大厂尾矿库废水重金属在受纳水体中分布特征

莫招育，毛敬英，陈志明，梁桂云，魏艳红，刘慧琳

（广西壮族自治区环境保护科学研究院，广西南宁530022）

大厂尾矿库废水重金属在受纳水体中分布特征

莫招育，毛敬英，陈志明，梁桂云，魏艳红，刘慧琳

（广西壮族自治区环境保护科学研究院，广西南宁530022）

为了解大厂涉重金属采选行业企业尾矿库废水中重金属 （镉、铅、砷、汞、锑）在直接受纳自然水体—平村河中时空分布特征，在尾矿库排放口—受纳水体上游—受纳水体下游布设5个监测断面，监测5种重金属 （镉、铅、砷、汞、锑）含量，其含量在排放口—受纳水体上游—受纳水体下游呈阶梯式下降；不同水期镉、铅、锑丰水期含量大于枯水期，砷和汞则是丰水期含量小于枯水期；铅、砷、锑在受纳水体中存在超标现象，受纳水体附近居民取水存在风险。

大厂；采选企业；尾矿库废水；重金属污染；平村河；分布特征

广西南丹县丹池矿田开采历史悠久。20世纪80年代开始大规模掠夺式开采，1996年以来经过政府采取矿业秩序整顿措施，逐渐形成采矿、选矿、冶炼业发展为主的工业产业发展模式。企业群分布集中在车河镇与大厂镇。龙江镉污染事故后，经排查核实，车河镇恢复企业以冶炼为主，大厂镇企业以采选为主。两种行业产生污染物以 “三废”为主，其中采选企业产生废水量大，废水以污水处理站——尾矿库——环境的方式排放至水环境中，废水主要特征污染物有镉、铅、砷、汞、锑等。目前有关广西采选冶炼企业与环境的研究较集中在生态修复治理措施等方面，对采矿废水在受纳水体的分布特征研究甚少［1－7］。本研究试图研究典型采选企业尾矿库排放废水中重金属在直接受纳自然水体中的分布特征，以进一步了解其迁移规律，为预防矿山水污染事故提供可靠的背景依据。

1 大厂镇企业废水排放情况

经调查核实，龙江镉污染事故后至2012年底大厂镇恢复生产企业4家，均为采选行业企业。2012年企业废水产生量259.6747万t，其中废水回收量＋生产过程损失量为77.7068万t，废水排放量181.9679万t，废水中以镉、铅、砷、锑、汞等为特征污染物，废水主要通过尾矿库外排口进入平村河。本研究通过在平村河上、中、下游断面分析其水中镉、铅、砷、锑、汞，了解其在受纳水体中的时空分布特征。

2 采样点布设

本研究选择丰水期和枯水期在平村水系（平村河与拉么合前河段）布设5个监测断面，具体布点见图1。其中1＃为尾矿库外排处丰合洞溶洞断面，2＃为落水洞出水处，3＃为黄瓜洞小溪汇入平村河前200m的上房屯断面，4＃为黄瓜洞小溪汇入平村河汇合口下游500m平村屯断面，5＃为平村河与拉么河汇合前500m的岜腊断面。每个断面在每个水期连续采样3d，每天水样分别分析。

3 检测项目与方法

3.1 检测项目

本研究选择废水的特征污染物pH值、溶解氧、镉、铅、砷、汞、锑共7项进行监测。

3.2 检测及评价方法

检测方法参照 《水和废水监测分析方法》第四版增补版。按照 《地表水环境质量评价办法（试行）》，本研究所有监测项目均执行GB3838－2002地表水环境质量标准中的Ⅲ级标准。

4 结果与讨论

两个水期5个监测断面水质监测结果见表1。

4.1 常规指标

所有监测点位pH值和溶解氧浓度在丰水期和枯水期变化情况见图1、图2。受纳水体的pH值和溶解氧在丰水期和枯水期均达到标准要求，其中pH值在丰水期和枯水期变化不大，而溶解氧浓度在枯水期大于丰水期。

表1 平村河水质监测结果 （mg／L，pH无量纲）

4.2 重金属

受纳水体中5种重金属含量见表1和图4～图8。

（1）镉

从图4可知：所有监测点位丰水期和枯水期镉均未超标，这说明尾矿库废水镉排放对直接受纳水体平村河未造成影响。

丰水期、枯水期镉浓度分布规律依次均为落水洞（2＃）＞丰合洞 （1＃）＞平村屯 （4＃）＞岜腊 （5＃）＞上房屯 （3＃）；两个水期最小值均出现在3＃点位上房屯断面，最大值均出现在2＃点位落水洞出水口；上房屯断面 （3＃）处平村河上游未涉重金属企业废水排放，因此其金属含量较小，主要来自小溪本底值；落水洞出水口 （2＃）处在尾矿库出口经地下溶洞处，其含量大于尾矿库出口，可见除了尾矿库的排放，溶洞里可能存在未明来源的含镉废水排放。

除上房屯断面 （3＃）和岜腊断面 （5＃）丰水期镉含量小于枯水期，其余3个点位丰水期镉含量大于枯水期，这可能与企业在不同水期、工况不同有关。如在调查年期间4家企业中部分企业在调查年10月份后就停产；也可能与尾矿库沉积物中该金属元素的释放有关。

（2）铅

丰水期铅浓度除上房屯断面 （3＃）和岜腊断面 （5＃）达标，其他点位均未达标排放，这说明丰水期尾矿库废水铅排放对平村河上游500m内取水有影响，但不影响平村河下游的岜腊断面；枯水期铅除平村河落水洞出水口和丰合洞超标外，其他点位均达标排放，这说明枯水期鲁塘尾矿库废水铅排放对平村河上游500m以外不存在影响。

丰水期铅分布规律为落水洞 （2＃）＞丰合洞（1＃）＞平村屯 （4＃）＞岜腊断面 （5＃）＞上房屯（3＃）；枯水期铅分布规律为丰合洞 （1＃）＞落水洞（2＃）＞平村屯 （4＃）＞岜腊 （5＃）＞上房屯 （3＃）。

除平村河岜腊断面丰水期铅含量小于枯水期外，其他4个点位铅含量丰水期铅含量大于枯水期，这可能与企业在不同水期、工况不同有关。如在调查年期间，4家企业部分企业在调查年10月份后就停产；也可能与尾矿库沉积物中该金属元素释放有关。

（3）砷

丰水期砷在丰合洞 （1＃）、落水洞 （2＃）、平村屯 （4＃）3个断面均有超标现象，岜腊断面（5＃）接近标准值，说明丰水期尾矿库废水铅排放对平村河上游500m内取水有影响，对平村河下游岜腊断面可能存在影响；枯水期铅含量除上房屯断面 （3＃）达标外，其他4个点位均超标，这说明枯水期鲁塘尾矿库废水铅排放对平村河与拉么河汇合前的整个河段存在影响。

丰水期砷分布规律为丰合洞 （1＃）＞落水洞（2＃） ＞平村屯 （4＃） ＞岜腊 （5＃） ＞上房屯（3＃）；枯水期砷分布规律为平村河落水洞 （2＃）＞丰合洞 （1＃）＞平村屯 （4＃）＞岜腊 （5＃）＞上房屯（5＃）。

枯水期砷含量远远大于丰水期，由于丰水期河流的流量增大引起的稀释作用，河流中砷的浓度在丰水期有所下降［8］。

（4）汞

丰水期和枯水期，5个监测点位汞含量均达标，说明丰水期鲁塘尾矿库废水汞排放对平村河影响甚小。

水体中汞的主要形态是非常复杂的，大部分汞结合于悬浮颗粒物上，水溶性汞含量很少［9］。丰水期汞均未检出，枯水期汞分布规律为平村屯（4＃） ＞丰合洞 （1＃） ＞落水洞 （2＃） ＞岜腊（5＃）＞上房屯 （3＃），其中上房屯断面未检出，其他点位汞含量很低远远小于标准值。

枯水期汞含量大于丰水期，这可能由水期水量差异和天气气温差异引起，汞易挥发，丰水期气温高于枯水期。

（5）锑

丰水期和枯水期，5个监测点位锑含量均超标，可见平村河锑背景值较高，这可能与上游小溪中岩石的风化和周围土壤的流失排放有关。特别是该水系地处矿区周围，导致水系中锑背景表现出异常，显著增加了水体中锑的含量［10］。无论丰水期还是枯水期，岜腊断面 （5＃）的含量大于背景断面上房屯断面 （3＃），尾矿库废水锑排放对平村河与拉么河汇合前的整个河段影响较大，对平村河下游也可能存在一定的风险。

丰水期锑分布规律为丰合洞 （1＃）＞落水洞（2＃） ＞平村屯 （4＃） ＞岜腊 （5＃） ＞上房屯（3＃）；枯水期锑分布规律为落水洞 （2＃）＞丰合洞 （1＃）＞平村屯 （4＃）＞岜腊 （5＃）＞上房屯；与砷分布规律相似。

枯水期锑含量小于丰水期，这可能与企业在不同水期、工况不同有关。如在调查年期间，4家企业中部分企业在调查年10月份后就停产；也可能与尾矿库沉积物中该金属元素释放有关。

5 结论

（1）水质重金属检测结果表明，锑超标最严重，包含背景点位在内的5个监测点位均超标，说明锑对平村河附近居民取水影响较大。砷次之，铅再次之，镉和汞均未超标。

（2）5种重金属均为平村河落水洞出水口－丰合洞＞平村河平村屯断面＞平村河岜腊断面＞黄瓜洞小溪上房屯断面的分布特征，背景点位重金属含量上房屯断面均小于其他点位，污染物均在上下游呈阶梯式降低。可见，污染物进入水体以后，随着水的迁移运动、污染物的分散运动以及污染物质的衰减转化运动，使污染物在水体中得到稀释和自净，从而降低了污染物在水体中的浓度，即河流起着一种自净的作用。

（3）虽然污染物在河流中的自净作用有一定的规律可循，但是由于河道的形状不规则，再加上影响水流及污染物自净的因素很多，包括流量、流速、悬浮物颗粒、涉重金属企业工况、气温等，5种重金属在不同水期分布特征并不一致。除砷和汞丰水期含量低于枯水期外，其他镉、铅、锑含量丰水期含量高于枯水期。

［1］严志强，廖赤眉，谭艳梅.广西有色金属工业尾矿处置模式研究［J］.广西师范学院学报：自然科学版，2003，20（3）：16.

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［10］朱静，郭建阳，王立英，等.锑的环境地球化学研究进展概述［J］.地球与环境，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－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

由广西危险废物处置人才小高地基金和广西环科院科研创新基金资助。

莫招育 （1980－），男，工程师，硕士，从事环境与健康、大气环境研究等工作。