Sb2O3生产过程中重金属排放分布特征及环境风险评估

摘要

中国作为世界上最大的产锑国，对锑的开发利用已经有较长的历史，与此对应的开发利用所带来的环境污染也愈渐严重，因此厘清在开采和冶炼阶段的污染分布特征及其形成机理，能为锑的开发利用过程产生的潜在污染防控提供理论支撑，对锑的可持续性开发利用具有重大意义。本研究以开采环境下的独山半坡锑矿和采用半坡锑矿产矿原石的大河、小河冶炼厂为研究对象，通过采集矿井内部沿水流方向不同来源和不同区域的水样，以及冶炼厂周边不同区域的土壤及常规种植农作物，以分析矿井水化学特征和水文地球化学过程，以及土壤中As、Sb的分布特征，并在此基础上对研究区的潜在生态风险进行评估。结果表明： 1）矿区开采带来的潜在生态风险大于冶炼过程。在矿区开采部分，高酸度及高浓度的重金属废水是生态风险的主要来源，其高酸度的成因主要为辉锑矿及硫铁矿等含硫矿物的含硫矿物的氧化溶蚀，高酸度的矿井水会加速溶蚀井道周边的铝硅酸盐等矿物围岩，这是导致水体中Sb、Al、Fe、Mn等重金属含量严重超标的重要因素，而水体pH及Eh等外部环境条件的改变都会导致水体中重金属存在形态的变化。 2）在冶炼厂周边的土壤中，由于厂区生产年限的不同，周边土壤中的As、Sb富集量也存在较大差异；As、Sb含量的空间分布受到风向及高程的综合影响；厂区周边的常规种植农作物玉米中的As、Sb生物富集程度主要受到0-10cm土壤层中As、Sb含量的影响。 3）As、Sb的剖面分布受到雨水淋溶以及土壤理化性质的影响，差异较大；就形态分布特征而言，As、Sb的存在形态以残渣态为主，综合表现为老冶炼厂周边土壤中As、Sb的残渣态相对含量整体低于新冶炼厂，且Sb的相对含量高于As；就潜在生态风险而言，老冶炼厂周边As、Sb的环境潜在生态风险相对大于新冶炼厂,且Sb的潜在生态风险大于As。

目录

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第二章 样品采集与研究方法

2.1 取样点布设

2.2 研究区概况

2.3 样品采集及测试

2.4 分析方法

2.4.1 样品的分析方法

2.4.2 数据的分析方法

第三章 锑矿开采过程中重金属的释放机制及转化过程

3.1 矿井水酸化特征

3.1.1 水体酸化矿物端元解析

3.1.2 水体酸化演变过程

3.2 矿井水中重金属排放特征

3.2.1 重金属特征污染物排放解析

3.2.2 重金属迁移转化过程

3.2.3 突变区间特征解析

3.3 小结

第四章 锑矿冶炼过程对周边土壤的影响分析

4.1 周边土壤的理化性质特征

4.1.1 土壤pH特征

4.1.2 土壤有机质特质

4.2 厂区周边土壤中的As、Sb污染排放特征

4.2.1 表层土壤中As、Sb总量分布特征

4.2.2 不同深度土壤中的As、Sb含量变化特征

4.2.3 土壤中As、Sb不同形态的分布特征

4.3 厂区周边农作物中As、Sb污染分布特征

4.4 小结

第五章 锑矿开发过程中的环境风险评估

5.1 开采过程中污染物排放的潜在环境风险评估

5.2.1 单因子污染指数和内梅罗污染指数

5.2.2 风险因子评价

5.2.3 潜在生态危害指数法

5.2.4 综合对比分析

5.3 小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

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