本文關(guān)鍵詞：楊家杖子礦區(qū)環(huán)境影響分區(qū)與Mo在水土中的遷移研究

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【摘要】：楊家杖子礦區(qū)是大型的鉬礦開(kāi)采地區(qū),具有近百年的礦產(chǎn)開(kāi)采歷史,當(dāng)?shù)厮镰h(huán)境已遭到明顯的破壞,嚴(yán)重危及當(dāng)?shù)鼐用裆】�。為全面認(rèn)識(shí)楊家杖子礦區(qū)環(huán)境污染特征及規(guī)律,本文進(jìn)行了如下研究:一、運(yùn)用單因子指數(shù)法、綜合指數(shù)法及模糊綜合評(píng)判法評(píng)價(jià)了研究區(qū)水、土、植被環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀、污染分布特征,明確了各環(huán)境要素的污染組分,并對(duì)土壤重金屬的潛在生態(tài)危害進(jìn)行了評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明,研究區(qū)地表水環(huán)境質(zhì)量整體較好,地表水超標(biāo)組分主要包括Mo、SO42-、硬度;地下水環(huán)境良好、優(yōu)良區(qū)主要分布于研究區(qū)東北部及東南部山區(qū)、白楊木溝山區(qū),極差區(qū)為中部蓮花山及榆樹(shù)溝一帶及上黑魚(yú)溝及礦湖一帶,特征污染組分為Mo、SO42-、硬度、NH4+、NO2-;土壤環(huán)境大多表現(xiàn)為中度污染以上,西北部、北部等地重金屬污染嚴(yán)重,主要重金屬污染物為Mo;土壤重金屬潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)結(jié)果顯示大部分地區(qū)存在中等至較強(qiáng)的重金屬潛在生態(tài)危害;植被環(huán)境大多表現(xiàn)為清潔,但在局部的地帶如黑魚(yú)溝一帶表現(xiàn)為嚴(yán)重污染,超標(biāo)組分僅有Hg。二、基于研究區(qū)地表水、地下水、土壤的環(huán)境質(zhì)量特征,選取特征污染組分,構(gòu)建了研究區(qū)綜合環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)研究區(qū)綜合環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分區(qū),分析了綜合環(huán)境質(zhì)量不同分區(qū)的主要影響因素,并提出了相應(yīng)的環(huán)境治理對(duì)策。研究區(qū)綜合環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,研究區(qū)Ⅰ級(jí)清潔級(jí)區(qū)分布在研究區(qū)東北部、東南部山區(qū);Ⅱ級(jí)較清潔區(qū)主要集中在白楊木溝南部及葉家屯一帶,僅白楊木溝南部地下水三氮超標(biāo),葉家屯一帶地表水中NO3-污染較嚴(yán)重;Ⅲ級(jí)輕污染區(qū)大面積分布在楊家杖子鎮(zhèn)、上長(zhǎng)茂、下長(zhǎng)茂一帶,其中楊家杖子鎮(zhèn)地區(qū)土壤重金屬M(fèi)o、Pb、Zn污染較為突出,地下水主要污染物為SO42-、硬度及Mo,地表水中NO3-含量偏高,上長(zhǎng)茂至下長(zhǎng)茂一帶地表水中NO3-超標(biāo)較嚴(yán)重,地下水中三氮含量偏高;Ⅳ級(jí)重污染區(qū):由北到南分布在黑魚(yú)溝以北、蓮花山至榆樹(shù)溝一帶。該地帶水環(huán)境中Mo、Fe、SO42-、硬度以及土壤環(huán)境中Mo、Pb、Zn、Fe明顯超標(biāo)。三、通過(guò)野外調(diào)查,在研究區(qū)不同位置采集了代表性土樣,并基于其礦物學(xué)和地球化學(xué)特征分析結(jié)果,在p H=3,溫度為25℃條件下,開(kāi)展靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn),得到了研究區(qū)不同位置土壤中典型污染組分(Mo6+)遷移的關(guān)鍵參數(shù)。靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同位置土壤對(duì)Mo6+的靜態(tài)吸附均符合Langmiur等溫吸附方程。土壤靜態(tài)吸附量最大值和最小值為86.96 mg/kg和19.57 mg/kg,分別位于上長(zhǎng)茂、上黑魚(yú)溝一帶;土壤分配系數(shù)最大值和最小值為2.73 L/kg和0.56 L/kg,分別位于黑魚(yú)溝、礦湖一帶。動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,土壤動(dòng)態(tài)吸附量最大值和最小值為57.66 mg/kg和12.79 mg/kg。土壤分配系數(shù)最大值和最小值為1.44 L/kg和0.54 L/kg。其吸附量、分配系數(shù)的最大、最小值所在位置與靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同。四、基于實(shí)驗(yàn)獲得的研究區(qū)特征污染組分Mo6+遷移的相關(guān)參數(shù),構(gòu)建了Mo6+在源頭區(qū)尾礦砂中的垂向遷移,及在尾礦壩下河床潛流帶中水平方向上遷移的數(shù)值模擬模型,利用數(shù)值模擬技術(shù),分析預(yù)測(cè)了Mo6+的垂向遷移與水平向遷移特征。由尾礦砂中垂向遷移數(shù)值模型的模擬結(jié)果,得到了降水淋濾作用下源頭區(qū)礦湖廢渣中Mo6+在不同深度上開(kāi)始遷出與完全遷出時(shí)間,結(jié)果顯示,Mo6+完全淋濾所需時(shí)間隨尾礦土深度增加而增長(zhǎng),基于數(shù)值模擬結(jié)果,構(gòu)建了不同深度Mo6+淋濾時(shí)間的數(shù)學(xué)模型;水平向河床潛流帶的數(shù)值模擬結(jié)果表明,Mo6+遷移并吸附于源頭區(qū)1.2km(上黑魚(yú)溝)距離內(nèi),黑魚(yú)溝及其南部地帶河床潛流帶中的Mo的主要來(lái)源為白沙河的下滲補(bǔ)給,并利用達(dá)西定律對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行合理性分析,結(jié)果顯示,數(shù)值模擬得到的河床潛流帶中Mo6+的遷移距離(1.2km)小于地下水質(zhì)點(diǎn)的遷移距離(1.6km),符合Mo6+在遷移過(guò)程中受吸附作用影響的客觀現(xiàn)實(shí)。研究成果為研究區(qū)環(huán)境污染治理提供了有利依據(jù)和重要參考。
【關(guān)鍵詞】：楊家杖子 環(huán)境影響評(píng)價(jià) 環(huán)境質(zhì)量分區(qū) 吸附實(shí)驗(yàn) 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TD167
【目錄】：

• 中文摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-25
• 1.1 研究目的及意義13-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.2.1 金屬礦產(chǎn)開(kāi)采及影響研究15-17
• 1.2.2 典型金屬元素在水土中的遷移研究17-20
• 1.3 研究區(qū)環(huán)境問(wèn)題20
• 1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線20-25
• 1.4.1 研究目標(biāo)及內(nèi)容20-21
• 1.4.2 技術(shù)路線和工作方法21-25
• 第2章 研究區(qū)概況25-37
• 2.1 自然地理與社會(huì)經(jīng)濟(jì)25-28
• 2.1.1 位置交通25-26
• 2.1.2 氣象水文26
• 2.1.3 地形地貌26-27
• 2.1.4 社會(huì)經(jīng)濟(jì)27-28
• 2.2 研究區(qū)地質(zhì)與水文地質(zhì)條件28-35
• 2.2.1 研究區(qū)地質(zhì)條件28-32
• 2.2.2 研究區(qū)水文地質(zhì)條件32-35
• 2.3 研究區(qū)礦山及周邊礦山概況35-37
• 第3章 研究區(qū)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)37-57
• 3.1 野外調(diào)查、采樣與測(cè)試分析37-38
• 3.2 地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)38-43
• 3.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取與評(píng)價(jià)方法39-40
• 3.2.2 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析40-43
• 3.3 地下水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)43-49
• 3.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取與評(píng)價(jià)方法43-44
• 3.3.2 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析44-49
• 3.4 土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)與土壤重金屬潛在生態(tài)危害分析49-53
• 3.4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取與評(píng)價(jià)方法49-50
• 3.4.2 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析50-51
• 3.4.3 土壤重金屬潛在生態(tài)危害分析51-53
• 3.5 植被環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)53-57
• 3.5.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取與評(píng)價(jià)方法55
• 3.5.2 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析55-57
• 第4章 研究區(qū)環(huán)境質(zhì)量分區(qū)57-73
• 4.1 綜合環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法與等級(jí)劃分57-62
• 4.1.1 綜合環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建57-58
• 4.1.2 評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)及環(huán)境質(zhì)量等級(jí)58-59
• 4.1.3 模糊綜合評(píng)判評(píng)價(jià)過(guò)程59-62
• 4.2 綜合環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果62-67
• 4.3 綜合環(huán)境質(zhì)量分區(qū)67-72
• 4.3.1 地表水環(huán)境質(zhì)量分段67-68
• 4.3.2 地下水環(huán)境質(zhì)量分區(qū)68-69
• 4.3.3 土壤環(huán)境質(zhì)量分區(qū)69-70
• 4.3.4 綜合環(huán)境質(zhì)量分區(qū)70-72
• 4.4 環(huán)境防治建議72-73
• 第5章 鉬離子在水土中的遷移實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究73-111
• 5.1 土壤基本性質(zhì)的測(cè)定73-76
• 5.2 淋濾實(shí)驗(yàn)76-80
• 5.2.1 實(shí)驗(yàn)材料與裝置76-77
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)原理及方法77-78
• 5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析78-80
• 5.3 影響土壤吸附性的溫度與酸度要素分析80-86
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)材料及裝置80-81
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)原理及方法81
• 5.3.3 pH條件對(duì)土壤吸附量的影響81-83
• 5.3.4 溫度條件對(duì)土壤吸附量影響83-86
• 5.4 土壤對(duì)Mo~(6+)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研究86-94
• 5.4.1 實(shí)驗(yàn)材料及裝置86
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)原理及方法86-89
• 5.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析89-94
• 5.5 土壤對(duì)Mo~(6+)動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研究94-100
• 5.5.1 實(shí)驗(yàn)材料及裝置94-95
• 5.5.2 實(shí)驗(yàn)原理及方法95-96
• 5.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析96-98
• 5.5.4 Mo~(6+)遷移遲后因子求解98-99
• 5.5.5 土壤對(duì)Mo~(6+)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)與動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)對(duì)比99-100
• 5.6 水土中Mo~(6+)遷移的數(shù)值模擬研究100-111
• 5.6.1 數(shù)學(xué)模型介紹101
• 5.6.2 礦湖內(nèi)Mo~(6+)垂向遷移模擬101-105
• 5.6.3 研究區(qū)Mo~(6+)在水土中水平遷移模擬105-109
• 5.6.4 模擬結(jié)果對(duì)Mo水土污染修復(fù)的意義109-111
• 第6章 結(jié)論及建議111-115
• 6.1 結(jié)論111-114
• 6.2 建議114-115
• 參考文獻(xiàn)115-121
• 作者簡(jiǎn)介及攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文121-122
• 致謝122

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1120076