豫西陽平河河灘礦渣污染研究

李海華

摘要：在對研究區(qū)內(nèi)陽平河河道水質(zhì)和河灘礦渣數(shù)量及現(xiàn)狀調(diào)查基礎(chǔ)上，研究了河道水質(zhì)重金屬超標(biāo)狀況，以及河道礦渣和沿岸礦渣的廢物類型，并用潛在生態(tài)危害指數(shù)法（RI），分析了礦渣重金屬的生態(tài)危害程度，結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)地表水銅、錳超標(biāo)，超標(biāo)率分別為11.11%和27.78%；研究區(qū)內(nèi)礦渣均不屬于危險(xiǎn)廢物，河道礦渣屬于第 Ⅰ 類一般工業(yè)固體廢物，污染程度為輕微生態(tài)危害；沿岸礦渣屬于第 Ⅱ 類一般工業(yè)固體廢物，污染程度為很強(qiáng)生態(tài)危害，其中重金屬Cu、Mn、Pb對環(huán)境生態(tài)的影響較大。

Abstract： Based on the investigation of the water quality of the Hinata River and the quantity and status of the slag in the research area， the status of heavy metal in river water quality and the type of waste in river slag and coastal slag were researched. The potential ecological risk index method （RI） was used to analyze the ecological hazard of heavy metals in slag. The results show that the surface water copper and manganese in the study area exceed the standard， and the over-standard rates are 11.11% and 27.78%； The slag in the study area is not classified as hazardous waste， the river slag belongs to the general industrial solid waste of Class I.and the degree of pollution is a slight ecological hazard； the coastal slag belongs to the general industrial solid waste of Class II， and the degree of pollution is a strong ecological hazard. The Cu， Mn and Pb have a great impact on the environmental ecology.

關(guān)鍵詞：礦渣；重金屬；潛在生態(tài)危害指數(shù)法（RI）

Key words： slag；heavy metals；potential ecological risk index （RI）

中圖分類號：X522 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2019）02-0140-04

0 引言

陽平河屬黃河水系，是黃河主要的一支分流，流向由南向北，直接注入黃河[1]。隨著研究區(qū)內(nèi)礦業(yè)發(fā)達(dá)，部分礦渣堆存在陽平河岸邊及灘區(qū)，隨降水沖入河道，從而造成河水重金屬含量超標(biāo)[2]。當(dāng)這些重金屬隨食物鏈進(jìn)入人體后，往往引發(fā)慢性中毒，甚至具有“三致作用”[3]，并對河流周邊居民飲水和農(nóng)業(yè)灌溉產(chǎn)生嚴(yán)重的影響[4]。為研究本區(qū)的河灘含重金屬礦渣情況，共布設(shè)45個(gè)監(jiān)測采樣斷面，對礦渣樣品中重金屬進(jìn)行檢測，并對檢測結(jié)果進(jìn)行評價(jià)分析。

1 陽平河概況

1.1 陽平河及其河道現(xiàn)狀

陽平河，俗稱陽平川，古名湖水，為黃河一級支流，發(fā)源于小秦嶺北麓娘娘山下的大南溝[5]，自南向北流經(jīng)陽平鎮(zhèn)注入黃河，流域面積172km2。干流長27km，河床坡降4.3%，多年平均流量0.82m3/s。

陽平河中上游河段河道較窄，一般是5～10m，局部小于5m，水流動力作用較強(qiáng)，河道底部沉積物主要為礦渣與砂卵石，礦渣厚度較薄；下游河道由于河道坡度變緩，水流動力作用減小，河道較寬，一般是10～30m，在黃河入?？诙危瑢挾却笥?0m，礦渣淤積較厚。

1.2 陽平河河灘礦渣情況

二十世紀(jì)七、八十年代，研究轄區(qū)內(nèi)建設(shè)了一批采礦小選廠，由于資金限制和環(huán)保意識不足，企業(yè)生產(chǎn)過程中的礦漿水直接排放進(jìn)入陽平河，尾渣礦及尾礦石隨意堆存在岸邊和灘地。堆積在岸邊河灘的廢礦渣，在雨季隨著降雨形成的徑流被沖進(jìn)河道，加劇了河道內(nèi)礦渣的淤積量。進(jìn)入河道的礦渣不斷積存在河道的某些河段，或隨水流排向下游，直到黃河主流，造成研究區(qū)陽平河流域及黃河地表水水質(zhì)重金屬超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)。

陽平河流域附近的礦石中重金屬主要來源于兩個(gè)方面：一是礦石中本身含有的重金屬元素；二是礦物洗選時(shí)因添加藥劑而帶來的重金屬成分，其含量因礦石組分和選礦工藝而異。

礦渣是有害固體廢物，對環(huán)境的影響主要是通過環(huán)境介質(zhì)造成的，其危害具有潛在性和長期性的特點(diǎn)。其中污染成分的遷移轉(zhuǎn)化，如浸出液在土壤中的遷移，是一個(gè)比較緩慢的過程，其危害可能在數(shù)年甚至數(shù)十年后才被發(fā)現(xiàn)。如果任其發(fā)展和處置不當(dāng)，礦渣中的有害成分和化學(xué)物質(zhì)可通過大氣、土壤、水體等介質(zhì)直接或間接進(jìn)入人體，威脅人體健康[6]。

2 陽平河河道的現(xiàn)狀調(diào)查

2.1 陽平河水質(zhì)現(xiàn)狀調(diào)查

陽平河河段起點(diǎn)為大湖村，終點(diǎn)至黃河入?？冢L約為23.23km。

按照500m間隔確定監(jiān)測方案斷面，局部根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，共布設(shè)45個(gè)針對河道內(nèi)礦渣的監(jiān)測采樣斷面。采樣斷面布置見圖1。

2.2 陽平河礦渣數(shù)量及現(xiàn)狀調(diào)查

河道內(nèi)淤積及岸邊堆放礦渣數(shù)量龐大，由于礦石品位影響，分選礦石時(shí)選出的精礦較少，大量廢礦渣排出，形成固體廢物堆存，排占河道泄水?dāng)嗝?，部分礦渣已經(jīng)進(jìn)入河道內(nèi)。河道淤積段礦渣和沿岸河段礦渣分布情況見表1和表2。由表1和表2可知，陽平河河道內(nèi)礦渣方量就多達(dá)847431.99m3。

3 研究結(jié)果

3.1 河道水質(zhì)的研究結(jié)果

先調(diào)取研究區(qū)內(nèi)環(huán)境監(jiān)測站在陽平河陳橋村斷面的地表水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，初步確認(rèn)了陽平河主要重金屬污染因子為錳、銅、鉛和汞等。研究期間，在沿陽平河河道布置地表水監(jiān)測斷面，結(jié)果表明，主要重金屬污染因子有銅和錳，超標(biāo)率分別為11.11%和27.78%。檢測結(jié)果見表3。

3.2 河道礦渣的研究結(jié)果

根據(jù)《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別》（GB 5085.3—2007）浸出液危害成分濃度限值標(biāo)準(zhǔn)，采用《固體廢物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）鑒別河道礦渣是否屬于危險(xiǎn)廢物；以《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)為濃度限值，采用《固體廢物 浸出毒性浸出方法 翻轉(zhuǎn)法》（GB5086.1-1997）鑒別河道礦渣的工業(yè)固體廢物的類別，檢測結(jié)果見表4和表5。

由表4可以看出，所有監(jiān)測斷面的河道礦渣樣品中重金屬檢測結(jié)果均未超過《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別》浸出液危害成分濃度限值，因此，河道內(nèi)礦渣不屬于危險(xiǎn)廢物；由表5可以看出，所有監(jiān)測斷面的河道礦渣樣品中重金屬檢測結(jié)果均未超過《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)濃度限值，且PH均在6～9范圍以內(nèi)，因此，研究區(qū)河道礦渣屬于第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物。

3.3 沿岸礦渣的研究結(jié)果

按照與河道內(nèi)礦渣同樣的方法對沿岸礦渣廢物類型進(jìn)行鑒別，檢測結(jié)果見表6～7和圖2。

由表6可以看出，所有沿岸礦渣樣品重金屬檢測結(jié)果均未超過《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》浸出液危害成分濃度限值，因此，研究區(qū)沿岸礦渣不屬于危險(xiǎn)廢物；由表7和圖2可以看出，按照GB5086判定方法進(jìn)行浸出試驗(yàn)而獲得的浸出液中，PH、鎘、銅、鉛、錳共五項(xiàng)指標(biāo)超出《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）一級標(biāo)準(zhǔn)濃度限值，因此，研究區(qū)沿岸礦渣屬于第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物。

4 礦渣對水質(zhì)的潛在生態(tài)危害指數(shù)評價(jià)

綜上所述，比較河道礦渣和沿岸礦渣污染程度，沿岸礦渣的潛在危害程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于河道內(nèi)礦渣，其原因可能是陽平河河水的稀釋作用，再加上河水的流動，大大降低了河道內(nèi)礦渣重金屬污染物濃度，從而使河道礦渣的重金屬污染程度表現(xiàn)出輕微生態(tài)危害，然而，沿岸礦渣重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)更能反應(yīng)礦渣對研究區(qū)陽平河的實(shí)際危害程度。

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