港口环境镉和铅的迁移行为研究及模型的建立
王振坤, 靳宏, 李学军, 张弛, 孙鑫, 边涛, 莫宇清, 罗蔷
港口矿产品堆场的重金属溶出作为港口土壤、水体的重要污染源不容忽视。本文在天津港口7个有代表性的矿产品堆场采集土壤和水体样品,确定重金属的污染状况;应用微宇宙系统模拟Cd和Pb在港口沉积物和水体生态系统中的迁移行为,通过建立多介质逸度模型对微宇宙系统的模拟情况进行拟合,探索Cd和Pb在沉积物和水体中的归趋和迁移规律。现场采样分析表明,矿产品堆场重金属污染较为严重,其中Cd污染显著,超过国家土壤三级标准。微宇宙系统试验表明,Cd的污染状况分析与现场采样分析结果一致;沉降是Cd和Pb在水环境中主要的迁移过程,在试验时长216 h内,Cd大约有61%保留在沉积物中,倾向于停留在水相中,容易通过水体的平流和扩散扩大污染范围,而Pb有99%保留在沉积物中,更容易吸附在悬浮物表面而向沉积物相沉积。研究表明,露天堆放的矿产品的影响是显著的,应尽可能采用集装箱堆放方式,减少矿石直接与雨水接触的机会,封闭污染通道,降低环境效应。
关键词: 港口矿产品堆场, 重金属, 多介质逸度模型, 微宇宙系统
矿产品中污染物溶解释放研究进展
王向东, 孙鑫, 刘青山, 魏红兵, 王振坤, 潘宏伟
我国原矿、精矿消费量和尾矿产出量巨大,这些矿产品中有毒有害污染物的溶解释放(称为“溶出”)已经成为一个普遍存在的环境问题。本文阐述了目前国内外矿产品污染物溶出的研究现状,总结了研究矿产品中污染物溶出最常用的四种模拟试验方法(湿度室试验、淋滤柱试验、静态浸泡试验、萃取试验)的应用进展。湿度室试验可模拟自然风化过程,确定污染物溶出速率和产物;淋滤柱试验可模拟降水和喷淋过程,提供污染物吸附和解吸附动力学依据;静态浸泡试验可模拟被水浸泡过程,探明溶出规律和产物;萃取试验可对污染物进行形态分析,评估介质中污染物的流动性、稳定性等。污染物溶出的各种影响因素由强到弱依次是pH值、淋溶浸泡时间、温度、固液比、矿石粒径,多数情况下pH值越大、浸泡时间越长、温度越高、固液比越小、粒径越小越有利于污染物的溶出。溶出是一个长期和具有潜伏性的过程,其内部发生一系列物理化学反应,显示出与扩散效应不同的规律。目前这方面的研究对象还主要集中于废弃的尾矿,对经运输、堆放并在人类生活区使用的原矿、精矿产品的污染物溶出有待进一步研究,需要对其溶出污染进行预测和评估,采取有效措施控制和治理矿产品的污染。
关键词: 矿产品, 污染物, 溶出模拟试验, 溶出影响因素
X射线荧光光谱-X射线衍射-红外光谱联用技术鉴别锰矿与锰冶炼渣
武素茹, 宋义, 谷松海, 郭芬, 孙鑫
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.06.009
鉴别锰矿与锰冶炼渣对于锰矿进口贸易和环境保护具有重要意义, 由于锰冶炼渣与一些锰矿具有相似的元素组成, 都含有锰和硅铝镁钙等杂质元素, 仅从元素含量的高低无法准确将其鉴别。本文按国别收集我国主要进口锰矿及不同工艺的主要锰冶炼渣作为研究样品, 应用X射线荧光光谱、X射线衍射及傅里叶变换红外光谱技术相结合, 建立了锰矿与锰冶炼渣的鉴别方法。在元素组成上, 锰冶炼渣的硅含量较高, 水淬渣和空气冷却渣的钙含量较高。在物相上, 锰矿的特征物相包括软锰矿、氧化锰、方锰矿、菱锰矿等; 而锰冶炼渣因为经过冶炼的过程存在硅酸铁、锰橄榄石等特征峰, 从而对样品属性进行鉴别。红外光谱显示, 锰矿在600~400 cm-1范围内有两个强吸收带, 并单独或者同时在1420 cm-1处有特征吸收峰; 而锰冶炼渣在960 cm-1左右有宽强吸收峰。本法建立了锰矿的物相谱图库及锰冶炼渣的物相特征, 并充分利用红外光谱技术作了有力佐证, 确定了锰矿及其冶炼渣的主要区别点。
关键词: 锰矿, 锰冶炼渣, X射线荧光光谱法, X射线衍射法, 傅里叶变换红外光谱法

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