典型鉈礦區廢礦污染現狀調查研究

張云鳳

（貴州省黔東南苗族侗族自治州環境監測中心站 貴州省黔東南苗族侗族自治州 556000）

鉈是一種帶藍光的白色過度重金屬,化學性質活潑。鉈作為毒性極強的重金屬元素，隨著人類活動的加劇，在某些特定的環境中累積越來越多，背景值越來越高，給區域環境和當地群眾的身體健康構成嚴重威脅[1]。本文對發生在貴州局部地區因廢棄礦井及尾礦堆存而導致周圍土壤鉈污染的現狀進行調查研究，得出了明確結論。

1 調查研究方法

1.1 調查地點及概況

以貴州省興仁縣回龍鎮回龍村鉈礦點附近耕地土壤為調查研究對象，采取實地調查、采集樣品檢測分析的方式，對當地的環境鉈污染現狀進行調查研究。結合本研究的目的、內容和研究區域實際情況，將研究區分為礦渣堆積附近點、礦井附近點、廢礦周圍、礦山斜坡沖集點及外圍等。礦渣點采用梅花布點的方式進行采樣，廢礦點、斜坡沖擊點采用蛇形布點的方式進行采樣，采樣位置為0cm~20cm 的耕作土。土壤樣品按上述劃分區域采集，共采集土壤樣品39 個。

1.2 樣品采集及處理

本研究土壤樣品采集及制備按《土壤環境監測技術規范》（HJ/T166-2004）進行。

1.3 土壤樣品消解

土壤樣品采用沙浴鍋消解，具體步驟為：準確稱取0.2500g 風干土樣(裝入聚四氟乙烯坩堝(+HNO35ml、HF 8ml(加熱消解至約2ml(+HNO33ml(加熱消解至約1ml(HNO32ml(加熱消解至約1ml(定容到25ml(過濾(ICP-MS 檢測Tl。

1.4 分析方法

ICP-MS 測Tl 含量，ICP-MS(美國PerkinElmer 公司）儀器參數：型號：DRC-e 分析條件：RF 功率：1.2kw，冷卻氣流量：15L/min，霧化器氣流量：0.7L/min 輔助氣氣流量1.0L/min。

2 結果分析與討論

礦山周圍所采表層土壤樣品檢測結果，用單因子指數法評價結果顯示，鉈污染均為重污染等級，總體污染情況見下表。土壤樣品檢測結果、單因子指數及污染等級

礦渣點共采集耕作層土壤樣品7 個，所采土壤樣品鉈濃度范圍在45.4～169mg/kg，借鑒國外耕地土壤鉈含量安全限制1mg/kg土壤的評價標準，污染指數的范圍為45.0～169.0，污染等級均為重污染。

廢礦堆積點在礦山下稍高的山堡上，其附近的下方有居民和大面積的耕地，在此區域共采集土壤樣品13 個，檢測結果表明，鉈元素主要隨水流遷移，采樣點距離山下水流溝越近，土壤樣品檢測結果鉈含量越高，反之則越低。土壤對重金屬的吸附作用可阻滯重金屬在土壤中運移，水的彌散動力可促進重金屬在土壤中的運移[2]，在土壤的阻滯作用、水的彌散動力促進作用等綜合因素的影響下，導致土壤中鉈含量高低與水流溝的距離的密切關系。

這說明廢礦隨意露天堆放、日曬雨淋，對環境造成的危害非常大，且影響范圍廣，應采取適當的措施進行處理。

礦山斜坡沖積點，即礦山南面的斜坡，雨水長年沖刷，泥沙被水流沖到山下堆積，或進入沿途耕地，影響耕地及糧食作物的安全性。在此處斜面長度約800m 范圍內，采集土壤樣品6 個，檢測數據表明，從山上往下，土壤鉈含量呈基本增加的趨勢。王正輝等（2000）相關實驗結果表明，淋濾作用對礦石中的鉈遷移作用很大，且與淋濾介質濃度、作用時間和溫度等因素有關，在環境介質的淋濾作用下Tl 遠比Cd、Pb 進入環境的速率快。吳穎娟等（2002）相關研究表明，淋濾時間、淋濾液pH 值等影響廢渣表面鐵氧化物的水解，從而影響廢渣中鉈的釋放。楊春霞等（2005）研究了自然淋濾過程中鉈的遷移與釋放，結果表明，在自然淋濾條件下，廢渣中Tl 有很強遷移釋放能力。研究目標區礦山長年在雨水的沖刷淋濾下，鉈隨水流遷移到山下土壤耕地中累積，所以導致了這一調查結果。

3 研究區外圍耕地土壤鉈污染狀況

礦區外圍土壤樣品是指在距采礦點約1000m~1500m 范圍內環繞礦山采集的，這些采樣點都處于相對較高的地勢，礦山雨水基本不會對這些點產生影響。土壤樣品檢測結果表明，此區域土壤Tl 含量相對較低，但都超過了1mg/kg 的土壤鉈含量安全限制，其中有些點鉈含量也相對較高，是土壤環境背景值的幾倍至幾十倍，這種結果應該與當地的成土母質有直接的關系。

從單因子土壤污染評價指數來看，外圍采樣點中有兩個點屬于中度污染等級，一個點屬于輕污染等級，這說明在廢礦井、礦山的外圍土壤鉈污染程度相對較輕。

4 結論與討論

本實驗通過對研究目標區土壤進行實地調查取樣，根據研究目標區不同種類污染源的分布情況和研究目的的具體需要，將研究目標區分為：礦渣堆積附近點、礦井附近點、廢礦周圍附近點、礦山斜坡沖集點及外圍五個部分。詳細分析檢測結果數據，了解了當地土壤鉈污染及其它重金屬元素污染的具體情況。根據單因子污染指數評價方法，礦渣和廢礦堆放點、采礦點礦山周圍及外圍的污染指數分別為：105、52.4、92.3、68.2、7.00，全部為重污染等級，可見耕地土壤鉈污染相當嚴重，但外圍的部分點污染等級屬中等或輕微污染。為了解研究目標區土壤重金屬污染的具體狀況，以下用單因子污染指數和綜合污染指數評價法分別對個點的土壤重金屬污染情況進行評價，具體單因子污染指數和綜合污染指數見下表。

各點的多因子綜合污染指數在5.11~129.4 范圍之間，比照污染等級劃分標準，都在重污染等級范圍之內，在多因自綜合污染指數中Tl 的貢獻率最大。總體來看研究目標區土壤重金屬污染Tl、As 污染最嚴重，Cd 次之。從單因子來看，土壤Tl、As、Cd 污染很嚴重，應引起有關部門的重視。

[1]陳永亨,謝文彪,吳穎娟,等.中國含鉈資源開發與鉈環境污染[J].深圳大學學報:理工版,2001,18(1):57-64.

[2]馮紹元,齊志明,王亞平.排水條件下飽和土壤中鉈運移實驗及其數值模擬[J].水利學報，2004,(10):8,9-94.

[3]吳穎娟，陳永亨，王正輝.環境介質中鉈的分布和運移綜述[J].地質地球化學,2001,29(1)：52-57.