于夢(mèng)麒 王建英 張雪峰

（內(nèi)蒙古自治區(qū)白云鄂博礦多金屬資源綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 內(nèi)蒙古包頭 014010）

隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，礦產(chǎn)資源的開發(fā)隨之增加，從而導(dǎo)致大量尾礦庫(kù)的產(chǎn)生，尾礦庫(kù)是指用來存放礦石選冶后排出尾礦的地方[1]。許多早期尾礦庫(kù)的選址和建設(shè)沒有考慮過生態(tài)安全問題，接納可大量的選礦廢水，庫(kù)內(nèi)污染物濃度逐年升高，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)產(chǎn)生了巨大影響[2]，而地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及水文參數(shù)直接影響地下水中污染物的擴(kuò)散規(guī)律[3]，本研究利用宏觀結(jié)合微觀的研究方法，將野外調(diào)查與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，研究污染物在地下水中擴(kuò)散轉(zhuǎn)移的規(guī)律，從而更好地解釋尾礦庫(kù)周邊地下水污染現(xiàn)象。

1 研究區(qū)概況

包鋼稀土金屬冶選尾礦庫(kù)位于包頭市西南3 km處[4]。研究區(qū)圍繞尾礦場(chǎng)北起包銀公路，南至黃河共計(jì)面積約200 km2[5]。區(qū)內(nèi)地貌單元有啥德門溝沖洪積扇、昆都侖河沖洪積扇和黃河沖積平原。尾礦庫(kù)即位于哈德門和昆都侖河沖洪積扇前緣交匯處，黃河平原分布于尾礦場(chǎng)南500 m~1000 m被夷平的黃河二級(jí)階地至黃河之間，地勢(shì)北高南低，平均坡降約4‰。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 地下水采樣

以尾礦庫(kù)中心地下水流方向?yàn)橹鬏S，從八個(gè)方向設(shè)置中心輻射線。以尾礦庫(kù)中心地下水流向?yàn)橹鬏S，沿著地下水的流向，在尾礦庫(kù)的上游、下游及兩側(cè)分別設(shè)置監(jiān)測(cè)井。測(cè)定監(jiān)測(cè)井水樣各污染物含量。

2.2 土柱實(shí)驗(yàn)

土柱實(shí)驗(yàn)廣泛應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利、環(huán)境等研究領(lǐng)域的，應(yīng)用土柱實(shí)驗(yàn)可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)模擬土壤中水文情況、污染物遷移規(guī)律。

目的是模擬污水的滲入過程，研究污染物在包氣帶中的吸附、轉(zhuǎn)化、自凈機(jī)制，確定包氣帶的防護(hù)能力，為評(píng)價(jià)污水滲漏對(duì)地下水水質(zhì)的影響提供依據(jù)。

試驗(yàn)土柱應(yīng)在評(píng)價(jià)場(chǎng)地有代表性的包氣帶地層中采取。通過濾出水水質(zhì)的測(cè)試，分析淋濾試驗(yàn)過程中污染物的遷移、累積等引起地下水水質(zhì)變化的環(huán)境化學(xué)效應(yīng)的機(jī)理。土柱高度100cm，填充土樣，并在不同高度（20,40,60,80）取水樣，測(cè)定成分指標(biāo)。

通過土柱淋濾實(shí)驗(yàn)，分析地下水?dāng)U散規(guī)律。由于無法完全模擬研究區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)及水流變化情況，僅通過較為直接且明顯的垂直式土柱模型，并可以加快實(shí)驗(yàn)速度，避免過度的復(fù)雜化。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 地下水分析

表1 18 口監(jiān)測(cè)井水質(zhì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果

經(jīng)過進(jìn)一步分析，地下水水質(zhì)隨距離變化情況呈不規(guī)律性，距離尾礦庫(kù)約6 km內(nèi)，部分超標(biāo)離子濃度呈現(xiàn)逐漸遞減趨勢(shì)，但隨著距離繼續(xù)增加，超標(biāo)離子濃度又會(huì)變大。

圖1 水質(zhì)與至尾礦庫(kù)距離相關(guān)性分析

3.2 土柱實(shí)驗(yàn)

在16,17號(hào)點(diǎn)一線南北兩側(cè)取土樣填充土柱，用上游地下水澆灌，測(cè)定不同高度出水水質(zhì)。

表2 16 號(hào)點(diǎn)附近南北兩側(cè)硫酸根變化

表3 17 號(hào)點(diǎn)附近南北兩側(cè)Cl 變化

4 結(jié)語

距離尾礦庫(kù)越遠(yuǎn)，地下水水質(zhì)指標(biāo)出現(xiàn)先降低后上升的趨勢(shì)，不符合一般擴(kuò)散規(guī)律，遠(yuǎn)離尾礦庫(kù)處無明顯污染源，地下水水質(zhì)指標(biāo)卻較高。

通過土柱實(shí)驗(yàn)，16,17號(hào)點(diǎn)附近土壤呈現(xiàn)不同的性質(zhì)，南側(cè)呈粘土狀，北側(cè)呈砂土狀，對(duì)地下水?dāng)U散起到很重要的作用，當(dāng)?shù)叵滤當(dāng)U散到此處時(shí)，污染因子被截留保存下來，導(dǎo)致水質(zhì)指標(biāo)升高。

[1]吳娟.包頭市地下水污染調(diào)查及防治對(duì)策研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古大學(xué)，2010.

[2]Szabolcs I.1989.Salt-Affected Soils.Boca Raton,FL:CRCpress.

[3]徐光憲,師昌緒.關(guān)于保護(hù)白云鄂博礦釷和稀土資源避免黃河和包頭受放射性污染的緊急呼吁[J].中國(guó)科學(xué)院院刊,2005,(6):14-16.

[4]王禹,屠顯章.包鋼公司尾礦場(chǎng)滲漏水對(duì)地下水質(zhì)和土壤鹽堿化影響的研究[A].中國(guó)實(shí)用礦山地質(zhì)學(xué)（下冊(cè)）[C],2010.

[5]王靈秀,張利成,白麗娜,劉瑛霞,劉桂芳,王曉卿,賀慶芳,陳曉榮.稀土工業(yè)廢水對(duì)包頭段黃河水及地下水資源的放射性影響研究[J].稀土,2002,（4）：72-77.