多金属硫化物矿区尾矿库中的硫素循环
编号:1657 稿件编号:1643 访问权限:仅限参会人 更新:2021-06-16 13:17:45 浏览:1030次 口头报告

报告开始:2021年07月11日 17:05 (Asia/Shanghai)

报告时间:10min

所在会议:[S5A] 5A、环境科学 » [S5A-3] 5A、环境科学-3

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摘要
      在硫含量极其丰富的金属硫化物矿区,重金属的迁移转化行为与硫的生物地球化学过程有着密不可分的联系。硫化物的风化过程会向周边环境释放重金属,而通过微生物作用形成的负二价硫又能将环境中的重金属离子固定。此外,处于亚稳态的铁硫酸盐次生矿物与重金属之间存在的吸附/解吸、共沉淀、晶格替换等作用也愈发地成为该领域的焦点。尾矿库作为采矿废石、选矿外排水、土及大气降水汇集的场所,因其整治的复杂性,库内形成的酸性矿山废水难以避免外泄,最终成为矿区周边污染的源头。大宝山位于广东省韶关市,是一座大型的多金属硫化物矿山。本研究采集了位于大宝山矿区的两个尾矿库三个纵向剖面的样品:槽对坑尾矿库(CDK剖面)、铁龙尾矿库(S0和S1剖面)。槽对坑尾矿库已于2020年闭库,表层尾矿裸露在空气中,而铁龙尾矿库大面积的尾矿则长期处于淹水的条件。采用改进的低价硫连续提取方法,从样品中分离得到单质硫、酸可挥发态硫、铬可还原态硫。同时通过溶液浸提法将固体样品中的硫酸根分为水溶态、可交换态和酸溶态三种以不同方式赋存的硫酸根。为更好地示踪尾矿库中的硫循环过程,对提取得到的六种形态的硫进行同位素组成测试分析。结合硫各形态及重金属含量的分布,有以下几点值得关注:
(1)CDK、S0、S1样点中的S均主要以SO42-的形式存在,分别占总硫含量的99%、52%、87%。SO42-在不同样点间的赋存方式也存在明显差异,CDK样点中56%的SO42-以水溶态形式存在,而S0、S1样点主要为酸溶态,分别占SO42-总量的51%和73%。此外,不同形态SO42-中S的同位素组成存在差异,此差异在CDK和S0样点处较为明显。
(2)△34S(铬可还原态硫-水溶态硫酸根)在CDK、S0、S1处的平均值分别约为0.8‰、-0.5‰、1.2‰,铬可还原态硫的同位素组成与水溶态硫酸根中硫的同位素组成差异较小,表明水溶态硫酸根主要来源于黄铁矿类型的硫化矿物的氧化;在S0、S1样点处,△34S(酸可挥发态硫-水溶态硫酸根)的平均值分别约为-17.7‰、-7.8‰,我们推测这与微生物的作用有关,可能是硫酸盐的生物还原和单质硫的歧化作用。
(3)Cu、Pb、As、Mn、Cd的含量与酸溶态硫酸根的含量相关性显著,这表明硫酸盐次生矿物的成矿过程,或者是次生矿物本身和重金属的归趋有着紧密的关联。
关键字
金属硫化物矿区;尾矿;硫素循环;硫各形态;硫同位素;重金属
报告人
叶翰
博士研究生 华南理工大学

稿件作者
叶翰 华南理工大学
任美慧 华南理工大学
卢桂宁 华南理工大学
党志 华南理工大学
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