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摘要:自改革开放以来,特别是进入新世纪,中国工业化和城市化进程加快,粗放型经济发展方式造成了严重的环境污染,特别是重金属的高毒性严重威胁了生态环境及人类健康。近年来矿山污染事件频繁,尾矿库是常年积累的高能污染源,尾矿的肆意排放,意外泄漏和管理不善都将造成库区地下水和地表水的污染。因此分析尾矿库重金属污染物的迁移对矿区的环保工程具有重要意义。本文结合现场环保监测资料采用数值模拟和理论分析的方法,把某金属尾矿库作为研究的基础及背景,对该矿区的尾矿库重金属迁移进行研究分析,主要进行了以下工作:(1)在试验、模拟、防治等方面综述了国内外学者在尾矿库重金属污染迁移扩散方向的研究进展,并把某尾矿库区作为工程研究背景,对其进行系统调研。(2)以某尾矿库为背景建立了重金属迁移模拟及预测分析。基于渗流场理论建立起某尾矿库污染物迁移的二维数值渗流场模型,应用有限元方法进行运算求解,将计算得到的渗流场结果作为母模型,引入溶质迁移子模型进行耦合运算。计算得出重金属污染物在渗流的作用下第2750天开始在土壤边坡中显露并对周围环境产生影响,并得出渗流场中污染物粒子的迁移路径。再将分析结果与该矿区的环保监测数据进行对比,在一定误差范围内得出模拟结论真实可靠。(3)为探索该矿区尾矿库对周围生态环境的影响,本文采用点源定通量连续注入的污染物二维迁移解析解对该地区主要水系及库区进行污染预测,结果表明,尾矿水库下游指定水系和污染物迁移潜在区域均符合国家标准规定的Ⅲ类地表水质量要求,对库区下游生态不会造成影响。(4)采用Fredlund解析关系式描述渗透系数与基质吸力之间的关系,对渗透系数取值进行函数方式改进,探讨了渗流条件下重金属运移过程,对比改良前后重金属的迁移状态得出改良后的迁移模型更接近工程实际及矿区监测情况。并模拟探讨了弥散度对污染物迁移规律的影响程度。(5)通过数值计算分析,从不同的初始浓度及不同的迁移路径对重金属污染物迁移扩散进行对比分析,结合分析结果提出重金属污染物治理的重点,再从地球物理化学、生态环境等的交叉学科角度分析了污染物扩散机理,并从金属回收再选、充填、酸性水、生物化学等角度分析污染物扩散的治理。文末结合背景矿山的具体环境问题提出了适应于该矿区综合防治的措施建议,为矿山尾矿库的安全管理及环保工程提供理论支持。