铅锌矿自然扩散晕内重金属的污染特征及其防治技术

农村生态环境 1997,13(1):12-15 RuralEco Environment

铅锌矿自然扩散晕内重金属的污染特征及其防治技术

曾清如 周细红 铁柏清 杨仁斌 (湖南农业大学,长沙410128)

提要 研究了湖南省郴县东坡铅锌矿自然扩散晕内重金属的污染特征及污染控制措施,结果表明,该区域内的环境污染是以Pb、Zn、Cd和As为主的多金属复合污染,污染物在土壤中的化学形态以残渣态为主,水体中的细微尾矿砂颗粒物是重金属的主要迁移载体。该区域内作物中的Pb、Cd残留很高,用改变耕种制度的方法来控制铅锌矿区内的重金属污染是有效的。

关键词 铅锌矿 自然扩散晕 重金属 污染 控制方法 湖南省

StudyonCharacteristicsofHeavyMetalPollutionandItsControllingMeasuresinLead ZincMineArea. ZhengQingruetal(SectionofEnvironmentalScience,HunanAgriculturalUniversity,CHANGSHA410128):RuralEco Environment,1997,13(1):12-15

Abstract Thecharacteristicsofheavymetalpollutionanditscontrollingmeasuresinlead zincmineareaofSouthHunanprovincewerestudied.TheresultsshowedthattheenvironmentalprobleminmineareaisPb,Zn,CdandAsrelatedmulti metalpollution.Themajorchemicalformofheavymetalinpollutedsoilswasfoundtobeinresidualfractions.Fine grainedoretailingparticlesisthemajorcarrierfortransportationofheavymetals.ThecontaminationsofPb,Cdincropsofmineareawereveryserious.Alteringofcroppingsystemsisaneffectivemeasureforcontrollingofheavymetalpollutionsinlead zincminearea.

Keywords lead zincmine,heavymetal,contaimination,controllingmeasure,Hunanprovince

在金属成矿区周围的自然扩散晕内,环境中一般含有较高浓度的重金属,加上开矿过程中的废矿水和尾矿砂,常造成严重的重金属污染问题[1,2]。

东坡矿为湖南省郴县东河流域上游的一大型铅锌矿,由于矿石风化产生的酸性矿水,以及选矿废水排入东河水体和尾矿砂的直接影响,使东河水体及该流域内土壤与作物污染严重。为了评价东河流域的污染状况及寻求治理污染的方法,本文分析了该流域水体、土壤中重金属的含量及其存在形态与污染特征,并探讨了防治农作物污染的方法与途径。1 材料与方法1 1 土壤

供分析重金属形态用的土壤为该流域具有代表性的酸性红壤、红壤性水稻土及东河底质。11 2 土壤中不同形态重金属的提取

Pb、Zn和Cd的形态分析按照文献[3]和[4]方法逐级提取,可溶态和交换态用1mol/L

Mg(NO3)2(pH7.0)提取,弱专性吸附态用1mol/LNaAc(pH5.0)提取,铁锰结合态用0.04mol/LNH3OH HCl-25%HAc提取,有机结合态用30%H2O2-0.02mol/LHNO3提取,用混酸(HCl-HNO3-HClO4)消化得残渣态。As形态提取按照文献[5]的方法进行,土液比为1!30,可溶态砷(A-As)用1mol/LNH4Cl提取,铝型砷(Al-As)用0.5mol/LNH4F提取,铁型砷(Fe-As)用0.1mol/LNaOH提取,钙型砷(Ca-As)用0.25mol/LH2SO4提取,闭蓄型砷(O-As)用混酸消解。1 3 样品的处理与测定

本研究系湖南省开发办公室资助课题 21

土壤风干后,磨碎,过100目筛,用混酸消化。植物样品于80 烘干后,粉碎,过80目筛,用HNO3-HClO4消化。Pb、Zn和Cd用原子吸

表1 供试土壤的理化性质

Table1 Physicalandchemicalpropertiesoftestedsoils

有机质

(g/kg)29.631.442.027.6

收分光光度计(AA-646,日本岛津)测定,As用Ag-DDC法测定,所用试剂为分析纯或优质纯。

重金属含量

Pb(mg/kg)73.20482.70288.00686.60

Zn(mg/kg)140.40694.50453.20615.60

Cd(mg/kg)1.957.124.743.98

As(mg/kg)95.05260.50162.80286.10

Cu(mg/kg)27.62140.5048.1924.43

Cr(mg/kg)26.3735.4533.8022.69

Fe(g/kg)47.142.948.645.3

Mn(g/kg)0.413.311.041.19

土壤对照东河底质尾矿污染水稻土尾矿污染红壤

pH5.895.125.875.21

2 结果与讨论

2 1 自然扩散晕内的土壤重金属污染特征

开矿引起的土壤污染是以Pb、Zn、Cd和As为主的多种金属复合污染,主要是由河水污灌和尾矿砂直接影响所引起。从表2可以看出,即使是自然扩散晕内的对照区,其重金属含量也较高。就污染程度而言,尾矿砂直接污染土壤较河水污染土壤严重。

表3的结果显示,自然扩散晕内的重金属Pb、Zn和Cd在红壤、红壤性水稻土及底泥中的分布主要以残渣态存在,其中Zn的残渣态所占比例最高为73 0%~88 9%;Pb次之,为58 2%~79 3;Cd最低,为47 4%~59 6%。除残渣态外,Cd的交换态所占比例相对较大(15.1%~24.2%),而Pb、Zn的交换态比例很低(0 9%~5 5%)。一般而言,以交换态存在

表2 污染土壤中的重金属含量范围

Table2 Thecontentofheavymetalsinpollutedsoils土壤对照废矿水污染土壤尾矿污染土壤

样品数132127

Pb(mg/kg)58.84~ 112.90147.50~ 467.60452.00~ 1279.00

Zn(mg/kg)116.10~ 194.80245.20~ 302.90559.30~ 1165.00

Cd(mg/kg)1.28~ 2.882.53~ 5.683.98~ 12.19

的重金属对植物的有效性大于其他形态的重金属。土壤中的As主要以闭蓄态(O-As)存在(表4)。值得注意的是,可溶性砷(A-As)在土壤中都未检出,这表明,虽然土壤中As的含量高,但主要以难于为植物利用的形态而存在。这一结果与张毅[6]的试验相似:在不同土壤中添加砷酸盐,经一段时间后,土壤中可溶性砷(A-As)含量极低或难以检出,大部分以闭蓄态(O-As)存在。

2 2 河水的重金属污染特征

矿石风化产生的酸性废水及选矿过程中产生的含有大量细微尾矿颗粒物的废水对东河河水产生了严重的多金属复合污染(表5),其中Pb、Cd、As的污染尤为突出,而下游河水的污染情况则大大减轻。由于表面吸附作用,悬浮尾矿颗粒物成为河水中重金属元素的主要载体(表6),因而过滤过的水中的重金属含量较低。

As(mg/kg)64.22~ 96.9087.71~ 118.80200.80~ 1351.90

Cu(mg/kg)16.58~ 62.1833.42~ 136.1054.75~ 104.70

Cr(mg/kg)23.42~ 120.8025.84~ 95.3714.57~ 106.70

Fe(g/kg)39.5~ 48.434.1~ 51.633.1~ 58.2

Mn(g/kg)0.318~ 1.4180.502~ 2.8461.187~ 20.843

表3 污染土壤中不同形态Pb、Zn、Cd含量(mg/kg)的比较

Table3 ComparisonofPb,Zn,Cdcontentswithdifferentfractionsinpollutedsoils

交换态

土壤对照

污染物PbZnCd

底泥

PbZnCd

尾矿污染水稻土

PbZnCd

尾矿污染红壤

PbZnCd

含量4.005.930.4712.5515.971.716.005.081.0213.255.250.6

%5.54.224.22.62.324.02.11.121.41.90.915.1

弱专性吸附态含量7.603.210.0262.2721.530.7521.7111.880.4556.169.900.29

%10.42.31.112.93.110.57.52.69.48.21.67.3

铁锰结合态含量3.8519.580.2813.0377.780.986.6348.110.6712.3335.750.56

%5.314.014.32.711.213.82.310.614.21.85.813.9

有机结合态含量10.969.230.1313.9245.840.3175.7122.890.2660.1517.440.16

%14.96.66.823.66.64.326.35.15.58.82.94.0

残渣态含量46.79102.461.05280.93534.073.3777.95365.253.26544.51547.062.37

%63.973.053.658.276.947.461.880.6 …… 此处隐藏：5521字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……