更全的杂志信息网

黑龙江省东部矿区废弃地重金属潜在生态危害评价

更新时间:2009-03-28

工矿废弃地是指在工业生产活动中和在矿产资源开发及利用过程中,所形成的废弃物排放场地以及荒废的采矿场[1]。由于成矿母岩以及矿产资源开采加工工艺等因素的影响,工矿废弃地往往具有较高的重金属污染。重金属在土壤环境中的累积具有时间滞后性,即环境的响应时间晚于污染的发生[2]。因此,研究工矿废弃地的重金属污染特征,评价其潜在生态危害具有非常重要的预警意义[3-4]。土壤是生态系统的基质与生物多样性的载体,是矿区土地恢复与生态重建的基础,现有研究表明,基质养分贫瘠、缺少土壤结构、保肥保水能力低下以及重金属污染严重是工矿废弃地植被恢复的主要限制因素[5-6]。要想获得成功的恢复,必须首先解决土壤问题[7]。黑龙江省东部矿区位于我国高纬、高寒地区,有着近百年的开采历史,废弃地类型多样,容易发生累积性的重金属水土环境污染,进而对生态环境造成危害。本文选取鸡西、鹤岗矿区的5种类型工矿废弃地为研究对象,针对废弃地重金属污染状况及潜在生态危害进行分析和评价,为黑龙江省东部工矿废弃地重金属污染防治以及植物恢复和生态重建工作的开展提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集与分析

在研究区选取废弃时间在20 a的矸石山、排矸场、石墨尾矿坝、粉煤灰排放场、水泥采矿坑等5种不同类型的无人为干扰的工矿废弃地作为研究样地,同时选择邻近非矿区落叶松林为对照地。分别在春、夏、秋季,在以上样地采集0~20 cm的表层基质样品。矸石山、石墨尾矿坝样地按上部、中部、下部分别取样,每个部位设置3个取样点,3个重复;排矸场、粉煤灰排放场、水泥采矿坑样地采用平均布点,每个样地设置3个取样点,3个重复;对照地随机采集3个0~20 cm的土壤样品作为对照组。将3次采集回的样品经风干、粉碎后分别按样地类型混合,采用NITON EPA-6200重金属元素分析仪进行重金属元素含量测定。

1.2 重金属污染评价方法

1.2.1 评价方法

采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法进行评价,公式为:

 

(1)

 

(2)

式中Pi为基质中i 污染物的单因子污染指数;Cii 污染物的浓度(mg/kg); Si为基质中i 污染物的标准值(mg/kg); Pc为综合污染指数; (Ci/Si) max为基质污染指数的最大值;(Ci/Si)ave为基质污染指数平均值。

如图1所示,实现表示生命区间,虚线是插入数据的有效时间[start,end]。情况 1:在[start,lf.start-1]和[lf,end+1,end]的两段时间,节点不存在,存在生命区间的不一致性,修改插入数据的有效时间为[lf.start,lf.end];2:[start,end]与 lf有间隔或连续,不一致性的时间为[start,end],不执行插入操作;3:生命区间一致性;4:[lf.end+1,end]时间内,存在不一致性,修改插入数据的有效时间为相交的时间[start,lf.end]。

[1] 王笑峰,蔡体久,张思冲,等.不同类型工矿废弃地基质肥力与重金属污染特征及其评价[J].水土保持学报,2009,23(2):157-161.

式中Ci为重金属元素的污染程度;Ai为重金属元素的毒性响应系数。

1.3 重金属潜在生态危害评价方法

不同类型工矿废弃地基质重金属含量存在较大差异(表4)。不同类型废弃地Pb含量差异不显著,平均含量为黑龙江省区域背景值的1.32倍;除排矸场外,Cr含量在其余4种类型废弃地达到黑龙江省区域背景值的1.19~2.64倍; Zn、Ni含量在石墨尾矿坝极显著高于其他类型废弃地,均达到黑龙江省区域背景值得的4.44倍;As只在水泥采矿坑含量超过黑龙江省区域背景值1.48倍;Hg含量在5种类型废弃地中极显著超过黑龙江省区域背景值,含量达到背景值的28.38~183.24倍。数据显示,对照林地的Pb、Cr、Zn 、Ni、Hg含量均高于黑龙江省区域平均值,说明黑龙江省东部矿区林地土壤已受到一定程度重金属污染。

计算公式为:

Ei=CiAi

(3)

目前,我国还没有统一的针对工矿废弃地基质的分级标准和重金属污染评价标准。本研究选用研究区落叶松林地土壤重金属元素值、黑龙江省区域重金属元素背景值作为评价标准[8-9];分级标准采用单因子污染指数分级标准和多项综合污染指数分级标准[10],见表1。

相同含量的重金属,其毒性响应系数越大,对生态环境的危害也越大[11-13],不同重金属元素的毒性响应系数见表2。

在碳水化合物不足的情况下,机体会动用脂肪供能维持生命,但脂肪在碳水化合物不足的情况下不能被彻底氧化而产生酮体,如果酮体不能及时被氧化就会在体内堆积而导致酮症酸中毒,过多的酮体对宝宝的神经发育和大脑发育不利,所以孕妇应该保证每日的碳水化合物的摄入,以维持正常的血糖水平和预防酮体的产生。每日碳水化合物不能少于150克,换算成主食大约为200克。

 

表1 污染状况等级标准[10]

 

Table 1 Grades standard of pollution level

  

等级单因子污染指数分级标准综合污染指数分级标准污染指数(Pi)污染等级污染指数(Pc)污染等级1Pi<1清洁Pc≤07安全21≤Pi<2轻微污染073严重

 

表2 毒性影响系数表[12]

 

Table 2 Toxic response factors

  

重金属元素PbCrZnNiAsHg毒性影响系数(Ai)52151040

单因子污染指数评价结果表明(表5),在2种评价标准下,Hg均达到重污染程度;Zn、Ni 、Cr在两种评价标准下达到轻微污染程度。测定的6种重金属元素污染程度轻重排序为:As

计算公式为:

4)综合潜在生态危害评价结果表明,测定的重金属元素的潜在生态危害等级全部达到严重等级以上,其由低到高的排序依次为:As

 

(4)

RI与污染程度的关系见表 3。

 

表3 Ei值和RI值对应的潜在生态风险等级[12]

 

Table 3 Degree of the potential ecological risks for Ei and RI

  

Ei单一重金属元素的潜在生态风险等级RI综合重金属元素的潜在生态风险等级Ei<40轻微RI<150轻微40≤Ei<80中等150≤RI<300中等80≤Ei<160较严重300≤RI<600较重160≤Ei<320严重RI≥600严重Ei≥320非常严重

1.4 数据处理方法

实验数据采用SPSS统计软件处理。

指导老师需从事学生工作,拥有直接组织或参与学生寝室文化建设的经验。项目组成员在校参加各社团,有较强的人脉资源与社交能力。寝室文化一直是高校较为重视的一个方面,但在校学生没有充足的时间和精力以及太多创意来装扮寝室,而本工作室则可帮它们完成从设计到布置的整个实施过程。

因此,在工业机器人运动过程控制算法研究中,采用鲁棒控制方法保证机器人的抗干扰能力,结合自适应等算法对实时变化的参数进行识别与调整,在尽量降低控制算法复杂程度又保证控制算法有效性是目前主要的研究方向。

2 结果与分析

2.1 重金属元素含量分析

1.3.1 单一重金属元素的潜在生态危害系数(Ei)

 

表4 废弃地基质重金属元素浓度[1]

 

Table 4 Content of heavy metal of difference industrial and mining wasteland[1]

  

类型重金属浓度/(mg·kg-1)PbCrZnNiAsHg矸石山29271548055262649404105排矸场4682697799842356407229石墨尾矿坝3360140583136910131169494粉煤灰排放场40631011365551218310375水泥采矿坑422112630772859351080678对照林地4164866692233463720030黑龙江省区域背景值242586707228730037

2.2 重金属污染评价

1.3.2 多种重金属元素的潜在生态危害指数( RI)

“文艺”“意境”“美轮美奂”是游客感知价值中美学价值相关的高频词汇。有游客评论道:“民宿环境复古,是文艺青年的精神家园”“侘寂美学的精品民宿,带有原始与粗砺的气息”。民宿之所以能够脱颖而出,在短时期内迅速发展起来,是因为民宿经营者将民宿的建设和经营都融入了美学要素。首先,民宿经营者不局限于只将吃和住视为唯一提供的商品和服务,也加入了内在环境和外在环境的感受;其次,民宿以外的酒店住宿等的发展讲求规模经济、连锁式的经营模式,以期降低成本增加收入,而民宿经营者则以创意和个性为出发点来吸引游客,民宿不再是专为取悦游客所用,而是给游客一个真正意义上放松身心、感悟生活的机会。

综合污染指数评价结果表明(表5),不同类型工矿废弃地综合污染指数由低到高的综合排序为:矸石山<排矸场<粉煤灰排放场<石墨尾矿坝<水泥采矿坑,其中排矸场和矸石山的污染程度分别为轻度和警戒以上,其余3种类型废弃地均达到重度污染。

 

表5 基质重金属污染评价指数[1]

 

Table 5 Pollution index of difference industrial and mining wasteland[1]

  

评价标准类型单因子指数PbCrZnNiAsHg综合指数矸石山070179060076056350264排矸场112081108068057763558对照林地石墨尾矿坝08116234029302316471202粉煤灰排放场0981170710350431250904水泥采矿坑10114608417115022601635平均值0921371331290661254913矸石山12126407811605528382048排矸场19311914110305661894449黑龙江省区域石墨尾矿坝139240444444023133519597背景值粉煤灰排放场168173093053042101357276水泥采矿坑1742161092601481832413154平均值159202173196065101687305

2.3 重金属潜在生态危害评价

结合表3、表6~表8可见:Zn、As的潜在危害等级分别有60%和80%属轻微和中等程度;Ni、Hg的潜在危害等级80%为严重以上,且20%的Ni达到了极度危害等级;Pb、Cr的潜在危害等级100%达到严重以上程度。各重金属的潜在危害程度由低到高的排序为:As

 

表6 不同废弃地不同重金属元素潜在生态危害系数计算结果

 

Table 6 Potential ecological risks (Ei)of single heavy metal element in different types of industrial and mining wasteland

  

矸石山排矸场石墨尾矿坝粉煤灰排放场水泥采矿坑Ei等级Ei等级Ei等级Ei等级Ei等级Pb1464较重2341严重1680严重2032严重2111严重Cr3096严重1395较重2812严重2023严重2526严重Zn553中等998较重3137严重656中等773中等Ni1325较重1178较重5066极严重609中等2968严重As404中等407中等169较轻310较轻1080较重Hg420中等916较重1976严重1500较重2712严重

 

表7 各元素的潜在危害等级

 

Table 7 Potential hazard rating of each element

  

PbCrZnNiAsHgRI等级RI等级RI等级RI等级RI等级RI等级9627严重11852严重6116严重11145严重2370较重7524严重

 

表8 不同重金属潜在危害等级均值及样本所占的比例

 

Table 8 Potential hazard grade average and percentage sample of single heavy metal element

  

较轻中等较重严重极严重Ei均值百分比Ei均值百分比Ei均值百分比Ei均值百分比Ei均值百分比Pb----146420204180--Cr----139520261480--Zn--6616099820313720--Ni--60920125240296820506620As2404040640108020----Hg--42020120840234440--

由评价结果可见,黑龙江省东部矿区5种类型的矿区废弃地潜在生态危害普遍达到严重程度以上,其潜在危害程度由高到低的排序依次为:石墨尾矿坝 >水泥采矿坑 >粉煤灰排放场>排矸场>矸石山。评价结果说明,黑龙江省东部矿区经过了近百年的开发,已经对矿区土壤造成了较严重的累积污染,潜在生态危害较严重,需引起高度重视。

关于顶力的理论计算的基础上,通过顶管顶进过程的受力分析,顶力计算过程分为覆盖在顶管上的载荷计算、顶管管壁摩阻力的计算、构建合适的顶力计算模型3大步骤。

3 结 论

1)Hg含量在5种类型废弃地中均极显著超过黑龙江省区域背景值,是黑龙江省东部矿区主要重金属污染物,对照地的Pb、Cr、Zn 、Ni、Hg含量均高于黑龙江省区域背景值,说明黑龙江省东部矿区林地土壤已受到一定程度重金属污染。

江西铜业集团的德兴铜矿对含硫废石采用微生物浸出—溶剂萃取—电积方法,每年回收硫精矿1 000 t,铜9.2 t,金33.4 kg,产值达1 300多万元,铜、金和银的回收率分别为86.60%、62.32%和65.09%[26];大冶有色公司丰山铜矿对尾矿采用重选—浮选—磁选—重选联合工艺再选,得到铜精矿、铁精矿、硫精矿,其品位分别为Cu 20.5%、TFe 55.61%和S 43.61% [27]。

2)5种类型工矿废弃地综合污染指数由低到高的综合排序为:矸石山<排矸场<粉煤灰排放场<石墨尾矿坝<水泥采矿坑,其中排矸场和矸石山的污染程度分别为轻度和警戒以上,其余3种类型废弃地均达到重度污染。

3)单一重金属潜在生态危害评价结果显示,Ni、Hg的潜在危害等级80%为严重以上,且20%的Ni达到了极度危害等级;Pb、Cr的潜在危害等级100%达到严重以上程度。

审视当下那些赚得盆满钵满的演艺界明星,除却满足了那些残粉的廉价感官刺激之外,对中国文化不会有任何的建树—反而最不可饶恕的是:在占据制高点的时日里,他们居然将我们的优秀文化传统实施了无情的阉割,无知无畏地扯断了民族一以贯之的文脉……而这些人渣对当下文化构建的重度摧残和破坏,无疑也将让我们的子孙后代无妄地承受并付出惨重而巨大的代价……

所以,对于这个问题没有百分之百的回答。我通常在拍摄时关闭合焦提示音,但如果有人喜欢在拍摄过程中打开提示音,又不会干扰其他人,那么我认为也是完全可以接受的。

5)黑龙江省东部矿区5种类型的矿区废弃地潜在生态危害普遍达到严重程度以上,其潜在危害程度由高到低的排序依次为:石墨尾矿坝 >水泥采石废弃地 >粉煤灰排放场>排矸场>矸石山。说明黑龙江省东部矿区的开发已经对矿区土壤造成了较严重的累积污染,潜在生态危害较严重。

参考文献:

1.2.2 分级、评价标准

[2] Zhao Y Y, Zeng H, Xu Y N, et al. Theory and work methods for the cumulative effects of environmental geochemistry in the metallic deposit cluster[J]. Geological Bulletin of China, 2014, 33(8):1106-1113.

[3] Qiu H Y. Evaluation of the potential ecological risk of heavy metals in soils and study on homologous correlation[J]. Resources Economization & Environmental Protection,2011(1):68-70.

[4] Tu C Q,Wen X R,Zhang J,et al. Evaluation of the heavy metal contaminations and their potential ecological risks in cupric sulfide ore area[J].Chinese Journal of Soil Science,2013,44(4):987-992.

[5] 束文圣,蓝崇钰,张志权.凡口铅锌尾矿影响植物定居的主要因素分析[J].应用生态学报,1997,8(3):314-318.

现代青花艺术虽与传统青花瓷有明显的差异,但是在创作表达上依旧存在关联性。虽然说现代陶艺家创作时会因为生活背景、民族信仰等一系列因素受到影响,但同时也会对传统青花产生评判比较,其实这正是对传统青花艺术的继承创新。其实不仅是现代艺术家,哪怕是在过去,在技术、题材上后代工匠也是不停的对前人的创造进行改善。所以现代陶艺家在进行创作时,对传统青花的了解是必不可少的,这是推动现代青花发展的必要步骤之一。

[6] 王晓春,蔡体久,谷金锋.鸡西煤矿矸石山植被自然恢复规律及其环境解释[J]. 生态学报,2007,27(9):3744-3751.

[7] Bradshaw A D. Huttl R F.Future minesite restoration involves a broader approach[J]. Ecological Engineering, 2001,2-3(17): 87-90.

[8] 国家环境保护局,国家技术监督局.中华人民共和国土壤环境质量标准(GB15618-1995)[S].北京:中国标准出版社,1995.

[9] 中国环境监测总站.中国土壤元素背景值[M].北京:中国环境科学出版社, 1990.

随后几天,这个问题一直困扰着我。后来,我无意中在网上看到一个视频,“孩子给妈妈的打分”,令我感动的同时,一个念头闪过脑际。我想,可以把这份感动与家长分享,让他们体验一下,亲子之间不只有学习,还有温情。

[10] 方晰,田大伦,谢荣秀. 湘潭锰矿矿渣废弃地植被修复前的土壤诊断[J].生态学报,2006,26(5):1494-1501.

[11] 徐友宁,张江华,赵阿宁,等.小秦岭某金矿区农田土壤重金属污染的潜在生态危害评价[J」.地质通报,2008,27(8):1272 -1278.

[12] 徐争启,倪师军,张成江.潜在生态危害指数法评价中重金属毒性系数计算[J].环境科学与技术,2008,31(2):112 -115.

[13] Bradshaw A D. Wasteland management and restoration in Western Europe[J].Journal of Ecology,1989,26: 775-786.

[14] 韩现芹,陈春秀,贾磊.汉沽养殖区海水重金属含量分布特征及潜在生态危险评价[J].安徽农业科学,2016,20:66-68.

[15] 毛香菊,肖芳,马亚梦,等.内蒙古草原某铜钼矿区土壤重金属污染潜在生态危害评价[J].矿产资源保护与利用, 2016,2:54-57.

[16] 江灿,徐竑珂,李洪彬,等.余杭塘河沉积物重金属污染现状及潜在生态危害评价[J].杭州师范大学学报:自然科学版,2017,16(6):604-612.

 
刘欢,王笑峰,杨忠华,邓淑琴,尹文龙,郭显峰,张原培
《黑龙江大学工程学报》2018年第01期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号