金屬礦山污染地酸性阻控及植被恢復試驗

摘要：本文主要就金屬礦山酸性污染來源以及污染治理措施進行了分析，還闡述了關于植被恢復技術。

關鍵詞：金屬礦山；酸性阻控；植被修復

一、金屬礦山酸性污染來源

1、礦山酸性水污染

礦山廢水是從采掘場、選礦廠、尾礦壩、排土場以及生活區等地排出廢水的統稱。開采、選礦、運輸、防塵及防火等諸多生產及輔助工藝均需要使用大量的水，這些礦山廢水排放量大、持續性強，對環境污染嚴重。

礦山廢水中有機污染物是指其中所含的碳水化合物、蛋白質、脂肪和木質素等有機化合物。油類污染物是礦山廢水中較為普遍的污染物，當水面油膜厚度在10-4cm以上時，它會阻礙水面的復氧過程，阻礙水分蒸發和大氣與水體間的物質交換，改變水面的發射率和進入水面表層的日光輻射，對局部區域氣候可能造成影響，主要是影響魚類和其它水生物的生長繁殖。

礦山廢水中的重金屬主要有： Hg、Cr、Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Co、Mn、Ti、V、Mo和Bi等。被重金屬污染的礦山廢水排入農田時，除流失一部分外，另外部分被植物吸收，剩余的大部分在泥土中聚積，當達到一定數量時，農作物就會出現病害。如土壤中含銅達20 mg/kg時，小麥會枯死；達到200 mg/kg時，水稻會枯死。此外，重金屬污染的水還會使土壤鹽堿化。大多數金屬和非金屬礦床（如煤礦）都含有黃鐵礦等硫化物，若該硫化物含量低或不含有用元素，則常作廢石處理，堆放于廢石堆或尾砂庫。在地表環境中該硫化物將迅速氧化，可形成含重金屬離子濃度很高的酸性廢水，成為礦山開采中最大的污染源。

2、金屬礦山土壤重金屬污染

金屬礦山周邊土壤中的重金屬， 除本身由于地球化學作用而可能造成背景值偏高外，其它則主要來源于金屬礦產開采、洗選、運輸等過程中廢氣、廢水的排放及固體廢物的堆放。露采或坑采的鉆孔、爆破和礦石裝載運輸等過程產生的粉塵和揚塵中含有大量的重金屬， 經過雨水的淋溶進入周邊土壤；廢水主要包括礦坑水，選礦、冶煉廢水及尾礦池水等，廢水以酸性為主， 以含有大量重金屬及有毒、有害元素為特征。有色金屬工業固體廢棄物主要是指在開采過程中產生的剝離物和廢石， 以及在選礦過程中所排棄的尾礦，這些固體廢物若在露天堆放，容易迅速風化，并通過降雨、酸化等作用向礦區周邊擴散， 從而導致土壤重金屬污染。土壤重金屬污染的主要危害包括：首先，影響植物生長。土壤中的重金屬通過雨水淋溶作用向下滲透， 不僅會導致地下水的污染，還會被金屬礦山周圍的植物吸收，影響植物的生長發育。

二、金屬礦山污染治理的具體措施

1、礦山酸性廢水的處理方法

中和法就是向酸性廢水中投入堿中和劑，利用酸堿的中和反應達到增加廢水pH值的目的。同時，使重金屬離子與氫氧根離子發生反應，生成難溶的氫氧化物沉淀，凈化污水。中和法是目前處理酸性廢水比較成熟的方法。中和劑主要采用石灰石或石灰；也有采用粉煤灰、煤矸石、電石泥等作為中和劑；也可用堿性廢液或廢渣（電石渣、石灰渣）中和酸性廢水。從理論上講，在一定pH值下石灰或石灰石都能使金屬沉淀，但由于各尾礦所要處理廢水中可能含絡合試劑或離子，其沉淀及沉淀完成程度差異極大。同時處理后生成的硫酸鈣渣較多，容易造成二次污染 發展現狀。

2.1 物理方法

一般情況下，熱處理法主要針對汞污染，效果比較明顯，但工程量較大，耗能較多，且易使土壤有機質和土壤水遭到破壞。而工程措施是利用外來重金屬多富集在土壤表層的特性，去除受污染的表層土壤后，將下層土壤耕作活化或用未被污染活性土壤覆蓋，從而將耕作層土壤中的重金屬濃度降至臨界濃度以下。

2.2 物理化學方法

物理化學方法通常分為三種：一種是電動修復法。這是一門新的經濟型土壤修復技術，在不攪動土層的基礎上，在包含污染土壤的電解池兩側施加直流電壓形成電場梯度，土壤中的重金屬通過電遷移、電滲流或電泳的途徑被帶到位于電解池兩極的處理室中并通過進一步的處理，從而實現污染土壤樣品的減污或清潔。一種是土壤淋洗法。是指利用有機或無機酸等淋洗液將土壤固相中的重金屬轉移至液相中，再把富含重金屬的廢水進一步回收處理。一種是玻璃化技術法。對某些特殊重金屬利用電極加熱將重金屬污染的土壤熔化，冷卻后形成比較穩定的玻璃態物質。

2.3 化學方法

化學修復是利用加入到土壤中的化學修復劑石灰、 沸石、 鈣鎂磷肥等與污染物發生化學反應，有效降低重金屬的水溶性、 擴散性和生物有效性，促使土壤中的重金屬元素轉化為難溶物，從而使污染物被降解或毒性被去除或降低的修復技術。

2.4 農業方法

農業生態修復是近幾年新興的修復技術，是因地制宜地調整一些耕作管理制度，在重金屬污染土壤中種植不進入食物鏈的植物，選擇能降低土壤重金屬污染的化肥，或增施能夠固定重金屬的有機肥等措施來降低土壤重金屬污染，從而改變土壤中重金屬的活性，降低其生物有效性，減少重金屬從土壤向作物的轉移，從而達到減輕其危害的目的。

2.5 生物方法

污染土壤的生物修復分為植物修復技術、微生物修復技術和動物修復技術。植物修復技術是指利用自然生長或遺傳工程培育的植物及其共存微生物體系，清除污染物的一種環境治理技術。微生物修復技術是指利用土壤中某些微生物的生物活性對重金屬具有吸收、沉淀、氧化和還原等作用，把重金屬離子轉化為低毒產物，從而降低土壤中重金屬的毒性。

三、金屬礦山植被修復

植物修復是生態修復體系中最重要的技術之一，是指利用某些植物與土壤微生物之間的聯合作用將污染物轉化為一種無害的形態。事實上，任何能夠在污染環境中生存的植物都以其特定的耐受和代謝方式無時無刻不在進行著植被修復，但往往這個過程需要很長時間，這是由于開采活動的干擾往往超過了開采前生態系統恢復力的承受限度，若任由采礦廢棄地依靠自然演替（natural succession）恢復，可能需要100-1000a（Bradshaw，1997），尤其是諸如金屬礦開采后形成的廢棄地（如尾礦庫），其表面形成極端的生態環境：表土層破壞、土壤貧瘠、重金屬含量過高，極端pH值及生物種類減少等，致使自然條件下植物幾乎無法定居，因此人工協助恢復在絕大多數情況下是十分必要的，而我們所講的“植物修復”則正是研究如何人工強化這一自然凈化過程，縮短修復年限的技術，其精髓就在于通過輔以某項或某幾項強化措施將植物、土壤、微生物三者高效、有機地結合起來以最大程度的提高植物的修復效率，強化土壤的自凈作用，加速自然循環。該技術以植物耐受或超積累某種或某些污染物的理論為基礎（唐世榮，2006），與傳統的物理、化學等修復技術相比，因其治理效果的永久性、治理過程的原位性、治理成本的低廉性、環境美學的兼容性、后期處理的簡易性等特點而具有極好的環境效益及市場前景（孫健等，2007），因而近年來倍受人們的關注。盡管前景看好，但是真正推廣起來仍有很多問題需要解決。

結束語

金屬礦山污染地酸性污染主要來源于廢水酸性污染與土壤酸性污染，只有加強金屬礦山污染地酸性阻控，實現植物修復，才能更好地促進金屬礦山的健康發展。

參考文獻：

[1]章夢濤，陳振峰，李東樵，潘榮森，胡天壽，陳增香，王功田，程文. 金屬礦山污染地酸性阻控及植被恢復試驗[J]. 現代礦業，2015，01：170-172+175.

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