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稳定同位素因其指纹效应已成为分析矿区污染来源的重要技术手段。文章以招远金矿区为例,应用硫同位素联合水化学分析、聚类分析及氢氧同位素分析招远金矿区水污染特征和成因。通过分析可知,矿区内地表水和地下水主要接受大气降水补给,水力联系密切。水化学类型以SO4—Ca和SO4—Na型为主,阴离子以SO42-为主,地表水和地下水的NO3-和Cl-在空间上变异性较大。地表水硫酸盐含量普遍偏高,硫酸盐污染较为严重,高值区出现在玲珑金矿、金翅岭金矿和张星镇附近;而地下水高值区都出现在玲珑金矿附近,且SO42-浓度沿着径流方向逐渐降低。地表水中硫酸盐δ34S值介于1.8‰~9.8‰,地下水中硫酸盐δ34S值介于2.7‰~9.6‰,地表水和地下水硫酸盐含量受玲珑金矿硫化、玲珑花岗岩和胶东岩群影响明显。在地下水径流途中,有地表水入渗污染地下水的现象。另外,工业废水的排放也是硫酸盐含量升高的主要原因。研究表明:硫同位素在金矿区硫酸盐污染的来源和特征方面有很好的指示作用,是评价矿山开采对地下水污染的有效工具。 相似文献
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海洋沉积物中由微生物硫酸盐还原作用(MSR)驱动的碳、硫耦合作用及甲烷消耗，是影响全球碳、硫循环和气候变化的关键生物地球化学过程。准确认识微生物硫酸盐还原代谢过程及其环境影响因子，是探究MSR驱动的碳、硫循环及生态环境效应的重要基础。沉积物孔隙水中硫酸盐的硫、氧同位素组成是揭示MSR过程及其驱动的硫循环的重要方法。本文从细胞内代谢途径和胞外硫循环过程角度，厘清影响孔隙水硫酸盐硫、氧同位素组成的硫的生物地球化学过程，阐述其在示踪有机质驱动和甲烷驱动的硫酸盐还原过程类型及“隐秘”硫循环的意义，为探究微生物硫酸盐还原作用在地球表层环境演化中的作用提供新启示。 相似文献
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铜铁矿区周边地下水硫酸盐污染是生态环境研究关注的热点问题,精确识别硫酸盐来源及迁移途径对于矿区周边地下水污染防控和供水安全至关重要.利用水化学与硫同位素耦合分析,结合矿区水文地质条件和潜在污染源分布,探讨了区内地下水硫酸盐污染特征、来源及迁移途径.区域内地下水包括松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水及岩浆岩风化裂隙水,水化学类型主要为HCO3·SO4-Ca型,水化学组分主要来源于硅酸岩、碳酸盐岩和硫酸盐矿物的溶解以及硫化物氧化;地下水中SO42-含量范围为44.4～2 089.0 mg/L,高值区主要分布在洪山溪尾矿库、矿渣堆存处及矿业生产区附近;地下水中δ34S-SO42-在2.6‰～31.5‰之间,反映其SO42-具有多源性.地下水中SO42-的主要来源包括含水层中石膏矿物的溶解和黄铁矿等含硫矿物氧化输入,高含量的SO4 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
酸性矿山排水一直是难以处理的矿山环境问题之一。课题组前期研究表明,硫酸盐矿物和铁氧化物矿物能够促进垃圾渗滤液中有机物的降解。而硫铁矿的酸性矿山排水中既含有大量的硫酸盐也还有较高浓度的铁离子,因此,我们进一步研究了将酸性矿山排水和垃圾渗滤液混合后进行厌氧处理的效果,并通过小瓶实验优化得到在m(COD)/m(SO2-4)为3的配比下,将酸性矿山排水与垃圾渗滤液进行混合调节后处理,调节废水中的COD、硫酸根以及其他金属离子都可以得到较好的去除效果。因此,本文采用工作体积为4 L的连续运行反应器,长期考察将酸性矿山排水和垃圾渗滤液混合后进行厌氧消化的效果。在连续运行实验中,参照小瓶实验结果,按照m(COD)/m(SO2-4)为3的配比,将酸性矿山排水与垃圾渗滤液混合,之后用NaO H溶液调节混合液的p H,得到p H为7.5左右的调节废水,调节废水中COD、硫酸盐浓度分别约为7 500 mg/L和2 500 mg/L。将调节废水加入反应器,鼓氩气,不接种其他微生物,维持厌氧运行,水力停留时间和温度分别为20 d和35℃。厌氧反应器稳定运行一年后,反应器出水中的COD和硫酸盐浓度分别约为800 mg/L和500 mg/L,调节废水中COD和硫酸根的去除率分别达到90%和80%,Fe、Mn、Ca、Zn等重金属离子的去除率均在80%~90%。微生物群落分析的结果表明,种群上占优势的微生物主要有硫酸盐还原菌、产酸菌、产甲烷菌与铁还原菌等厌氧微生物。硫酸盐还原菌是能够适应苛刻环境的微生物,在厌氧条件下,硫酸盐还原菌利用混合废水中的有机质还原硫酸盐生成单质硫和S2-,而生成的S2-可以用于还原三价铁离子,并同时与调节废水中的重金属离子生成金属硫化物沉淀,从而实现单质硫、硫离子和重金属离子的去除,亦解除了游离的S2-对微生物的毒性作用。此外,铁还原菌也能够将三价铁还原成Fe2+,Fe2+能提高硫酸盐还原菌、产酸菌等厌氧微生物的活性。本文的研究结果表明,将酸性矿山排水和垃圾渗滤液混合后进行厌氧消化,能够同时高效处理两种废水,达到以废治废目的,具有一定的实际应用价值。另一方面,由于垃圾渗滤液的可生化性较差,而本实验中调节废水的COD去除率高达90%,这说明垃圾渗滤液中的一些难降解物质也被分解转化,因此,酸性矿山排水与垃圾渗滤液混合厌氧消化过程中涉及的具体机制还需要进一步进行深入的研究。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>本研究选择了马尾松作为研究对象,并选择了大气SO2浓度水平不相同的多个地区作为采样点,包括贵阳地区和云南地区(曲靖、昆明、安宁、晋宁),同时还选取了两个特定污染点源-曲靖火电厂和昆明钢铁厂,并按照离工厂的距离进行采样。我们采集了各样点的针叶和根际土壤样品,分析测定了针叶的总硫、无机硫含量和硫同位素组成、针叶溶解性硫酸盐和叶水的氧同位素组成;土壤硫含量、硫同位素组成和土壤硫酸盐的氧同位素组成。探讨不同生境下针叶对大气硫沉降的差异响应,以期为研究大气硫沉降的 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2016,(6)
为探讨会泽铅锌矿田成矿流体总硫同位素组成、成矿温度、硫源及还原硫的形成机制,在分析前人的硫同位素数据基础上对麒麟厂矿床上部原生矿体硫化物(黄铁矿、闪锌矿和方铅矿)及麒麟厂和矿山厂矿床外围新发现的硫酸盐矿物(重晶石)进行了硫同位素研究。结果显示,原生矿体中的硫化物的δ34S变化为8.0‰~17.68‰,成矿流体中硫同位素已达分馏平衡;矿床外围的硫酸盐δ34S变化为17.95‰~24.30‰。利用共生矿物对Pinckney法,估算获得成矿流体的δ34SΣS为14.44‰,与海相硫酸盐的δ34S相近;通过同位素地质温度计,估算获得成矿温度为134~388℃;包裹体测温发现,重晶石为热液成因,暗示成矿流体中的硫可能来自矿区及矿区外围各个地层的海相硫酸盐或是矿区发现的热液重晶石。硫酸盐的还原机制应为热化学还原作用(TSR)。 相似文献
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通过分析长江三角洲扬泰靖地区第四系松散层地下水硫酸盐的硫同位素组成特征,揭示不同层次和地段地下水中硫酸盐的演化规律及其赋存环境变化特点。研究表明潜水中硫同位素值变化不大,8.3‰～10.5‰,而孔隙承压水中硫同位素值变化较大,随深度增加而增大(最高达71.6‰)。在潜水中,硫酸盐源于农业污染或污染物与海源硫酸盐的混合;在顶部地区和沿江地段的浅层孔隙承压水中,负δ34S值的硫酸盐源于硫化物的氧化,与其松散层岩性以砂性土为主、径流条件好、封闭性差和处于氧化环境有关;而在东部的深层孔隙承压水中,高δ34S值的硫酸盐源于硫酸盐的还原,与其松散层岩性以粘性土为主、隔水层发育、径流条件差、封闭性好和处于还原环境有关。 相似文献
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稳定和放射性同位素在Cu-Ni-PGE岩浆矿床研究中的应用:实例及需要注意的问题(英文) 总被引：2，自引：0，他引：2
Edward M. Ripley Chusi Li 《地学前缘》2007,14(5):124-132
硫、氧同位素和放射性同位素比值在示踪岩浆与围岩的反应及在岩浆镍-铜-铂族元素矿床成因中同化过程的重要性方面有很大作用。如1.1Ga的Duluth杂岩、Norilsk地区二叠-三叠纪侵入岩和1.4Ga的Kabanga侵入岩体中矿床的硫同位素测定结果证明硫来自含硫化物和硫酸盐的围岩。1.3Ga的VoisbeysBay矿床矿石的硫同位素δ34S值通常落入公认的地幔硫同位素组成范围(0±2‰)内,而对其元古宙变质沉积围岩进行的详细研究结果显示δ34S的平均值也在此范围。全面了解同位素组成的潜在混染对合理评价提供硫来源的围岩在矿石形成中的作用是非常必要的。用氧同位素和放射性同位素示踪岩浆和围岩相互作用时,必须在开放体系没有扰动同位素系统情况下进行。在氧同位素体系和放射性同位素体系(如Re/Os、Pb同位素体系)中,元素在热液条件下活动性强或主相没有发生同位素交换与吸收,都会导致低温热液过程掩盖高温过程。只有在进行详细的岩相观察和单矿物分析之后,再应用围岩混染同位素模式才是有意义的。 相似文献
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氮、氧同位素在地下水硝酸盐污染研究中的应用 总被引：8，自引：0，他引：8
硝酸盐是地下水中难以去除的稳定污染物之一,是地下水氮(N)污染的主要形式.不同氮来源的硝酸盐氮、氧(O)同位素组成不同,可利用N、O同位素并结合其他同位素技术示踪硝酸盐污染源,识别反硝化过程,对于有效控制污染源和评估地下水对硝酸盐污染的恢复自净能力有重要意义.本文介绍了N、O同位素技术在地下水硝酸盐污染源追踪和反硝化过程的识别方面的原理和应用以及目前发展状况. 相似文献
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德兴铜矿矿山污染高光谱遥感直接识别研究 总被引：30，自引：0，他引：30
利用高光谱图谱结合特征开展矿山污染直接识别研究.首先详细分析了德兴铜矿矿山污染(废矿、废水以及植被) 地物的光谱特征, 总结出可利用于直接识别和提取这些污染物的特征光谱, 从而利用矿区航天Hyperion高光谱数据并以矿物识别谱系技术为主有效地识别出矿区的污染类型及其分布.对于以黄铁矿等含铁矿物为主的围岩或贫矿矿石的氧化污染利用70 0nm、10 0 0nm以及2 2 0 0nm附近的特征吸收分别识别出含Fe3 + 矿物及其Fe2 + 和Fe3 + 混合矿物, 并进一步根据光谱特征识别出赤铁矿和针铁矿; 根据矿区水体在6 0 0nm附近吸收特征的差异相对区分出酸性水、碱性水和中性水; 根据植被在6 85nm附近的最大吸收深度相对地划分植被污染程度.最后建议建立矿山污染地物光谱数据库.该研究为利用高光谱的技术优势快速且有效地直接识别与提取出污染源的种类、类型并分析其潜在的污染趋势提供了新的思路, 为矿山污染监测、治理规划和复垦提供了新技术和知识支撑. 相似文献
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氧同位素组成是一个非常有效的示踪硫酸盐的起源和形成环境的工具.过去主要针对硫酸盐中的氧同位素δ(18O)的研究,近年来,随着硫酸盐中氧同位素质量不相关分馏现象的陆续发现,其δ(17O)的研究成为热点与前沿.在综述了硫酸盐三氧同位素测试技术的研究现状及进展情况后,重点介绍了从硫酸盐中直接提取O2供质谱计同时测定δ(17O)与δ(18O)值的CO2-激光氟化法;同时介绍了硫酸盐中氧同位素异常[Δ(17O)]的研究历程,探讨了硫酸盐中氧同位素质量不相关分馏的机理及三氧同位素的应用前景,展望了今后的研究趋势. 相似文献
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铜陵矿区主要河流水质分析与污染评价 总被引：1，自引：0，他引：1
铜陵矿区是长江下游重要的铜铁资源基地,也是典型的含硫多金属矿区,矿山酸性废水是矿业开发活动不可避免的环境问题,对地表水体有很大影响。本文以铜陵矿区主要河流为研究对象,通过野外调查采样和室内测试分析,从常规理化性质、矿山酸性废水和重金属元素三方面分析了的水质现状,采用单因子指数和内梅罗水质指数法进行了污染评价。结果表明:(1)矿区河流污染成分以有机污染和矿山酸性废水污染为主,其次是重金属污染。(2)在检测的46个河段中, 按综合污染指数大小分级,共计有93.48%的河段受到不同程度的污染,其中,水质严重污染的河段占 4.35%,水质重污染的河段占13.04%,水质污染的河段占 65.22%,水质轻污染的河段占10.87%;共计有6.52%的河段水质较好,均为清洁状态。(3)3条河流按污染程度大小依次为新桥河>顺安河>红星河,除顺安河外,其他均受到了矿山酸性废水污染。今后应重点关注矿山酸性废水的污染机理与风险评估,加强矿区水环境保护与恢复治理工作。 相似文献
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硫多金属矿床开采对水环境的影响——以福建大田地区矿产开发为例 总被引：11，自引：0，他引：11
闽西大田地区矿床采选冶活动对水土生态环境系统造成了严重的破坏，矿区采选矿废水pH值、SO4^2-浓度远远超过水环境标准，选矿废水和接纳采选矿废水的河流水体中Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd的含量大部分超过地面5类水标准，少部分超过4类水标准，矿区采选矿业废水是地表水金属污染的重要源头。矿业废水pH值与金属Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd的含量具有明显的负相关关系，SO4^2-浓度与金属离子Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd浓度具有较一致的变化规律。提出整治硫多金属矿山环境污染，应坚持因地制宜、矿业资源开发与环境保护并重的方针，用石灰石碱性中和酸性废水，隔离覆盖尾矿矿堆，对废弃矿山植树种草进行生态修复，对效益低下的开采矿山退矿还林，对严重环境污染的矿山实行关闭，对新开矿山要进行科学规划开发。 相似文献
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南京栖霞山铅锌矿区铅同位素示踪 总被引：3，自引：0，他引：3
南京栖霞山铅锌矿已开采50余年,环境问题日益突出。为了了解污染来源和污染传播方式,采集了该地水、土、植物、大气沉降、燃油灰尘、矿石、人血和生物等多种样品进行重金属元素含量和铅同位素示踪分析。结果表明矿区重金属污染严重,且污染随着靠近矿区而逐渐加重,重金属元素Pb、As、Cd、Cu、Zn之间相关性明显,初步反映了污染与矿山有关;同位素分析显示,矿区大气沉降样品、大部分植物样品、部分土壤和部分生物样品铅同位素组成与矿石铅同位素组成相似,证实了污染源为矿山。另外,大气沉降与植物样品铅含量高且它们的铅同位素组成相当,反映了大气沉降是污染传播方式之一。 相似文献
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青藏高原东南缘哀牢山大坪金矿成矿流体演化 总被引：5，自引：2，他引：3
大坪金矿是青藏高原东南缘哀牢山构造带中的大型石英脉型金矿床,由北矿区和南矿区组成.北矿区和南矿区的成矿流体包裹体均一温度及其氢、氧、硫同位素、气液相成份的测试结果表明其成矿温度为:187～329℃(平均为281℃)和168～338℃(平均为264℃)、氢同位素组成(δDV-SMOW)为:-70‰～-81‰和-71‰～-86‰、氧同位素组成(δ18OH2o)为:2.9‰～9.8‰和3.5‰～5.1‰、硫同位素值(δ34S)为:0.7‰～15.5‰和10.6‰～15.8‰.在氢-氧同位素图解上,所有样品均落在岩浆水和地下水趋势线之间.其中,北矿区样品更靠近岩浆水区域,部分样品落在岩浆水区域内,南矿区相时靠近地下水区域.流体包裹体成份分析表明,气相成份主要为H2O和CO2,其次为N2,并含有少量CH4、C2H2、C2H4、C2H6和CO;离子成份主要为K+、Na+、Ca2+、Cl-和SO42-,及少量NO3-、Mg2+、F-和Br-.含金石英脉ESR定年数据揭示了北矿区成矿时代为27.2～29.1Ma,南矿区为17.3～22.1Ma.总体来看,北矿区成矿时代要早于南矿区;北矿区成矿流体是以岩浆流体为主,并有少量地下水混入,而南矿区成矿流体中地下水的参与程度要大于北矿区;成矿流体具有从北矿区向南矿区、从早到晚以及从深部向浅部,岩浆流体组分相对减少,地下水组分逐渐增加的演化趋势. 相似文献
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人为活动通常是地下水硝酸盐污染的主要原因。不同来源的NO3^-具有不同的氮、氧同位素组成,利用地下水NO3^-中的δ15N和δ18O值可有效识别地下水硝酸盐污染的来源。引起地下水中NO3^-含量显著减少的不同物理、化学和生物过程,所产生的氮、氧同位素分馏效应有明显差别。地下水系统中反硝化作用发生时,NO3^-中氮和氧同位素分馏系数呈一定比例。因此NO3^-中δ15N和δ18O值也是示踪地下水硝酸盐循环,尤其是反硝化作用的有效手段。利用NO3^-中氮和氧双同位素,并与其他环境同位素及化学分析技术相结合,示踪NO3^-来源及其循环是地下水硝酸盐污染研究的重要方向之一。综述了利用地下水硝酸盐中氮和氧同位素识别NO3^-污染源与循环的研究进展,简述了近年迅速发展的阴离子交换树脂取样法,概述了此方面研究存在的主要问题,并展望了今后的研究方向。 相似文献
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过硫酸盐已经被广泛用于土壤和地下水有机污染物的原位化学氧化修复。随着乙醇汽油的推广,乙醇汽油引起的地下水污染问题越来越严重,因此有必要去除该类污染物。前人研究乙醇汽油污染修复多数停留在自然修复技术,为了进一步探究去除地下水中乙醇汽油更为有效的技术手段,深入了解乙醇对降解苯系物（BTEX）存在的潜在风险,需要研究使用新的修复方法。文章通过批实验探索了过硫酸盐氧化法对乙醇汽油污染地下水的修复效果,以及Fe2+活化和过硫酸盐添加方式变化对乙醇汽油中苯系物（BTEX）和乙醇的去除影响。结果表明:活化后的过硫酸盐能够有效去除地下水中的BTEX,但会抑制BTEX的生物降解作用;当有乙醇存在时,过硫酸盐能够优先氧化BTEX,其去除速率明显高于乙醇,这与单纯生物降解作用相反。在过硫酸盐投注总量一定时,分批添加更有利于BTEX的去除,但对乙醇去除没有明显促进作用。该研究为过硫酸盐原位化学氧化技术在地下水乙醇汽油污染修复中的应用提供了重要参考。 相似文献