大型金屬礦山環(huán)境污染及防治研究

于海濤

摘要：能源是經濟發(fā)展的基礎，隨著社會不斷發(fā)展資源環(huán)境問題日益突出，已經成為當下研究熱點問題。文章通過大型金屬礦山開發(fā)對大氣環(huán)境、水文系統(tǒng)、土地資源的影響進行原因分析，并對各種污染途徑進行研究，找到礦山開采的主要環(huán)境問題，分析重金屬污染的特點。將金屬礦山污染物質的釋放機制進行剖析，金屬礦山污染物質的遷移機制，分析水體及沉積物中重金屬的行為，測試土壤中重金屬的化學形態(tài)，根據測試依據提出重金屬污染風險控制措施，包括采礦廢水重金屬污染控制（礦山廢水治理、礦山廢水控制），土壤重金屬污染控制，從源頭上減少資源開發(fā)過程中對環(huán)境的污染，和開采過程中處理污染，希望本文提出的污染防范措施和污染控制手段能為大型金屬礦山環(huán)境污染治理與資源開發(fā)利用、保護生態(tài)環(huán)境提供科學依據。

關鍵詞：污染物質、釋放機制、化學形態(tài)、重金屬

引言 改革開發(fā)以來，我國對礦山開采所帶來的環(huán)境問題采取的政策措施取得巨大進展，但礦山開采中所帶來的的環(huán)境破壞問題一直存在。近幾年礦山開采所帶來的環(huán)境問題研究已成為國際環(huán)境保護研究方面熱點，礦山開采環(huán)境污染問題急需有效解決。解決礦山廢石和尾礦中的重金屬釋放對礦山環(huán)境及河流水體和沿岸土壤的污染問題刻不容緩，并且系統(tǒng)分析和研究礦山金屬造成的環(huán)境污染對礦山環(huán)境污染的防治具有非常重要的現實意義。

1 礦山開發(fā)過程中的環(huán)境問題

保護礦山環(huán)境、合理開發(fā)利用資源，是一項長期治理工作，目前我國大型金屬礦山開采過程中面對的主要環(huán)境問題有礦業(yè)開發(fā)排放的廢氣和生產運輸中散到空氣中的礦物顆粒而產生大氣環(huán)境污染問題;礦山開采過程中，采礦廢石及尾礦暴露于大氣中使其中的硫化物礦物氧化并形成了酸性礦山排水，水體具有較低的pH值，并且富集可溶性的Cd、Pb 、Cu、Zn等金屬物質，并通過地表水下滲到地下在區(qū)域水體補徑排中循環(huán)，最后對人和動植物產生影響的水文系統(tǒng)污染（我國西南部分銅礦水體污染物含量見表1）;礦山開發(fā)過程中侵占大量土地、廢石、選礦產生的尾礦及冶煉廢渣嚴重污染土壤產生的土地資源污染。

2 礦山開采重金屬污染的特點

金屬礦山的污染多為復合性污染，與有機污染物不同，重金屬不能被生物分解，但卻可以在生物體內富集并轉化為毒性較大的甲基類化合物。礦山的重金屬一般都是通過與有機物形成混合物的方式進入土壤、水源及空氣中，其對水源、大氣的污染容易被發(fā)現，但對土壤的污染需要通過分析化驗才能測試出來，而且其危害通常會滯后較長的時間。重金屬的水污染、大氣污染會隨著氣流和水流進行長距離遷移，而其在土壤中的擴散和稀釋較為困難，使得土壤中的重金屬不斷累積，在達到一定濃度是會對植物和農作物造成很大危害。

3 某金屬礦山地下水體污染實例分析

通過實例分析為了達到保護環(huán)境的目的，除了對礦山廢水進行處理外，減少礦山廢水重金屬污染源也是非常重要的，通常采用的途徑是提高高工業(yè)用水復用率。礦山廢水主要來源于坑道廢水和選礦廢水，要想提高工業(yè)用水復用率，就需要將坑道廢水和選礦廢水重復用于選礦。因此，充分利用礦山廢水在控制廢水排放和節(jié)約成本方面具有重要的現實意義。

露天和地下的開采金屬礦山都會產生廢石和尾礦等固體廢棄物，這些固體廢棄物中的重金屬含量較高，在風化環(huán)境中容易產生非常細小的次生礦物顆粒，并隨著雨水遷移到附近水體和土壤中造成生態(tài)系統(tǒng)的破壞。因此，本文選用云南某一金屬礦為例，對金屬礦山廢石及尾礦中礦物的形態(tài)、結構、化學反應、礦物轉化過程、遷移機制進行分析，并針對各種金屬礦山廢棄物中存在的有毒有害物質進行處理。對地下水進行試驗檢測，由于實驗室提供的檢測結果存在檢出限的問題，該檢出限主要為方法檢出限，為某種特定分析方法在給定的置信度（通常為95%）內可從樣本中檢出待測物的最小濃度。它受儀器靈敏度、全程序空白試驗值及波動性的影響。根據試驗室試驗能力及《地下水環(huán)境質量標準》確定各指標的檢出限值如表2。

檢出率的計算公式如下：

檢出率（%）=檢出點總數/樣本點總數

現場取得的15個地下水水樣進行重金屬含量測定，將各水樣測定結果與地下水環(huán)境質量標準中的五類水質標準限值對比，只要有一種重金屬含量在某類水質標準限值內，就定為該類水。通過水樣結果得出，項目區(qū)地下水無論是深層還是淺層存在不同程度的重金屬污染，污染率達到32.1%;其中有5個樣本點受到輕微污染占37%，1個樣本點受到中等污染占6.7%，它的Pb、Zn檢出的超標狀況較為嚴重。根據取樣調查的檢測結果，可以認為項目區(qū)域內的地下水重金屬有超標狀況。研究區(qū)所取樣本中As的檢出率為100%，Cr6+有9個樣本中被檢出，檢出率為60%，Pb只有一處檢出，檢出率為6.7%，Zn有13個樣本中被檢出，檢出率為86.7%。所取地下水樣中只有Zn、Pb、Cr6+、As超標。

4重金屬污染風險控制

尾礦庫是重金屬對土壤污染最嚴重的污染源，尾礦庫中的重金屬向環(huán)境中釋放遷移，土壤中的重金屬不斷聚集增加，嚴重影響了土壤資源。因此，要減少尾礦中的重金屬污染，最有效的方法就是控制尾礦排放，提高選礦綜合回收利用率，從源頭上減少資源開發(fā)過程中對環(huán)境的污染。

5 結論

文章通過大型金屬礦山開發(fā)對大氣環(huán)境、水文系統(tǒng)、土地資源的影響進行原因分析，并對各種污染途徑進行研究，找到礦山開采的主要環(huán)境問題，分析重金屬污染的特點。將金屬礦山污染物質的釋放機制進行剖析，金屬礦山污染物質的遷移機制，分析水體及沉積物中重金屬的行為，測試土壤中重金屬的化學形態(tài)，根據測試依據提出重金屬污染風險控制措施，包括采礦廢水重金屬污染控制（礦山廢水治理、礦山廢水控制），土壤重金屬污染控制，從源頭上減少資源開發(fā)過程中對環(huán)境的污染，和開采過程中處理污染，希望本文提出的污染防范措施和污染控制手段能為大型金屬礦山環(huán)境污染治理與資源開發(fā)利用、保護生態(tài)環(huán)境提供科學依據。

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