矿山土壤重金属的污染及防治策略初探
1、引言
众所周知,矿产资源是人们生产生活的必需品,矿产资
源的开发有利于提高国民经济,提高人们生活质量,但与此同时,不合理的过度开发也会引发环境问题,导致生态失衡。
我国西部地区地貌广阔,矿产资源贮藏量大,近年来已经有越来越多的金属矿山被开采,其周围的土壤出现了不同程度的重金属污染现象。
由于重金属是有害物质,在土壤中集聚到一定的浓度会导致土壤退化和地下水污染,若此区域内有农田,有害物质能够直接渗入农作物并被人类摄取,对人类的健康造成重大隐患。
土壤的重金属污染主要体现在淋溶作用,它指的是重金属污染物通过雨水渗透到土壤深层甚至地
水层,对人类赖以生存的地下淡水造成直接污染,其次它还可以被地表植物或农作物吸收,从而进入人类的食物链,引起食品污染。
目前,我国多个小麦生产基地以被查出镉金属超标,镉麦危机为土壤安全敲响警钟,引起了社会各界的高度重视。
据调查显示,重金属物质在土壤中的流动性差且无法被微生物降解,极易通过其他介质危害人类的身体健康,因此相关部门应积极采取有效措施及时对矿山土壤重金属进行修复和防治。
2、矿山土壤重金属的污染
我国矿产资源相对比较丰富,其中包括7900 多个大型矿山和43 万个中小型矿山,目前开采面积已达6.7 万平
方公里。
其过度开采为土壤带来的重金属污染极其严重,下面我们就矿山土壤重金属污染的原因、特点和危害进行详细分析。
2.1矿山土壤重金属污染的原因
矿山土壤重金属污染的原因包括自然原因和人为原因,
自然原因主要有成土母质的风化作用和风力、水力的自然迁移作用。
但土壤的重金属污染最主要的还是人为原因。
我国虽然金属矿山量大,但品质不高,多为贫矿,富矿所占比例很低,并且多为共伴生矿,单一矿产资源也较少,这就为工业生产带来了一定的复杂性。
工厂要以高能耗和高水耗为代价为金属矿产进行提纯,因此工业废水、废气、废渣的排放量会大大增加,对土壤带来严重污染。
其中,废水指的的工业酸性矿坑水,它包括高浓度的可溶性离子和重金属有害十于¥
元素等。
据统计显示,通过开矿所产生的废水占全国废水排放量
的百分之左右,但有效处理率不足百分之五。
而废气主
要指的是在金属矿山开采时,钻孔、爆破和装运过程中产生的扬尘等有害物质。
废渣通常指重金属固体废弃物,由于我国矿产资源的金属含量较低,在进行生产时要对其进行提纯,平均每吨有色金属的提纯需要消耗上百吨的金属固体废弃物。
这表明我国有色金属利用率很低,废渣排放量过大。
2.2矿山土壤重金属污染的特点矿山土壤重金属污染物
中通常包括汞、铅、镍、镉、钴
等,其最显著的特点就是无法通过微生物降解,即使是焚烧
也不能将其分解。
但它有极强的蓄积性,可以在植物和微生物体内富集并日渐转化为更具毒性的化合物从而通过食物链危及人类。
其次,土壤的重金属污染多为复合型,既以无机物和有机物的混合污染为首。
再次,重金属污染颗粒的迁移性差,它容易吸附在土壤表面的胶层,或是渗入土壤的颗粒内部,除非通过物理手段,否则很难自然迁移。
它的波及范围通常以废弃堆为中心点向周围有不同程度的扩散,就徐州金属矿山为例,目前发现其矿区附近的土壤中,铅含量较之普通土壤超标35 倍,镍含量超标20 倍,汞含量超标15
倍。
2.3矿山土壤重金属污染的危害矿山土壤重金属污染对
环境的危害首先表现在地下水
污染方面,附着在土壤表面的重金属颗粒通过降雨的淋溶和地心引力向下渗透至地下水层,导致饮用水资源污染。
第二,排放的废气中富含二氧化硫气体,进入大气后发生催化作用,从而导致酸雨。
第三,被重金属污染的土壤只有一小部分可以通过自然的自我修复作用进行降解,大部分的污染物难以消除,会长时间的堆积于土壤表层或深层,会对土壤的微生物含量及活性带来较大危害,从而使土壤的生态结构和稳定性受损,直接导致附近农场中的蔬菜水果的重金属超过临界值,为人类的身体健康带来极大隐患。
3、矿山土壤重金属污染的防治策略
矿山土壤重金属污染危害巨大,相关工业部门和环保部
门必须要采取一定措施进行预防、修复和整治,下面我们就以下两点对防治措施进行简要探讨。
3.1 树立正确的土壤重金属防治指导思想根据最新颁布
的《中华人民共和国环境保护法》,土壤
重金属污染的防治要以“保护优先、预防为主、综合治理、
公众参与、损害担责”为基本指导思想,采取一切积极手段使重金属有害物质对土壤的影响降到最低。
首先要坚持矿山开采和土壤修复并重,一边进行矿区的
生产建设,一边又不能放松对废气废渣的清理,要投入更多人力物力推行研制清洁型生产工艺和技术,积极进行“三废的综合利用,以矿山周边为重点治理对象,按照由主到次,由重到轻的顺序将修复工作扎实稳步的贯彻下去。
其次,重金属矿山的开采和治理要坚持可持续发展原
则,
务必使经济、环境和社会利益平衡化,既满足当前的经济发展需要,又要维护土壤环境的可持续发展。
对于矿区土壤的综合治理,应将重点放在尾矿库周边地区,采用物理或者化学手段维护该地生态系统的稳定性,促进土地资源的自我修复和再生能力的发展。
第三,矿山土壤的重金属防治要坚持统筹兼顾、因地制
宜的方针。
不同地区土壤的再生能力和环境承载能力有所不同,治理要从实际出发,突出重点,分步进行。
3.2 采用正确的土壤污染修复技术目前广泛使用的土壤
污染修复技术原理主要有三种,其
,改变有害重金属在土壤表层的存在形式,使其不易渗入到深层土壤和地下水层;其二,使用物理或化学方法去除重金属;其三,隔离污染区。
其中应用最普遍的是物理和化学法,前者指的是采用蒸汽浸提修复等方式对土壤进行热处理,使重金属浓度有效降低,后者指的是在土壤中添加修复剂,如沸石、钙镁磷肥等物质,使之与重金属产生化学反应从而使其毒性降低甚至降解。
4、总结
综上所述,矿山土壤重金属污染无论对环境、大气、地
水还是人类自身来说都危害巨大,相关部门应积极采取相应措施,大力提倡清洁化生产,推动土壤污染修复技术,本着预防优先,防治结合的理念,尽可能的降低矿山开采对土壤的污染。
作者单位:江西省赣州市大余县环境保护局监测站)。