大型金属矿山环境污染及防治研究

于海涛

摘要：能源是经济发展的基础，随着社会不断发展资源环境问题日益突出，已经成为当下研究热点问题。文章通过大型金属矿山开发对大气环境、水文系统、土地资源的影响进行原因分析，并对各种污染途径进行研究，找到矿山开采的主要环境问题，分析重金属污染的特点。将金属矿山污染物质的释放机制进行剖析，金属矿山污染物质的迁移机制，分析水体及沉积物中重金属的行为，测试土壤中重金属的化学形态，根据测试依据提出重金属污染风险控制措施，包括采矿废水重金属污染控制（矿山废水治理、矿山废水控制），土壤重金属污染控制，从源头上减少资源开发过程中对环境的污染，和开采过程中处理污染，希望本文提出的污染防范措施和污染控制手段能为大型金属矿山环境污染治理与资源开发利用、保护生态环境提供科学依据。

关键词：污染物质、释放机制、化学形态、重金属

引言 改革开发以来，我国对矿山开采所带来的环境问题采取的政策措施取得巨大进展，但矿山开采中所带来的的环境破坏问题一直存在。近几年矿山开采所带来的环境问题研究已成为国际环境保护研究方面热点，矿山开采环境污染问题急需有效解决。解决矿山废石和尾矿中的重金属释放對矿山环境及河流水体和沿岸土壤的污染问题刻不容缓，并且系统分析和研究矿山金属造成的环境污染对矿山环境污染的防治具有非常重要的现实意义。

1 矿山开发过程中的环境问题

保护矿山环境、合理开发利用资源，是一项长期治理工作，目前我国大型金属矿山开采过程中面对的主要环境问题有矿业开发排放的废气和生产运输中散到空气中的矿物颗粒而产生大气环境污染问题;矿山开采过程中，采矿废石及尾矿暴露于大气中使其中的硫化物矿物氧化并形成了酸性矿山排水，水体具有较低的pH值，并且富集可溶性的Cd、Pb 、Cu、Zn等金属物质，并通过地表水下渗到地下在区域水体补径排中循环，最后对人和动植物产生影响的水文系统污染（我国西南部分铜矿水体污染物含量见表1）;矿山开发过程中侵占大量土地、废石、选矿产生的尾矿及冶炼废渣严重污染土壤产生的土地资源污染。

2 矿山开采重金属污染的特点

金属矿山的污染多为复合性污染，与有机污染物不同，重金属不能被生物分解，但却可以在生物体内富集并转化为毒性较大的甲基类化合物。矿山的重金属一般都是通过与有机物形成混合物的方式进入土壤、水源及空气中，其对水源、大气的污染容易被发现，但对土壤的污染需要通过分析化验才能测试出来，而且其危害通常会滞后较长的时间。重金属的水污染、大气污染会随着气流和水流进行长距离迁移，而其在土壤中的扩散和稀释较为困难，使得土壤中的重金属不断累积，在达到一定浓度是会对植物和农作物造成很大危害。

3 某金属矿山地下水体污染实例分析

通过实例分析为了达到保护环境的目的，除了对矿山废水进行处理外，减少矿山废水重金属污染源也是非常重要的，通常采用的途径是提高高工业用水复用率。矿山废水主要来源于坑道废水和选矿废水，要想提高工业用水复用率，就需要将坑道废水和选矿废水重复用于选矿。因此，充分利用矿山废水在控制废水排放和节约成本方面具有重要的现实意义。

露天和地下的开采金属矿山都会产生废石和尾矿等固体废弃物，这些固体废弃物中的重金属含量较高，在风化环境中容易产生非常细小的次生矿物颗粒，并随着雨水迁移到附近水体和土壤中造成生态系统的破坏。因此，本文选用云南某一金属矿为例，对金属矿山废石及尾矿中矿物的形态、结构、化学反应、矿物转化过程、迁移机制进行分析，并针对各种金属矿山废弃物中存在的有毒有害物质进行处理。对地下水进行试验检测，由于实验室提供的检测结果存在检出限的问题，该检出限主要为方法检出限，为某种特定分析方法在给定的置信度（通常为95%）内可从样本中检出待测物的最小浓度。它受仪器灵敏度、全程序空白试验值及波动性的影响。根据试验室试验能力及《地下水环境质量标准》确定各指标的检出限值如表2。

检出率的计算公式如下：

检出率（%）=检出点总数/样本点总数

现场取得的15个地下水水样进行重金属含量测定，将各水样测定结果与地下水环境质量标准中的五类水质标准限值对比，只要有一种重金属含量在某类水质标准限值内，就定为该类水。通过水样结果得出，项目区地下水无论是深层还是浅层存在不同程度的重金属污染，污染率达到32.1%;其中有5个样本点受到轻微污染占37%，1个样本点受到中等污染占6.7%，它的Pb、Zn检出的超标状况较为严重。根据取样调查的检测结果，可以认为项目区域内的地下水重金属有超标状况。研究区所取样本中As的检出率为100%，Cr6+有9个样本中被检出，检出率为60%，Pb只有一处检出，检出率为6.7%，Zn有13个样本中被检出，检出率为86.7%。所取地下水样中只有Zn、Pb、Cr6+、As超标。

4重金属污染风险控制

尾矿库是重金属对土壤污染最严重的污染源，尾矿库中的重金属向环境中释放迁移，土壤中的重金属不断聚集增加，严重影响了土壤资源。因此，要减少尾矿中的重金属污染，最有效的方法就是控制尾矿排放，提高选矿综合回收利用率，从源头上减少资源开发过程中对环境的污染。

5 结论

文章通过大型金属矿山开发对大气环境、水文系统、土地资源的影响进行原因分析，并对各种污染途径进行研究，找到矿山开采的主要环境问题，分析重金属污染的特点。将金属矿山污染物质的释放机制进行剖析，金属矿山污染物质的迁移机制，分析水体及沉积物中重金属的行为，测试土壤中重金属的化学形态，根据测试依据提出重金属污染风险控制措施，包括采矿废水重金属污染控制（矿山废水治理、矿山废水控制），土壤重金属污染控制，从源头上减少资源开发过程中对环境的污染，和开采过程中处理污染，希望本文提出的污染防范措施和污染控制手段能为大型金属矿山环境污染治理与资源开发利用、保护生态环境提供科学依据。

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