辽宁矿区尾矿废弃地及土壤重金属污染评价研究
矿山土壤污染分析及生态修复研究
矿山土壤污染分析及生态修复研究矿山土壤污染是全球性的环境问题之一，矿山的开采和加工过程中产生了大量的废弃物和有毒化学物质，这些物质通过土壤渗透等途径进入环境，对土壤生态系统和生态环境造成各种危害。
一、矿山土壤污染的成因矿山土壤污染的成因主要有两个方面：1、矿山的开采和加工过程会产生大量的废弃物和有毒化学物质，如金属、非金属和化工废料、废矿渣等，这些废弃物和有毒化学物质会通过土壤渗透，进一步扩散至地下水和地表水，对环境产生极大的危害。
2、因开采和加工过程，矿山区域的土壤遭到了损坏和破坏，导致土壤质量下降，土层松散，水渗透性增加，好氧环境变成缺氧环境，微生物群落受到严重破坏，土壤酸碱度、养分含量等基本特性都发生了重大变化，这些变化对土壤的生态功能和生态环境产生了非常负面的影响。
二、矿山土壤污染的主要指标1、重金属污染：重金属是矿山土壤污染的主要污染元素之一，其主要有铅汞、镉和铬等，环境中过量含有这些重金属会对人体和环境产生毒性影响。
2、有机化合物：矿山往往涉及很多有机物质的溶解和分布。
如果矿山区域的采矿、精炼、处理和尾矿池等工艺不当，会有机化合物大量溢出，导致土壤污染，如多环芳香烃类和苯系化合物等。
3、放射性物质：矿山开采产生尾矿和渣泥中放射性元素的浓度高，尤其是铀、钍、锶、钡和镭等。
它们的放射性隶属于极危险的环境质量参数，人类与其接触或暴露会引起各种疾病和损害。
入土作用，进一步危及人类和动植物体内。
三、矿山土壤污染的生态修复方法1、重金属污染的修复生物修复是治理重金属污染的一种有效手段。
如植物修复，这种方法主要是通过采用能耐受重金属的植物，促进植物对重金属元素的吸收和转运能力，从而将重金属转移至植物体内然后随植物生长被去除。
通过调节土壤、水、空气中金属的浓度和化学形态、促进微生物的生长繁殖等方法达到减低污染的效果。
2、有机化合物的修复生物处理法是处理有机化合物污染的有效方法。
如善生微生物修复技术，通过人为添加适当细菌和辅酶等，使土壤中有机物质自然降解和分解，从而去除有机污染物。
辽宁省人民政府关于印发辽宁省土壤污染防治工作方案的通知-辽政发〔2016〕58号
辽宁省人民政府关于印发辽宁省土壤污染防治工作方案的通知正文：----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------辽宁省人民政府关于印发辽宁省土壤污染防治工作方案的通知辽政发〔2016〕58号各市人民政府，省政府各厅委、各直属机构：现将《辽宁省土壤污染防治工作方案》印发给你们，请结合本地区、本部门实际，认真贯彻落实。
辽宁省人民政府2016年8月24日辽宁省土壤污染防治工作方案为贯彻落实《国务院关于印发土壤污染防治行动计划的通知》（国发〔2016〕31号）精神，结合我省土壤污染现状及区域经济社会发展特点，重点针对石油、化工、冶炼为主的重工业城市，重点工业场地，历史遗留污灌区和油田矿山的土壤污染问题，切实加强土壤污染防治，逐步改善土壤环境质量，特制定本工作方案。
一、总体要求全面贯彻党的十八大和十八届三中、四中、五中全会精神，按照“五位一体”总体布局和“四个全面”战略布局，牢固树立创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念，补齐生态环境短板，认真落实党中央、国务院关于振兴东北老工业基地的决策部署，立足我省省情，着眼经济社会发展全局，以改善土壤环境质量为核心，以保障农产品质量和人居环境安全为出发点，坚持预防为主、保护优先、风险管控，突出重点区域、行业和污染物，实施分类别、分用途、分阶段治理，严控新增污染、逐步减少存量，形成政府主导、企业担责、公众参与、社会监督的土壤污染防治体系，促进土壤资源永续利用，为建设“绿水、青山、碧海、蓝天、沃土”的美丽辽宁而奋斗。
二、工作目标（一）总体目标。
到2020年，全省土壤污染加重趋势得到初步遏制，土壤环境质量总体保持稳定，农用地和建设用地土壤环境安全得到基本保障，土壤环境风险得到基本管控。
矿山开采的环境影响评估与治理策略
地下矿开采可能引发地面塌陷、地下水污染等问题。治理措施包括采空区回填、排水系统改造、土壤和地下水修复等，以确保矿区安全和环境质量。
详细描述
总结词
大型矿区开采涉及多种环境问题，需进行综合评估和系统治理。
详细描述
大型矿区开采可能对地形地貌、土壤、水体等多方面造成影响。治理措施包括土地复垦、植被恢复、水体净化等，同时需制定长期监测和管理计划，确保矿区可持续发展。
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合理堆放废石和尾矿，采取防渗漏措施，减少对土壤的污染。
对受到污染的土壤进行清洗，去除污染物，恢复土壤功能。
通过添加有机肥、绿肥等物质，改善土壤结构，提高土壤肥力。
矿山开采过程中产生的粉尘、废气等会对大气环境造成影响。
总结词
采用喷雾降尘、除尘器等设备，降低采矿过程中的粉尘排放。
粉尘控制
对采矿过程中的废气进行收集和处理，减少对大气的污染。
废气处理
建立大气质量监测系统，实时监测大气环境质量，为治理提供依据。
大气质量监测
矿山开采的环境管理政策与法规
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各级政府和相关部门负责监督矿山开采企业遵守相关法律法规，通过加强执法力度，确保政策与法规的有效实施。
监督机制
建立健全的监督机制，包括环境监测、现场检查、公众举报等途径，对违法违规行为进行严厉打击，维护环境权益。
有色金属尾矿对环境的污染特点及治理措施研究
有色金属尾矿对环境的污染特点及治理措施研究摘要：根据长期以来人们对矿产资源的巨大需求，在中国拥有大量的有色金属矿产资源，也就是有色金属的产出大国的背景下，在进行有色金属加工、产品开采时，会形成一定数量的有色金属工业尾矿，会对当地环境和其他问题产生严重的负面影响，本文试图以有色金属尾矿为突破口，对开发我国有色金属尾矿资源的环境污染特征进行了研究和分析，提出了加强监督管理、合理利用植物修复等解决方案，为相关人员提供理论参考。
关键词：有色金属；尾矿；环境污染；治理措施引言：矿产资源的开发对人类生存和未来社会的全面发展具有不可替代的基础性作用。
随着工业化建设进程的加快，我国对矿产资源利用的战略需求不断增加。
据专家调查，中国已成为第二大矿产资源主要供应国，这些矿产资源的利用率今后可能会继续逐步提高。
由于矿产资源利用率逐年快速提高，这其中还存在一个关键问题，即未来会积累大量工业尾矿。
选矿成功后，将形成一种有色金属尾矿。
其特点表现为细度差异大、数量差异大、成分差异大、含量差异大、利用率高。
1.有色金属尾矿库概况当有色金属矿区以采矿废物为重点时，需要在大坝附近设有人工的围堵设施或导流道，使其截流于谷口，从而产生大型尾矿库。
主要用途一般用于清洁金属废矿的完全分离，露天存放冶金尾矿及其他冶金行业废弃物的集中处理。
本文所记述的特大型有色金属尾矿库最大海拔高度达到了一百米，整个特大型尾矿库土地面积达到了一百五十公顷。
目前，大部分有色金属尾矿都存放在尾矿库中。
受中国技术水平有限的影响，现有的生物技术水平仍然不能安全有效地回收利用工业尾矿堆中重金属离子等各种重金属污染物，不仅造成当地大量矿产资源的巨大损失，而且对尾矿库附近的水环境造成污染，甚至造成土壤盐渍化和空气污染。
一般来说，尾矿库废弃物对生活环境造成的危害主要分为内部和外部两部分，即工业废水排放和产生固体废渣。
选矿施工过程中，往往要掺入大量的工业药剂。
长期以来，富含有害物质的有机工业废水与当地土壤系统中富集的其他土壤污染物相互作用，造成交叉污染。
尾矿库土壤污染状况监测与评估技术指南
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对于"尾矿库土壤污染状况监测与评估技术指南"这一主题，可以考虑以下结构：1. 引言：介绍尾矿库土壤污染的背景和重要性，概述监测与评估的目的和意义。
矿区重金属污染土壤修复方法的研究进展
１ ．引言
危害人 类健 康 。如铅 中毒 会影 响 人 的神经 系统 、 血 系统和 消化 系统 等 ， 中毒 则会 造 镉 引起骨 痛病 。矿 区土 壤重 金属 污染 已不容 忽 视 ， 了亟待解 决 的地 步 。 到 矿 区 固体废 弃 物和 矿 山酸性 废 水是 矿 区 土 壤 中 重 金 属 的 主要 来 源 。尤 其 是 在 Ｐ ／ｎ矿 、 ｅ ｂＺ Ｆ／ 的开采 过 程 中，尾 矿废 石 Ｓ矿 中 的 Ｐ 、 ｄ Ｚ 、 ｒ Ｃ 、 ｓ等 在 地 表 水 的 ｂ Ｃ 、ｎ Ｃ 、 ｕ Ａ 冲洗 和 雨 水 的淋 滤 下 进 入 土 壤 并 累 积 起 来 。而 酸性 废水 则使 矿 区 中的重 金属元 素 活化 ，以离 子形 态迁 移 到矿 区周边 的农 田 土壤或 河流 中 ，导致 土壤 和河 流 中重 金属
性， 稳定 性 和隐蔽性 的特征 ， 同时重 金属元 壤 重金 属 的各 个 修复 方法 可 以降低 重金 属
物理 修复 法 是基 于机 械 物理 的工 程方
法 ， 主 要 包 括 客 土 、 土 和 翻 土 法 、 动 它 换 电
修复法 和热处 理法三种 。
Ｒ Ｓ Ｒ Ｅ ０ ９ Ｅ ＯＵ Ｃ Ｓ｜ ７
法对气体 汞不易 回收 。
４ ．化 学 修 复 法
金属矿山尾矿废弃地植物修复措施探讨
矿１ 开采 引起 的生 态破 坏有如 Ｆ３个 过程 ： 开采活 动 ｊ Ｊ ① 对土地 的直接破 坏 ， 如露 天开 采会 直接破 坏地 表层 与植被 ， 造
成地表裸露 ， 土质疏松 ， 土 流 失加剧 ， 其 在 山区更 为严 重 ， 水 尤
地下开采可导致 地层 塌 陷等。②矿 山丌采 过程 中产 生 大擐 的 尾矿等 固体废弃物 ， 尾矿和采矿 产生的废石 废渣 是矿产 资源 开 发利用过程 中产生的两 大类废弃物 ， 它们 的堆 积需 占用大面 ＿ 积 的堆 置场地 ， 从而导致对原有生 态系统 的破 坏。③矿 山开采 过 程 中的废水废气 和 固体 废弃 物 中的有 害成 分 ， 过径 流 、 气 通 人
２ 影响矿 山废弃地 生态恢复的主要因素
２ １ 重金 属 含 量过 高 ．
・
｛ 壤不仅是人类赖 以生存 的物质基 础 ， 而且 是人类最 早 开
发利用 的农业生 产资源 ， 它与 当今人 类 面临 的粮食 、 源 和环 资 境 等许多 问题 密切相 关。随着全球人 几的增 Ｋ， 资源 与环境 的 大姑消耗和 不合 理利用 ， 既造 成资源 的 紧缺 义污 染 了环境 ， 特 别 是土壤污 染 日趋 严重 。造 成土 壤污染 的一个 主要 原 因就 是 采矿活 动。我国矿产资 源丰 富 ， 有 大 中型矿 山 ９０ ０多座 ， 共 ０
１ 矿山开采对生态环境的破坏 过程
最高出当地 ｆ ： 壤背景值的 １２倍， ０ 超过 壤环境标准的 ５ 倍 ， ± ： Ｏ
铬 超过背景值 ５％ ［ 。大部 分重 金属离 予都 不是 植物所 必需 ０ ７ ３
的元素 ， ｄ ｐ 、 ｇ ｚ 、 ｕ等重金属 元素 不但 能阻止植物 正常 ｃ 、 ｂ Ｈ 、ｎ ｃ 牛 长 ， 日如果浓度超 过 了植物 的耐 受 范 围， ． 还会 对 植物 生长 发育造成伤 害。例如 ｃ ｕ含量超 过 ｏ ２ ｇ Ｌ就会 抑 制鹅观草 ． ｍ ／ 的生根 ， 迟其种子的萌发 ， 延 甚至导致幼苗死 Ｊ 。
辽宁铁矿尾矿砂水土流失形式与养分状况分析
/ , 级 <0. 起沙风速为 3. 径级为 1 mm 的土粒 , 0 0m s 风向及周边区域均 不 同 程 度 的 出 现 表 层 积 砂 ( 轻度 , 砂化 ) 监测发现积砂厚度与距尾矿库的边际距离有 一定关系 ㊂ 距尾矿库边际越远 , 积沙厚度越薄 , 直至 零散细砂的不连 续 分 布 ㊂ 砂 体 一 旦 出 库 , 由于缺少 拦挡防护措施 , 在风力 ㊁ 水力的交互作用下向更远端 ) ㊂ 移动 ( 见表 1
有专门的人员负责管理 ㊂
辽宁省铁矿集中分布在中东部地区和西部地
2 水土流失形式及危害
之 后 风 蚀㊁ 水蚀共同作用使砂 2. 1 通过风 蚀 出 库 , 体向远端流失 排放 , 库区规模大 , 尾 矿 坝 与 排 水 设 施 齐 备, 库底覆 寻查相结合的方式 ㊂ 因此 , 在非极端气候条件下 , 这 类尾矿库中铁尾砂发生水蚀的可能性较小 ㊂ 但由于 动频繁 , 由此导致风蚀发生的几率较高 , 尾矿颗粒物 被风流输移和扬起可分为 3 个阶段 : 即启动 ㊁ 跳跃和 悬浮 ㊂ 由于大颗粒 凸 出 沙 床 , 在风流中受到的拖拽 力较大 , 当风速达到某一临界值时首先启动 , 它们沿 表面爬行成跳跃 , 并撞击小颗粒尾矿沙使之获得能
径㊁ 表面粗糙度 ㊁ 测 量 启 动 风 速 点 的 高 度 有 关, 其中 砂体 起 沙 风 速 低 ( 距 地 面 1 m 高 度 的 起 沙 风 速, 径
颗粒直径对起动风速的影响最大 ㊂ 加之粒径细小的
3 8
水土保持应用技术
2 0 1 7 年第 5 期
/ , 因 0. 1 0~0. 2 5mm 土粒的起沙风速为 3. 2 0m s ) 此, 砂体通过风蚀越过尾矿坝等挡护措施 , 使库区下
] 1 ㊂ 增加等诸多环境问题 [
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Series N o .380F ebrua ry 2008金 属 矿 山M ETA L M I NE总第380期2008年第2期石 平(1976 ),女,东北大学资源与土木工程学院,博士研究生,110004辽宁省沈阳市东北大学资源与土木工程学院265#信箱。
辽宁矿区尾矿废弃地及土壤重金属污染评价研究石 平1王恩德1魏忠义2杨朝强1(1 东北大学;2 沈阳农业大学)摘 要 辽宁省金属矿区及其周边土壤重金属污染状况,尤其是尾矿库及其周边土壤污染是值得关注和研究的问题。
采集了辽宁典型矿区尾矿及其周边的土壤样品,用原子吸收分光光度法分析Cu 、Zn 、Pb 、Cd 元素,用原子荧光分光光度法分析H g 、A s 元素,用二苯碳酰二肼分光光度法分析Cr 元素,并采用模糊综合评价方法进行了重金属污染评估。
结果表明:辽宁省金属矿区土壤重金属污染以Zn 、Pb 两种重金属为主,同时伴生着Cd 、A s 、Cu 3种重金属的复合污染。
关键词 金属矿区 尾矿废弃地 土壤重金属污染 模糊综合评价R esearch on D isused Taili n g Land in L iaoni n g M i n e Area andA ssess m ent of Its Soil Poll u ti o n by H eavy M etal Shi Ping 1W ang Ende 1W ei Zhongy i 2Y ang Chaoq i a ng1(1.N or t heastern Uni versity;2 Sheny ang Agr icultural Universit y )Abstrac t T he cond iti ons o f L iaon i ng m e tallic m i ne areas and the heavy m eta l so il po lluti on of t he ir surround i ng are as ,espec i a lly the so il po lluti on o f ta ili ng reservo i rs and t he ir surroundi ng areas ,are m atte rs w orth of a ttenti on and re search T he so il samp l es o f ta ili ng rese rvo irs and the i r surroundi ng areas in L i aoning typ i ca lm ini ng areas w ere taken ,w hose Cu ,Zn ,Pb and Cd ele m ents w ere ana l y zed by a t om i c abso rpti on spectrom etry ,H g and A s by auto m atic fl uorescence spec tropho t om etry and Cr by d i phenlycarbazi de spec trophotom etry H eavy me tal po lluti on assess m entw as made by fuzzy co m pre hensive assess mentm e t hod The results ind i cate t hat heavy m e tal po ll u ti on o f so il in L i aoning m etallic areas is charac terized by a co m pos ite po ll u tion composi ng of t wo m ain heavy m eta ls o f Zn and Pb ,and three assoc i ated heavy m e tals o f Cd ,A s and Cu .K eywords M eta lli c m i n i ng area ,D isused taili ng land ,so il po ll uted by heavy m eta l s ,Fuzzy co m prehensi v e assess m ent辽宁省内重点矿产资源开发区有海城、大石桥、岫岩一带镁矿、滑石矿区,鞍山、辽阳、本溪一带铁矿区,抚顺、阜新、北票、灯塔、凤城煤矿区,凤城、宽甸硼矿区,葫芦岛钼矿区,大连、本溪石灰石等矿区。
省内矿产资源开发利用强度高,矿业经济一直处于全省支柱产业地位。
虽然全省经济获得了巨大的发展,但同时也对省内生态环境产生了重大影响。
再者由于长期重开采轻保护,造成当地生态环境严重恶化,尤其是部分地区掠夺式开采使资源浪费严重,生态环境问题十分突出:对采矿地地貌造成重大破坏;对矿区及其周边地区的水体、土壤造成严重污染;对原有矿区的土地及邻近地区生物的生存条件造成破坏,并导致当地野生动植物数量的锐减或灭绝。
另外,该省的铁矿、煤矿等多采用露天开采,露天采场、尾矿、废石堆放占用土地等形成了较大面积的废弃地,并导致水土流失严重,淤塞污染水体,增加了扬尘,严重破坏了生态环境。
根据辽宁省国土资源厅2001年对全省182家大中型矿山企业的调查、统计,累计产生废渣42.1亿m 3,占地面积为2202.6k m 2,破坏土地面积579.39km 2,复垦面积仅32.49km 2,复垦率只有5.6%。
全省11个大中型铁矿区,占地总面积约119.18km 2,破坏土地面积82.32km 2,采场面积23.38km 2,排土场、尾矿库占地面积58.94km 2。
由于矿区又多处于山区水源上游或城市周围,大大改变了矿区生态系统的物质循环和能量流动,并成为环境污染与生态破坏的重大诱因。
辽宁省重点金属矿区废渣堆放情况见表1[1]。
表1 辽宁省内重点金属矿区废渣堆放情况矿 种矿区名称累计堆存量/万m3占地面积/km2年排放量/万t年回收量/万t黑色金属及冶金辅助原料有色金属及贵金属铁矿铜矿铅锌矿鞍山市城市周边铁矿11340029.698000120弓长岭矿业公司310004.7811700本溪南芬露天矿963315.625002500本溪歪头山铁矿60500.84157054.2本溪南芬选矿厂8.011340凌钢集团北票保国铁矿有限责任公司15720.121840抚顺钢铁公司小莱河铁矿29.59.39.3丹东万宝铜矿643.750.29抚顺红透山铜矿2595.90.5816.8516.85丹东青城子矿业有限公司7000.351414葫芦岛八家子矿业有限责任公司4160.34160辽宁排山楼金矿40.50.0562.262.2中国黄金总公司二道沟金矿36.80.0388辽宁五龙金矿7560.1230.5327.5本研究区域选定鞍山式铁矿区、抚顺铜矿区、凤城青城子铅锌矿区、丹东五龙金矿区、葫芦岛杨家杖子钼矿区、葫芦岛八家子铅锌矿区等。
针对这些矿区尾矿及其周边土壤中的Cu、Zn、Pb、C r、Cd、H g、As 等金属元素进行评价研究。
由于土壤本身是一个复杂的有机-无机复合体,各种因素相互影响相互作用,针对土壤的评价往往会出现大量的模糊概念,因此本文采用模糊综合评价法评价这些矿区的土壤环境质量状况,积极有效地解决评价标准边界模糊和监测误差对评价结果的影响。
但在该方法中大多运用取大取小算法,其综合程度较弱,信息丢失量大[2],常常出现综合评判决策的结果不易分辨的情况。
为此,作者利用模糊综合-加权平均模型来评价这些地区尾矿及其周边环境土壤质量,旨在了解这些地区的土壤重金属污染状况,为污染治理和土地复垦提供依据,进而有针对性地全面开展生态修复工作。
1 样品的采集与分析1.1 样品的采集在采样区域观察了解情况后,随机定点,按S形线路采集0~20c m的新鲜土,每个样品1kg,取4点混合,缩分为1个样品,置于样品袋内,然后带回实验室登记编号,将其风干、磨细、过筛、混匀、装瓶,以备各项测定之用[3]。
本项研究共采集尾矿及其周边土壤样点96处,样品采集时,采用GPS定位系统确定采样位置。
1.2 样品的分析根据各个矿山的矿石类型和元素组合特征,对样品分析了Cu、Zn、Pb、C r、Cd、H g、A s等元素。
其中Cu、Zn、Pb、Cd用原子吸收分光光度法分析,H g、A s 用原子荧光分光光度法分析,Cr用二苯碳酰二肼分光光度法分析。
尾矿、土壤的重金属分析结果见表2、3。
表2 尾矿的重金属含量 m g/kg 采 样 点p H Cu Zn Pb C r C d H g As1.抚顺红透山铜矿尾矿库 3.7073399220727.50.1690.2526.332.凤城青城子铅锌矿尾矿库 5.943638010356027.651.40.21868.33.丹东五龙金矿尾矿库 5.7063.391012073.8 1.050.03765.64.鞍山式铁矿尾矿库7.1027.945.713.7267.890.290.031.635.葫芦岛杨家杖子钼矿尾矿库6.1866.9305.6178.172.580.600.0525.66.葫芦岛八家子铅锌矿尾矿库 6.031035.92499.31104.828.317.70.2613.20表3 土壤的重金属含量 m g/kg 采 样 点p H Cu Zn Pb C r C d H g As7 抚顺红透山铜矿尾矿库周边土壤 6.39178353144102 1.600.21727.48 凤城青城子铅锌矿尾矿周边土壤 6.3069.429966668.5 1.620.59458.29 丹东五龙金矿尾矿库周边土壤 5.0089.733510166.90.6901.3532.610 鞍山式铁矿尾矿库周边土壤 6.1822.659.812.3463.130.320.035.2711 葫芦岛杨家杖子钼矿尾矿库周边土壤 6.1041.1397.6111.563.3 1.10.057.212 葫芦岛八家子铅锌矿尾矿库周边土壤 5.85235.41473.8534.153.712.90.07810.38 石 平等:辽宁矿区尾矿废弃地及土壤重金属污染评价研究 2008年第2期2 重金属污染评价2.1 评价因子及评价标准的确定经过充分调查研究,选择Cu、Zn、Pb、C r、Cd、H g、As等7项指标为评价因子(见表2、3),因素集为U={Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、H g、As}。
综合考虑辽宁省土壤环境背景值[4]、临界含量和国家土壤环境质量标准(GB15168-1995)及文献[5],将土壤环境质量分为5个等级(见表4),即清洁(!)、尚清洁(∀)、轻度污染(#)、中度污染(∃)、重度污染(%),评价集为V={!,∀,#,∃,%}。