岩)。

牛蹄塘组底界之上约2 m处为Ni-Mo矿层(厚约5~30 cm[15]),主要有小竹流水和团山堡等矿点,开采方式为坑道开采,矿石围岩被随机堆放于耕地(旱地和水田)附近。

当地居民居住于矿点周围,其耕地土壤主要覆盖于灯影组白云岩之上,且通常分布于Ni-Mo多金属矿开采层位附近及海拔低于该层位的地带。

森林土则主要覆盖于牛蹄塘组黑色页岩之上,且一般分布于海拔高于采矿层位的地段。

2 材料与方法2.1 样品采集与处理土壤和农作物样品采集于小竹流水和团山堡两个矿点区域,土壤样点随机布置于矿点附近具有代表性的旱地、水田和森林中。

于每个样点1 m2范围内按“梅花形”布设5个子样组合为1个样品,用木铲采集0~20 cm表层土壤子样,采用四分法取500 g土壤,装入样品袋中并依次进行编号。

将土壤样品带回实验室自然风干,剔除杂物后,于玛瑙研钵内研磨至过200目尼龙筛备用。

采用HNO3-HCl-HClO4-HF四酸消解法进行前处理并进行适当稀释。

用Agilent 7900电感耦合等离子体质谱(ICP/MS)仪测试样品中的V含量。

测试过程中采用平行样品进行平行实验,相对标准偏差控制在5%以下,并采用国家一级标准土壤样品(GBW07401)进行质量控制,检出限为1 mg/kg,达到《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)检出要求。

结合当地种植条件,于部分土壤样品采样点附近采集水稻、玉米、甘薯、白菜、辣椒和萝卜6种农作物的可食用部分或完整植株作为农作物样品。

农作物样品带回实验室用自来水洗净以去除其表面的污物,然后用去离子水冲洗3次,沥去水分后在室温下自然晾干,再110 ℃杀青0.5 h,然后70 ℃恒温烘24 h,最后将烘干的样品研磨至过100目尼龙筛。

每个样品精确称取0.5 g,采用HNO3-HClO4(体积比2∶1)消解后,用ICP/MS仪测定V含量。

为保证分析结果的准确性,每批样品设置空白试验进行质量控制,采用国家标准植物样品(CSV-3)进行回收,回收率为95%~100%,符合分析质量控制要求。

样品详细信息见表1。

表1 土壤和农作物样品采集信息Table 1 Information of soil and crop samples 样品类型采样地点数量成土母岩旱地土小竹流水16白云岩团山堡5森林土小竹流水12 黑色页岩水稻土小竹流水9白云岩团山堡3对照样品遵义红军山烈士陵园1红色砂岩农作物小竹流水12 团山堡82.2 评价方法2.2.1 地累积指数法目前,国内外常用于土壤重金属污染评价的方法主要有单因子指数法、富集系数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法等。

地累积指数法于1969年提出,起初用于评价沉积物中重金属污染程度[16],后来在土壤重金属污染研究领域得到广泛应用[17-20]。

根据各重金属污染评价方法的特点和本研究所要解决的实际问题,选择地累积指数法评价矿区土壤重金属的污染状况。

计算公式如下:(1)式中:Igeo为地累积指数;Cn为重金属n的实测质量浓度,mg/kg;Bn为所测元素n的地球化学背景值,mg/kg,本研究采用贵州土壤V背景值(139mg/kg)[21];k为各地成岩作用可能引起背景值变化的修正系数,一般为1.5,本研究亦取1.5。

FORSTNER等[22]将地累积指数分为7个等级,具体见表2。

表2 地累积指数与污染程度分级Table 2 Pollution degrees corresponding to geoaccumulation indexesIgeo污染级别污染程度≤00无污染>0~11轻度污染>1~22中度污染>2~33中度-重污染>3~44重污染>4~55重-极重污染>56极重污染2.2.2 危险商法通常情况下,土壤重金属的人体暴露途径主要有3种:口鼻吸入、皮肤接触和经农作物或直接经口摄入。

然而,经口鼻吸入和皮肤接触进入人体的重金属低于1%[23],因此本研究采用USEPA推荐的危险商法对矿区土壤V直接经口和经农作物摄入途径下造成的健康风险进行评价。

该方法以危险商指数作为评价指标,把重金属污染与人体健康联系起来,定量评价污染物对人体健康危害的概率,计算公式如下:(2)(3)(4)式中:ADDoral、ADDcrop分别为重金属直接经口和经农作物摄入的平均摄取量,mg/(kg·d);Csoil、Ccrop分别为土壤、农作物中V质量浓度,mg/kg;IRh为摄入率,mg/d,取100 mg/d;ED为暴露年限,a,取30 a[24];EF为暴露频率,d/a,取350 d/a;CF为转化因子,kg/mg,取1×10-6kg/mg[25];BW为平均体重,kg,取62.7 kg[26];AT为生命期望值,a,取70 a[27];365为转化系数,d/a;IR为接触率或人体每人每日作物摄入量,kg/d,根据对当地居民农作物的摄入量调查,成人的辣椒、萝卜、玉米、水稻、白菜、甘薯的IR分别为0.01、0.10、0.05、0.50、0.30、0.05 kg/d;HQ为危险商指数;ADD为ADDoral或ADDcrop;RfD为重金属暴露参考剂量,mg/(kg·d)。

有学者采用V2O5(V5+)的R fD(9×10-3 mg/(kg·d)[11]20)作为评价标准,考虑到V在环境中主要以V4+和V5+两种价态存在,本研究以YANG等[28]根据V在其氧化物(V2O5)中所占原子质量比换算的V实际RfD(5.04×10-3 mg/(kg·d))为评价标准。

当HQ>1时,表明该重金属存在产生人体健康风险的可能,且值越大则健康风险越大;HQ≤1时,表明该重金属不会产生人体健康风险。

3 结果与讨论3.1 土壤V含量及污染评价3.1.1 土壤V含量贵州遵义松林Ni-Mo多金属矿区土壤样品V见表3。

矿区土壤与典型V矿区土壤和成土母岩为富V黑色页岩的土壤相似,具有高V含量特征。

整个矿区土壤样品V为170~1 369 mg/kg,平均值为406 mg/kg,分别为对照样品V(82 mg/kg)和贵州土壤V背景值(139 mg/kg)的4.95、2.92倍。

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