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1 矿区环境重金属元素地球化学研究现状1

1.1 矿区重金属元素环境地球化学1

1.1.1 废石堆、尾矿库重金属元素环境地球化学研究1

1.1.2 酸性矿山废水形成及重金属元素迁移研究2

1.1.3 水系沉积物重金属元素污染及环境行为研究3

1.1.4 土壤中的重金属元素污染及修复技术研究5

1.2 主要重金属元素的地球化学性质8

1.2.1 Cu的地球化学性质9

1.2.2 Cd的地球化学性质9

1.2.3 Pb的地球化学性质10

1.2.4 Hg的地球化学性质11

1.2.5 Zn的地球化学性质11

1.2.6 As的地球化学性质12

1.2.7 Ni的地球化学性质13

1.2.8 Cr的地球化学性质13

2 铜陵矿区的自然与地质背景15

2.1 铜陵市自然地理15

2.1.1 自然地理位置15

2.1.2 矿区气候特征15

2.2 地质背景16

2.2.1 地层18

2.2.2 构造19

2.2.3 岩浆岩20

2.2.4 矿床21

2.3 铜陵的古代矿业活动历史26

3 土壤重金属元素地球化学28

3.1 土壤重金属元素的空间分布规律及污染分析28

3.1.1 土壤重金属元素含量统计分析28

3.1.2 土壤重金属元素污染多维分形分析29

3.2 农田根际土壤重金属元素的空间分布规律及污染分析30

3.2.1 农田根际土壤重金属元素含量统计分析33

3.2.2 农田根际土壤重金属元素污染模糊评价34

3.2.3 垂向剖面土壤重金属元素含量特征38

3.2.4 垂向剖面土壤重金属元素形态特征39

3.3 不同功能区土壤重金属元素含量及形态特征43

3.3.1 不同功能区土壤重金属元素含量特征43

3.3.2 不同功能区土壤重金属元素形态特征44

3.4 本章小结46

4 水体重金属元素地球化学48

4.1 地表水重金属元素环境地球化学48

4.1.1 地表水的空间分布及采样布置48

4.1.2 矿山废水及河水pH值48

4.1.3 矿山废水重金属含量特征50

4.1.4 河水中重金属元素含量特征50

4.1.5 河水重金属污染评价54

4.2 河流沉积物重金属元素环境地球化学56

4.2.1 河流沉积物中元素含量分布特征56

4.2.2 河流沉积物中元素相关性分析58

4.2.3 河流沉积物重金属元素污染评价58

4.2.4 河流沉积物中重金属元素形态特征61

4.3 本章小结65

5 废石及尾矿重金属元素地球化学66

5.1 废石及尾矿产酸能力66

5.1.1 ANC,NAPP和NAG的测定66

5.1.2 废石、尾矿酸化能力67

5.2 废石中重金属元素的释放规律68

5.2.1 淋滤实验设计68

5.2.2 淋出液基本理化性质69

5.2.3 废石中重金属元素的释放规律71

5.2.4 自然状态下废石中重金属元素的释放规律72

5.2.5 废石中重金属元素分布特征75

5.3 尾矿中重金属元素的释放规律76

5.3.1 淋滤实验设计77

5.3.2 淋出液基本理化性质77

5.3.3 尾矿淋出液中重金属元素含量的变化趋势79

5.4 尾矿库中重金属元素特征80

5.4.1 尾矿库简介81

5.4.2 采样点布置及样品采集82

5.4.3 样品预处理及测试分析82

5.4.4 尾矿库重金属元素分布和变化规律84

5.4.5 尾矿库重金属元素的形态特征86

5.5 废石堆和尾矿库对土壤环境的影响88

5.5.1 相思河上游附近土壤重金属元素含量88

5.5.2 废石及露天开采对环境的影响88

5.6 本章小结90

6 大气降尘重金属元素地球化学92

6.1 大气降尘中重金属元素污染评价92

6.1.1 采样点布置及样品采集92

6.1.2 样品测试93

6.1.3 大气降尘污染评价93

6.2 大气降尘重金属元素来源分析97

6.2.1 层次聚类分析97

6.2.2 主成分分析及源解析98

6.3 大气降尘对土壤重金属元素累积的影响分析99

6.4 本章小结101

7 植物重金属元素地球化学102

7.1 样品的采集、预处理和分析102

7.2 野生植物修复潜力研究103

7.2.1 野生植物重金属元素吸收及转运特点103

7.2.2 野生植物修复潜力评价105

7.3 可食（药）用作物对重金属吸收及转运特点107

7.3.1 可食（药）用作物中重金属元素污染评价107

7.3.2 可食（药）用作物中重金属元素吸收及转运特点110

7.4 水稻中重金属元素污染状况及其生态效应111

7.5 本章小结115

8 重金属元素对矿区土壤微生物的影响及耐性微生物研究116

8.1 矿区土壤中重金属元素对微生物分布特征的影响117

8.1.1 实验方法117

8.1.2 土壤中重金属元素含量与微生物的关系118

8.2 土壤中耐Cu微生物的分离、筛选及其特性研究121

8.2.1 实验方法121

8.2.2 耐Cu微生物驯化、分离及鉴定结果123

8.2.3 Cohnella sp．菌株基本生长特性研究124

8.2.4 Cohnella sp．菌株对Cu的吸附特性研究125

8.3 土壤中耐Cd微生物的分离、筛选及其特性研究130

8.3.1 实验方法130

8.3.2 耐Cd微生物驯化、分离及鉴定结果131

8.3.3 Fungal sp．菌株生长特性132

8.3.4 Fungal sp．菌株吸附镉特性研究134

8.4 本章小结136

9 矿区重金属污染土壤修复技术研究138

9.1 有机酸对土壤中重金属Cu元素形态影响138

9.1.1 实验方案设计139

9.1.2 有机酸对土壤酸碱性的影响140

9.1.3 有机酸对不添加外源Cu土壤中Cu元素形态的影响140

9.1.4 有机酸对外源Cu污染土壤中Cu元素形态的影响144

9.2 铁氧化物对土壤中Cu元素形态的影响147

9.2.1 实验方案148

9.2.2 针铁矿对土壤中Cu元素形态的影响149

9.2.3 针铁矿及柠檬酸共同作用对土壤中Cu元素形态的影响151

9.3 耐Cu类芽孢杆菌Cohnella sp．对土壤中Cu元素形态影响151

9.3.1 实验方法151

9.3.2 类芽孢杆菌对土壤pH值的影响152

9.3.3 类芽孢杆菌对土壤中Cu元素形态的影响153

9.4 本章小结155

10 重金属矿山环境负效应模型及污染土壤修复措施157

10.1 重金属矿山环境负效应模型157

10.2 矿区重金属元素污染土壤修复措施159

10.2.1 土壤修复中植物物种的选择159

10.2.2 土壤植物修复过程中的强化措施160

10.3 本章小结160

11 结论161

参考文献163