兴仁高砷煤矿区水环境中砷的自然净化机理

论文摘要

兴仁县高砷煤矿区是黔西南高砷煤矿区之一。过去的采煤活动造成部分含砷量高的煤层及煤渣暴露于空气中,在有氧的条件下氧化,致使其中的部分砷释放出来。释放的砷元素通过一系列复杂的物理、化学过程扩散到矿区周围水体和沉积物中。本文对兴仁县高砷废弃煤矿区石门坎、法兰木、小尖山和正在开采的潘家庄顺发煤矿四个区域的水体和沉积物进行采样分析。通过对研究区水体的水化学特征,水体和沉积物中砷的分布规律以及沉积物中砷的分级提取形态的研究,探讨了碳酸盐岩地质背景下矿山环境中砷的自然净化机理及净化能力。取得以下结论:1.研究区大多数区域水体的pH值从上游至下游呈升高趋势,而水体的电导率呈下降趋势。各区域水体的电导率随pH值的升高而降低,其中法兰木区域水体表现最为突出。研究区大部分水样离子组分以Fe和SO42-为主,只有少数水样点以SO42-和Ca为主。2.从上游至下游,研究区水体中总砷含量呈下降趋势,而沉积物中总砷含量的沿程变化多表现为先升高后降低,沉积物中总砷含量较高的原因是沉积物对砷的富集。3.研究区沉积物中砷的形态以Fe、Al氧化物结合态为主。其中又以无定形态占主导,这与研究区沉积物组分中含有大量的非晶质体相对应;而可交换态和硫化物及有机结合态含量较少。4.由于沉积物中含有大量的非晶质体物质,沉积物中砷的形态主要以无定形Fe、Al（氢）氧化物结合态和结晶Fe、Al（氢）氧化物结合态的形式存在。表明了矿山环境中砷的自然净化机理主要是以Fe、Al（氢）氧化物的吸附沉淀和共沉淀为主,而水流的稀释作用也是研究区水体中砷的自然净化机理之一。从上游到下游,研究区水体中砷的净化速率不断降低,一般经过很短的运移距离,水体中砷的含量从一个较高的含量水平降低到10μg/L或是更低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 矿山环境中砷的研究进展
• 1.1.1 矿山环境中砷污染现状
• 1.1.2 矿山环境中砷迁移转化
• 1.1.3 矿山环境中砷赋存形态
• 1.2 选题依据及研究意义
• 1.3 论文研究工作简况
• 第二章 研究区概况
• 2.1 地理概况
• 2.2 研究区地质特征
• 2.3 研究区环境现状
• 第三章 样品采集与分析方法
• 3.1 样品采集
• 3.2 样品分析方法
• 3.2.1 水样的分析方法
• 3.2.2 沉积物的分析方法
• 第四章 水化学特征及砷的分布规律
• 4.1 水化学特征
• 4.1.1 易变参数的变化特征
• 4.1.2 主要化学组分的变化特征
• 4.2 水体中砷的分布规律
• 4.3 小结
• 第五章 沉积物中砷的地球化学
• 5.1 沉积物的矿物学特征
• 5.2 沉积物中砷的分布规律
• 5.3 沉积物中As的赋存状态
• 5.4 小结
• 第六章 矿山环境中砷的自然净化机理探讨
• 6.1 矿山环境中砷的自然净化机理
• 6.2 矿山环境中砷自然净化的能力估计
• 6.3 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 存在问题与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录