Geochemical Fractionation of Stream Sediments Impacted by Pb-Zn Mining Wastes: Missouri, USA 机翻标题: 暂无翻译,请尝试点击翻译按钮。

来源
Mine water and the environment
年/卷/期
2019 / 38 / 2
页码
378-384
ISSN号
1025-9112
作者单位
Missouri State Univ, Chem Dept, Springfield, MO 65897 USA;Missouri State Univ, Chem Dept, Springfield, MO 65897 USA;Missouri State Univ, Geog Geol & Planning, Springfield, MO 65897 USA;
作者
Pearson, Miles A.;Biagioni, Richard N.;Gutierrez, Melida;
摘要
Stream sediments affected by historic mining in Aurora, Missouri, were digested via sequential extraction to determine the amount of Zn, Pb, and Cd bound to each of five geochemical phases: exchangeable, carbonate, Fe-Mn oxides, organic matter, and residual. The metal bound to the exchangeable and carbonate phases represents an approximation of the metal that is bioavailable, and thus a source of toxicity to aquatic biota and a contamination risk to the aquifer underneath. The bioavailable fraction was found to increase with total metal content, comprising an average of 19% of the total Zn, 13% of the Pb, and 14% of the Cd. In general, Pb was preferentially bound to the residual fraction, Zn to the Fe-Mn oxides fraction, and Cd to the organic fraction. As a result of metals binding to different chemical fractions, each of these metals will mobilize differently if/as environmental conditions change and chemical weathering progresses. The most mobile of the three metals was Cd and the least mobile Pb. The concentration pattern for each metal downstream reflects their relative mobility. ZusammenfassungFlusssedimente, welche durch historische Bergbautatigkeiten in Bereich Aurora (Missouri) beeinflusst worden sind, wurden mit Hilfe von sequenziellen Extraktionsverfahren untersucht. Ziel war es, die Verteilung von Zn, Pb und Cd in unterschiedliche Bindungsfraktionen im Sediment zu quantifizieren. Die analysierten Metallfraktionen wurden in austauschbar, karbonatisch-gebunden, Fe-Mn-oxidisch-gebunden, organisch gebunden sowie als Residualfraktion klassifiziert. Die austauschbaren sowie die karbonatisch gebundenen Anteile der untersuchten Metalle reprasentieren im Wesentlichen die Fraktionen, welche als bioverfugbar gelten und somit toxisch auf aquatische Lebewesen wirken bzw. potentiell belastend fur Grundwasservorkommen sein konnen. Mit hoheren Gesamtmetallgehalten stieg der bioverfugbare Anteil um 19 % bei Zn, um 13 % bei Pb und um 14 % bei Cd an. Pb war hauptsachlich in der Residualfraktion, Zn in der Fe-Mn-Fraktion und Cd in der organischen Fraktion gebunden. Als Resultat ist abzuleiten, dass die untersuchten Metalle, je nach Bindungsart, unterschiedlich auf Umwelt- und Verwitterungseinflusse reagieren und mobilisiert werden konnen. Als mobilstes Metall erwies sich Cd, am schwersten ist Pb zu mobilisieren. Die stromabwarts festgestellte Konzentrationsverteilung korreliert mit der relativen Mobilitat der Metalle. ResumenLos sedimentos fluviales afectados por la mineria historica en Aurora, Missouri, se digirieron mediante extraccion secuencial para determinar la cantidad de Zn, Pb y Cd unidos a cada una de las cinco fases geoquimicas: intercambiable, carbonatos, oxidos Fe-Mn, materia organica y residual. El metal unido a las fases intercambiables y carbonatos representa una aproximacion a la cantidad de metal biodisponible y, por lo tanto, una fuente de toxicidad para la biota acuatica y un riesgo de contaminacion para el acuifero subyacente. Se encontro que la fraccion biodisponible aumenta con el contenido de metal total, comprendiendo un promedio de 19% del Zn total, 13% del Pb y 14% del Cd. En general, Pb se unio preferentemente a la fraccion residual, Zn a la fraccion de oxidos de Fe-Mn y Cd a la fraccion organica. Como resultado de la union de metales a diferentes fracciones quimicas, cada uno de estos metales se movilizara de forma diferente si las condiciones ambientales cambian y la lixiviacion quimica progresa. El mas movil de los tres metales fue Cd y el menos movil Pb.El patron de concentracion para cada metal aguas abajo refleja su movilidad relativa. ?
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关键词/主题词
Abandoned mine wastes;Lead;Sediment;Sequential extraction;Zinc;
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