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铜尾矿砂重金属环境危害及风险评估研究

作　者: 王倩
导　师: 李东伟; 焦斌权
学　校: 重庆大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 尾矿砂环境危害重金属污染空间分析风险评估
分类号: X50
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

土壤是人类赖以生存的基础。现今矿产资源的开发速度及规模的不断扩大，尾矿重金属渗透到土壤环境中的种类和数量也随之增多；严重的土壤污染威胁着人类的生存。本论文以羊拉铜矿尾矿砂为研究对象，采用野外考察、采样、实验室分析与数理统计相结合的方法，研究尾矿砂中重金属对环境的危害和风险评价。通过一系列的实验研究和风险评估分析，取得如下研究结果：使用X射线荧光光谱对采回的尾矿砂样进行了成分分析，确定本研究区域的重点关切因子为：铜、锌、铅、镉、铬、砷。对尾矿砂重金属元素和周边土壤中的重金属元素进行全量分析。结果表明，尾矿砂重金属含量平均值的高低顺序依次为：铜（2490mg/kg）>砷（1281mg/kg）>锌（1123.044mg/kg）>铬（245.5556mg/kg）>铅（239.4222mg/kg）>镉（66.16333mg/kg）；尾矿砂周边土壤的重金属含量与背景值相差不大，尾矿砂的浸出对周边土壤的影响还不十分显著，但随着距离尾矿砂距离的增大，土壤重金属含量逐渐降低。对尾矿砂进行浸出毒性研究。结果表明，尾矿砂中的重金属少量浸出渗透到土壤及周边环境中，现在浸出对周边环境的危害性比较小。将实验结果与浸出液的最高允许浓度对比可以看出，尾矿砂中的重金属浓度并未超出《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）标准规定的浸出液的最高允许浓度，可以判定该尾矿砂并不是危险废物。对研究区域进行了普通克里金内插法的空间分析研究。结果表明，不同海拔高度、尾矿砂的堆积状况的不同都会影响重金属的浓度插值分布；同样，受外界环境的影响，重金属浓度分布特征与采样点的分布均有相关性。除了受上述因素的影响外，尾矿砂的重金属分布情况还受到尾矿砂中元素的存在形态、元素的组成等因素的影响。最后通过多种数理统计方法评价土壤重金属的污染程度，结果为：砷>铜>铅>镉>铬>锌。对于采样点而言，S-1点的污染程度最严重，S-10基本无污染，总体趋势是沿着远离尾矿砂的方向，重金属从轻微污染过渡到无污染区。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
1 绪论  9-19
  1.1 研究背景  9-17
    1.1.1 尾矿的污染现状  9-11
    1.1.2 尾矿的重金属污染及危害  11-16
    1.1.3 重金属污染的评价研究  16-17
  1.2 研究目的及研究内容  17-19
    1.2.1 课题的提出及研究意义  17
    1.2.2 研究内容及研究目的  17-18
    1.2.3 研究路线  18-19
2 实验设计  19-25
  2.1 实验样品的来源  19-20
  2.2 实验研究方法  20-24
    2.2.1 定性确定研究区的关注因子  20-21
    2.2.2 浸出毒性分析研究  21-22
    2.2.3 全量分析研究  22-23
    2.2.4 重金属污染空间分布  23-24
    2.2.5 关切因子的污染评价  24
  2.3 本章小结  24-25
3 尾矿砂基本特性及实验研究  25-43
  3.1 尾矿砂关切因子的确定  25-30
    3.1.1 研究区现状  25
    3.1.2 重金属元素毒性  25-26
    3.1.3 X 射线荧光光谱（XRF）分析  26-29
    3.1.4 X 射线分析结果  29-30
  3.2 样品的重金属全量分析  30-37
    3.2.1 尾矿砂重金属全量分析  30-31
    3.2.2 尾矿砂重金属全量分析结果  31-34
    3.2.3 土壤样的全量分析结果  34-37
  3.3 尾矿砂的浸出毒性分析  37-42
    3.3.1 浸出毒性研究原理  38
    3.3.2 实验药品  38
    3.3.3 实验仪器设备  38-39
    3.3.4 样品的保存和处理  39
    3.3.5 浸出步骤  39-40
    3.3.6 质量保证  40
    3.3.7 分析结果  40-42
  3.4 本章小结  42-43
4 重金属污染空间分布规律研究  43-55
  4.1 重金属污染空间变化研究  43-48
  4.2 研究区的空间分析研究  48-53
  4.3 本章小结  53-55
5 土壤重金属污染评价  55-73
  5.1 单因子质量指数评价法  57-58
    5.1.1 单因子质量指数评价法基本思想  57
    5.1.2 单因子质量指数评价结果分析  57-58
  5.2 内梅罗综合污染指数法  58-59
    5.2.1 内梅罗污染指数评价基本思想  58-59
    5.2.2 内梅罗污染指数评价结果分析  59
  5.3 几何均值综合评价法  59-60
    5.3.1 几何均值综合评价基本思想  59-60
    5.3.2 几何均值综合评价结果  60
  5.4 污染负荷指数法  60-61
    5.4.1 污染负荷指数法基本思想  60-61
    5.4.2 污染负荷指数评价结果  61
  5.5 地积累指数法  61-63
    5.5.1 地积累指数法基本思想  61-62
    5.5.2 地积累指数评价结果  62-63
  5.6 环境风险评价法  63-64
    5.6.1 环境风险评价法基本思想  63-64
    5.6.2 环境风险污染评价结果  64
  5.7 属性层次模型  64-70
    5.7.1 属性层次模型基本思想  64-67
    5.7.2 属性层次模型结果  67-70
  5.8 不同评价结果比较分析  70-71
  5.9 累积风险评价  71-72
  5.10 本章小结  72-73
6 结论与建议  73-75
  6.1 研究结论  73-74
  6.2 建议  74-75
致谢  75-77
参考文献  77-83
附录作者在攻读硕士学位期间收录和发表的论文  83

铜尾矿砂重金属环境危害及风险评估研究

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