尾矿库周边地下水污染扩散规律研究

于梦麒 王建英 张雪峰

（内蒙古自治区白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室 内蒙古包头 014010）

随着现代工业的发展，矿产资源的开发随之增加，从而导致大量尾矿库的产生，尾矿库是指用来存放矿石选冶后排出尾矿的地方[1]。许多早期尾矿库的选址和建设没有考虑过生态安全问题，接纳可大量的选矿废水，库内污染物浓度逐年升高，对当地生态产生了巨大影响[2]，而地质结构以及水文参数直接影响地下水中污染物的扩散规律[3]，本研究利用宏观结合微观的研究方法，将野外调查与室内实验相结合，研究污染物在地下水中扩散转移的规律，从而更好地解释尾矿库周边地下水污染现象。

1 研究区概况

包钢稀土金属冶选尾矿库位于包头市西南3 km处[4]。研究区围绕尾矿场北起包银公路，南至黄河共计面积约200 km2[5]。区内地貌单元有啥德门沟冲洪积扇、昆都仑河冲洪积扇和黄河冲积平原。尾矿库即位于哈德门和昆都仑河冲洪积扇前缘交汇处，黄河平原分布于尾矿场南500 m~1000 m被夷平的黄河二级阶地至黄河之间，地势北高南低，平均坡降约4‰。

2 实验方法

2.1 地下水采样

以尾矿库中心地下水流方向为主轴，从八个方向设置中心辐射线。以尾矿库中心地下水流向为主轴，沿着地下水的流向，在尾矿库的上游、下游及两侧分别设置监测井。测定监测井水样各污染物含量。

2.2 土柱实验

土柱实验广泛应用于广泛应用于农业、林业、水利、环境等研究领域的，应用土柱实验可以在实验室内模拟土壤中水文情况、污染物迁移规律。

目的是模拟污水的渗入过程，研究污染物在包气带中的吸附、转化、自净机制，确定包气带的防护能力，为评价污水渗漏对地下水水质的影响提供依据。

试验土柱应在评价场地有代表性的包气带地层中采取。通过滤出水水质的测试，分析淋滤试验过程中污染物的迁移、累积等引起地下水水质变化的环境化学效应的机理。土柱高度100cm，填充土样，并在不同高度（20,40,60,80）取水样，测定成分指标。

通过土柱淋滤实验，分析地下水扩散规律。由于无法完全模拟研究区域地质结构及水流变化情况，仅通过较为直接且明显的垂直式土柱模型，并可以加快实验速度，避免过度的复杂化。

3 实验结果

3.1 地下水分析

表1 18 口监测井水质数据分析结果

经过进一步分析，地下水水质随距离变化情况呈不规律性，距离尾矿库约6 km内，部分超标离子浓度呈现逐渐递减趋势，但随着距离继续增加，超标离子浓度又会变大。

图1 水质与至尾矿库距离相关性分析

3.2 土柱实验

在16,17号点一线南北两侧取土样填充土柱，用上游地下水浇灌，测定不同高度出水水质。

表2 16 号点附近南北两侧硫酸根变化

表3 17 号点附近南北两侧Cl 变化

4 结语

距离尾矿库越远，地下水水质指标出现先降低后上升的趋势，不符合一般扩散规律，远离尾矿库处无明显污染源，地下水水质指标却较高。

通过土柱实验，16,17号点附近土壤呈现不同的性质，南侧呈粘土状，北侧呈砂土状，对地下水扩散起到很重要的作用，当地下水扩散到此处时，污染因子被截留保存下来，导致水质指标升高。

[1]吴娟.包头市地下水污染调查及防治对策研究[D].呼和浩特：内蒙古大学，2010.

[2]Szabolcs I.1989.Salt-Affected Soils.Boca Raton,FL:CRCpress.

[3]徐光宪,师昌绪.关于保护白云鄂博矿钍和稀土资源避免黄河和包头受放射性污染的紧急呼吁[J].中国科学院院刊,2005,(6):14-16.

[4]王禹,屠显章.包钢公司尾矿场渗漏水对地下水质和土壤盐碱化影响的研究[A].中国实用矿山地质学（下册）[C],2010.

[5]王灵秀,张利成,白丽娜,刘瑛霞,刘桂芳,王晓卿,贺庆芳,陈晓荣.稀土工业废水对包头段黄河水及地下水资源的放射性影响研究[J].稀土,2002,（4）：72-77.