中国金矿开采区环境汞污染

汞是金矿区环境的特征污染物。金汞同源性导致金矿床一般汞含量偏高,且在以混汞法为代表的提金过程影响下,导致了中国金矿区严重的环境汞污染问题。本文介绍了中国金矿分布与开采及选冶概况,研究了导致金矿区环境汞污染的原因,分析了金矿石选冶过程中汞的释放,并综述了金矿开采所致矿区土壤、水体、大气、生物体中汞污染状况,最后讨论了金矿区汞污染环境管理与生态修复。     

积融雪控制下土壤大气间汞交换通量特征

位于松花江上游流域的夹皮沟金矿曾是我国采金量最大的矿区,广泛使用的混汞法提金工艺导致了严重的区域环境介质汞污染.为研究稳定性季节积雪及融雪控制过程土壤(雪)大气间汞交换通量特征,选择区域内典型"山-谷"地形结构单元,沿坡面等距进行布点,使用动态通量箱法测定了各采样点土壤(雪)大气间汞交换通量,使用塞曼效应汞分析仪(LUMEX Zeeman RA915+)测定了各采样点近地面(0～150 cm)垂直方向上大气汞浓度分布,分析了同步气象因子、积融雪控制下地表性质和近地面大气汞的垂直分布各因素对土壤(雪)大气间汞交换通量特征的影响.结果表明,冬季积雪和融雪期间,大气中汞均有沿山坡向谷底汇集的趋势,在积雪冷源性下垫面所致逆温层结控制下,汞交换通量表现为明显的由大气向土壤(雪)的沉降过程.融雪期间雪融后地表土壤大气间汞交换通量表现为释放与沉降过程交替,仍然积雪地表大气间汞交换通量沉降水平明显弱于积雪期.分析土壤(雪)大气间汞交换通量与其影响因素间关系发现,积雪期土壤(雪)大气间汞交换通量与大气汞浓度和大气温度间均具有显著的负线性相关关系;融雪期土壤(雪)大气间汞交换通量与大气汞浓度间具有明显的负线性相关关系,与大气温度间具有正线性相关关系;雪融后裸露土壤大气间汞交换通量与地温间呈现一定的正线性相关关系.     

松花江上游夹皮沟金矿土壤与大气汞污染特征

在松花江上游夹皮沟金矿开采区内,混汞法提金工艺已使用180余年,导致严重的环境介质汞污染问题.为研究土壤和大气汞污染特征,使用塞曼效应汞分析仪(Zeeman RA915+)测定了大气汞含量,使用冷原子吸收分光光度法(GB/T17136-1997)测定了土壤汞含量,使用动态通量箱法测定了老金厂、二道沟、二道岔和夹皮沟镇小区四处土/气间汞交换通量;对土壤汞含量和大气汞含量进行了线性回归分析;并对土/气间汞交换通量与气象因子进行了相关性分析.结果表明:①区域大气汞含量均值为(71.08±38.22)ng.m-3.②区域土壤汞含量均值为(0.913 1±0.040 8)mg.kg-1;土壤汞含量与大气汞含量显著正相关.③各采样点土/气间汞交换通量为:老金厂(129.13±496.07)ng.(m2.h)-1,二道沟(98.64±43.96)ng.(m2.h)-1,二道岔(23.17±171.23)ng.(m2.h)-1,夹皮沟镇小区(7.12±46.33)ng.(m2.h)-1.④太阳辐射是老金厂、二道岔和夹皮沟镇小区土/气间汞交换通量主要影响因子,太阳辐射、大气温度和土壤温度共同控制二道沟土/气汞交换通量过程;地形条件的干扰,形成三类迥异的土/气间汞交换通量日变化特征形态.     

持续性降水气象条件下土壤/大气间汞通量特征

为研究自然条件下地表大气间汞交换通量特征及其影响因素,2012年4月22~25日在位于松花江上游的夹皮沟金矿,使用动态通量箱法(dynamic flux chamber, DFC)与汞分析仪(LUMEX Zeeman RA915+)联用技术测定了在持续性降雨气象条件控制下矿区土壤大气间汞交换通量,同步测定了近地面垂向0~150cm范围内大气汞浓度以及太阳辐射强度和大气温湿度,并分析了汞交换通量与降水条件下气象因子间相关关系.结果表明:在持续性降雨条件控制下,地表大气间的汞交换通量表现为沉降与释放过程连续交替出现特征,这与晴朗天气条件下日型汞通量单峰结构明显不同.降水间歇期土壤大气间汞交换通量在坡耕农田采样点依次为(-2.08±6.11)、(-6.16±33.57)、(-3.20±8.64)和(5.06±18.80)ng/(m2·h);在谷底漫滩采样点依次为(-5.21±6.42)、(3.87±28.12)、(-11.87±14.10)和(-9.44±12.23)ng/(m2·h).在局地范围内,地形条件差异影响不同地表和近地面大气系统能量收支,并使近地面大气汞浓度和气象因子发生变化,进而影响地表大气间汞交换通量过程和水平.持续性降水条件下,地表和大气间汞交换通量与太阳辐射强度和大气湿度间具有较为明显的正线性相关关系,与大气汞浓度和大气温度间无明显线性相关关系.     

基于UNMIX模型的夹皮沟金矿区土壤重金属源解析

采集松花江上游夹皮沟地区的土壤样品,测定了16种金属元素的含量,应用美国环境保护署推荐的UNMIX模型进行了土壤重金属的源解析研究,并结合克里格插值法提取的Hg、Pb和Cd浓度等值线图与实际的调查,佐证源解析的结果.研究表明:1土壤样品中Cd、Hg、Pb、Ag浓度较高,超过吉林省土壤背景值,富集程度明显;2UNMIX方法解析出4个土壤重金属污染来源:源1代表选矿、公路交通及垃圾排放等人类活动的污染,源贡献率为39.31%;源2代表岩石风化和生物作用,贡献率为13.87%;源3为土壤母质和施用化肥、居民燃煤导致的综合污染源,贡献率23.93%;源4代表铁矿开采及运输,贡献率为22.89%.3研究区土地利用类型、人类活动调查、Hg、Pb、Cd含量分布特征与UNMIX模型解析的结果是基本吻合的.     

北方城市冬季室内环境空气中正负离子浓度分布特征

使用ITC201A空气负离子测量仪测定了中国北方地区冬季室内正负离子浓度水平,按照空气质量评价标准评价了室内空气质量等级,研究了室内空间的正负离子浓度日变化,讨论了正负离子浓度与室内温度湿度之间的相关关系。研究结果表明:①中国东北地区冬季室内正负离子浓度水平极低,负离子平均为浓度46.9个/cm3,正离子平均浓度为52.0个/cm3,室内空气质量等级为中度和重度污染。②室内正负离子平均浓度在中午时刻均达到全天中的峰值阶段,全天中大部分时间正离子浓度高于负离子浓度;在室内人群活动和环境因子等因素复杂的影响下,正负离子平均浓度此消彼长的发生波动变化。③研究期间室内正负离子浓度变化与空气温度和湿度间未发现显著线性相关关系,环境因子的综合作用影响着室内正负离子的浓度变化水平。