大廠尾礦庫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

（廣西壯族自治區環境保護科學研究院，廣西南寧530022）

大廠尾礦庫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

（廣西壯族自治區環境保護科學研究院，廣西南寧530022）

為了解大廠涉重金屬采選行業企業尾礦庫廢水中重金屬 （鎘、鉛、砷、汞、銻）在直接受納自然水體—平村河中時空分布特征，在尾礦庫排放口—受納水體上游—受納水體下游布設5個監測斷面，監測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現象，受納水體附近居民取水存在風險。

大廠；采選企業；尾礦庫廢水；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80年代開始大規模掠奪式開采，1996年以來經過政府采取礦業秩序整頓措施，逐漸形成采礦、選礦、冶煉業發展為主的工業產業發展模式。企業群分布集中在車河鎮與大廠鎮。龍江鎘污染事故后，經排查核實，車河鎮恢復企業以冶煉為主，大廠鎮企業以采選為主。兩種行業產生污染物以 “三廢”為主，其中采選企業產生廢水量大，廢水以污水處理站——尾礦庫——環境的方式排放至水環境中，廢水主要特征污染物有鎘、鉛、砷、汞、銻等。目前有關廣西采選冶煉企業與環境的研究較集中在生態修復治理措施等方面，對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尾礦庫排放廢水中重金屬在直接受納自然水體中的分布特征，以進一步了解其遷移規律，為預防礦山水污染事故提供可靠的背景依據。

1 大廠鎮企業廢水排放情況

經調查核實，龍江鎘污染事故后至2012年底大廠鎮恢復生產企業4家，均為采選行業企業。2012年企業廢水產生量259.6747萬t，其中廢水回收量＋生產過程損失量為77.7068萬t，廢水排放量181.9679萬t，廢水中以鎘、鉛、砷、銻、汞等為特征污染物，廢水主要通過尾礦庫外排口進入平村河。本研究通過在平村河上、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空分布特征。

2 采樣點布設

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5個監測斷面，具體布點見圖1。其中1＃為尾礦庫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。每個斷面在每個水期連續采樣3d，每天水樣分別分析。

3 檢測項目與方法

3.1 檢測項目

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項進行監測。

3.2 檢測及評價方法

檢測方法參照 《水和廢水監測分析方法》第四版增補版。按照 《地表水環境質量評價辦法（試行）》，本研究所有監測項目均執行GB3838－2002地表水環境質量標準中的Ⅲ級標準。

4 結果與討論

兩個水期5個監測斷面水質監測結果見表1。

4.1 常規指標

所有監測點位pH值和溶解氧濃度在豐水期和枯水期變化情況見圖1、圖2。受納水體的pH值和溶解氧在豐水期和枯水期均達到標準要求，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 平村河水質監測結果 （mg／L，pH無量綱）

4.2 重金屬

受納水體中5種重金屬含量見表1和圖4～圖8。

（1）鎘

從圖4可知：所有監測點位豐水期和枯水期鎘均未超標，這說明尾礦庫廢水鎘排放對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＃）；兩個水期最小值均出現在3＃點位上房屯斷面，最大值均出現在2＃點位落水洞出水口；上房屯斷面 （3＃）處平村河上游未涉重金屬企業廢水排放，因此其金屬含量較小，主要來自小溪本底值；落水洞出水口 （2＃）處在尾礦庫出口經地下溶洞處，其含量大于尾礦庫出口，可見除了尾礦庫的排放，溶洞里可能存在未明來源的含鎘廢水排放。

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個點位豐水期鎘含量大于枯水期，這可能與企業在不同水期、工況不同有關。如在調查年期間4家企業中部分企業在調查年10月份后就停產；也可能與尾礦庫沉積物中該金屬元素的釋放有關。

（2）鉛

豐水期鉛濃度除上房屯斷面 （3＃）和岜臘斷面 （5＃）達標，其他點位均未達標排放，這說明豐水期尾礦庫廢水鉛排放對平村河上游500m內取水有影響，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外，其他點位均達標排放，這說明枯水期魯塘尾礦庫廢水鉛排放對平村河上游500m以外不存在影響。

豐水期鉛分布規律為落水洞 （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個點位鉛含量豐水期鉛含量大于枯水期，這可能與企業在不同水期、工況不同有關。如在調查年期間，4家企業部分企業在調查年10月份后就停產；也可能與尾礦庫沉積物中該金屬元素釋放有關。

（3）砷

豐水期砷在豐合洞 （1＃）、落水洞 （2＃）、平村屯 （4＃）3個斷面均有超標現象，岜臘斷面（5＃）接近標準值，說明豐水期尾礦庫廢水鉛排放對平村河上游500m內取水有影響，對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＃）達標外，其他4個點位均超標，這說明枯水期魯塘尾礦庫廢水鉛排放對平村河與拉么河匯合前的整個河段存在影響。

豐水期砷分布規律為豐合洞 （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＃）。

枯水期砷含量遠遠大于豐水期，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個監測點位汞含量均達標，說明豐水期魯塘尾礦庫廢水汞排放對平村河影響甚小。

水體中汞的主要形態是非常復雜的，大部分汞結合于懸浮顆粒物上，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，其他點位汞含量很低遠遠小于標準值。

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，豐水期氣溫高于枯水期。

（5）銻

豐水期和枯水期，5個監測點位銻含量均超標，可見平村河銻背景值較高，這可能與上游小溪中巖石的風化和周圍土壤的流失排放有關。特別是該水系地處礦區周圍，導致水系中銻背景表現出異常，顯著增加了水體中銻的含量［10］。無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＃），尾礦庫廢水銻排放對平村河與拉么河匯合前的整個河段影響較大，對平村河下游也可能存在一定的風險。

豐水期銻分布規律為豐合洞 （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；與砷分布規律相似。

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

5 結論

（1）水質重金屬檢測結果表明，銻超標最嚴重，包含背景點位在內的5個監測點位均超標，說明銻對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。

（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，背景點位重金屬含量上房屯斷面均小于其他點位，污染物均在上下游呈階梯式降低。可見，污染物進入水體以后，隨著水的遷移運動、污染物的分散運動以及污染物質的衰減轉化運動，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律可循，但是由于河道的形狀不規則，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。

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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－hong，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

由廣西危險廢物處置人才小高地基金和廣西環科院科研創新基金資助。

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