尾礦庫周邊地下水污染擴散規(guī)律研究

于夢麒 王建英 張雪峰

（內(nèi)蒙古自治區(qū)白云鄂博礦多金屬資源綜合利用重點實驗室 內(nèi)蒙古包頭 014010）

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，礦產(chǎn)資源的開發(fā)隨之增加，從而導致大量尾礦庫的產(chǎn)生，尾礦庫是指用來存放礦石選冶后排出尾礦的地方[1]。許多早期尾礦庫的選址和建設沒有考慮過生態(tài)安全問題，接納可大量的選礦廢水，庫內(nèi)污染物濃度逐年升高，對當?shù)厣鷳B(tài)產(chǎn)生了巨大影響[2]，而地質(zhì)結構以及水文參數(shù)直接影響地下水中污染物的擴散規(guī)律[3]，本研究利用宏觀結合微觀的研究方法，將野外調(diào)查與室內(nèi)實驗相結合，研究污染物在地下水中擴散轉(zhuǎn)移的規(guī)律，從而更好地解釋尾礦庫周邊地下水污染現(xiàn)象。

1 研究區(qū)概況

包鋼稀土金屬冶選尾礦庫位于包頭市西南3 km處[4]。研究區(qū)圍繞尾礦場北起包銀公路，南至黃河共計面積約200 km2[5]。區(qū)內(nèi)地貌單元有啥德門溝沖洪積扇、昆都侖河沖洪積扇和黃河沖積平原。尾礦庫即位于哈德門和昆都侖河沖洪積扇前緣交匯處，黃河平原分布于尾礦場南500 m~1000 m被夷平的黃河二級階地至黃河之間，地勢北高南低，平均坡降約4‰。

2 實驗方法

2.1 地下水采樣

以尾礦庫中心地下水流方向為主軸，從八個方向設置中心輻射線。以尾礦庫中心地下水流向為主軸，沿著地下水的流向，在尾礦庫的上游、下游及兩側(cè)分別設置監(jiān)測井。測定監(jiān)測井水樣各污染物含量。

2.2 土柱實驗

土柱實驗廣泛應用于廣泛應用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、環(huán)境等研究領域的，應用土柱實驗可以在實驗室內(nèi)模擬土壤中水文情況、污染物遷移規(guī)律。

目的是模擬污水的滲入過程，研究污染物在包氣帶中的吸附、轉(zhuǎn)化、自凈機制，確定包氣帶的防護能力，為評價污水滲漏對地下水水質(zhì)的影響提供依據(jù)。

試驗土柱應在評價場地有代表性的包氣帶地層中采取。通過濾出水水質(zhì)的測試，分析淋濾試驗過程中污染物的遷移、累積等引起地下水水質(zhì)變化的環(huán)境化學效應的機理。土柱高度100cm，填充土樣，并在不同高度（20,40,60,80）取水樣，測定成分指標。

通過土柱淋濾實驗，分析地下水擴散規(guī)律。由于無法完全模擬研究區(qū)域地質(zhì)結構及水流變化情況，僅通過較為直接且明顯的垂直式土柱模型，并可以加快實驗速度，避免過度的復雜化。

3 實驗結果

3.1 地下水分析

表1 18 口監(jiān)測井水質(zhì)數(shù)據(jù)分析結果

經(jīng)過進一步分析，地下水水質(zhì)隨距離變化情況呈不規(guī)律性，距離尾礦庫約6 km內(nèi)，部分超標離子濃度呈現(xiàn)逐漸遞減趨勢，但隨著距離繼續(xù)增加，超標離子濃度又會變大。

圖1 水質(zhì)與至尾礦庫距離相關性分析

3.2 土柱實驗

在16,17號點一線南北兩側(cè)取土樣填充土柱，用上游地下水澆灌，測定不同高度出水水質(zhì)。

表2 16 號點附近南北兩側(cè)硫酸根變化

表3 17 號點附近南北兩側(cè)Cl 變化

4 結語

距離尾礦庫越遠，地下水水質(zhì)指標出現(xiàn)先降低后上升的趨勢，不符合一般擴散規(guī)律，遠離尾礦庫處無明顯污染源，地下水水質(zhì)指標卻較高。

通過土柱實驗，16,17號點附近土壤呈現(xiàn)不同的性質(zhì)，南側(cè)呈粘土狀，北側(cè)呈砂土狀，對地下水擴散起到很重要的作用，當?shù)叵滤當U散到此處時，污染因子被截留保存下來，導致水質(zhì)指標升高。

[1]吳娟.包頭市地下水污染調(diào)查及防治對策研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學，2010.

[2]Szabolcs I.1989.Salt-Affected Soils.Boca Raton,FL:CRCpress.

[3]徐光憲,師昌緒.關于保護白云鄂博礦釷和稀土資源避免黃河和包頭受放射性污染的緊急呼吁[J].中國科學院院刊,2005,(6):14-16.

[4]王禹,屠顯章.包鋼公司尾礦場滲漏水對地下水質(zhì)和土壤鹽堿化影響的研究[A].中國實用礦山地質(zhì)學（下冊）[C],2010.

[5]王靈秀,張利成,白麗娜,劉瑛霞,劉桂芳,王曉卿,賀慶芳,陳曉榮.稀土工業(yè)廢水對包頭段黃河水及地下水資源的放射性影響研究[J].稀土,2002,（4）：72-77.