黔西北土法炼锌废渣场复垦试验研究

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矿山开发引起的环境问题是一个世界性的问题,国内外许多学者对此做了大量研究。如矿山尾砂在风化过程中有害物质(如重金属)释放,酸性矿山废水的产生及其危害性等,都有了相当深入的探讨,相比较而言对于Pb、zn冶炼(特别是土法炼锌)引起的环境问题探讨较少。贵州黔西北是我国著名的土法炼锌基地,其土法炼锌历史悠久,产生的黑色烟尘,含有大量铅、锌、镍、镉、硫和一氧化碳,对人体和农作物都有非常大的危害。土法炼锌产生的废渣未通过任何处理直接堆放,对当地生态环境造成了极其严重的污染。因此本文通过在野外调查、勘测、采样分析的基础上,对黔西北土法炼锌的污染状况进行了初步的调查评价,在此基础上进行实验室栽培试验研究,以磷肥作为改良剂,以玉米作为试验栽培植物,探讨了不同磷肥配比对铅锌冶炼废渣中重金属的固化作用,根据其上玉米作物的生长状况,探索铅锌冶炼废渣场复垦的优良措施,本次试验取得结果如下:1、黔西北土法炼锌矿区土壤中重金属都有不同程度的积累,其中土壤中Zn为261.39—1647.29mg/kg;Cd为3.47—18.32mg/kg;Pb为128.72—941.75mg/kg;Cu为19.09—267.59mg/kg;As为13.73—39.32mg/kg,根据土壤环境质量标准,矿区周围土壤中重金属元素已经大大超过了贵州土壤背景值,中国A层土壤含量以及世界各国土壤中重金属含量限制,矿区土壤已受到重金属元素的严重污染;矿区废渣中重金属除Cu外,其余重金属含量都严重超标,是当地严重的污染源。矿区植物体内各种重金属都有不同程度的积累,植物Zn为31.56—340.49mg/kg;Cd为0.61—13.94mg/kg;Pb为1.10—64.42mg/kg;Cu为3.51—32.34mg/kg;As为0.04—2.09mg/kg。2、环境影响评价结果表明:土法炼锌矿区除个别土壤属于中度污染外,其余全部处于严重污染状态;土法炼锌矿区周围所种植蔬菜全部已受到严重的污染,综合污染指数在10.83—40.67之间,主要以Cd为主,超过国家蔬菜标准高达54倍;矿区周围其他植物玉米和紫花苜蓿等中的重金属亦严重超标,主要以Pb污染为主,超过国家粮食标准高达366.75倍;这对当地的居民的生活造成了很大的威胁。3、盆栽试验纯渣中重金属含量很高,和土壤按照1:1比例混合后,其配比中重金属含量降至一半左右。盆栽不同配比中重金属含量对玉米的发芽率没有多大影响,而对于玉米株高和鲜重有很大的影响,表现出明显的抑制现象。4、纯渣中生长的玉米茎叶中重金属含量很高,而且大大超过了国家食品卫生标准。按照各配比改良后,玉米茎叶中的重金属含量有所下降,Zn、Cd和Cu三种重金属都在配比K4(15 mg/kg P)出现了玉米茎叶中浓度含量最低点,而Pb在K5(17.5 mg/kg P)配比时,玉米茎叶中浓度含量最低。与玉米茎叶中含量变化恰好相反,根中各种重金属含量在K1(5 mg/kgP)配比出现了浓度最低值,而在K4(15 mg/kg P)和K5(17.5 mg/kg P)配比,玉米根中重金属含量反而增加。综合考虑四种重金属在玉米中的累积状况,磷肥配比在15——17.5 mg/kg范围内可能对重金属的固定效果较好。5、不同种植时间对玉米中重金属含量都有很大的影响。生长50天后,玉米中各种重金属含量明显低于生长20天玉米茎叶中重金属含量。6、不同磷肥配比处理对土壤中有效态重金属含量有很大的影响,其变化随着配比的逐渐升高,土壤中有效态重金属(Zn、Cd和Cu)含量呈现出降低——升高的趋势,在K3配比点出现的最低浓度值,这对以后的进一步研究提供了可靠的基础。但是Pb呈现出相反的变化趋势。7、总体来说,磷肥配比在10 mg/kgP——17.5 mg/kgP范围内对废渣中重金属的固定效果较好。
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