典型锰矿区水污染特征与空间分异机制：基于单因子-综合污染指数的三元驱动解析

余志元; 巫政卿; 许友泽; 欧健; 奚燕妮; 成玉亮; 彭基益; 邓永超; 陈玲波

doi:10.13205/j.hjgc.202512003

典型锰矿区水污染特征与空间分异机制：基于单因子-综合污染指数的三元驱动解析

doi: 10.13205/j.hjgc.202512003

1. 湖南省环境保护科学研究院水污染控制技术湖南省重点实验室, 长沙 410004;
2. 湖南省地质灾害调查监测所, 长沙 410000

基金项目:

湖南省重大科技攻关项目“锰渣与矿涌水低成本治理关键技术攻关与示范”（2023ZJ1090）；湖南省重点研发计划“电解锰渣全量无害化资源化与渣场污染控制技术及示范”（2023SK2061）；湖南省重点研发计划“电解锰氨气污染高效治理关键技术研发及应用”（2025AQ2002）

详细信息

作者简介:
余志元（1987—），男，副研究员，主要研究方向为固体废物资源化技术研发和环境管理。csuyzy@126.com

通讯作者:
成玉亮（1997—），男，硕士，主要研究方向为固体废物资源化技术研发。482628046@qq.com

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出版历程
- 收稿日期: 2025-07-18
- 录用日期: 2025-08-25
- 修回日期: 2025-08-23
- 网络出版日期: 2026-01-09

Characteristics of water pollution and spatial differentiation mechanisms in typical manganese mining areas： a three-factor-driven analysis based on single-factor and comprehensive pollution indices

1. Hunan Provincial Key Laboratory of Water Pollution Control Technology, Hunan Research Academy of Environmental Science, Changsha 410004, China;
2. Hunan Geological Disaster Investigation and Monitoring Institute, Changsha 410000, China

摘要

摘要: 针对锰矿开采区的水环境问题，以典型锰矿区为研究对象，系统采集泉水、淋滤水、溪沟水和矿井涌水4类水样，综合运用水化学分析、单因子污染指数法和均值型综合污染指数法，结合空间统计与相关性分析，揭示了矿区水化学特征、污染状况及空间分异规律。结果表明：1）矿井涌水与溪沟水呈现高TDS、高SO^2-₄、高Mn ²⁺ 的“三高”特征，而泉水受采矿影响较小；2）矿区水污染普遍严重，矿井涌水极重污染点位占比为86.96%，溪沟水极重污染点位占比为66.10%，其中，SO^2-₄为首要污染物，Mn ²⁺ 为主要重金属污染物；3）污染空间分异显著，水田溪流域以矿井涌水点源主导，猫儿河与龙门溪流域以废渣堆淋滤与地下水连通驱动为主，形成“废矿-径流-地下水连通”三元污染模式。
- 锰矿区 /
- 水环境 /
- 水化学特征 /
- 水污染评价 /
- 空间分异机制
Abstract: To address the water environment issues in manganese mining areas， this study took a typical manganese mining area as the research object. By collecting four types of water samples including spring water， leachate water， stream water， and mine gushing water， and applying hydrochemical analysis， the single-factor pollution index method， and the mean-type comprehensive pollution index method， combined with spatial statistics and correlation analysis， the hydrochemical characteristics， pollution status， and spatial differentiation patterns of the mining area’s water environment were revealed. The research findings were as follows： 1） mine gushing water and stream water exhibited “three high” characteristics： high total dissolved solids （TDS）， high sulfate （SO^2-₄）， and high manganese （Mn ²⁺ ）， while spring water was less affected by mining activities； 2） water pollution in the mining area was generally severe， with 86.96% of mine gushing water samples and 66.10% of stream water samples classified as extremely heavily polluted. SO^2-₄ was identified as the primary pollutant， and Mn ²⁺ was the main heavy metal pollutant； 3） pollution showed significant spatial differentiation. The Shuitianxi River basin was dominated by point sources from mine gushing water， while the Mao’er River and Longmenxi River basins were driven by leaching from waste rock piles and groundwater connectivity， forming a ternary pollution model of “mine waste-runoff-groundwater connectivity”.
- manganese mining area /
- water environment /
- hydrochemical characteristics /
- water pollution assessment /
- spatial differentiation mechanism

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