以貴州織金礦區(qū)某高硫煤矸石廢棄地為研究對象,通過實地調(diào)查、室內(nèi)測試及模擬試驗,系統(tǒng)研究了Fe、Mn、Al、Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg、As等重金屬元素在高硫煤矸石-土壤-水-生物系統(tǒng)中的污染特征及其遷移規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)高硫矸石中Cu超標,周圍土壤中Cu、Cd、Cr嚴重超標,但這些元素的貴州土壤環(huán)境背景值較高,農(nóng)田土壤只存在輕微潛在生態(tài)風(fēng)險。廢棄矸石堆及其周圍地表水體酸化十分嚴重,Fe、Mn、Hg嚴重超標,潛在生態(tài)危害風(fēng)險較高。通過模擬試驗,深入探討了在模擬酸雨及矸石堆酸性廢水脅迫下,高硫矸石及農(nóng)田土壤中重金屬的遷移規(guī)律。通過種子發(fā)芽試驗和斑馬魚胚胎急性毒性試驗,揭示了高硫矸石、矸石堆周圍污染土壤以及地表水體對作物和水生生物生長發(fā)育的影響。

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
詳細摘要
Detailed Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 煤矸石廢棄地及其環(huán)境影響
    1.3 貴州煤礦及矸石廢棄地特點
    1.4 矸石廢棄地重金屬研究概況
        1.4.1 重金屬的污染特征
        1.4.2 重金屬的賦存形態(tài)
        1.4.3 重金屬的遷移機制
        1.4.4 重金屬的生物毒性
    1.5 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        1.5.1 研究目標
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 技術(shù)路線
2 研究區(qū)域概況與樣品采集
    2.1 研究區(qū)概況
        2.1.1 自然地理概況
        2.1.2 煤田地質(zhì)狀況
        2.1.3 煤質(zhì)硫分特征
    2.2 樣品的采集
        2.2.1 廢棄地風(fēng)化矸石樣品的采集
        2.2.2 廢棄地周圍土壤樣品的采集
        2.2.3 地表徑流水樣品的采集
3 矸石廢棄地矸石及周圍土壤重金屬污染特征
    3.1 材料與方法
        3.1.1 全硫、pH、有機質(zhì)及重金屬的測定
        3.1.2 重金屬賦存形態(tài)的測定
        3.1.3 潛在生態(tài)風(fēng)險評價方法
    3.2 風(fēng)化煤矸石重金屬污染特征
        3.2.1 煤矸石中的總硫及物質(zhì)組成分析
        3.2.2 風(fēng)化煤矸石重金屬含量分析
        3.2.3 風(fēng)化煤矸石重金屬賦存形態(tài)分析
    3.3 矸石堆周圍土壤重金屬污染特征
        3.3.1 研石堆周圍土壤重金屬含量分析
        3.3.2 土壤重金屬空間變化特征
        3.3.3 土壤重金屬的形態(tài)特征
    3.4 農(nóng)田土壤中重金屬特征的成因分析
        3.4.1 土壤pH值、有機質(zhì)含量狀況
        3.4.2 土壤pH、有機質(zhì)與重金屬間相關(guān)分析
        3.4.3 土壤pH、有機質(zhì)與重金屬主成分分析
    3.5 農(nóng)田土壤潛在生態(tài)風(fēng)險評價
        3.5.1 內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法評價
        3.5.2 潛在生態(tài)危害指數(shù)法評價
    3.6 本章小結(jié)
4 矸石廢棄地地表水重金屬污染特征
    4.1 材料與方法
        4.1.1 水化學(xué)指標測試方法
        4.1.2 靜置釋放試驗材料與方法
        4.1.3 地表水環(huán)境污染評價方法
    4.2 廢棄地及周圍地表水重金屬污染特征
        4.2.1 地表水重金屬含量分析
        4.2.2 主要污染物相關(guān)性分析
    4.3 水稻田上覆水重金屬污染特征
        4.3.1 水稻田上覆水重金屬含量特征
        4.3.2 上覆水與水稻土重金屬相關(guān)性分析
        4.3.3 靜置條件下污染水稻土對上覆水的影響
    4.4 不同降雨強度下地表水重金屬遷移特征
    4.5 地表水重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險評價
        4.5.1 污染超標負荷比估算
        4.5.2 潛在生態(tài)風(fēng)險評價
    4.6 本章小結(jié)
5 模擬酸雨影響下矸石廢棄地重金屬的遷移規(guī)律
    5.1 材料與方法
        5.1.1 模擬酸雨淋溶試驗材料與方法
        5.1.2 模擬酸雨浸泡試驗材料與方法
        5.1.3 酸性廢水浸泡試驗材料與方法
    5.2 動態(tài)淋溶條件下重金屬的遷移及其影響
        5.2.1 淋出液pH和EC的變化
        5.2.2 淋出液重金屬的遷移規(guī)律
        5.2.3 淋溶釋放對水環(huán)境質(zhì)量的影響
    5.3 靜態(tài)浸泡條件下重金屬遷移及其影響
        5.3.1 浸出液重金屬的遷移特征及影響
        5.3.2 浸泡液pH對重金屬遷移的影響
        5.3.3 浸泡液溫度對重金屬遷移的影響
        5.3.4 固液比對重金屬遷移的影響
        5.3.5 樣品粒徑對重金屬遷移的影響
    5.4 酸性廢水浸泡下重金屬的遷移及其影響
        5.4.1 pH值和重金屬的浸泡變化規(guī)律
        5.4.2 浸泡前后重金屬賦存形態(tài)的變化
        5.4.3 重金屬元素遷移的動力學(xué)機理
    5.5 本章小結(jié)
6 矸石廢棄地重金屬污染的生物毒性效應(yīng)
    6.1 材料與方法
        6.1.1 植物種苗毒性試驗設(shè)計
        6.1.2 斑馬魚胚胎毒性試驗設(shè)計
    6.2 矸石廢棄地重金屬污染對植物種苗生長的影響
        6.2.1 高硫矸石及周圍污染上壤對作物種苗生長的影響
        6.2.2 矸石廢棄地污染地表水對作物種苗生長的影響
    6.3 矸石廢棄地重金屬污染對斑馬魚胚胎的毒性效應(yīng)
        6.3.1 矸石廢棄地地表水對斑馬魚胚胎發(fā)育的毒性效應(yīng)
        6.3.2 矸石廢棄地地表水對斑馬魚胚胎SOD活性的影響
    6.4 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 創(chuàng)新點
    7.3 不足與展望
參考文獻
致謝
作者簡介
在讀期間發(fā)表論文情況
在讀期間參加科研項目情況



本文編號：3951891