安徽部分重點礦區排土場重金屬污染調查與評價*

王　飛　李書欽　譚　輝　楊　帥

(1.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產資源高效循環利用國家工程研究中心有限公司)

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安徽部分重點礦區排土場重金屬污染調查與評價*

王飛1,2,3李書欽1,2,3譚輝1,2,3楊帥1,2,3

(1.中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司；2.金屬礦山安全與健康國家重點實驗室；3.華唯金屬礦產資源高效循環利用國家工程研究中心有限公司)

摘要采用單項污染指數和綜合污染指數法對安徽省典型磁鐵礦區、銅礦區、硫鐵礦區排土場土壤重金屬污染物情況進行評價。結果顯示，不同礦區排土場土壤重金屬污染程度為銅礦區>磁鐵礦區>硫鐵礦區；土壤中主要重金屬污染因子分擔率依次為Cu>As>Pb。因此，針對不同礦區排土場主要污染物及污染程度應采取合理有效的治理措施。

關鍵詞排土場重金屬污染調查與評價

安徽省地處華東腹地，承東啟西，是泛長三角經濟區能源、鋼鐵、有色金屬和建材的重要產區，礦業是我省國民經濟的支柱產業。隨著安徽省經濟的快速發展，礦產資源在開采、選礦、冶煉等過程中排放到生物圈的廢石、尾礦和棄渣通常含有Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Ag、Cd、As 等有害元素，這些有害重金屬向周圍環境釋放，會破壞礦區及其周圍的水土資源、生物資源，并最終通過食物鏈富集危害人類健康。

因此，礦區排土場、棄渣場的污染治理和周邊生態環境的恢復已成為亟待解決的問題。本研究通過對安徽省部分重點非煤礦區(磁鐵礦、硫鐵礦、銅礦)排土場重金屬污染物進行調查、分析，得出不同類型礦山排土場周邊土壤主要重金屬污染物的種類、濃度和污染程度，為排土場重金屬污染治理和生態環境恢復提供依據。

1調查區域及項目

1.1調查區域

以馬鞍山市周邊磁鐵礦區、銅陵市周邊銅礦區、廬江縣周邊硫鐵礦區排土場、棄渣場為調查、研究對象，每種類型礦山的排土場分別選取3座，調查面積約115萬m2。

1.2調查項目

排土場、棄渣場中廢棄物的pH值和重金屬元素Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Ag、Cd、As的含量。

2土壤評價

2.1評價標準

采用《土壤環境質量標準》(GB 15618—1995)中的二級標準(即保障農林生產和植物正常生長的土壤臨界值)為評價標準，見表1。

表1　土壤環境質量二級標準　mg/kg

注：酸堿標準pH≤6.5。

2.2評價方法

土壤環境質量評價采用單項污染指數和綜合污染指數法(內梅羅(Nemerow)污染指數)。單項污染指數法逐一計算出土壤中各主要污染物的污染指數，確定每項污染物的污染程度[1]，綜合污染指數法為土壤中存在多種污染物時，評價污染物對土壤環境的綜合影響，具體公式如下：

(1)

(2)

式中，Pi為i污染物的單項污染指數；Ci為土壤中i污染物的實際測量值，mg/kg；Si為污染物的評價質量標準，mg/kg；Pn為污染物的綜合污染指數；Pi平均為單項污染指數平均值；Pi最大為最大單項污染指數。

2.3評價等級劃分

單項污染指數Pi>1表示污染，Pi≤1表示未污染；綜合污染指數分級標準[2]見表2。

2.4評價結果

樣品中的Cu、Zn、Pb、Ni、Cr含量用電感耦合等離子發射光譜法測定，Cd含量用石墨爐原子吸收光譜法測定，Hg、As含量用原子熒光光譜法測定。將樣品檢測結果代入式(1)、式(2)，得到安徽省典型磁鐵礦區、銅礦區、硫鐵礦區排土場土壤重金屬單項污染指數和綜合污染指數，結果見表3。

表2　土壤綜合污染指數分級標準

表3　安徽典型磁鐵礦區、銅礦區、硫鐵礦區排土場土壤重金屬污染評價結果

從表3可以看出：磁鐵礦區2#排土場Cu的單項污染指數超過二級標準要求，3#排土場Cu、As超過二級標準要求，2#排土場的重金屬綜合污染指數等級屬于輕污染級，3#排土場為警戒級；硫鐵礦區4#、6#排土場Pb超過二級標準要求，5#排土場As超過二級標準要求，3個排土場的重金屬綜合污染等級均屬于警戒級；銅礦區7#排土場Cu超過二級標準要求，8#排土場Cd、Cu、Pb、Ni超過二級標準要求，9#排土場Hg、As、Cu超過二級標準要求， 3個排土場重金屬綜合污染等級均達到重污染級。

3結論

(1)從不同礦區的排土場調查來看，銅礦區排土場重金屬污染最為嚴重，達到重污染級, 超標的重金屬有Cu、As、Pb、Cd、Ni、Hg；其次為磁鐵礦區排土場，污染等級為警戒級和輕度污染級，超標的重金屬有Cu、As；硫鐵礦區排土場重金屬污染程度相對較小，達到土壤污染警戒線，超標的重金屬有As、Pb。因此，不同礦區排土場土壤重金屬污染程度為銅礦區>磁鐵礦區>硫鐵礦區。

(2)從土壤中有害重金屬元素上看，Cu對土壤污染貢獻最大，在調查的9個排土場中，有5個排土場檢測到Cu超標，最高達到土壤環境質量二級標準的9倍，主要表現在磁鐵礦區和銅礦區排土場；其次為As和Pb，在調查的9個排土場中，有3個排土場超標；Cd、Hg、Ni在銅礦區1個排土場中檢測出超過二級標準，其他重金屬元素在調查的9個排土場中均未檢測出超過土壤環境質量二級標準。因此，土壤中重金屬污染因子分擔率依次為Cu>As>Pb>Cd>Ni>Hg。

參考文獻

[1]張從. 環境評價教程[M].北京：中國環境出版社，2004.

[2]石平.某尾礦廢棄地土壤重金屬污染調查與治理研究[J].金屬礦山，2009(6)：158-162.

(收稿日期2016-04-05)

*2013年安徽省第三批科技計劃項目(編號:1301042125)。

王飛(1979—)，男，工程師，碩士，243000 安徽省馬鞍山市經濟技術開發區西塘路666號。