典型鉈礦區(qū)廢礦污染現(xiàn)狀調(diào)查研究

張?jiān)气P

（貴州省黔東南苗族侗族自治州環(huán)境監(jiān)測中心站 貴州省黔東南苗族侗族自治州 556000）

鉈是一種帶藍(lán)光的白色過度重金屬,化學(xué)性質(zhì)活潑。鉈作為毒性極強(qiáng)的重金屬元素，隨著人類活動的加劇，在某些特定的環(huán)境中累積越來越多，背景值越來越高，給區(qū)域環(huán)境和當(dāng)?shù)厝罕姷纳眢w健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅[1]。本文對發(fā)生在貴州局部地區(qū)因廢棄礦井及尾礦堆存而導(dǎo)致周圍土壤鉈污染的現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查研究，得出了明確結(jié)論。

1 調(diào)查研究方法

1.1 調(diào)查地點(diǎn)及概況

以貴州省興仁縣回龍鎮(zhèn)回龍村鉈礦點(diǎn)附近耕地土壤為調(diào)查研究對象，采取實(shí)地調(diào)查、采集樣品檢測分析的方式，對當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境鉈污染現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查研究。結(jié)合本研究的目的、內(nèi)容和研究區(qū)域?qū)嶋H情況，將研究區(qū)分為礦渣堆積附近點(diǎn)、礦井附近點(diǎn)、廢礦周圍、礦山斜坡沖集點(diǎn)及外圍等。礦渣點(diǎn)采用梅花布點(diǎn)的方式進(jìn)行采樣，廢礦點(diǎn)、斜坡沖擊點(diǎn)采用蛇形布點(diǎn)的方式進(jìn)行采樣，采樣位置為0cm~20cm 的耕作土。土壤樣品按上述劃分區(qū)域采集，共采集土壤樣品39 個。

1.2 樣品采集及處理

本研究土壤樣品采集及制備按《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ/T166-2004）進(jìn)行。

1.3 土壤樣品消解

土壤樣品采用沙浴鍋消解，具體步驟為：準(zhǔn)確稱取0.2500g 風(fēng)干土樣(裝入聚四氟乙烯坩堝(+HNO35ml、HF 8ml(加熱消解至約2ml(+HNO33ml(加熱消解至約1ml(HNO32ml(加熱消解至約1ml(定容到25ml(過濾(ICP-MS 檢測Tl。

1.4 分析方法

ICP-MS 測Tl 含量，ICP-MS(美國PerkinElmer 公司）儀器參數(shù)：型號：DRC-e 分析條件：RF 功率：1.2kw，冷卻氣流量：15L/min，霧化器氣流量：0.7L/min 輔助氣氣流量1.0L/min。

2 結(jié)果分析與討論

礦山周圍所采表層土壤樣品檢測結(jié)果，用單因子指數(shù)法評價結(jié)果顯示，鉈污染均為重污染等級，總體污染情況見下表。土壤樣品檢測結(jié)果、單因子指數(shù)及污染等級

礦渣點(diǎn)共采集耕作層土壤樣品7 個，所采土壤樣品鉈濃度范圍在45.4～169mg/kg，借鑒國外耕地土壤鉈含量安全限制1mg/kg土壤的評價標(biāo)準(zhǔn)，污染指數(shù)的范圍為45.0～169.0，污染等級均為重污染。

廢礦堆積點(diǎn)在礦山下稍高的山堡上，其附近的下方有居民和大面積的耕地，在此區(qū)域共采集土壤樣品13 個，檢測結(jié)果表明，鉈元素主要隨水流遷移，采樣點(diǎn)距離山下水流溝越近，土壤樣品檢測結(jié)果鉈含量越高，反之則越低。土壤對重金屬的吸附作用可阻滯重金屬在土壤中運(yùn)移，水的彌散動力可促進(jìn)重金屬在土壤中的運(yùn)移[2]，在土壤的阻滯作用、水的彌散動力促進(jìn)作用等綜合因素的影響下，導(dǎo)致土壤中鉈含量高低與水流溝的距離的密切關(guān)系。

這說明廢礦隨意露天堆放、日曬雨淋，對環(huán)境造成的危害非常大，且影響范圍廣，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行處理。

礦山斜坡沖積點(diǎn)，即礦山南面的斜坡，雨水長年沖刷，泥沙被水流沖到山下堆積，或進(jìn)入沿途耕地，影響耕地及糧食作物的安全性。在此處斜面長度約800m 范圍內(nèi)，采集土壤樣品6 個，檢測數(shù)據(jù)表明，從山上往下，土壤鉈含量呈基本增加的趨勢。王正輝等（2000）相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，淋濾作用對礦石中的鉈遷移作用很大，且與淋濾介質(zhì)濃度、作用時間和溫度等因素有關(guān)，在環(huán)境介質(zhì)的淋濾作用下Tl 遠(yuǎn)比Cd、Pb 進(jìn)入環(huán)境的速率快。吳穎娟等（2002）相關(guān)研究表明，淋濾時間、淋濾液pH 值等影響廢渣表面鐵氧化物的水解，從而影響廢渣中鉈的釋放。楊春霞等（2005）研究了自然淋濾過程中鉈的遷移與釋放，結(jié)果表明，在自然淋濾條件下，廢渣中Tl 有很強(qiáng)遷移釋放能力。研究目標(biāo)區(qū)礦山長年在雨水的沖刷淋濾下，鉈隨水流遷移到山下土壤耕地中累積，所以導(dǎo)致了這一調(diào)查結(jié)果。

3 研究區(qū)外圍耕地土壤鉈污染狀況

礦區(qū)外圍土壤樣品是指在距采礦點(diǎn)約1000m~1500m 范圍內(nèi)環(huán)繞礦山采集的，這些采樣點(diǎn)都處于相對較高的地勢，礦山雨水基本不會對這些點(diǎn)產(chǎn)生影響。土壤樣品檢測結(jié)果表明，此區(qū)域土壤Tl 含量相對較低，但都超過了1mg/kg 的土壤鉈含量安全限制，其中有些點(diǎn)鉈含量也相對較高，是土壤環(huán)境背景值的幾倍至幾十倍，這種結(jié)果應(yīng)該與當(dāng)?shù)氐某赏聊纲|(zhì)有直接的關(guān)系。

從單因子土壤污染評價指數(shù)來看，外圍采樣點(diǎn)中有兩個點(diǎn)屬于中度污染等級，一個點(diǎn)屬于輕污染等級，這說明在廢礦井、礦山的外圍土壤鉈污染程度相對較輕。

4 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)通過對研究目標(biāo)區(qū)土壤進(jìn)行實(shí)地調(diào)查取樣，根據(jù)研究目標(biāo)區(qū)不同種類污染源的分布情況和研究目的的具體需要，將研究目標(biāo)區(qū)分為：礦渣堆積附近點(diǎn)、礦井附近點(diǎn)、廢礦周圍附近點(diǎn)、礦山斜坡沖集點(diǎn)及外圍五個部分。詳細(xì)分析檢測結(jié)果數(shù)據(jù)，了解了當(dāng)?shù)赝寥楞B污染及其它重金屬元素污染的具體情況。根據(jù)單因子污染指數(shù)評價方法，礦渣和廢礦堆放點(diǎn)、采礦點(diǎn)礦山周圍及外圍的污染指數(shù)分別為：105、52.4、92.3、68.2、7.00，全部為重污染等級，可見耕地土壤鉈污染相當(dāng)嚴(yán)重，但外圍的部分點(diǎn)污染等級屬中等或輕微污染。為了解研究目標(biāo)區(qū)土壤重金屬污染的具體狀況，以下用單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)評價法分別對個點(diǎn)的土壤重金屬污染情況進(jìn)行評價，具體單因子污染指數(shù)和綜合污染指數(shù)見下表。

各點(diǎn)的多因子綜合污染指數(shù)在5.11~129.4 范圍之間，比照污染等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，都在重污染等級范圍之內(nèi)，在多因自綜合污染指數(shù)中Tl 的貢獻(xiàn)率最大。總體來看研究目標(biāo)區(qū)土壤重金屬污染Tl、As 污染最嚴(yán)重，Cd 次之。從單因子來看，土壤Tl、As、Cd 污染很嚴(yán)重，應(yīng)引起有關(guān)部門的重視。

[1]陳永亨,謝文彪,吳穎娟,等.中國含鉈資源開發(fā)與鉈環(huán)境污染[J].深圳大學(xué)學(xué)報(bào):理工版,2001,18(1):57-64.

[2]馮紹元,齊志明,王亞平.排水條件下飽和土壤中鉈運(yùn)移實(shí)驗(yàn)及其數(shù)值模擬[J].水利學(xué)報(bào)，2004,(10):8,9-94.

[3]吳穎娟，陳永亨，王正輝.環(huán)境介質(zhì)中鉈的分布和運(yùn)移綜述[J].地質(zhì)地球化學(xué),2001,29(1)：52-57.