我国典型钨矿区流域尺度钨多介质空间分布特征及迁移机制

Tungsten has been widely used duo to its high melting/boiling points and hardness, but the environmental contamination of tungsten probably leads to the occurrence of childhood leukemia clusters. Therefore, American researchers have investigated the contents, species, bioavailability, spatial distribution, and transport mechanisms etc. of tungsten in environments since the end of the last century. China has been the world's largest tungsten producer for many years, but the environmental contamination of tungsten caused by its mining and smelting has not been investigated in China. Therefore, the objectives of this study are to investigate the spatial distribution in multi-media and adsorption mechanisms at micro-scale of tungsten in a tungsten mining and smelting watershed - famous for "tungsten capital of world" in the Dayu county, Ganzhou, Jiangxi Province. The used methodologies in this study will include filed investigation and simulation tests in lab, combined with geostatistics and spectrometry technologies. This study will further clarify the environmental biogeochemical processes of tungsten at watershed scale in theory and provides scientific supports to protect eco-environment and human health in the tungsten mining and smelting areas.

钨因为具有高熔点和高硬度的特性而得到广泛应用，然而环境钨污染很可能导致群体性儿童白血病；因此美国学者于上世纪末开展了环境中钨含量、形态、生物可用性、时空分布特征、迁移转化过程等研究。我国钨产量长期居世界首位，但是针对钨矿开采及冶炼对周围环境的钨污染未开展研究。因此，本项目选择有"世界钨都"之称的江西赣州大余县西华山钨矿区，采用现场调查和室内模拟手段，结合地空间差值统计和光谱分析技术，研究环境介质中钨的空间分布特征和微观吸附机理，在此基础上揭示流域尺度钨的环境生物地球化学过程。该研究对进一步理解和完善钨的环境生物地球化学过程有理论意义，对保护当地生态环境及人群健康具有实际价值。

环境钨污染很可能导致群体性儿童白血病，因此受到国外，尤其是美国学者的关注。我国钨产量长期居世界首位，本项目选择有“世界钨都”之称的江西赣州大余县西华山钨矿区，研究环境介质中钨的空间分布特征和微观吸附机理，在此基础上揭示流域尺度钨的环境生物地球化学过程...结果表明钨矿区土壤物含量显著高于对照区土壤，钨矿区土壤钨平均含量为60.1 (2.7-1013.7) mg/kg (n=171)，对照区土壤钨平均含量为6.0 (2.7-28.3) mg/kg (n=24)。北部钨矿山周围土壤钨含量较高，距离钨矿相对较远的南部土壤中钨含量较低，由北向南呈现逐渐降低的趋势。垂向上钨主要累积在土壤表层0~25 cm处，随着土壤深度增加逐渐降低，并且趋于稳定。土壤钨的形态分布特征表现为高残渣态，低非专性吸附态和专性吸附态，和中等水平的铁铝氧化物结合态。起源于钨矿区的支流沉积物物含量较高，章江钨矿区上游河段沉积物中钨含量为5.53 mg/kg，章江钨矿区下游河段沉积物中钨含量范围为35.43~264.76 mg/kg。选矿废水钨含量远高于地表水，而地表水钨含量远高于地下水；且钨矿区地表水和地下水钨含量高于对照区钨含量。钨矿区稻米中钨含量高于对照区。..土壤及矿物对钨的吸附动力学过程分为“快吸附”和“慢平衡”两个反应阶段。二级动力学方程更适于模拟钨的吸附动力学过程。土壤及矿物对钨的吸附量大小顺序表现为：水铁矿>赤铁矿>泥炭土＞高岭土、蒙脱石>针铁矿、矿区水稻土。线性方程更适合模拟水铁矿和针铁矿的吸附等温过程，Frendlich 方程均可较好的模拟土壤及矿物对钨的吸附等温过程过程，Langmuir 方程可较好的模拟除水铁矿外其它矿物对钨的吸附等温过程。土壤及矿物对钨的吸附整体上随 pH 升高呈现下降的趋势和随离子强度的升高呈现上升的趋势，磷酸盐的加入降低了土壤及矿物对钨的吸附量。土柱穿透研究表明钨在调查区土壤中的滞留系数为10，假设当地降雨量的50%形成地下径流，则完全穿透10 m的土层需要数十年左右的时间。