環(huán)境保護(hù)下某稀土礦周邊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)與質(zhì)量評(píng)價(jià)

王 玲

（江西省鎢與稀土產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江西 贛州 341000）

近年來(lái)，中國(guó)在環(huán)境保護(hù)方面的戰(zhàn)略地位不斷提升，環(huán)境保護(hù)被提上了國(guó)家議程。在資源勘探和環(huán)境保護(hù)雙重條件中，近幾年來(lái)對(duì)環(huán)境保護(hù)下生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，以及稀土礦環(huán)境質(zhì)量分析二者皆是研究的熱點(diǎn)話題。我國(guó)具有巨大優(yōu)勢(shì)的礦產(chǎn)資源之一就是稀土，國(guó)內(nèi)百分之六十以上的省份均已發(fā)現(xiàn)稀土礦床的存在，其數(shù)量多達(dá)130個(gè)，且礦床的種類很全面。中國(guó)是稀土大國(guó)，不僅儲(chǔ)量豐富，而且擁有完整的產(chǎn)業(yè)鏈。稀土產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)就是稀土礦床，有效的開發(fā)和利用稀土礦對(duì)加快產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著無(wú)法取代的效果。我國(guó)六大稀土礦床之一中有一種離子吸附型稀土礦床，它在我國(guó)乃至全世界的稀土產(chǎn)業(yè)中都占有舉足輕重的位置。

1 環(huán)境保護(hù)下某稀土礦周邊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)

1.1 環(huán)境保護(hù)下某稀土礦周邊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)所存在的問題

環(huán)境保護(hù)下對(duì)于某些稀土礦山環(huán)境科學(xué)的研究有很多，關(guān)鍵分類為下列的七種內(nèi)容：一是開發(fā)稀土造成的環(huán)境，二是水文地質(zhì)，三是土壤土質(zhì)，四是土壤中重金屬元素和稀土元素的回填行為，六是水土生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，七是解析污染源。此外，還有水土的回輪礦區(qū)環(huán)境問題的防治、生物效益和居民健康。我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展取得了顯著的成就，但難以消除環(huán)境成本的快速上升，對(duì)環(huán)境造成一定程度的破壞。稀土在開采的時(shí)候，一般都會(huì)有很多環(huán)境問題隨之而來(lái)，涵蓋了針對(duì)大氣、水體(地下水和地表水)以及土壤和其他介質(zhì)的放射性、氟、氨、氮、硫酸鹽和重金屬等類型的污染情況[1]。

在此之內(nèi)，對(duì)于土壤的重金屬污染對(duì)于生態(tài)環(huán)境和食品問題有重大影響，這和人類的生存問題關(guān)系密切。露天稀土礦擁有很強(qiáng)的隱蔽性，長(zhǎng)期的殘留性以及不可逆轉(zhuǎn)的危害性等主要特征，這也是開采露天稀土礦造成的關(guān)鍵環(huán)境問題中的一種。稀土資源早期開發(fā)，由于技術(shù)落后、管理落后、環(huán)境意識(shí)淡薄，造成土壤重金屬污染。隨著原位浸出技術(shù)的推廣應(yīng)用，雖然環(huán)境污染在很大程度上有所減緩，但生態(tài)環(huán)境污染仍然存在。主要原因如下：一是原地浸出水體堆積的尾礦中重金屬含量超標(biāo)，通過雨水很容易造成侵蝕，在經(jīng)過陽(yáng)光的直射，一系列自然效應(yīng)變回釋放到環(huán)境中，并直接遷移到附近的土壤里。在置換REE離子時(shí)，這種溶液會(huì)同一時(shí)間置換許多種類的離子，從而造成重金屬超出標(biāo)準(zhǔn)，從而污對(duì)周圍的土壤進(jìn)行污染。溶液為浸出劑，其中含有重金屬元素。另一方面，大量的浸出工藝廢水在稀土開采過程中產(chǎn)生的離子吸附也會(huì)對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響，過濾廢水是對(duì)浸出過程中被礦體吸收的水進(jìn)行再過濾而產(chǎn)生的。淋濾廢水是由與降雨和季節(jié)性有關(guān)降水形成的，工藝廢水是正常工藝產(chǎn)生的酸性廢液，含有很多的C1-、S042-和NH4+，還有較少的REE、Cu、Zn、Pb等離子。標(biāo)準(zhǔn)及格的礦井不會(huì)產(chǎn)生太多的廢液，可是若不小心滲入水體周圍，也同樣對(duì)水環(huán)境造成嚴(yán)重影響。根據(jù)以上內(nèi)容，在離子吸收稀土礦土壤及水環(huán)境周圍重金屬等污染時(shí)，因?qū)Ω鞣N因素的綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估[2]。

1.2 環(huán)境保護(hù)下某稀土礦周邊生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)問題應(yīng)對(duì)策略

1.2.1 環(huán)境保護(hù)下的稀土礦植被修復(fù)策略研究

植物群落通過對(duì)土壤的檢測(cè)，對(duì)于環(huán)境和植物的污染和其余特征建立了對(duì)于植物的高效配置，結(jié)合理論基礎(chǔ)進(jìn)行研究，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行恢復(fù)，以新的方式建立景觀的良好性。對(duì)尾礦庫(kù)區(qū)域內(nèi)目前的環(huán)境問題做出理論研究的結(jié)合，在該區(qū)域內(nèi)提出不同植物群落的恢復(fù)模式進(jìn)行研究。要認(rèn)真思考垂直和水平的結(jié)構(gòu)不同，以及不同結(jié)構(gòu)下的生態(tài)修復(fù)空間。依照對(duì)喬、灌、草三類不同植物的群落恢復(fù)模式進(jìn)行探索，根據(jù)植物群落穩(wěn)定性、生物多樣性更新以及生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)重建等方面，研究出更完善的植物恢復(fù)模式，重建良好的景觀效果，改善生態(tài)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)，為稀土礦植被恢復(fù)規(guī)劃提供有效的科學(xué)依據(jù)。

稀土礦周邊地區(qū)土壤立地條件污染嚴(yán)重，植物修復(fù)項(xiàng)目在稀土礦周邊地區(qū)進(jìn)行，分為S1區(qū)和S3區(qū)，如表1所示[3]。

表1 不同修復(fù)方式主要植物配植表

在植物修復(fù)過程中，應(yīng)首先考慮生態(tài)效益。在滿足自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，選擇進(jìn)行群落配置的植物為鄉(xiāng)土樹種以及富集耐受性類植物，用來(lái)滿足植物群落的原則，有效科學(xué)地復(fù)原環(huán)境內(nèi)的土壤。之后要考慮原址內(nèi)容下的經(jīng)濟(jì)息率，利用原址植物、土壤環(huán)境等條件因素，充分采用不一樣的方式優(yōu)化恢復(fù)群落。

1.2.2 環(huán)境保護(hù)下的稀土礦周圍水源污染策略分析

水污染是稀土開采活動(dòng)造成的諸多環(huán)境污染的重點(diǎn)，從采礦的角度來(lái)看，水污染也是最容易控制的污染源。在土壤中，Cu、Zn等元素的母質(zhì)特征相同，就證明重金屬在土壤內(nèi)的分布特征關(guān)鍵受土壤形成的干擾，Cd、Pb等關(guān)鍵累積元素與母巖特征差距很大，最主要的來(lái)源受到人類活動(dòng)和巖石物質(zhì)的制約。研究了兩種重金屬中，土壤和水文地質(zhì)的化學(xué)特征，可以得到結(jié)論如下：①水稻土壤中重金屬元素含量很高，這也與開采稀土礦的空間有關(guān)聯(lián)，采礦（人為因素）會(huì)引發(fā)土壤再次富集一起，尾礦中Pb元素表現(xiàn)異常。這就證明水稻土環(huán)境已受到采礦活動(dòng)的影響。懸浮稀土分離廠和廢棄稀土礦附近稻田土壤中重金屬含量減少，代表稀土礦選址后土壤環(huán)境得到了質(zhì)的改善。②地表水的是地球化學(xué)研究的主要對(duì)象，在測(cè)試后發(fā)現(xiàn)此處研究區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)，礦井開采周圍環(huán)境中，流經(jīng)的巖石和土壤表面都吸附了重金屬，尤其是近礦流及下游受重金屬的影響含量較大，采礦廢水中發(fā)現(xiàn)的重金屬含量超標(biāo)[4]。

2 環(huán)境保護(hù)下某稀土礦周邊生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

單因素指標(biāo)法是目前常用的水環(huán)境評(píng)價(jià)方法之一。具體某水體中的一項(xiàng)或多項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)超過了規(guī)定極限，則該水體不具備水質(zhì)等級(jí)的使用。根據(jù)地表水的功能和保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)程度，以及各種地表水的pH、溶解氧和重金屬元素的參數(shù)限值，將其分為5類。

依照稀土礦水文地質(zhì)的化學(xué)基礎(chǔ)參數(shù)和重金屬元素涵蓋率，對(duì)研究區(qū)內(nèi)水質(zhì)污染的程度進(jìn)行了評(píng)估。14個(gè)地表水樣品的pH值和溶解氧值分別為5.93和6.82。礦區(qū)淋溶水除外，其他地表水pH值均為6.59。礦區(qū)下游溶解氧6.55除外，剩下的地表水溶解氧全部滿足工業(yè)環(huán)境質(zhì)量的規(guī)準(zhǔn)。除此之外，按照《飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》1000mg/L的限量規(guī)定。研究區(qū)樣品中只有LN06(稀土礦廢水)采集的地表水樣品超出標(biāo)準(zhǔn)，電導(dǎo)率值表明LN06的溶液中鹽分含量也存在超標(biāo)。

根據(jù)土壤中重金屬的環(huán)境背景值，水稻土樣品中所有元素的單一潛在生態(tài)危害系數(shù)在0.92之間，說明上述重金屬的生態(tài)危害程度較輕。5個(gè)樣品中Cd單一潛在生態(tài)危害系數(shù)為83.11，91.01表現(xiàn)出較強(qiáng)的生態(tài)危害程度。其他樣本小于35個(gè)，生態(tài)破壞程度較輕。所有樣品中重金屬的綜合潛在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)均小于145。取各樣本個(gè)體潛在生態(tài)危害系數(shù)平均值，計(jì)算各重金屬對(duì)綜合潛在生態(tài)危害的貢獻(xiàn)率，如下圖1所示[5]。

圖1 綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率

由圖1可知，Cd和Pb對(duì)水稻土壤重金屬綜合潛在生態(tài)危害的總貢獻(xiàn)率達(dá)到84%，其中只有Cd達(dá)到70%。上游采樣點(diǎn)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)由中到強(qiáng)增加，下游采樣點(diǎn)的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)也是同樣。在采樣點(diǎn)中，只有重金屬綜合潛在風(fēng)險(xiǎn)分別達(dá)到強(qiáng)和中。Cd和Pb的潛在風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)率達(dá)到87%，其中只有Cd達(dá)到78%[6]。

結(jié)果表明，以上的潛在生態(tài)風(fēng)是通過險(xiǎn)評(píng)估來(lái)確定的，銅、鎳、鉛和鋅元素在水稻土礦區(qū)是溫和的，而Cd的生態(tài)危害是中度和重度，和長(zhǎng)江沿岸農(nóng)田是最明顯的?？梢钥闯觯珻d是主要因素綜合潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，水稻土壤離子吸附稀土礦區(qū)在江西南部，與Cd的風(fēng)險(xiǎn)水平和貢獻(xiàn)率綜合重金屬的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)近年來(lái)不斷增加。在礦區(qū)水稻土壤污染防治研究中，重金屬Cd污染防治應(yīng)成為重點(diǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

近幾十年來(lái)我國(guó)對(duì)于離子吸附型稀土礦的開采相當(dāng)大，生態(tài)環(huán)境受到不同程度的污染尤其是礦區(qū)周邊，關(guān)鍵在廢氣、廢水、廢渣中體現(xiàn)，對(duì)周圍居民身體健康和生態(tài)環(huán)境都造成了或大或小的影響，觀測(cè)礦山周圍潛在的土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)是否存在，為提出有效的應(yīng)急措施提供研究依據(jù)。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展的角度下，為當(dāng)?shù)氐恼拖嚓P(guān)單位部門客觀確定采礦所需的成本，第一時(shí)間采取相應(yīng)的措施規(guī)范，對(duì)控制礦產(chǎn)的資源開采提供數(shù)據(jù)。