褚彦辛

(忻州市环境保护研究所，山西 忻州 034000)

引 言

我国幅员辽阔，蕴藏有大量的有色金属矿石。但是我国很多有色金属矿藏呈现出富矿少、贫矿多的特点，在对有色金属矿藏进行开采和加工过程中产生了大量的尾矿库[1]。这些尾矿库不仅占用了大量的土地面积，且还对附近的土壤、空气和水质等造成了严重的污染，打破了原本平衡的生态环境[2-3]。受技术水平限制，在对有色金属矿产资源进行开发利用时，无法对内部包含的重金属进行有效提取分离。时间长久后这些重金属元素会缓慢发生迁移，渗透到土壤、水体中。目前我国越来越重视生态环境保护工作，对尾矿库对环境的污染问题进行治理已经势在必行。深入分析和研究有色金属尾矿对环境的污染特点，在此基础上制定针对性的污染治理措施，具有重要的理论意义和实践意义。

1 有色金属尾矿库概述

尾矿库的作用是用来堆积有色金属开发和加工过程中产生的尾矿及其各种工业废渣。某地区的有色金属尾矿库海拔高度大约为109 m，占地面积超过了150 hm2，内部堆积的有色金属尾矿体积超过了1亿 m3。对该地区的气候条件进行调查后发现，尾矿库附近的风速大小平均为2.35 m/s，每年平均温度大约为17 ℃，有太阳照射的日期超过50%。环境中的相对湿度大约为72%，降雨季节主要集中在每年的4月至9月，每年降雨量大约为1 400 mm。每千克有色金属尾矿中包含的铅和锌分别在80 g～200 g和120 g～250 g范围内。受技术水平限制，尾矿中包含的这些重金属元素无法进行提取利用，而是随尾矿一起堆积在尾矿库中。不仅造成了资源的浪费，同时对周围环境造成了不可挽回的损坏。

2 尾矿库周围环境样品采集与检测

有色金属尾矿库的污染源一般可以划分成为两大类，分别为废水污染和固体废弃物污染。对有色金属矿石进行选矿时，会使用大量的药剂，比如氯化物、紊凝剂等。这些药剂随尾矿一起堆放在尾矿库中，在长时间太阳光照射下，不断向外部环境中扩散，同时还会与尾矿中其他矿物质发生化学作用形成二次污染。固体废弃物污染主要是废弃物中包含的重金属元素对土壤、水质和环境辐射造成的污染。本文主要对尾矿库周围的水质、土壤和辐射污染情况进行分析。

1) 水样采集。在尾矿库附近的河流和井水中共采集4份水样，采得的水样分别采用无色玻璃瓶进行密封保存。在元素种类和和含量测试时，首先向玻璃瓶中加入适量盐酸进行酸化处理，然后再通过原子荧光分光光度计对水中包含的各种重金属元素含量实施检测，将检测结果与本地区其他区域的水质情况进行对比分析。

2) 土壤采集。为了保证土壤采集的有效性，采用随机方法在尾矿库及其附近区域采集样本5份。对采集得到的土壤样本首先进行风干，然后基于火焰原子吸收光谱检测法，严格按照相关操作规范标准对土壤中包含的各类重金属元素含量进行检测，并将其与该区域其他位置的土壤重金属含量进行对比。

3) 尾矿库周围环境辐射性测量。利用先进的便携式射线检测仪，型号为INSPECTOR，对尾矿库附近环境中的X射线和γ射线实施测量。此外，还对该地区远离尾矿库环境中的辐射情况进行测定，将两者进行对比。

3 尾矿库对环境的污染特征研究

3.1 尾矿库对水质的污染特征

对尾矿库附近水质情况进行采样，并通过一定的技术手段测量得到水质中各类重金属元素的含量，结果如表1所示。表1中还给出了本地区水质的背景值，方便进行对比。基于表1中数据可以发现，与本地区背景值相比较而言，尾矿库附近水质中包含的各类元素含量都相对较高，但高出的程度有限，且与国家水质标准相比较，仍然在标准范围以内。基于上述结果可以认为有色金属尾矿库虽然对附近水质造成了一定程度的污染，但水质仍然在国家相关标准范围以内，污染程度相对较小。

表1 尾矿库周围水质的污染情况统计表 mg/L

3.2 尾矿库对土壤的污染特征

对尾矿库及附近土壤进行采样，并对土壤中的重金属元素进行检测，结果如表2所示。同时表2中还给出了该地区其他区域的重金属元素含量情况，以便对比。从表2中数据可以看出，尾矿库附近土壤中的铅、镉和铜元素含量与背景值相比要高出很多(超过背景值的10倍以上)，说明尾矿库附近中铅、镉和铜元素出现了严重的污染。砷和锌元素含量与背景值相比较差别不是很大，只是略高于背景值，说明虽然存在砷和锌元素污染，但污染程度相对较轻。锡元素含量比背景值略低，说明尾矿库中不存在锡元素污染问题。基于以上分析可知，铅、镉和铜元素污染相对较为严重，是污染治理的重点对象。

3.3 尾矿库对附近区域辐射污染特征

利用专业的射线检测仪对尾矿库附近区域及其他区域的辐射情况进行检测，结果如表3所示。由表中数据可知，尾矿库附近区域的X射线和γ射线与背景值相比较都相对较高，但是与人类生存的安全阈值相比较越低。因此认为尾矿库对附近环境造成了一定程度的辐射，但是仍然在人类能够正常生活的范围以内，造成的污染程度相对较轻。

表2 尾矿库周围土壤的污染情况统计表 mg/kg

表3 尾矿库周围环境辐射情况统计表 mSv

4 尾矿对环境污染的治理措施分析

4.1 管理方面的治理措施

1) 强化尾矿污染防治能力。政府部门在治理尾矿库污染问题时，应该遵循“谁污染、谁治理”的原则。采矿企业前期为追求经济效益，而忽视尾矿对环境的污染，当前在治理尾矿库污染问题时，应该追究相关企业的责任，通过法律和行政手段强制企业投入资金对环境进行修复。

2) 强化监督管理能力。基于上文所述的调查研究结果可知，尾矿库对周围环境造成了一定程度的污染，所以政府部门有必要成立专门的监督机构，对尾矿库的安全性进行系统全面的评估，并监督有色金属企业对其进行修复。

4.2 技术方面的治理措施

1) 对尾矿库中的重金属提取利用。如果可以基于先进的技术手段对尾矿中包含的各类重金属元素进行提取利用，重金属元素本身属于重要的资源，对其提取利用能够发挥其应有的价值，提升矿产资源开发利用的经济效益和生态效益。

2) 基于先进的植物修复技术降低污染。已有的很多实践经验都表明，部分植物和微生物能有效吸收土壤和水体中包含的各种重金属元素。但是生物修复技术也存在一定缺陷，因为不同植物能够吸附的重金属元素类型存在差异，这就要求结合尾矿库具体情况，有针对性的选用合适的植物。

5 结语

本文以某有色金属尾矿库为例，调查研究和分析了尾矿库对周围环境水质、土壤以及空气辐射的影响特征。发现铅、镉和铜三种重金属元素对土壤造成了严重的污染，针对尾矿库对环境造成的污染，结合笔者实践经验，从管理层面和技术层面提出综合治理措施，可有效防范和治理有色金属尾矿库对环境造成的污染问题。