矿山废弃地重金属污染及酸性废水防治分析-中国国土资源经济研究院.PDF

矿山废弃地重金属污染及酸性废水防治分析 ——以铜陵新桥硫铁矿为例 1,2 2 2 1 常冬寅 ，程从坤 ，张红梅 ，徐晓春 （1. 合肥工业大学 资源与环境工程学院，安徽 合肥 230009；2. 安徽省土地勘测规 划院， 合肥 230601） 摘 要：铜陵新桥硫铁矿是一大型的黄铁矿矿床。采矿场裸露岩石、废石堆场岩石的产酸能 力大于酸中和能力，导致其采矿活动区产生酸性矿山排水，引起采矿区域及其下游河流重金 属污染。针对该硫铁矿的生态环境问题，建议采用植物修复法、矿物吸附法和生物矿化法防 治酸性矿山废水和重金属污染；同时，应加强各种修复技术的综合利用及新技术的探索，在 防治过程中以生态修复为核心，实现社会、经济和生态环境效益相统一。 关键词：硫铁矿；矿山废弃地；重金属污染；防治；铜陵新桥 中图分类号：F407.1；F062.1 文献标识码： C 文章编号：1672-6995(2013)09-0035-06 矿产资源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，为人类社会的发展和文明程度的进步 做出了巨大贡献。但同时，矿产资源的开发利用也是产生矿山废弃地污染的主要根源。矿山 废弃地主要是指采矿剥离土、废矿坑、尾矿、矸石和洗矿废水沉淀物等占用的土地，还包括 采矿作业面、机械设施、矿山辅助建筑物和矿山道路等先占用后废弃的土地[1]。矿山废弃地 具有土壤物理结构不良，基质过于坚实或疏松，持水保肥能力差；极端贫瘠或养分不平衡； 重金属含量过高；极端pH值（强酸或强碱）；干旱或生理干旱严重等污染特点[2］［3]。这些 特点在金属废弃地中更为明显。其中，在硫铁矿矿山开采过程中酸性矿山废水和重金属污染 尤为严重，这些污染主要来自采矿活动中的采掘、运输以及矿石加工过程中的磨碎、洗矿、 富集等；此外，来自于矿山废弃地的持久性重金属污染物难降解，不仅造成了生态环境破坏， 甚至威胁到人类的生命安全。这样的废弃地如果不妥善处理和严格管理，势必会破坏地表景 观，诱发地质灾害，干扰水文、污染水质和大气，占用和破坏土地资源，污染土壤和加剧水 土流失，破坏生态环境[4, 5]。目前，针对金属矿山废弃地污染修复主要有物理法、化学法、 生物法等。物理化学修复法投资高，影响土壤性质和土层结构，不适用于大面积废弃地的修 复；生物修复投资成本低、安全、无二次污染、还有生态协调等众多优点而受到越来越多的 [6] 关注 。 安徽铜陵新桥硫铁矿属于金属矿产资源，无论是在开发还是在选矿、冶矿中都会产生重 金属污染，而且硫铁矿中含有大量S元素，极易产生酸性矿山废水，从而使伴生矿中的重金 属不断溶出、迁移和富集。本文基于课题组对安徽铜陵新桥铁矿废石及对净化重金属废水的 研究，分析了新桥矿山废弃地的生态环境问题，提出了以废治废利用矿物吸附、生物矿化法 治理铜陵新桥硫铁矿重金属污染和酸性矿山废水的新技术。 1 新桥硫铁矿概况 收稿日期：2013-07-05 基金项目：国土资源部公益性行业科研专项（201111010-05 ） 作者简介：常冬寅（1985-），女，陕西省富平县人，合肥工业大学，博士研究生，主要从事矿物材料、矿 山废弃地修复方面的研究。 1 铜陵以矿产资源储量丰、矿种全而闻名，其采矿历史悠久，可以追溯到三千多年前的西 周时期。20世纪60年代后随着我国社会经济的发展和科学技术水平的提高，采矿活动日益兴 盛。新桥硫铁矿位于铜陵市中部铜陵县城（见图1A处），距芜铜铁路顺安站5公里（运距）， 北部是农业和水网，河流和水网与长江相连[7]。 图 1 铜陵新桥硫铁矿地理位置示意图（A处） 新桥硫铁矿是一个大型黄铁矿矿床，属于共生混合矿，除主元素Fe、S外，还有多种伴生 贵金属、稀有金属元素和分散元素。藏文拴等[8]研究了新桥矿床矿体的产出与成因，结果表明 该地区矿体既有同生沉积型的层状菱铁矿矿体，也有与岩浆有关的层状、似层状块状硫化物 型以及热接触交代矽卡岩型和热液脉型矿体。其中