典型有色金屬礦山重金屬遷移規(guī)律與污染評價研究.pdf

1、資源與環(huán)境是人類賴以生存、繁衍和發(fā)展的基本條件，資源短缺、環(huán)境污染和生態(tài)惡化已越來越引起人們的普遍關注和重視。如何有重點地研究與開發(fā)有色金屬生產(chǎn)和污染治理技術，促進我國有色金屬工業(yè)與環(huán)境的協(xié)調發(fā)展，是國家高技術研究發(fā)展計劃的重點研究領域之一，該課題研究具有重大的理論和實用價值。 論文從目前有色金屬采礦活動中存在的重金屬污染問題出發(fā)，以治理與控制礦區(qū)環(huán)境重金屬污染為基本目標。在綜述了大量的有關重金屬污染研究文獻的基礎上，以湖南某有

2、色金屬礦山為研究對象，通過礦區(qū)水體和土壤的取樣、化驗和分析，對該礦重金屬遷移規(guī)律進行了深入研究，并對礦區(qū)重金屬污染進行了系統(tǒng)地評價。 論文的主要工作和獲得的成果如下：1、揭示了有色金屬采礦活動將礦石從地下搬運到地表，并通過選礦和冶煉，使地下一定深度的礦物暴露于地表環(huán)境，改變了礦物的化學組成和物理狀態(tài)，從而使重金屬元素開始向生態(tài)環(huán)境釋放和遷移，并產(chǎn)生嚴重的重金屬污染的過程及規(guī)律。 2、建造了有色金屬采礦活動過程重金屬污染的

3、事故樹，通過對該事故樹的定性分析，認為尾礦庫是采礦活動重金屬進入環(huán)境的主要污染源，在礦山治理和控制重金屬污染時重點應放在尾礦污染區(qū)。 3、闡明了采礦活動中重金屬向環(huán)境遷移過程首先是通過尾礦中硫化礦物的氧化使尾礦廢水酸化，從而使重金屬化合物在酸性條件下發(fā)生一系列的化學反應而開始的機理。應用地下滲流理論、多孔介質的水動力彌散理論，建立了尾礦AMD(AcidMineDrainage)中重金屬向土壤遷移的數(shù)學模型，對其進行了定量化分析。

4、 4、通過對礦區(qū)土壤的標準化評價和重金屬元素的相關性分析，認為該礦區(qū)土壤已受到了重金屬的嚴重污染。礦區(qū)土壤Zn、Pb、Cd、Cu和As平均含量分別達2803.73mg·kg-1、1787.50mg·kg-1、5.37mg·kg-1、357.40mg·kg-1和46.61mg·kg-1，分別為參考的土壤環(huán)境背景值的29.20、21.90、0.83、13.10倍和0.71倍，Zn、Pb和Cu的污染相當嚴重，Cd、As的污染不明顯。土

5、壤重金屬元素濃度之間都存在一定的正相關性。Pb與Zn之間相關性系數(shù)0.9，具有顯著相關性。污染重金屬元素之間的相關性在一定程度上反映了元素污染程度的相似性或污染元素有相似的來源。 5、應用系統(tǒng)預測理論預測了尾礦區(qū)土壤10年后的重金屬含量。預測結果認為10年后，該尾礦區(qū)周邊農(nóng)田土壤重金屬Pb、Zn、Cd和As的濃度分別為預測時間起點的1.335、1.191、1.866和2.710倍。 6、根據(jù)歐共體參比司的三步連續(xù)提取程序

6、對礦區(qū)土壤重金屬形態(tài)進行了分級。土壤重金屬元素以殘余態(tài)為主，有機結合態(tài)比例最小，不同元素之間、不同片區(qū)土壤之間各形態(tài)所占比例差別不大。Pb、Zn均以殘余態(tài)占絕對優(yōu)勢，平均分別占總量的61.5％和43.0％以上。 7、應用密切值法、熱力學評價法對礦區(qū)納污河流進行了全面評價。評價結果認為井下坑道廢水中的重金屬離子已嚴重地污染了流經(jīng)礦區(qū)的河流，綜合污染指數(shù)為25.08，其中Pb2+和Zn2+污染相對最為嚴重。 8、根據(jù)采礦活動

7、不同工序重金屬污染特性，首次將礦區(qū)劃分為4個不同的污染片區(qū)。按內梅羅綜合指數(shù)評價，各片區(qū)土壤重金屬污染程度遞降的順序為：尾礦污染區(qū)、精礦運輸污染區(qū)、污風沉降污染區(qū)、坑道廢水污染區(qū)，其內梅羅指數(shù)分別為177.60、65.54、9.76和8.99。 9、建立了研究區(qū)重金屬生態(tài)風險評價指標體系。通過對研究區(qū)重金屬污染程度、重金屬毒性響應系數(shù)和生態(tài)危害系數(shù)的計算與探討，得出了研究區(qū)土壤不同片區(qū)的生態(tài)風險指數(shù)。28個樣點生態(tài)危害系數(shù)(ER

8、I)平均值為418.26，風險級別屬重污染級，重金屬污染風險很高。 10、提出了一些如何治理和控制有色金屬礦山重金屬污染問題的政策建議。指出減少尾礦中重金屬向環(huán)境釋放遷移的數(shù)量，其最有效的辦法是提高選礦綜合回收率，控制尾礦排放。目前，關鍵在于提高人們對重金屬污染危害性的認識，增加科研投入，深化礦山環(huán)境影響評價，同時，國家應制定切實可行的政策鼓勵和支持尾礦的綜合回收和合理利用，并采取有利于尾礦綜合利用活動的經(jīng)濟、技術政策和措施。