铅锌矿区重金属地球化学特征及环境影响评价

铅锌矿区重金属地球化学特征及环境影响评价矿山开发在带来经济效益的同时,对周边环境带来了影响,硫化物型矿山氧化带来酸性废水,会对周边环境产生不同程度的危害。

论文依托于“西南矿区地下水重金属污染源识别与污染风险评估”项目,以汉源唐家乡铅锌矿为研究对象,探讨了矿区周边环境中的重金属元素的地球化学特征,元素在矿山环境中的迁移转化过程,以及矿山开发利用对周边环境中的土壤、植物、大气降尘以及水体的影响程度。

以往针对汉源唐家乡铅锌矿的重金属污染研究都是单方面的针对土壤或者是植物,没有针对汉源唐家乡铅锌矿周边环境的全方位的研究,本论文不仅研究了植物和土壤,在此基础上研究汉源唐家乡铅锌矿周边的大气降尘、水体等因素,更全面的了解元素在矿山环境中的迁移转化的趋势,以及铅锌矿对周边的环境的影响程度,并作出相关的环境影响评价。

研究表明矿山的开发利用给研究区水体造成了轻微影响,研究区地下水中重金属元素并未超标,而地表径流中也只有HYSY04点中的Pb元素含量高于国家标准,其余样品中的重金属元素含量均未超标;而研究区中的植物以及土壤受到矿区影响较大,表层土壤中Pb、Zn、As、Cd、Hg等重金属元素均超过背景值数倍乃至数十倍,且重金属元素受到矿区尾矿库影响有向下迁移富集的趋势,植物受到矿区的影响程度很大,Pb元素含量在所有植物样品中均超过食品安全标准,相应根系土中虽然Pb元素含量不是很高,但是Pb、Zn等元素的存在形态不稳定,以生物可利用态和生物潜在可利用态为主,利于植物对其进行吸收转化;而大气降尘也受到矿区的影响,研究区中大气降尘均有一定程度的污染,其中Pb元素平均含量为1208.6mg/kg,而Zn元素平均含量更是达到了3154mg/kg,受到矿区废气以及尾矿风化的影响严重。

淋滤实验结果显示,淋出液中的重金属元素的变化规律有一定的相似性,大部分元素都是随着时间的推移淋出量减小并趋于稳定,而Pb元素则是随着时间的推移反而增加,推测是由于淋滤时间的不足导致这两种元素的规律异于其它元素;当淋滤达到一定的时间后,淋滤柱内的化学反应发生变化,由中和反应转为淋滤液与硫化物之间的反应,与此同时释放重金属离子,淋滤实验继续进行,则硫化物与水基本反应完毕,则淋滤柱内的化学反应转为中和反应,重金属元素的淋出量趋于稳定。

重金属元素通过矿山开采所产生的废水以及淋滤风化作用形成的AMD进入到水体中,但是由于研究区基岩以碳酸盐岩为主,重金属离子经过沉淀-水解作用形成沉淀,并未给矿区水体环境造成大的影响;尾矿中的重金属元素通过风华淋滤作用形成AMD,重金属元素活性升高,通过吸附-解吸作用形成胶体进入土壤,由于重金属元素多以生物可利用态和生物潜在可利用态为主,所以,很容易被植物吸收利用,从而进入食物链中,对人类的身体健康造成危害;重金属元素通过矿山开采所产生的废气以及尾矿自然风干所形成的扬尘进入大气中,形成大气降尘,对人类的身体健康造成危害。

通过层次分析法对研究区生态环境进行分级模糊综合评判,建立适合该类生态环境的风险评价模型,二级评价因子包括土壤、传播介质和植物三类。

土壤的下一级评价因子包括重金属元素含量与元素形态,传播介质下的一级评价因子包括采选废水、地下水、地表水和大气降尘,两两比较得到各级因子的权重,不同生态环境选取不同隶属度,各级因子权重与隶属度相乘得到的向量矩阵反映风险评价结果,将生态风险评价结果划分为无、低、中等、高四个等级。

研究区风险无的概率为13%,风险低的概率为19.9%,风险中等的概率为25.8%,风险高的概率为41.3%,所以研究区的风险等级为高,说明汉源唐家乡铅
锌矿对周边的生态环境造成了严重污染。