褚彥辛

(忻州市環(huán)境保護(hù)研究所，山西 忻州 034000)

引 言

我國(guó)幅員遼闊，蘊(yùn)藏有大量的有色金屬礦石。但是我國(guó)很多有色金屬礦藏呈現(xiàn)出富礦少、貧礦多的特點(diǎn)，在對(duì)有色金屬礦藏進(jìn)行開(kāi)采和加工過(guò)程中產(chǎn)生了大量的尾礦庫(kù)[1]。這些尾礦庫(kù)不僅占用了大量的土地面積，且還對(duì)附近的土壤、空氣和水質(zhì)等造成了嚴(yán)重的污染，打破了原本平衡的生態(tài)環(huán)境[2-3]。受技術(shù)水平限制，在對(duì)有色金屬礦產(chǎn)資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用時(shí)，無(wú)法對(duì)內(nèi)部包含的重金屬進(jìn)行有效提取分離。時(shí)間長(zhǎng)久后這些重金屬元素會(huì)緩慢發(fā)生遷移，滲透到土壤、水體中。目前我國(guó)越來(lái)越重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，對(duì)尾礦庫(kù)對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題進(jìn)行治理已經(jīng)勢(shì)在必行。深入分析和研究有色金屬尾礦對(duì)環(huán)境的污染特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上制定針對(duì)性的污染治理措施，具有重要的理論意義和實(shí)踐意義。

1 有色金屬尾礦庫(kù)概述

尾礦庫(kù)的作用是用來(lái)堆積有色金屬開(kāi)發(fā)和加工過(guò)程中產(chǎn)生的尾礦及其各種工業(yè)廢渣。某地區(qū)的有色金屬尾礦庫(kù)海拔高度大約為109 m，占地面積超過(guò)了150 hm2，內(nèi)部堆積的有色金屬尾礦體積超過(guò)了1億 m3。對(duì)該地區(qū)的氣候條件進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，尾礦庫(kù)附近的風(fēng)速大小平均為2.35 m/s，每年平均溫度大約為17 ℃，有太陽(yáng)照射的日期超過(guò)50%。環(huán)境中的相對(duì)濕度大約為72%，降雨季節(jié)主要集中在每年的4月至9月，每年降雨量大約為1 400 mm。每千克有色金屬尾礦中包含的鉛和鋅分別在80 g～200 g和120 g～250 g范圍內(nèi)。受技術(shù)水平限制，尾礦中包含的這些重金屬元素?zé)o法進(jìn)行提取利用，而是隨尾礦一起堆積在尾礦庫(kù)中。不僅造成了資源的浪費(fèi)，同時(shí)對(duì)周圍環(huán)境造成了不可挽回的損壞。

2 尾礦庫(kù)周圍環(huán)境樣品采集與檢測(cè)

有色金屬尾礦庫(kù)的污染源一般可以劃分成為兩大類，分別為廢水污染和固體廢棄物污染。對(duì)有色金屬礦石進(jìn)行選礦時(shí)，會(huì)使用大量的藥劑，比如氯化物、紊凝劑等。這些藥劑隨尾礦一起堆放在尾礦庫(kù)中，在長(zhǎng)時(shí)間太陽(yáng)光照射下，不斷向外部環(huán)境中擴(kuò)散，同時(shí)還會(huì)與尾礦中其他礦物質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用形成二次污染。固體廢棄物污染主要是廢棄物中包含的重金屬元素對(duì)土壤、水質(zhì)和環(huán)境輻射造成的污染。本文主要對(duì)尾礦庫(kù)周圍的水質(zhì)、土壤和輻射污染情況進(jìn)行分析。

1) 水樣采集。在尾礦庫(kù)附近的河流和井水中共采集4份水樣，采得的水樣分別采用無(wú)色玻璃瓶進(jìn)行密封保存。在元素種類和和含量測(cè)試時(shí)，首先向玻璃瓶中加入適量鹽酸進(jìn)行酸化處理，然后再通過(guò)原子熒光分光光度計(jì)對(duì)水中包含的各種重金屬元素含量實(shí)施檢測(cè)，將檢測(cè)結(jié)果與本地區(qū)其他區(qū)域的水質(zhì)情況進(jìn)行對(duì)比分析。

2) 土壤采集。為了保證土壤采集的有效性，采用隨機(jī)方法在尾礦庫(kù)及其附近區(qū)域采集樣本5份。對(duì)采集得到的土壤樣本首先進(jìn)行風(fēng)干，然后基于火焰原子吸收光譜檢測(cè)法，嚴(yán)格按照相關(guān)操作規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)土壤中包含的各類重金屬元素含量進(jìn)行檢測(cè)，并將其與該區(qū)域其他位置的土壤重金屬含量進(jìn)行對(duì)比。

3) 尾礦庫(kù)周圍環(huán)境輻射性測(cè)量。利用先進(jìn)的便攜式射線檢測(cè)儀，型號(hào)為INSPECTOR，對(duì)尾礦庫(kù)附近環(huán)境中的X射線和γ射線實(shí)施測(cè)量。此外，還對(duì)該地區(qū)遠(yuǎn)離尾礦庫(kù)環(huán)境中的輻射情況進(jìn)行測(cè)定，將兩者進(jìn)行對(duì)比。

3 尾礦庫(kù)對(duì)環(huán)境的污染特征研究

3.1 尾礦庫(kù)對(duì)水質(zhì)的污染特征

對(duì)尾礦庫(kù)附近水質(zhì)情況進(jìn)行采樣，并通過(guò)一定的技術(shù)手段測(cè)量得到水質(zhì)中各類重金屬元素的含量，結(jié)果如表1所示。表1中還給出了本地區(qū)水質(zhì)的背景值，方便進(jìn)行對(duì)比?；诒?中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，與本地區(qū)背景值相比較而言，尾礦庫(kù)附近水質(zhì)中包含的各類元素含量都相對(duì)較高，但高出的程度有限，且與國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相比較，仍然在標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)?；谏鲜鼋Y(jié)果可以認(rèn)為有色金屬尾礦庫(kù)雖然對(duì)附近水質(zhì)造成了一定程度的污染，但水質(zhì)仍然在國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，污染程度相對(duì)較小。

表1 尾礦庫(kù)周圍水質(zhì)的污染情況統(tǒng)計(jì)表 mg/L

3.2 尾礦庫(kù)對(duì)土壤的污染特征

對(duì)尾礦庫(kù)及附近土壤進(jìn)行采樣，并對(duì)土壤中的重金屬元素進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表2所示。同時(shí)表2中還給出了該地區(qū)其他區(qū)域的重金屬元素含量情況，以便對(duì)比。從表2中數(shù)據(jù)可以看出，尾礦庫(kù)附近土壤中的鉛、鎘和銅元素含量與背景值相比要高出很多(超過(guò)背景值的10倍以上)，說(shuō)明尾礦庫(kù)附近中鉛、鎘和銅元素出現(xiàn)了嚴(yán)重的污染。砷和鋅元素含量與背景值相比較差別不是很大，只是略高于背景值，說(shuō)明雖然存在砷和鋅元素污染，但污染程度相對(duì)較輕。錫元素含量比背景值略低，說(shuō)明尾礦庫(kù)中不存在錫元素污染問(wèn)題?；谝陨戏治隹芍U、鎘和銅元素污染相對(duì)較為嚴(yán)重，是污染治理的重點(diǎn)對(duì)象。

3.3 尾礦庫(kù)對(duì)附近區(qū)域輻射污染特征

利用專業(yè)的射線檢測(cè)儀對(duì)尾礦庫(kù)附近區(qū)域及其他區(qū)域的輻射情況進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如表3所示。由表中數(shù)據(jù)可知，尾礦庫(kù)附近區(qū)域的X射線和γ射線與背景值相比較都相對(duì)較高，但是與人類生存的安全閾值相比較越低。因此認(rèn)為尾礦庫(kù)對(duì)附近環(huán)境造成了一定程度的輻射，但是仍然在人類能夠正常生活的范圍以內(nèi)，造成的污染程度相對(duì)較輕。

表2 尾礦庫(kù)周圍土壤的污染情況統(tǒng)計(jì)表 mg/kg

表3 尾礦庫(kù)周圍環(huán)境輻射情況統(tǒng)計(jì)表 mSv

4 尾礦對(duì)環(huán)境污染的治理措施分析

4.1 管理方面的治理措施

1) 強(qiáng)化尾礦污染防治能力。政府部門(mén)在治理尾礦庫(kù)污染問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該遵循“誰(shuí)污染、誰(shuí)治理”的原則。采礦企業(yè)前期為追求經(jīng)濟(jì)效益，而忽視尾礦對(duì)環(huán)境的污染，當(dāng)前在治理尾礦庫(kù)污染問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該追究相關(guān)企業(yè)的責(zé)任，通過(guò)法律和行政手段強(qiáng)制企業(yè)投入資金對(duì)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)。

2) 強(qiáng)化監(jiān)督管理能力?；谏衔乃龅恼{(diào)查研究結(jié)果可知，尾礦庫(kù)對(duì)周圍環(huán)境造成了一定程度的污染，所以政府部門(mén)有必要成立專門(mén)的監(jiān)督機(jī)構(gòu)，對(duì)尾礦庫(kù)的安全性進(jìn)行系統(tǒng)全面的評(píng)估，并監(jiān)督有色金屬企業(yè)對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。

4.2 技術(shù)方面的治理措施

1) 對(duì)尾礦庫(kù)中的重金屬提取利用。如果可以基于先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)尾礦中包含的各類重金屬元素進(jìn)行提取利用，重金屬元素本身屬于重要的資源，對(duì)其提取利用能夠發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值，提升礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

2) 基于先進(jìn)的植物修復(fù)技術(shù)降低污染。已有的很多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都表明，部分植物和微生物能有效吸收土壤和水體中包含的各種重金屬元素。但是生物修復(fù)技術(shù)也存在一定缺陷，因?yàn)椴煌参锬軌蛭降闹亟饘僭仡愋痛嬖诓町?，這就要求結(jié)合尾礦庫(kù)具體情況，有針對(duì)性的選用合適的植物。

5 結(jié)語(yǔ)

本文以某有色金屬尾礦庫(kù)為例，調(diào)查研究和分析了尾礦庫(kù)對(duì)周圍環(huán)境水質(zhì)、土壤以及空氣輻射的影響特征。發(fā)現(xiàn)鉛、鎘和銅三種重金屬元素對(duì)土壤造成了嚴(yán)重的污染，針對(duì)尾礦庫(kù)對(duì)環(huán)境造成的污染，結(jié)合筆者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從管理層面和技術(shù)層面提出綜合治理措施，可有效防范和治理有色金屬尾礦庫(kù)對(duì)環(huán)境造成的污染問(wèn)題。