大廠尾礦庫(kù)廢水重金屬在受納水體中分布特征

莫招育，毛敬英，陳志明，梁桂云，魏艷紅，劉慧琳

（廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣西南寧530022）

大廠尾礦庫(kù)廢水重金屬在受納水體中分布特征

莫招育，毛敬英，陳志明，梁桂云，魏艷紅，劉慧琳

（廣西壯族自治區(qū)環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，廣西南寧530022）

為了解大廠涉重金屬采選行業(yè)企業(yè)尾礦庫(kù)廢水中重金屬 （鎘、鉛、砷、汞、銻）在直接受納自然水體—平村河中時(shí)空分布特征，在尾礦庫(kù)排放口—受納水體上游—受納水體下游布設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，監(jiān)測(cè)5種重金屬 （鎘、鉛、砷、汞、銻）含量，其含量在排放口—受納水體上游—受納水體下游呈階梯式下降；不同水期鎘、鉛、銻豐水期含量大于枯水期，砷和汞則是豐水期含量小于枯水期；鉛、砷、銻在受納水體中存在超標(biāo)現(xiàn)象，受納水體附近居民取水存在風(fēng)險(xiǎn)。

大廠；采選企業(yè)；尾礦庫(kù)廢水；重金屬污染；平村河；分布特征

廣西南丹縣丹池礦田開采歷史悠久。20世紀(jì)80年代開始大規(guī)模掠奪式開采，1996年以來(lái)經(jīng)過(guò)政府采取礦業(yè)秩序整頓措施，逐漸形成采礦、選礦、冶煉業(yè)發(fā)展為主的工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。企業(yè)群分布集中在車河鎮(zhèn)與大廠鎮(zhèn)。龍江鎘污染事故后，經(jīng)排查核實(shí)，車河鎮(zhèn)恢復(fù)企業(yè)以冶煉為主，大廠鎮(zhèn)企業(yè)以采選為主。兩種行業(yè)產(chǎn)生污染物以 “三廢”為主，其中采選企業(yè)產(chǎn)生廢水量大，廢水以污水處理站——尾礦庫(kù)——環(huán)境的方式排放至水環(huán)境中，廢水主要特征污染物有鎘、鉛、砷、汞、銻等。目前有關(guān)廣西采選冶煉企業(yè)與環(huán)境的研究較集中在生態(tài)修復(fù)治理措施等方面，對(duì)采礦廢水在受納水體的分布特征研究甚少［1－7］。本研究試圖研究典型采選企業(yè)尾礦庫(kù)排放廢水中重金屬在直接受納自然水體中的分布特征，以進(jìn)一步了解其遷移規(guī)律，為預(yù)防礦山水污染事故提供可靠的背景依據(jù)。

1 大廠鎮(zhèn)企業(yè)廢水排放情況

經(jīng)調(diào)查核實(shí)，龍江鎘污染事故后至2012年底大廠鎮(zhèn)恢復(fù)生產(chǎn)企業(yè)4家，均為采選行業(yè)企業(yè)。2012年企業(yè)廢水產(chǎn)生量259.6747萬(wàn)t，其中廢水回收量＋生產(chǎn)過(guò)程損失量為77.7068萬(wàn)t，廢水排放量181.9679萬(wàn)t，廢水中以鎘、鉛、砷、銻、汞等為特征污染物，廢水主要通過(guò)尾礦庫(kù)外排口進(jìn)入平村河。本研究通過(guò)在平村河上、中、下游斷面分析其水中鎘、鉛、砷、銻、汞，了解其在受納水體中的時(shí)空分布特征。

2 采樣點(diǎn)布設(shè)

本研究選擇豐水期和枯水期在平村水系（平村河與拉么合前河段）布設(shè)5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面，具體布點(diǎn)見(jiàn)圖1。其中1＃為尾礦庫(kù)外排處豐合洞溶洞斷面，2＃為落水洞出水處，3＃為黃瓜洞小溪匯入平村河前200m的上房屯斷面，4＃為黃瓜洞小溪匯入平村河匯合口下游500m平村屯斷面，5＃為平村河與拉么河匯合前500m的岜臘斷面。每個(gè)斷面在每個(gè)水期連續(xù)采樣3d，每天水樣分別分析。

3 檢測(cè)項(xiàng)目與方法

3.1 檢測(cè)項(xiàng)目

本研究選擇廢水的特征污染物pH值、溶解氧、鎘、鉛、砷、汞、銻共7項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

3.2 檢測(cè)及評(píng)價(jià)方法

檢測(cè)方法參照 《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》第四版增補(bǔ)版。按照 《地表水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)辦法（試行）》，本研究所有監(jiān)測(cè)項(xiàng)目均執(zhí)行GB3838－2002地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的Ⅲ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)果與討論

兩個(gè)水期5個(gè)監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

4.1 常規(guī)指標(biāo)

所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位pH值和溶解氧濃度在豐水期和枯水期變化情況見(jiàn)圖1、圖2。受納水體的pH值和溶解氧在豐水期和枯水期均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，其中pH值在豐水期和枯水期變化不大，而溶解氧濃度在枯水期大于豐水期。

表1 平村河水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果 （mg／L，pH無(wú)量綱）

4.2 重金屬

受納水體中5種重金屬含量見(jiàn)表1和圖4～圖8。

（1）鎘

從圖4可知：所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)位豐水期和枯水期鎘均未超標(biāo)，這說(shuō)明尾礦庫(kù)廢水鎘排放對(duì)直接受納水體平村河未造成影響。

豐水期、枯水期鎘濃度分布規(guī)律依次均為落水洞（2＃）＞豐合洞 （1＃）＞平村屯 （4＃）＞岜臘 （5＃）＞上房屯 （3＃）；兩個(gè)水期最小值均出現(xiàn)在3＃點(diǎn)位上房屯斷面，最大值均出現(xiàn)在2＃點(diǎn)位落水洞出水口；上房屯斷面 （3＃）處平村河上游未涉重金屬企業(yè)廢水排放，因此其金屬含量較小，主要來(lái)自小溪本底值；落水洞出水口 （2＃）處在尾礦庫(kù)出口經(jīng)地下溶洞處，其含量大于尾礦庫(kù)出口，可見(jiàn)除了尾礦庫(kù)的排放，溶洞里可能存在未明來(lái)源的含鎘廢水排放。

除上房屯斷面 （3＃）和岜臘斷面 （5＃）豐水期鎘含量小于枯水期，其余3個(gè)點(diǎn)位豐水期鎘含量大于枯水期，這可能與企業(yè)在不同水期、工況不同有關(guān)。如在調(diào)查年期間4家企業(yè)中部分企業(yè)在調(diào)查年10月份后就停產(chǎn)；也可能與尾礦庫(kù)沉積物中該金屬元素的釋放有關(guān)。

（2）鉛

豐水期鉛濃度除上房屯斷面 （3＃）和岜臘斷面 （5＃）達(dá)標(biāo)，其他點(diǎn)位均未達(dá)標(biāo)排放，這說(shuō)明豐水期尾礦庫(kù)廢水鉛排放對(duì)平村河上游500m內(nèi)取水有影響，但不影響平村河下游的岜臘斷面；枯水期鉛除平村河落水洞出水口和豐合洞超標(biāo)外，其他點(diǎn)位均達(dá)標(biāo)排放，這說(shuō)明枯水期魯塘尾礦庫(kù)廢水鉛排放對(duì)平村河上游500m以外不存在影響。

豐水期鉛分布規(guī)律為落水洞 （2＃）＞豐合洞（1＃）＞平村屯 （4＃）＞岜臘斷面 （5＃）＞上房屯（3＃）；枯水期鉛分布規(guī)律為豐合洞 （1＃）＞落水洞（2＃）＞平村屯 （4＃）＞岜臘 （5＃）＞上房屯 （3＃）。

除平村河岜臘斷面豐水期鉛含量小于枯水期外，其他4個(gè)點(diǎn)位鉛含量豐水期鉛含量大于枯水期，這可能與企業(yè)在不同水期、工況不同有關(guān)。如在調(diào)查年期間，4家企業(yè)部分企業(yè)在調(diào)查年10月份后就停產(chǎn)；也可能與尾礦庫(kù)沉積物中該金屬元素釋放有關(guān)。

（3）砷

豐水期砷在豐合洞 （1＃）、落水洞 （2＃）、平村屯 （4＃）3個(gè)斷面均有超標(biāo)現(xiàn)象，岜臘斷面（5＃）接近標(biāo)準(zhǔn)值，說(shuō)明豐水期尾礦庫(kù)廢水鉛排放對(duì)平村河上游500m內(nèi)取水有影響，對(duì)平村河下游岜臘斷面可能存在影響；枯水期鉛含量除上房屯斷面 （3＃）達(dá)標(biāo)外，其他4個(gè)點(diǎn)位均超標(biāo)，這說(shuō)明枯水期魯塘尾礦庫(kù)廢水鉛排放對(duì)平村河與拉么河匯合前的整個(gè)河段存在影響。

豐水期砷分布規(guī)律為豐合洞 （1＃）＞落水洞（2＃） ＞平村屯 （4＃） ＞岜臘 （5＃） ＞上房屯（3＃）；枯水期砷分布規(guī)律為平村河落水洞 （2＃）＞豐合洞 （1＃）＞平村屯 （4＃）＞岜臘 （5＃）＞上房屯（5＃）。

枯水期砷含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于豐水期，由于豐水期河流的流量增大引起的稀釋作用，河流中砷的濃度在豐水期有所下降［8］。

（4）汞

豐水期和枯水期，5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位汞含量均達(dá)標(biāo)，說(shuō)明豐水期魯塘尾礦庫(kù)廢水汞排放對(duì)平村河影響甚小。

水體中汞的主要形態(tài)是非常復(fù)雜的，大部分汞結(jié)合于懸浮顆粒物上，水溶性汞含量很少［9］。豐水期汞均未檢出，枯水期汞分布規(guī)律為平村屯（4＃） ＞豐合洞 （1＃） ＞落水洞 （2＃） ＞岜臘（5＃）＞上房屯 （3＃），其中上房屯斷面未檢出，其他點(diǎn)位汞含量很低遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)值。

枯水期汞含量大于豐水期，這可能由水期水量差異和天氣氣溫差異引起，汞易揮發(fā)，豐水期氣溫高于枯水期。

（5）銻

豐水期和枯水期，5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位銻含量均超標(biāo)，可見(jiàn)平村河銻背景值較高，這可能與上游小溪中巖石的風(fēng)化和周圍土壤的流失排放有關(guān)。特別是該水系地處礦區(qū)周圍，導(dǎo)致水系中銻背景表現(xiàn)出異常，顯著增加了水體中銻的含量［10］。無(wú)論豐水期還是枯水期，岜臘斷面 （5＃）的含量大于背景斷面上房屯斷面 （3＃），尾礦庫(kù)廢水銻排放對(duì)平村河與拉么河匯合前的整個(gè)河段影響較大，對(duì)平村河下游也可能存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

豐水期銻分布規(guī)律為豐合洞 （1＃）＞落水洞（2＃） ＞平村屯 （4＃） ＞岜臘 （5＃） ＞上房屯（3＃）；枯水期銻分布規(guī)律為落水洞 （2＃）＞豐合洞 （1＃）＞平村屯 （4＃）＞岜臘 （5＃）＞上房屯；與砷分布規(guī)律相似。

枯水期銻含量小于豐水期，這可能與企業(yè)在不同水期、工況不同有關(guān)。如在調(diào)查年期間，4家企業(yè)中部分企業(yè)在調(diào)查年10月份后就停產(chǎn)；也可能與尾礦庫(kù)沉積物中該金屬元素釋放有關(guān)。

5 結(jié)論

（1）水質(zhì)重金屬檢測(cè)結(jié)果表明，銻超標(biāo)最嚴(yán)重，包含背景點(diǎn)位在內(nèi)的5個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位均超標(biāo)，說(shuō)明銻對(duì)平村河附近居民取水影響較大。砷次之，鉛再次之，鎘和汞均未超標(biāo)。

（2）5種重金屬均為平村河落水洞出水口－豐合洞＞平村河平村屯斷面＞平村河岜臘斷面＞黃瓜洞小溪上房屯斷面的分布特征，背景點(diǎn)位重金屬含量上房屯斷面均小于其他點(diǎn)位，污染物均在上下游呈階梯式降低?？梢?jiàn)，污染物進(jìn)入水體以后，隨著水的遷移運(yùn)動(dòng)、污染物的分散運(yùn)動(dòng)以及污染物質(zhì)的衰減轉(zhuǎn)化運(yùn)動(dòng)，使污染物在水體中得到稀釋和自凈，從而降低了污染物在水體中的濃度，即河流起著一種自凈的作用。

（3）雖然污染物在河流中的自凈作用有一定的規(guī)律可循，但是由于河道的形狀不規(guī)則，再加上影響水流及污染物自凈的因素很多，包括流量、流速、懸浮物顆粒、涉重金屬企業(yè)工況、氣溫等，5種重金屬在不同水期分布特征并不一致。除砷和汞豐水期含量低于枯水期外，其他鎘、鉛、銻含量豐水期含量高于枯水期。

［1］嚴(yán)志強(qiáng)，廖赤眉，譚艷梅.廣西有色金屬工業(yè)尾礦處置模式研究［J］.廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003，20（3）：16.

［2］項(xiàng)萌，張國(guó)平，李玲，等.廣西河池鉛銻冶煉區(qū)土壤中銻等重金屬的分布特征及影響因素分析［J］.地球與環(huán)境，2010，38（4）：495.

［3］項(xiàng)萌，張國(guó)平，李玲，等.廣西鉛銻礦冶煉區(qū)土壤剖面及孔隙水中重金屬污染分布規(guī)律［J］.環(huán)境科學(xué)，2012，33（1）：266.

［4］蹇麗.廣西刁江水系重金屬及形態(tài)砷的空間分異與形成機(jī)制研究［D］.楊凌：西北農(nóng)業(yè)大學(xué)，20010.

［5］李藝，李明順，楊勝香，等.廣西鳳凰錳礦區(qū)廢棄地生態(tài)環(huán)境問(wèn)題及恢復(fù)治理對(duì)策［J］.地球與環(huán)境，2007，35（3）：267－272.

［6］郭維君，陳書文，陳學(xué)軍，等.廣西金屬礦山復(fù)墾及生態(tài)恢復(fù)重建模式研究［J］.礦業(yè)研究與開發(fā)，2010，30（6）：79－81.

［7］白松濤，郭熙保.廣西礦業(yè)重金屬污染現(xiàn)狀調(diào)查與對(duì)策 ［J］.社會(huì)科學(xué)家，2010（12）：117－118.

［8］羅錫明.金礦開采引起砷在水環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化研究 ［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2007.

［9］王艷.嘉陵江水體中有毒重金屬 （汞、砷）的研究 ［D］.重慶：西南大學(xué)，2008.

［10］朱靜，郭建陽(yáng)，王立英，等.銻的環(huán)境地球化學(xué)研究進(jìn)展概述［J］.地球與環(huán)境，2010，38（1）：110.

Distribution of Heavy M etal from Dachang Tailings W astewater in the Receiving W aterbody

MUO Zhao－yu，Mao Jing－ying，CHEN Zhi－ming，LIANG Gui－yun，WEIYan－h(huán)ong，LIU Hui－lin
（Scientific Research Academy of Guangxi Environmental Protection，NanningGuangxi5300222，China）

Fivemonitoring siteswere setup along Pingcun river tomonitor the heavymetals（cadmium，lead，arsenic，mercury，and antimony）discharged from Dachang Tailingswastewater.The contentof the fivemetals declined hierarchically along the river from upstream to downstream.The content of cadmium and lead and antimony in wet season was higher than that in dry season.However，arsenic and lead in dry season were less than those in wet season.The content of lead and arsenic and antimony could not reach the national discharge standard，which led to health risks for local residents to use the water in the river.

Dachang；ore dressing enterprise；wastewater from tailings pond；heavymetal pollution；Pingcun River；distribution characteristics

X703

：A

：1673－9655（2015）06－0043－05

2014－12－12

由廣西危險(xiǎn)廢物處置人才小高地基金和廣西環(huán)科院科研創(chuàng)新基金資助。

莫招育 （1980－），男，工程師，碩士，從事環(huán)境與健康、大氣環(huán)境研究等工作。