有色金属尾矿库重金属污染扩散特征及生态封闭治理模式研究

有色金属尾矿库重金属污染扩散特征及生态封闭治理模式研究

黄绍峰

包头市生态环境技术保障中心 内蒙古 包头市014010

摘要：有色金属尾矿库是金属冶炼过程中产生的大量废渣的储存场所，其中含有大量的重金属元素，对周边生态环境和人类健康构成严重威胁。随着我国有色金属产业的快速发展，尾矿库的数量和规模不断增加，重金属污染问题日益严重。

关键词：有色金属;重金属污染;扩散特征;生态封闭

引言

有色金属尾矿库是我国矿产资源开发利用过程中产生的重要环境问题之一。尾矿库中的重金属污染不仅对周边土壤、水体和生态系统造成严重影响，而且可能通过食物链对人体健康产生威胁。因此，研究有色金属尾矿库重金属污染的扩散特征及生态封闭治理模式具有重要意义。

1有色金属尾矿库重金属污染来源与扩散特征

1.1污染来源。

有色金属尾矿库的重金属污染主要来源于尾矿本身、大气沉降、水体渗透和土壤侵蚀等。尾矿中含有的重金属元素，如铜、铅、锌、镍等，具有化学稳定性差、生物毒性强的特点，容易在自然环境中迁移和转化。

1.2扩散途径

有色金属尾矿库重金属污染的扩散途径主要包括土壤侵蚀、水体渗透、大气沉降和生物迁移等。其中，土壤侵蚀是重金属污染的主要扩散途径，水体渗透和大气沉降次之。生物迁移是指重金属通过食物链在生物体内积累和传递，对生态系统和人类健康产生影响。

1.3扩散特征

有色金属尾矿库重金属污染的扩散特征表现为：污染程度随距离尾矿库越远逐渐减弱，重金属在土壤中的富集程度随深度增加而降低，重金属在尾矿库周边水体中的浓度受季节、降雨等因素影响较大。

2重金属污染来源

2.1开采过程中的污染

在有色金属的开采过程中，岩石破碎、钻探等作业可能导致重金属向周围环境释放。同时，开采后的矿坑水也可能成为重金属污染的载体，将金属离子带至地下水体和河流中。

2.2选冶过程中的污染

选矿和冶炼是有色金属生产中的关键环节，其中使用的化学试剂（如酸、碱等）能够与矿石中的重金属反应，使重金属以溶液或固态形式进入尾矿。在尾矿处理和存储过程中，由于管理不善或技术限制，这些重金属可能渗入土壤和地下水，造成环境污染。

2.3尾矿库管理不善

尾矿库的封存和维护是防止重金属污染扩散的关键措施。如果库体发生泄漏、渗透，或者库区周边存在非法排放、盗采等行为，都可能导致重金属污染的进一步扩散。

2.4自然因素

自然条件如降雨、洪水等也可能促使尾矿中的重金属释放到环境中。例如，雨水可以溶解尾矿中的金属氧化物，形成重金属溶液，随水流进入水体。

3有色金属尾矿库重金属污染生态封闭治理策略

3.1物理封闭

物理封闭是一种有效的重金属污染控制方法，通过建造围堰、覆盖层等物理屏障，阻止重金属污染物扩散到周边环境。这种方法适用于土壤、水体和空气等多种环境介质，能够有效地防止重金属污染的扩散和进一步影响。然而，物理封闭并非万能。一方面，物理封闭需要一定的建设成本和技术支持，对于一些经济条件较差的地方来说，实施起来较为困难。另一方面，物理封闭并不能从根本上解决重金属污染问题，只是将污染物暂时隔离起来，如果长期得不到妥善处理，污染物仍然有可能渗透到地下水、土壤等环境中，对人类和生态环境造成威胁。因此，在实施物理封闭的同时，我们还应该积极探索其他治理方法，如化学固定、植物修复等，以综合治理的方式解决重金属污染问题。同时，加强监管和预防措施，从源头上减少重金属污染的产生，才是实现环境保护和可持续发展的根本之道。

3.2化学稳定

化学稳定是通过添加化学物质，如石灰、磷灰石等，来改变尾矿库内重金属的化学形态，使其不易溶解于水，从而降低重金属的生物可利用性。这种方法在一定程度上可以减缓重金属对环境和生物的影响，但同时也存在一些问题。首先，添加化学物质的成本较高，而且需要定期添加以维持效果。其次，尾矿库内添加化学物质可能会导致新的化学反应，产生未知的环境影响。此外，这种方法并不能完全阻止重金属的释放，仍有少量的重金属可能会溶解到水中，对环境和生物造成影响。因此，除了化学稳定方法外，还需要结合其他治理措施，如物理隔离、植物修复等。物理隔离是通过建造隔离层或者采用其他物理手段，将尾矿库与周围环境隔离开来，防止重金属的释放。植物修复则是利用植物对重金属的吸收和富集能力，通过植物的生长过程，将尾矿库内的重金属转移到植物体内，从而降低重金属在尾矿库内的浓度。

3.3生物修复

生物修复是一种环保型的污染治理技术，通过运用生物学原理，特别是植物和微生物的代谢能力，以达到净化受污染环境的目的。在尾矿库的修复过程中，这种方法显得尤为重要，因为尾矿库中往往积累了大量的重金属，如铅、汞、铜等，这些重金属对环境和人类健康构成了严重威胁。植物修复是生物修复的一种形式，它利用特定植物对重金属的吸收和积累能力，通过地上部分吸收土壤中的重金属，然后将其转运到植物体内，从而减少土壤中的重金属含量。这些植物通常被称为“修复植物”，如hyperaccumulators。通过定期收割这些植物，可以进一步降低尾矿库内重金属的浓度，达到净化土壤的目的。微生物修复则侧重于利用微生物的代谢活动来转化或稳定尾矿库中的重金属。例如，某些微生物能将不溶性的重金属转化为可溶性形态，使其更易于植物吸收；还有的微生物能通过产生有机酸，增加土壤的pH值，从而促进重金属的溶解。

3.4生态重建

生态重建是一项重要的环保工程，它不仅能够改善尾矿库地区的生态环境，还能够提高土地资源的利用效率，为当地居民创造更好的生活环境。在进行生态重建的过程中，首先要进行的是植被恢复。通过种植适宜的植物，可以有效地改善尾矿库地区的生态环境，提高土地的绿化程度。同时，植被的种植还能够有效地防止水土流失，减少土地资源的浪费。除了植被恢复，土壤改良也是生态重建的重要任务之一。由于尾矿库地区的土壤通常受到严重的污染，因此需要采取有效的措施进行土壤改良。这可以通过物理、化学和生物等多种方法实现，如添加有机肥料、进行土壤消毒等。通过土壤改良，可以提高土壤的质量，使其更适合植物生长，从而提高植被的成活率。

3.5综合管理

在综合管理中，尾矿库的选址和设计是至关重要的环节。选址时要充分考虑地质条件、环境影响、交通便利等因素，确保尾矿库的安全稳定。设计时需要合理规划库容、坝体结构、排水系统等，以满足储存尾矿的需求并防止环境污染和事故发生。建设阶段是综合管理中劳动力、物力和财力投入最大的阶段。要确保施工质量，严格遵循相关法规和标准，加强施工现场的管理和监督。同时，要注重与当地政府和居民的沟通，妥善解决土地征用、移民安置等问题。运营阶段是尾矿库综合管理的关键时期。要定期检查和维护尾矿库，确保坝体稳定、排水系统畅通。同时，要加强监测，实时掌握尾矿库的运行状况，及时发现并处理安全隐患。

结语

有色金属尾矿库重金属污染的扩散特征及其生态封闭治理模式研究，对于我国有色金属尾矿库的环境治理具有重要意义。通过分析污染来源、扩散途径和影响因素，提出针对性的生态封闭治理措施，有助于减缓重金属污染的扩散速度，保护周边生态环境和人类健康。

参考文献

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