于海濤

摘要：能源是經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著社會不斷發(fā)展資源環(huán)境問題日益突出，已經(jīng)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(zhì)的釋放機制進行剖析，金屬礦山污染物質(zhì)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(xué)形態(tài)，根據(jù)測試依據(jù)提出重金屬污染風(fēng)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(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：污染物質(zhì)、釋放機制、化學(xué)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(xiàn)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(chǎn)運輸中散到空氣中的礦物顆粒而產(chǎn)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(zhì)，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(chǎn)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(chǎn)生的尾礦及冶煉廢渣嚴重污染土壤產(chǎn)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(fù)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(nèi)富集并轉(zhuǎn)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(xiàn)，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(nóng)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(fù)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(fù)用率，就需要將坑道廢水和選礦廢水重復(fù)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(xiàn)實意義。

露天和地下的開采金屬礦山都會產(chǎn)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(fēng)化環(huán)境中容易產(chǎn)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(jié)構(gòu)、化學(xué)反應(yīng)、礦物轉(zhuǎn)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(zhì)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(jié)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(nèi)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(jù)試驗室試驗?zāi)芰啊兜叵滤h(huán)境質(zhì)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(shù)/樣本點總數(shù)

現(xiàn)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(jié)果與地下水環(huán)境質(zhì)量標準中的五類水質(zhì)標準限值對比，只要有一種重金屬含量在某類水質(zhì)標準限值內(nèi)，就定為該類水。通過水樣結(jié)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(jù)取樣調(diào)查的檢測結(jié)果，可以認為項目區(qū)域內(nèi)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(fēng)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(jié)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(zhì)的釋放機制進行剖析，金屬礦山污染物質(zhì)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(xué)形態(tài)，根據(jù)測試依據(jù)提出重金屬污染風(fēng)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(xué)依據(jù)。

參考文獻

[1]朱建新. 我國礦山環(huán)境治理的必要性及應(yīng)對 策略[J]. 中國礦業(yè)，2006（08）：57-59.

[2] 徐曉春，陳芳，等.銅陵礦山酸性排水及固體廢棄物中的重金屬元素[J].巖石礦物學(xué)雜志，2005，24（6）：591—594.

[3]陳麗新. 對我國礦山環(huán)境保護與治理的若干建議[J]. 中國礦業(yè)，2011，20（2）：41-43.

[4]劉桂琴.紅透山銅礦區(qū)土壤重金屬污染狀況及尾礦重金屬釋放研究[D]. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[5]潘喜東. 礦山環(huán)境保護與治理工程研究[J]. 內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2007（16）：89-90.

[6]廖曉勇，陳同斌，武斌，等 典型礦業(yè)城市的土壤重金屬分布特征與復(fù)合污染評價一以“鎳都”金昌市為例地理研究·2006，，2（5）：843-852

[7]于君寶，王金達，劉景雙，等典型黑土值變化對微量元素有效態(tài)含量的影響研究水土保持學(xué)報，2002，16（2）93一95.

[8]張洪培，劉繼順，方維營，等甘肅白銀廠礦區(qū)及外圍區(qū)域地質(zhì)背景、成礦系列及找礦潛力地質(zhì)與勘探，2004，40（5）;21一26

[9]張鑫，周濤發(fā)，唐宜，等礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)的生物技術(shù)研究劉登義生態(tài)安徽的理論與實踐合肥合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2004，342-346

[10]中國農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和綜合生產(chǎn)力研究組中國農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和綜合生產(chǎn)力研究濟南山東科技出版社，1995，306