劉 春，陳 純，安樂生

（1.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326 地質(zhì)隊(duì)，安徽安慶246003；2.安慶師范大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，安徽安慶246133）

重金屬是一類具有潛在危害的重要污染物，有很強(qiáng)的遷移、轉(zhuǎn)化、富集及隱藏性，可經(jīng)大氣、水、食物鏈等途徑進(jìn)入人體，生物毒性顯著，易引發(fā)慢性中毒，具有“三致”作用，對免疫系統(tǒng)有一定影響，威脅人體健康和食品安全[1-2]。近年來，我國部分地表水監(jiān)測斷面存在重金屬個(gè)別時(shí)段超標(biāo)現(xiàn)象；個(gè)別城鎮(zhèn)集中式飲用水水源地也存在Cr、Hg、Pb 等超標(biāo)現(xiàn)象。重金屬污染是礦產(chǎn)資源開發(fā)引起的主要環(huán)境問題之一[3]。采礦及加工過程中產(chǎn)生的含有大量重金屬的廢礦石及尾礦，在干濕交替的環(huán)境中發(fā)生氧化，在雨水、地表徑流的淋濾作用下，會產(chǎn)生含有重金屬的淋溶水[4]。礦區(qū)廢水滲入地下會造成土壤及地下水污染，甚至導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的破壞[5]。近年來，礦區(qū)重金屬污染引起了越來越多學(xué)者的關(guān)注。喬曉英等[6]利用Field Spec 4 便攜式地物光譜儀采集植物光譜曲線，采用導(dǎo)數(shù)光譜等信息提取法，分析植物紅邊斜率、植被指數(shù)等光譜參數(shù)與植物樣品中重金屬含量的相關(guān)性。薛喜成等[7]借助原子吸收分光光度計(jì)分析了秦嶺安河礦區(qū)地表水中Cd、Pb、Cu、Cr、Zn 5 種重金屬的形態(tài)含量，并對重金屬污染程度進(jìn)行了綜合評價(jià)。

痕量的銅和鎘的測試方法常用的有原子吸收光譜法、電化學(xué)分析法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法等[8-9]。王巧巧等[10]以氧化石墨烯和Fe3O4磁性納米顆粒制備新型分離富集材料，與原子熒光光譜儀聯(lián)用測定水中Cd、Pb。劉芳等[11]利用巰基棉分離富集ICP-OES 測定巖鹽礦中水溶性Cu、Pb、Zn、Cd。為了解安慶銅礦礦區(qū)地表水中重金屬Cu、Cd 含量及分布情況，通過采集礦區(qū)及周圍地表水樣，采用石墨爐原子吸收光譜法測定樣品中Cu、Cd，并進(jìn)行綜合評價(jià)分析，以期為區(qū)域地表水重金屬污染控制提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 研究區(qū)概況

安慶銅礦隸屬安徽月山礦田。月山礦田是長江中下游銅、鐵、硫（金）成礦帶的重要組成部分，是此地區(qū)具有代表性的大型矽卡巖-熱液脈型銅、鐵、金多金屬礦田[8]。礦區(qū)主要礦石類型有矽卡巖型磁鐵礦、矽卡巖型磁鐵銅礦石、閃長巖型銅礦石等，主要礦物成分為磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、透輝石、方解石等[9]。

1.2 樣品采集

在安慶銅礦礦區(qū)及周邊布置采樣點(diǎn)11 個(gè)（圖1），每個(gè)采樣點(diǎn)采集地表水1 個(gè)，共11 個(gè)地表水樣P1～P11。每個(gè)水樣中加入HNO3酸化，加入量為每1.0 L 水樣中加入2.0 mL 濃HNO3。

1.3 樣品測試

1.3.1 儀器及工作條件

ZEEint700p 原子吸收光譜儀（德國耶拿公司），儀器工作條件及測試參數(shù)見表1。

1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液及試劑

Cu 標(biāo)準(zhǔn)溶液：50 μg/L；Cd 標(biāo)準(zhǔn)溶液：5 μg/L。

基體改進(jìn)劑：Mg（NO3）2·6H2O：0.6 g/L；NH4H2PO4：10.0 g/L。

1.3.3 實(shí)驗(yàn)測試

按照表1 的工作條件，采用石墨爐原子吸收光譜法測定采集的地表水水樣P1～P11 中的Cu、Cd，以0.6 g/L的Mg（NO3）2·6H2O 和10.0 g/L 的NH4H2PO4作為基體改進(jìn)劑，以降低基體效應(yīng)，消除干擾，提高檢測靈敏度。測試結(jié)果見表2。

表1 儀器配置參數(shù)

圖1 研究區(qū)及采樣點(diǎn)示意

2 結(jié)果與分析

從水樣檢測指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果（表2）來看，11 個(gè)水樣c（Cu）、c（Cd）的變化范圍分別為0.1～42.4 μg/L，0.1～9.9 μg/L，均值分別為21.2 μg/L、5.0 μg/L，標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為12.2、3.1?！兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中Ⅱ-Ⅳ類水c（Cu）限值均為1.0 mg/L，c（Cd）限值均為0.005 mg/L。以1.0 mg/L、0.005 mg/L 分別作為Cu、Cd 的質(zhì)量濃度限值標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出研究區(qū)各水樣Cu、Cd 的單因子污染指數(shù)。由表2 可知，水樣中Cu的污染指數(shù)均小于0.5，各水樣c（Cu）滿足Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；水樣2、6、8 和11 中Cd 的污染指數(shù)均超過1，4 個(gè)采樣點(diǎn)水樣c（Cd）均超出Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，說明部分地表水存在Cd 輕微污染。此外，水樣1、5 和7 中Cd 的污染指數(shù)雖然都小于1，但均超過0.5。

表2 水樣統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

從圖2 可以看出，研究區(qū)地表水中c（Cd）數(shù)值變化不大，而c（Cu）變幅較大，尤其是6 號采樣點(diǎn)c（Cu）明顯偏高。安慶銅礦已生產(chǎn)近30 年，銅礦開采和礦石選冶產(chǎn)生大量的尾礦廢渣，同時(shí)，出露地表的巖礦體、廢礦石、尾礦庫產(chǎn)生的酸性排水、揚(yáng)塵及其中富含的重金屬（如銅離子）一定程度造成周圍環(huán)境的污染。6 號采樣點(diǎn)距離采礦區(qū)較近，加之地形因素及排水路徑，易受到礦區(qū)廢水排放的影響。Cd 和Zn 是同族元素，在自然界中Cd常與Zn、Pb 共生。安慶銅礦是多金屬礦田，礦區(qū)水土中Cd 含量可能要比其他地區(qū)高。圖2 中c（Cd）變幅相對不大，說明該區(qū)域水體中c（Cd）主要受環(huán)境本底值影響。

通過對研究區(qū)水樣典型重金屬c（Cu）、c（Cd）的分析可以看出，該區(qū)域部分水體c（Cd）濃度偏高，礦區(qū)需進(jìn)一步加強(qiáng)水環(huán)境治理，一是完善排水體制，嚴(yán)格實(shí)施雨污分流，通過良好的截流系統(tǒng)，避免上游匯水、地面徑流等進(jìn)入礦區(qū)；二是進(jìn)一步加大污水處理投入，采用更高效的污水處理工藝，確保采礦及加工過程中產(chǎn)生的廢水得到有效處理，實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放。此外，《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838-2002）中部分重金屬指標(biāo)的Ⅱ-Ⅳ類濃度限值數(shù)值一致，需要進(jìn)一步加強(qiáng)該類標(biāo)準(zhǔn)的研究，細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)分級，提高應(yīng)用性和可操作性。

圖2 各水樣重金屬Cu、Cd 質(zhì)量濃度分布

3 結(jié)論

（1）安慶銅礦礦區(qū)地表水中c（Cu）、c（Cd）變化范圍分別為0.1～42.4 μg/L，0.1～9.9 μg/L，各水樣c（Cu）滿足Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，而少數(shù)水樣c（Cd）偏高。

（2）礦區(qū)地表水中c（Cd）數(shù)值變化不大，而c（Cu）變幅較大，相對于c（Cu），一定程度上水體中c（Cd）主要受環(huán)境本底值影響。

（3）礦區(qū)應(yīng)在完善雨污分流、強(qiáng)化污水收集與處理等方面進(jìn)一步加大投入，確保廢水達(dá)標(biāo)排放。