大型金屬礦山環(huán)境污染及防治研究——以甘肅金川和白銀為例.pdf

1、礦山環(huán)境問題具有區(qū)域性和特殊性，長(zhǎng)期以來(lái)未受到人們重視，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們生活水平逐步提高，生態(tài)環(huán)境問題受到越來(lái)越多的關(guān)注，曾一度為邊緣性的礦山環(huán)境也開始受到人們的重視。目前，礦山開采、選礦和冶煉等活動(dòng)引起的環(huán)境污染和生態(tài)破壞已成為一個(gè)全球性的環(huán)境地質(zhì)問題，也是環(huán)境地球化學(xué)研究的一個(gè)重要領(lǐng)域。 甘肅省金昌市和白銀市是分別以金川銅鎳巖漿硫化物礦床和白銀銅-多金屬硫化物礦床為依托建立的典型礦業(yè)城市，是我國(guó)重要的

2、有色金屬生產(chǎn)基地。然而，近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，對(duì)金川和白銀礦山開發(fā)和選冶造成的生態(tài)環(huán)境負(fù)效應(yīng)問題缺乏相應(yīng)的重視和研究。本文通過(guò)詳細(xì)的資料收集、野外采樣和室內(nèi)分析測(cè)試，對(duì)金川和白銀礦山開發(fā)所產(chǎn)生的環(huán)境問題進(jìn)行了全面的研究，重點(diǎn)探討了重金屬元素在尾礦、廢渣、土壤、水體、沉積物和植物等介質(zhì)中的環(huán)境地球化學(xué)特征，揭示了重金屬在不同環(huán)境介質(zhì)中的存在形態(tài)、釋放、遷移和轉(zhuǎn)化規(guī)律以及重金屬的活動(dòng)性及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)，評(píng)價(jià)了重金屬在土壤、水體和沉積物中的潛在生態(tài)

3、危害性，并建立了重金屬在不同環(huán)境介質(zhì)中及其之間釋放、遷移和轉(zhuǎn)化模式。通過(guò)研究取得以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)： (1)金川和白銀礦山環(huán)境污染問題十分突出，其中金川以大氣二氧化硫污染和土壤重金屬污染為主，而白銀除這兩類污染外，礦山酸性排水(AMD)問題尤為突出；污染主要來(lái)自廢渣、尾礦氧化形成的AMD、冶煉煙塵擴(kuò)散沉降和礦業(yè)廢水排放及污灌。 (2)尾礦及廢渣中重金屬含量較高，是重金屬釋放和 AMD 形成的主要來(lái)源。金川重金屬污染物以Cu和N

4、i為主，白銀以Cd、Cu、Pb、Zn為主。重金屬化學(xué)形態(tài)的分析表明，金川尾礦砂中Ni具有很強(qiáng)的活動(dòng)性，白銀尾礦渣中Cd元素活動(dòng)性最強(qiáng)，顯示出對(duì)周圍環(huán)境具有較大的潛在危害性。 (3) 礦山水體既是重金屬污染的直接對(duì)象，也是重金屬遷移的重要載體。 金川水體中以Cu和Ni為主，水體總體呈現(xiàn)中度污染；白銀水體總體而言，除Pb元素處于警戒等級(jí)之外，其余元素均為嚴(yán)重污染。 (4) 金川和白銀水體沉積物中重金屬含量與水體相比均

5、呈現(xiàn)高度富集，金川尾礦壩排污溝中沉積物受尾礦砂淋濾影響，Cu、Ni含量是國(guó)家土壤三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的十幾倍到幾十倍，白銀東大溝沉積物中Pb、Zn元素最高含量為國(guó)家土壤三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的20倍，表明水體中重金屬大量累積到沉積物中，使其成為具有潛在危害的二次污染源。 (5)金川周圍土壤中Cu和Ni作為主要污染物，分布在東南和西北兩個(gè)方向，且污染程度東南大于西北；白銀土壤重金屬污染主要分布在東和東南方向，整個(gè)區(qū)域土壤Cd嚴(yán)重超標(biāo)，長(zhǎng)期污灌是導(dǎo)致農(nóng)田土壤

6、重金屬污染的重要原因。土壤重金屬化學(xué)形態(tài)分析表明，金川土壤中元素活動(dòng)性依次為Ni>Cu>Pb>Zn>Cr，白銀土壤中不同元素的活動(dòng)性依次為：Cd>P b>Cu>As>Zn。 (6)采用內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法和潛在生態(tài)危害指數(shù)法對(duì)金川和白銀土壤重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià)，金川土壤重金屬污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度總體處于輕微狀態(tài)，土壤重金屬元素潛在危害性(E<'i><,r>)大小依次為：Ni>Cu>Cd>Cr>Pb>Zn；白銀土壤重金屬污染生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)程度

7、為強(qiáng)度危害，土壤重金屬元素潛在危害性(E<'i><,r>)大小依次為：Cd>Cu>Pb>Zn，其中Cd污染處于極強(qiáng)危害程度。 (7)通過(guò)探討礦山開發(fā)利用過(guò)程中重金屬的賦存、遷移、轉(zhuǎn)化規(guī)律以及不同環(huán)境介質(zhì)中重金屬的循環(huán)過(guò)程、富集機(jī)理等，初步建立了大型金屬礦山礦業(yè)活動(dòng)引起的重金屬釋放遷移模式。 (8)探討了礦山生態(tài)修復(fù)的措施，根據(jù)金川和白銀的自然條件和礦區(qū)污染現(xiàn)狀，可以分為三類污染修復(fù)區(qū)，并將整個(gè)修復(fù)過(guò)程分為三個(gè)階段。通過(guò)改