广西大厂矿区下游平村盆地重金属污染现状及危害

2019-06-30黄醒云张宏

企业科技与发展 2019年3期

关键词：大厂

黄醒云张宏

【摘要】广西大厂锡多金属矿区位于广西南丹县，被誉为我国的锡都。由于矿区尾矿库渗漏等原因，造成矿区下游平村盆地土壤的重金属污染严重：Sb含量均值是国标的25.5倍、Cd是15.3倍、As是5.6倍、Pb是8.2倍、Zn是3.3倍;其中，Sb含量的最高值是国标的212.6倍、Cd是55倍、Pb是72倍、As是41.7倍。矿区下游的水污染严重，其中河水中Cd含量的最高值是国标的68倍，Cu是13.1倍，Pb是3.7倍，As是1.76倍;泉水中Cd含量的最高值是國标的63倍。大厂矿区的尾矿库渗漏形成的重金属污染严重威胁下游多个水系的饮水和灌溉安全。

【关键词】大厂;土壤重金属污染;尾矿库渗漏

【中图分类号】X820.4;X53 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）03-0107-03

广西大厂锡多金属矿区（简称大厂矿区）地处桂西北，该地区矿产资源极为丰富，已探明的金属矿有20多种，锡储量位居全国第一，被誉为中国的锡都，是世界上有名的特大型富矿，已经有50多年的开采历史。然而，在矿山开采的过程中产生了诸多的环境污染问题，特别是矿区周边的农田受到了重金属的严重污染，直接威胁居民的饮食健康。近年来，众多学者对该矿区附近的土壤、水和植物的重金属污染情况进行了研究[1-17]。

笔者在前人研究的基础上，对大厂矿区下游的平村盆地进行了较为系统的取样和分析。

1 采样与测试

1.1 采样位置的选择

平村盆地位于大厂镇和大厂矿区的下游（即南侧），海拔为300～400 m（矿区及尾矿库海拔为700～800 m），距尾矿库直线距离为3～5 km，距矿区直线距离为5～10 km，从地下水的流向分析，这里是矿区下游的第一个盆地，是最先被污染的地区，盆地中心位于东经107°36′38.4″、北纬24°47′23.9″，盆地面积为50～60 km2。

1.2 样品的采集方法

土壤样品的采集：采样深度为0～20 cm，每个样品采集3～4个点样混合装入布袋，并做好标记。在关键的土壤采样点，在条件允许的情况下，同时在地表径流重点地段及重要泉水点采集了水样。

1.3 样品的处理和测试

采集的土壤样品置于室内阴凉处自然风干，先除去大粒的石块及植物根茎，然后用60目筛子过筛，每个样品60目余量保证在100～200 g，并送广西壮族自治区实验中心将样品加工至160目。然后，利用微波消解仪进行土壤样品消解，准确称取0.1～0.5g的制备样品于聚四氟乙烯消解罐中，采用HNO3-HF-H2O2的三酸体系对土壤样品进行消解，检测的重金属元素包括As、Pb、Cd、Cr、Sn、Cu、Hg、W、Mn、Sb和Se。采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）、电感耦合等离子体发射光谱仪、原子荧光光度计、原子吸收分光光度计、一米平面光栅光谱仪进行检测。

水样的采集按照国家相应的采样标准，对地表径流的关键地段和重要泉水进行了采样，在实验室分别采用原子荧光光度计、电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）进行分析。

对采集的植物样，先清洗、烘干、制样，然后用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）、原子荧光光度计进行分析。

2 测试结果与分析

2.1 土壤样的测试结果及分析

样品的测试结果差别很大，但数据反映的共同特点是土壤受到重金属As、Cd、Sb、Pb和Zn元素的严重污染（见表1）：均值与国标的比值为Sb是25.5倍、Cd是15.3倍、As是5.6倍、Pb是8.2倍、Zn是3.3倍，其中Sb含量的最高值是国标的212.6倍、Cd是55倍、Pb是72倍、As是41.7倍、Zn是11.4倍，这种重金属污染元素的特点与大厂矿区的主要重金属污染元素完全一致。

2.2 水样的测试结果及分析

在研究区取水样10个，其中Cd含量最高是国标的68倍，Cu是13.1倍，Pb是3.7倍，As是1.8倍（见表2）。其中，水样707B采自平村附近的平村河上层河水，该河水是附近村民水田灌溉的主要水源，该河流起源于取样点北侧上游4～5 km山脚下的一个石灰岩溶洞。该溶洞上部是高差为300～350 m的山体，一山之隔距离溶洞北1～2 km处是大厂的尾矿库区，可见水样的污染来自大厂尾矿库;还有一个高污染水样（707A）取自平村附近的一处泉水（上升泉）中，这种泉水点在平村附近有5～8处，这些泉水既是灌溉用水，也是村民的饮用水之一。

3 测试分析结论

测试结果分析表明，平村盆地土壤受到重金属As、Cd、Sb、Pb和Zn元素的复合污染，这种重金属污染元素的特点与大厂矿区的重金属污染元素特点完全吻合，结合水样的测试结果均说明平村盆地的污染来自大厂矿区，污染源是大厂的尾矿库渗漏;暗示土壤污染严重的地段已经不适宜种植粮食作物。

4 矿区下游污染潜在危害性分析

应指出的是，水样的取水时间是2016年10月27号，当时是研究区地表水的相对枯水期，如果按着当时平村河流量1 m3/s计算，则每年通过尾矿库渗漏进入平村河的重金属离子的量（以707B测试结果为准，计算公式为含量×1 000 L×60 s×60 min×24 h×365 d）分别为As 2.775 t、Cd 21.45 t、Cu 206.5 t、Pb 23.35 t;更何况现在平村河水及沿岸已经被污染几十年，如此巨量的重金属离子进入平村河的后果是严重的。从表面上看，大厂尾矿库的渗漏污染了平村河河水和沿岸的农田，而实际情况是由于平村河是刁江源头的一个主要支流，平村河的污水源源不断地向下游流动，使得刁江水系的上游整体受到了严重的污染[12-15]，刁江水系的中、下游也被严重污染（当然刁江水系中、下游也受到车和矿区的污染）[12-17]，更为严重的是，刁江水系继续向东汇入红水河水系后，再汇入西江水系。这一系列水系是广西人民的母亲河、水源地。大厂尾矿库容量巨大，总容量在几千万吨甚至亿吨以上，尾矿库的渗漏，使得大量重金属离子进入这些水系后再进入沿岸居民的身体，重金属元素在人体中的累积效应，给广西人民造成严重的健康隐患。

参考文献

[1]蔡刚刚，张学洪，梁美娜，等.南丹大厂矿区周边农田土壤重金属健康风险评价[J].桂林理工大学学报，2014（3）：554-559.

[2]黄宇妃，宋波，袁立竹，等.南丹金竹坳尾矿库及周边重金属污染调查与耐性植物筛选[J].桂林理工大学学报，2014（3）：560-567.

[3]张丽娥，莫招育，覃健，等.广西大厂矿区下游农村土壤重金属污染及儿童健康风险评估[J].环境与健康杂志，2014，31（6）：512-516.

[4]李玲，张国平，刘虹，等.广西大厂矿区土壤-植物系统中Sb、As的迁移转化特征[J].环境科学学报，2010，30（11）：2305-2313.

[5]刘勇，金枚，吕晶晶，等.广西某矿区蔬菜中重金属含量的调查与评价[J].安徽农业科学，2012，40（2）：949-950.

[6]李雪华，徐鹏，李俊青，等.广西大厂矿区沉积物重金属污染及风险评价[J].中北大学学报（自然科学版），2012，33（2）：190-196.

[7]陆素芬，宋波，伏凤艳，等.南丹矿业活动影响區蔬菜重金属含量及健康风险[J].生态与农村环境学报，2016，32（3）.

[8]金枚，张新英，谢涛，等.广西大厂矿区某屯玉米重金属污染评价[J].安徽农业科学，2013，41（5）：2225-2226.

[9]莫招育，毛敬英，陈志明，等.大厂尾矿库废水重金属在受纳水体中分布特征[J].环境科学导刊，2015（6）：43-47.

[10]余元元，黄宇妃，宋波，等.南丹县矿区周边土壤与农产品重金属含量调查及健康风险评价[J].环境化学，2015，34（11）：2133-2135.

[11]钟雪梅，于洋，陆素芬，等.金属矿业密集区广西南丹土壤重金属含量特征研究[J].农业环境科学学报，2016，35（9）：1694-1702.