遼寧柴河流域鎘污染及防治建議

謝文然，于 瑯，程秀峰

（1.遼寧省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，遼寧 沈陽(yáng) 110032；2.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110031；3.遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110032）

遼寧柴河鉛鋅礦山從1966年投產(chǎn)到1992年底資源枯竭，累計(jì)探采鉛鋅資源量約370余萬(wàn)噸，開采期間，采選礦過程中由于早期礦山開采環(huán)境治理技術(shù)手段落后，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)柴河流域土壤及水質(zhì)鎘元素超標(biāo)，使流域內(nèi)地球化學(xué)環(huán)境發(fā)生改變，對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了一定的污染。本文著重通過對(duì)前人文獻(xiàn)的收集整理，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行提取，闡明遼寧鐵嶺地區(qū)柴河流域的鎘污染的嚴(yán)重性，提出相應(yīng)的治理措施，逐漸減輕鎘元素污染在相關(guān)流域所產(chǎn)生的負(fù)面作用，并逐步消除鎘污染對(duì)礦區(qū)及柴河流域居民生活的影響[1,2]。

1 污染區(qū)概況

1.1 污染源區(qū)地質(zhì)特征

柴河鉛鋅礦區(qū)是柴河流域鎘污染的源頭，該礦區(qū)賦礦圍巖為長(zhǎng)城系高于莊組白云巖,賦存含鎘元素較高的鉛鋅礦體及其氧化帶[3]。礦石主要成分為方鉛礦、閃鋅礦及黃鐵礦等，含S、Cd成分較高，經(jīng)前人研究，礦區(qū)內(nèi)Cd元素主要賦存于閃鋅礦及方鉛礦中，在閃鋅礦中Cd最高含量0.621%，最低含量0.370%,平均含量0.478%；在方鉛礦中Cd最高含量0.058%，最低含量0.013%,平均含量0.0303%[2]。

1.2 柴河流域概況

柴河發(fā)源于撫順市清原滿族自治縣，是遼河的主要支流，于鐵嶺市城北匯入遼河。河流總長(zhǎng)142.8km，流經(jīng)鐵嶺市區(qū)，流域面積約1500km2，是遼北地區(qū)人民群眾飲水、農(nóng)田灌溉的主要水源。柴河水庫(kù)位于柴河下游，它是鐵嶺市人民飲水的最主要水源。

1.3 柴河鉛鋅礦開采情況

柴河鉛鋅礦是一個(gè)歷史悠久的大型的鉛鋅礦床，位于柴河流域上游。新中國(guó)成立前就已經(jīng)開采，新中國(guó)成立后經(jīng)過20多年開采，礦山于1989年閉坑[3]。

開采期間，坑道用水直接排入柴河及其支流。開采和冶煉形成的尾礦渣露天堆放在礦山附近的溝谷內(nèi)，離支流河道均在50-100m之間。

1.4 柴河流域污染狀況

在遼河流域農(nóng)業(yè)地質(zhì)土壤質(zhì)量調(diào)查中，經(jīng)土壤測(cè)試分析，Cd元素在柴河流域土壤樣品中含量非常高，值域變化區(qū)間較大。

其中，Cd平均含量16.25×10-6，為在全國(guó)土壤平均 值 的16.25倍；最 低0.15×10-6，為1.67倍 ；最 高216.00×10-6，達(dá)到2400.00倍。

柴河流域水系沉積物中Cd的含量較高，平均含量為0.95×10-6，是全國(guó)水系沉積物平均含量的6.77倍。最高則達(dá)到109倍。

經(jīng)研究分析，水系沉積物中Cd元素的變化規(guī)律具有如下特點(diǎn)：首先Cd在鉛鋅礦床所在支流匯入后含量未立即升高，到達(dá)中游后明顯升高，隨后逐漸降低，至下游迅速回落。

農(nóng)作物中鎘元素的含量使用鐵嶺—沈陽(yáng)地區(qū)的區(qū)域平均含量值作為參考值，通過比較發(fā)現(xiàn)，柴河流域水稻中Cd元素含量高于參考值，Cd的含量水平是參考值的2.56倍。玉米中Cd元素含量略高于參考值，Cd的含量是參考值的1.12倍。人發(fā)樣品中元素含量使用遼河流域人發(fā)中元素含量平均值作為參考值，經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)礦區(qū)居民人發(fā)樣品中Cd的含量極高，達(dá)到參考值的18.07[1]。

2 鎘元素污染的危害

鎘元素可在生物體內(nèi)富集，通過食物鏈在人體內(nèi)形成鎘硫蛋白，蓄積于肝和腎臟中，引起慢性中毒，久之會(huì)導(dǎo)致人體貧血，軟骨病及骨質(zhì)疏松，并產(chǎn)生周身疼痛，即所謂“痛痛病”。

3 鎘元素污染治理防護(hù)措施

3.1 廢棄礦山治理

圈閉污染源，使其無(wú)法進(jìn)入土壤和水域：由于柴河鉛鋅礦各個(gè)坑口及礦點(diǎn)的鉛鋅礦（化）體雖然被采出，但其圍巖富含鎘元素，甚至局部氧化帶中富集程度遠(yuǎn)大于鉛鋅礦體中鎘元素的含量，因此在雨季，隨著坑道涌水，鎘元素會(huì)集中排泄于土壤和水系中。

主要解決辦法：封閉坑口，通過人工壩防護(hù)，使污染源控制在局部范圍內(nèi)。

3.2 土壤治理

種植十字花科植物蔓田芥，吸附土壤中的鎘元素，使土壤不斷凈化。該項(xiàng)技術(shù)是由日本農(nóng)村工學(xué)研究所的研究小組發(fā)現(xiàn)的，通過種植蔓田芥，可以逐漸消除土壤中的有害金屬鎘，使之降至安全范圍，而且蔓田芥收割后經(jīng)高溫燃燒后，其中所含的鎘不會(huì)揮發(fā)，可以回收利用。而且蔓田芥原產(chǎn)地為我國(guó)吉林省長(zhǎng)白山地區(qū)，適宜本區(qū)域種植。

3.3 水域治理

投放燒堿和石灰。該項(xiàng)技術(shù)主要是運(yùn)用“弱堿性化學(xué)沉淀應(yīng)急除鎘干化技術(shù)”，在污水中投放燒堿或石灰，同時(shí)投放聚合氯化鋁，使鎘元素形成化合物沉淀，消除鎘元素的毒副作用，并且可以使用專用設(shè)備將鎘化合物自水體中清出。

3.4 選擇性種植糧食作物

通過遼河流域農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物對(duì)鎘的吸收能力超強(qiáng)的為水稻，較弱的為玉米，因此建議在鎘元素超標(biāo)區(qū)域應(yīng)減少水稻的種植，而改種玉米等作物，從而減輕鎘元素對(duì)作物的深度污染，避免鎘元素通過食品進(jìn)入人體。

4 結(jié)論

①柴河鉛鋅礦礦山開采是造成其下游柴河流域土壤、水系沉積物中Cd元素的高度累積的主要因素，尤其在流域的中段形成局部富集。②鎘元素對(duì)人體的危害是巨大的，嚴(yán)重影響人的骨骼代謝，最終導(dǎo)致骨質(zhì)疏松及周身疼痛，需引起高度重視。③通過有效地治理防護(hù)手段，鎘污染的危害是可以逐步降低的，最終消減至安全范圍內(nèi)。

[1]馬力等，礦山開采對(duì)遼寧柴河流域生態(tài)環(huán)境的影響，巖礦測(cè)試，2007,26（4）：50-54.

[2]楊敏之，關(guān)門山鉛鋅礦床氧化帶內(nèi)鎘的超常富集地球化學(xué)及其資源-環(huán)境利用方向，2003（4）：5-7.

[3]楊占興、田立臣.遼寧省鉛鋅礦床成礦作用研究[J],遼寧地質(zhì)，1998（1）:1-19.