金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策

金属矿山土壤重金属污染现状及治理对策

罗珊环境1001 1013020124

摘要：矿山开采为经济发展提供了资源保证,但同时也带来了一系列生态环境问题。文章介绍了我国部分地区日益发达的金属矿业造成的土壤重金属污染状况, 分析了重金属元素的在环境中的存在形态、释放机理、污染特征及其生物危害。指出了金属矿山土壤重金属污染目前尚存在的问题并提出了防治土壤重金属污染的具体措施。

关键词：重金属污染；修复技术；土壤；金属矿山

Current Situation of Heavy Metal Pollution in Soils

and Countermeasures

Abstract：Mining for economic development to provide the resources, but also brings a series of ecological environment problems. This paper introduces the area of our country part increasingly developed metal mining caused the soil heavy metal pollution status, analysis of heavy metal elements in the environment of existence form, release mechanism, the pollution characteristics and biological hazards. Metal mine soil heavy metal pollution is pointed out existing problems and puts forward specific measures to control soil heavy metal pollution.

金属矿山既是资源集中地,又是天然的土水生态环境污染源。在开采过程中流失的重金属Ｐｂ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｃｄ、Ｃｒ等是土水生态环境的重要毒害元素。。随着矿山开采年份的增加,矿山周边土壤环境中重金属不断积累,污染现象日趋严重。重金属进入土壤环境后,扩散迁移比较缓慢,且不被微生物降解,通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等过程后,容易形成不同的化学形态。当其在土壤中积累到一定程度时,就有可能通过土壤—植物(作物)系统,经食物链为动物或人体所摄入,潜在危害性极大。因此,金属矿山土壤的重金属污染问题必须引起高度关注,并采取相应措施加以防治。

一、我国土壤重金属污染的现状

我国金属矿产资源丰富,共有大中型矿山9 000 多座,小型矿山26 万座,因采矿侵占土地面积已接近4 万km2 ,由此而废弃土地面积达330 km2/ a。在粤北地区,有10 %的耕地都因当地矿业活动导致不同程度的重金属污染。发达国家矿业废弃地复垦率已高达50 %以上,且复垦的质量很高,而我国治理率却很低矿业开发所造成的土壤污染量大面广,是我国污染土壤治理不可忽视的问题,而矿区污染土壤在产生机制、污染物迁移规律、治理的目标等方面,与一般的污染土壤有一定的区别。因此研究矿区重金属污染土壤的修复技术就有其必要性、特殊性和紧迫性。

二、矿山土壤重金属污染和危害

（一）土壤重金属污染的来源

金属矿山周边土壤中的重金属,除本身由于地球化学作用而可能造成背景值偏高外,还主要包括2 个方面:第一,金属矿山的井下废水、选矿废水、冶炼厂废水、矿坑水等,含有较多的重金属元素,以含有大量可溶性离子、重金属及有毒、有害元素(如铜、铅、锌、砷、镉、六价铬、汞、氰化物) 为特征;第二,矿业废弃地,尤其是有色金属矿业废弃地一般都含有大量的重金属,其中又以尾矿和废弃的低品位矿石的重金属含量最高。一般来说,生产1t 有色金属可产生上百吨甚至几百吨固体废物。我国有色金属业固体废弃物年排放量为6 590 万t ,占全国固体废弃物总排放量的10. 6 % ,利用率很低,约为8 %。这些重金属含量很高的废弃物露天堆放后,会迅速风化,并通过降雨、酸化等作用向周边地区扩散从而导致重金属污染问题。

（二）土壤重金属污染的危害

土壤重金属污染的主要危害包括: ( 1)影响植物生长。重金属进入土壤后,通过渗透、淋溶等作用进入到金属矿山周围的植物中,会对植物根部生长发育产生抑制作用,影响植物对营养元素的吸收和运输,干扰植物的新陈代谢,影响植物的生长发育。(2) 危害人体健康。重金属可以通过“土壤—植物—人体”食物链进入人体。由于食物链的富集作用,重金属含量成倍甚至十几倍增加,进入人体后,会严重危害人体健康。( 3)降低土壤的生态功能。重金属进入土壤后,对土壤的理化性质、生物特性和微生物群落结构产生明显不良影响,降低土壤微生物量和活性细菌数量,减少土壤系统中的生物多样性,从而影响土壤生态结构和功能的稳定。

（三）土壤重金属污染的特点

重金属进入土壤后，通过溶解、沉淀、凝聚、络合吸附等各种反应，形成不同的化学形态，并表现出不同的活性，土壤中重金属的形态影响它的活性和对植物的有效性。因此，研究土壤中重金属的形态及形态之间的转化对重金属的环境效应及重金属污染土壤的治理修复具有重要意义。根据重金属在土壤中的基本积累机制，常把土壤中重金属分为5种存在形态:(1)可交换态;(2)碳酸盐结合态;(3)铁锰氧化物结合态;(4)有机结合态;(5)残留态。在不断变化的环境条件中，各种形态的重金属有着不同的重新分布特征。一般地，土壤中的可交换态重金属有比较强的生物活性，而残留态重金属在自然条件下，由于与土壤矿物质有较强的结合力而不易于从土壤颗粒中释放出来，具有较低的生物活性。

土壤中的重金属污染物大部分被固定在耕作层中，一般很少迁移至40cm以下，但砷在土壤中的动态行为与Cu, Pb, Cd等有所不同，在含有大量铁、铝组分的酸性(pH为5.3-6.幻红壤中，砷酸根可与之生成难溶盐类而富集于30一 40cm耕作层中。灌溉污水中的Hg 呈溶解态和络合态，进入土壤后，95%被土壤矿质胶体和有机质迅速吸附或固定，它一般累积在土壤表层，在剖面的分布为自上而下递减，有资料表明，土壤中的重金属只有