The speciation, toxicity and bioavailability of trace elements in mine drainage environments can be readily predicted using geochemical modelling, and this is frequently the basis for assessing the likely impacts of mine effluents and efficacy of rehabilitation plans. However, such predictions are rarely validated against observed trace element characteristics after mine rehabilitation is complete. In this study of a former Pb–Zn mine in New Zealand, PHREEQC was used to predict dissolved trace element and sediment-bound speciation for the rehabilitated mine site, and the results were compared to the observed water and sediment quality. For Fe, Mn, Al, Cu, Pb, Zn, Cd, Ni, As, and Sb, it was predicted that only Zn 2+ and Cd 2+ concentrations would exceed recommended guideline values for ecosystem health. PHREEQC indicated that the pH would have to be raised to > 9.5 to reduce these toxicants to a level fit for ecosystem health. Modelling of potential mineral formation indicated that the waters were saturated with respect to a variety of Fe-, Mn- and Al (oxy)hydroxides at and immediately downstream of the mine site, but were not saturated with respect to any trace element-bearing minerals, or sulfide or carbonate phases. This was consistent with X-ray diffraction and scanning electron microscopy (SEM) observations of the sediment. Sequential extraction of the sediment showed strong associations of Zn, Cu, Pb, As and Sb with iron (oxy)hydroxides. Modelling trace element adsorption onto only hydrous ferric oxide surfaces accurately predicted the adsorption of Zn, Cd, Cu, and Ni, but predictions of Pb and As adsorption were less reliable. Additionally, a strong association between Zn and Mn oxyhydroxide was observed in SEM analysis. Vorkommen, Toxizität und Bioverfügbarkeit von Spurenelementen in Grubenwasserumgebung können mit geochemischer Modellierung gut vorhergesagt werden, was üblicherweise als Basis für die Abschätzung der wahrscheinlichen Auswirkungen von Grubenwässern und der Wirksamkeit von Sanierungsplänen dient. Allerdings werden solche Prognosen kaum mit beobachteten Spurenelementcharakteristiken nach Abschluss der Sanierung validiert. In dieser Studie zu einem Blei-Zinkerzaltbergbau in Neuseeland wurde PHREEQC eingesetzt, um gelöste Spurenelemente und die Sedimentzusammensetzung für den sanierten Bergbau vorherzusagen und die Ergebnisse wurden mit der beobachteten Wasser- und Sedimentqualität verglichen. Für Fe, Mn, Al, Cu, Pb, Zn, Cd, Ni, As, und Sb war prognostiziert, dass lediglich die Zn2+ und die Cd2+ Konzentrationen die empfohlenen Grenzwerte für ein gesundes Ökosystem überschreiten werden. PHREEQC ergab, dass der pH-Wert auf über 9,5 erhöht werden müßte, um diese Schadstoffe auf ein Niveau entsprechend dem gesunden Ökosystem zu reduzieren. Eine Modellierung der potentiellen Mineralisierung zeigt eine Sättigung der Wässer in Hinblick auf Fe-, Mn- und Al(oxy)Hydoxide im Bergbaubereich bzw. im unmittelbaren Abstrombereich. Eine Sättigung der Wässer hinsichtlich spurenelementführender Minerale sowie Sulfid- und Karbonatphasen konnten im Zuge der Modellierung nicht festgestellt werden. Das geht konform mit den röntgendiffraktometrischen und der rasterelektronenmikroskopischen (SEM) Untersuchungen des Sediments. Ein sequentieller Aufschluss des Sediments zeigt eine enge Vergesellschaftung von Zn, Cu, Pb, As und Sb mit Eisen-(oxy)Hydroxiden. Eine Modellierung der Spurenelementadsorption ausschließlich an die Oberfläche von Eisenhydroxiden prognostiziert die Adsorbtion von Zn, Cd, Cu und Ni präzise, währenddessen die Prognose der Pb- und As-Adsorption weniger zuverlässig war. Darüber hinaus wurde mit SEM eine enge Vergesellschaftung zwischen Zn und Mn-Oxyhydroxid mit beobachtet. La especiación, la toxicidad y la biodisponibilidad de los elementos traza en los entornos de drenaje de minas, pueden predecirse utilizando modelos geoquímicos y esa es, con frecuencia, la base para evaluar los probables impactos de los efluentes de la mina y la eficacia de los planes de rehabilitación. Sin embargo, tales predicciones rara vez se validan contra las características observadas de los elementos traza una vez que se completa la rehabilitación de la mina. En este estudio de una antigua mina de Pb–Zn en Nueva Zelanda, PHREEQC se usó para predecir elementos traza disueltos y la especiación de los mismos unidos a los sedimentos para el sitio de la mina rehabilitada; los resultados se compararon con la calidad observada de agua y sedimentos. Para Fe, Mn, Al, Cu, Pb, Zn, Cd, Ni, As y Sb, se predijo que solo las concentraciones de Zn2+ y Cd2+ superarían los valores recomendados para la salud del ecosistema. PHREEQC indicó que el pH tendría que elevarse a más que 9,5 para reducir estos tóxicos a un nivel adecuado para la salud del ecosistema. El modelado de la formación potencial de minerales indicó que las aguas estaban saturadas con respecto a una variedad de hidróxidos de Fe, Mn y Al (oxi) en el sitio de la mina e inmediatamente aguas abajo, pero no estaban saturadas con respecto a ningún mineral que contenga elementos traza o fases de sulfuro o carbonato. Esto fue consistente con las observaciones de difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido (SEM) del sedimento. La extracción secuencial del sedimento mostró fuertes asociaciones de Zn, Cu, Pb, As y Sb con (oxi)hidróxidos de hierro. El modelado de la adsorción de elementos traza solo sobre superficies de óxido férrico hidratado predijo con precisión la adsorción de Zn, Cd, Cu y Ni, pero las predicciones de adsorción de Pb y As fueron menos precisas. Además, en el análisis SEM se observó una fuerte asociación entre los oxihidróxidos de Zn y Mn. 矿山废水中微量元素的形态、毒性和生物有效性便于通过地球化学模型预测,此类模型是预测矿山排水影响和评价修复计划有效性的基础。然而,即使在矿山修复完成之后,我们也很少用实际观测资料验证之前的预测。在新西兰铅锌矿研究中,利用PHREEQC预测了修复区可溶态及与沉淀结合态的微量元素,将之与实际水样和沉淀的微量金属含量进行对比。预测显示,在Fe、Mn、Al、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As和Sb元素中,只有Zn 2+ 和Cd 2+ 浓度超过了推荐的健康生态系统的指导值。同时,需要通过提高pH值至9.5才能将有毒物质含量减小到合适的生态系统健康水平。潜在次生矿物模拟结果表明,矿井及紧邻区域下游水样的Fe、Mn和Al氢氧化物饱和,但是含微量元素的硫化物或碳酸盐并不饱和。该结果与与沉淀物的x射线衍射和扫描电镜(SEM)结果一致。沉淀物的顺序提取试验结果表明,Zn、Cu、Pb、As和Sb与铁氢氧化物密切关联。模拟微量元素仅吸附至铁水合氧化物表面可以准确预测Zn, Cd, Cu和Ni的吸附,但Pb和As的吸附预测效果不好。此外,SEM镜下可观察到Zn赋存与锰氢氧化物存在较强关联性.

中文翻译：

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在恢复的矿场测试微量元素毒性和生物利用度的地球化学预测

使用地球化学模型可以很容易地预测矿山排水环境中微量元素的形态、毒性和生物利用度，这通常是评估矿山废水的可能影响和恢复计划有效性的基础。然而，在矿山修复完成后，这种预测很少根据观察到的微量元素特征进行验证。在这项对新西兰前 Pb-Zn 矿的研究中，PHREEQC 用于预测修复矿场的溶解微量元素和沉积物形态，并将结果与​​观察到的水和沉积物质量进行比较。对于 Fe、Mn、Al、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As 和 Sb，预计只有 Zn 2+ 和 Cd 2+ 浓度会超过推荐的生态系统健康准则值。PHREEQC 指出必须将 pH 值提高到 > 9.5 才能将这些有毒物质降低到适合生态系统健康的水平。对潜在矿物形成的模拟表明，矿区和紧邻矿区下游的水对于各种 Fe-、Mn- 和 Al（羟基）氢氧化物已经饱和，但对于任何含微量元素的矿物都没有饱和，或硫化物或碳酸盐相。这与沉积物的 X 射线衍射和扫描电子显微镜 (SEM) 观察结果一致。沉积物的连续提取表明，Zn、Cu、Pb、As 和 Sb 与铁（羟基）氢氧化物有很强的关联。仅对水合氧化铁表面的微量元素吸附建模可以准确预测 Zn、Cd、Cu 和 Ni 的吸附，但对 Pb 和 As 吸附的预测不太可靠。此外，在 SEM 分析中观察到 Zn 和 Mn 羟基氧化物之间的强关联。Vorkommen, Toxizität und Bioverfügbarkeit von Spurenelementen in Grubenwasserumgebung können mit geochemischer Modellierung gut vorhergesagt werden, was üblicherweise als Basis für die Abschätzung der wahrscheinlichen Ausswirken Allerdings werden solche Prognosen kaum mit beobachteten Spureelementcharakteristiken nach Abschluss der Sanierung validiert。在 dieser Studie zu einem Blei-Zinkerzaltbergbau in Neuseeland wurde PHREEQC eingesetzt, um gelöste Spurenelemente und die Sedimentzusammensetzung für den sanierten Bergbau vorherzusagen und die Ergebnisse wurden mittender Beta Für Fe、Mn、Al、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As、und Sb war prognostiziert, dass lediglich die Zn2+ und die Cd2+ Konzentrationen die empfohlenen Grenzwerte für ein gesundes Ökosystem überschreiten werden。PHREEQC ergab, dass der pH-Wert auf über 9,5 erhöht werden müßte, um diese Schadstoffe auf ein Niveau entsprechend dem gesunden Ökosystem zu reduzieren。Eine Modellierung der potentiellen Mineralisierung zeigt eine Sättigung der Wässer in Hinblick auf Fe-, Mn- 和 Al(oxy)Hydoxide im Bergbaubereich bzw。我是 unmittelbaren Abstrombereich。Eine Sättigung der Wässer hinsichtlich splashenelementführender Minerale sowie Sulfid- und Karbonatphasen konnten im Zuge der Modellierung nicht festgestellt werden。Das geht konform mit den röntgendiffraktometrischen und der rasterelektronenmikroskopischen (SEM) Untersuchungen des Sediments。Ein sequentieller Aufschluss des Sediments zeigt eine enge Vergesellschaftung von Zn, Cu, Pb, As 和 Sb mit Eisen-(oxy)Hydroxiden。Eine Modellierung der Spurenelementadsorption ausschließlich an die Oberfläche von Eisenhydroxiden prognostiziert die Adsorbtion von Zn, Cd, Cu und Ni präzise, währenddessen die Prognose der Pb- 和 As-Adsorption weniger warigl Darüber hinaus wurde mit SEM eine enge Vergesellschaftung zwischen Zn 和 Mn-Oxyhydroxide mit beobachtet。La especiación, latoxicidad y la biodisponibilidad de los elementos traza en los entornos de drenaje de minas, pueden predecirse utilizando modelos geoquímicos y esa es, con frecuencia, la base para evaluar los probables Impactos de laefcia esa康复飞机。罪恶禁运，故事predicciones rara vez se validan contra las características observadas de los elementos traza una vez que se completa la rehabilitación de la mina。En este estudio de una antigua mina de Pb–Zn en Nueva Zelanda, PHREEQC se usó para predecir elementos traza disueltos y la especiación de los mismos unidos a los depositos para el situo de la mina rehabilitada; los resultados se compararon con la calidad observada de agua y depositos。Para Fe, Mn, Al, Cu, Pb, Zn, Cd, Ni, As y Sb, se predijo que solo las concentraciones de Zn2+ y Cd2+ superarían los valores recomendados para la salud del ecosistema。PHREEQC indicó que el pHtendría que elevarse a más que 9,5 para reducir estos tóxicos a un nivel adecuado para la salud del ecosistema。El modelado de la formación potencial de Minerales indicó que las aguas estaban saturadas conrespecto a unavariad de hidróxidos de Fe, Mn y Al (oxi) en el situ de la mina e inmediatamente aguas abajo, pero no estaban尊重矿物饱和度que contenga elementos traza o fases desulfo o carbonato。Esto fue con las observaciones de difracción de rayos X y microscopíaelectricrónica de barrido (SEM) del deposito。La extracción secuencial del deposito mostró fuertes asociaciones de Zn, Cu, Pb, As y Sb con (oxi)hidróxidos de hierro。El modelado de la adsorción de elementos traza sobre sobre superficies de óxido férrico hidratado predijo con precisión la adsorción de Zn, Cd, Cu y Ni, pero las predicciones de adsorción de Pb y As fueron menos precisas。阿德玛斯，en el análisis SEM se observó una fuerte asociación entre los oxihidróxidos de Zn y Mn。海外中微量元素的形态、毒性和生物模型能够通过地球化学预测模型预测模型预测和预测模型修复计划的基础。然而，即使在修复完成之后，我们也很少在超铅锌矿中，利用PHREEQC预测了修复区可溶态及与沉淀结合态的微量元素，将之与实际水样和沉淀的微量金属含量进行对比。预测显示，在Fe、Mn、Al、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As和Sb元素中，只有Zn 2+和Cd 2+浓度过了推荐的健康生态系统的指导值。同时，需要通过提高pH值至9.5才能将获得的物质健康信息了解到合适的生态系统水平潜在的次生矿物模拟结果捕捉、矿井及紧邻的附近感应水样的Fe、和Al和铝物质含量，但含微量元素的石墨物或碳不含矿物质。该结果与与沉淀物的 x 捕获物和扫描电镜结果一致。沉淀的析出试验结果证明、Cu、Pb、As和Sb与氢氧化物元素镜细微关联。模拟微量仅穿透至铁水合氧化物表面可以准确预测Zn、Cd、Cu和Ni的渗透、但Pb和As的渗透预测效果不好。此外，SEM下可观察到Zn赋存与监护物存在的关联性。