由于晴隆锑矿冶炼厂长期排放废气及飘尘,矿区周边表层土壤中累积了大量As、Sb、Bi、Sn等物质,土壤-水系统酸化严重。矿区地处黔西南高原峡谷区,矿区周边的山坡上有多个下降泉出露,是当地部分群众的饮用水源。本项目拟分别在丰水和枯水季节(氧化还原条件不同),选择多个距锑矿冶炼厂不同距离(pH值不同)的土壤剖面-地下水系统,及土壤-地表水-沉积物系统,分析系统中As、Sb、Bi、Sn的含量、赋存形态、价态。结合背景土柱模拟实验,了解不同酸性条件、不同氧化还原条件下,高浓度As、Sb、Bi、Sn在土壤-水系统中的垂向和水平迁移转化,以及土壤高含量Sn对As、Sb、Bi迁移性的影响。认识大气污染物As、Sb、Bi、Sn进入土壤,在土壤剖面-地下水中迁移转化的过程及控制机制。
Antimony Mine;Arsenic;Bioavailability;Polluted soil;Phytoremediation
通过对晴隆大厂锑矿固体废弃物、矿区土壤、水、植物(含农作物)的重金属总量及形态的调查,基本查明锑矿重金属污染状况。结合盆栽实验及模拟胃液实验等,主要研究成果如下 1)晴隆锑矿固体废弃物数量庞大,其中冶炼炉渣Sb、As、Hg、Cd等元素含量高,且数量庞大,陈旧炉渣中Sb含量达3.7%,可考虑资源化利用。冶炼飘尘及固体废弃物对方产生的扬尘是矿区环境污染源。 2)固体废弃物酸雨浸出实验结果表明,Sb、As、Cu、Cd、Ni等浸出率低,因此,大气降水淋溶出固体废弃物重金属的能力有限,对环境危害不大。 3)矿区表层土壤重金属含量差异较大,冶炼厂周边5km范围内土壤污染严重。表土Sb含量从0.58~568.24mg/kg,相差近1000倍。研究区土层较薄,土壤剖面上下As、Sb、Hg含量变化不一。Sb比较稳定地被留存在表土中,而As、Hg进入土壤后更加容易迁移到土壤下部或迁移出土壤系统。 4)丰水期水质好,符合生活饮用水卫生标准。枯水期水质略有下降,但As、Hg、Cd的浓度仍低于生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)限值,部分水样的Sb浓度高于地表水环境质量标准(GB3838-2002)表3集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值0.005 mg/L,为限值的3.6~10.1倍。由此可见,虽然矿区表土中Sb、As、Hg、Cd含量高,但大气降水流经表土渗出后,水质仍然较好。 5)牛尾蒿是一种生物量较大的本土优势植物,具有对As、Cd具有较高富集能力,可作为修复植物使用。地瓜和芭茅对Sb的富集能力相对较强。对As进行植物修复潜力较大,而对Sb进行植物修复较困难。 6)农作物与土壤重金属含量相关性显著。玉米、薏仁米、辣椒、豌豆等农作物可食用部分的Sb、As、Hg含量均低于不可食用部分,使得食用人类直接食用风险降低。但由于牲畜食用部分Sb、As、Hg含量高,建议进行进一步的食物链累积研究。 7)各种药用植物中污染物的生物有效性差别较大,乌蕨、芒萁和柴胡的锑的生物可给性明显较高,这些草药相对其他草药更易于溶出锑,对人体健康造成威胁。锑矿区附近4km内采样点的药用植物超标100%以上,对人体健康具有巨大的风险。传统的煎煮服用方法一定程度上可以降低砷、锑的危害。因此,建议晴隆县在锑矿附近慎重发展药用植物种植产业。