董春雨,張 好,鐘 雄,羅宏林,楊海嬋,張乃明,夏運(yùn)生,包 立
(1云南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,昆明 650201;2云南省土壤培肥與污染修復(fù)工程實(shí)驗(yàn)室,昆明 650201)
磷石膏(phosphogypsum,PG)是濕法磷酸生產(chǎn)時(shí)排出的固體廢棄物,每生產(chǎn)1 t磷酸約副產(chǎn)4.5~5.5 t磷石膏[1]。磷石膏的主要成分為CaSO4·2H2O,另有少量的SiO2、CaO、SO3、Fe2O3,微量的重金屬離子及放射性元素,未分解的磷礦粉、P2O5、F-和游離酸等雜質(zhì)。云南省磷礦分布相對(duì)集中,磷礦資源主要分布在滇池周邊、撫仙湖周邊和滇東北地區(qū),磷石膏每年排放量占全國(guó)的1/5左右,磷石膏堆存問(wèn)題已相當(dāng)嚴(yán)重[2],政府的關(guān)注度越來(lái)越高。磷石膏在堆存中,其中所含的水溶性氟和P2O5會(huì)隨雨水而浸出,在土壤和水中進(jìn)行遷移,進(jìn)而對(duì)地表水和地下水造成水體總磷含量超標(biāo)、富營(yíng)養(yǎng)化,對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。而且人長(zhǎng)期飲用氟含量超標(biāo)的水,會(huì)對(duì)人體造成不利影響[2-4]。磷石膏的大規(guī)模堆存,加劇了堆存場(chǎng)地周圍的環(huán)境負(fù)荷,它不僅占用了大面積土地,浪費(fèi)資源,而且對(duì)水資源、土壤資源、大氣資源、生物資源等造成一定破壞,現(xiàn)已成為磷化工企業(yè)發(fā)展的重大瓶頸[5],嚴(yán)重制約著中國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。
目前國(guó)內(nèi)外對(duì)磷石膏研究主要集中在磷石膏綜合利用方面,對(duì)于磷石膏環(huán)境影響研究相對(duì)較少。藍(lán)麗紅等[6]以磷石膏、碳酸氫鈉、氯化鉀為原料,通過(guò)二步法制備硫酸鉀,結(jié)果表明,該方法制備的硫酸鉀達(dá)到了國(guó)標(biāo)ZBG21006—1989一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)。王榮華等[7]在潮土和鹽化潮土農(nóng)田進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)施用磷石膏能使冬小麥增產(chǎn),除飲水水源地保護(hù)區(qū)和地下水位較高的地方外,可以大量施用磷石膏。ABU-EISHAH等[8]研究KCl和磷石膏復(fù)分解反應(yīng)生產(chǎn)K2SO4,在最佳條件下,KCl轉(zhuǎn)化為K2SO4的轉(zhuǎn)化率達(dá)到97.2%。ALVA和SUMMER等[9]利用磷石膏中的硫、鈣資源,與土壤中的成分進(jìn)行交換研究表明,磷石膏改良土壤效果顯著,植物地上部和地下部量顯著增加。HASAN等[10]研究了磷石膏對(duì)水中鋅離子的吸附。在磷石膏堆場(chǎng)環(huán)境影響方面的研究,段先前等[11]主要以水文地質(zhì)勘察和巖溶滲漏分析為主調(diào)查堆場(chǎng)滲漏污染方式與途徑,并對(duì)滲漏污染進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)。鐘春里[12]通過(guò)室內(nèi)外研究,揭示了磷石膏廢液中磷、氟在巖溶管道中主要沿巖溶裂隙或管道的延伸方向遷移和擴(kuò)散遷移的規(guī)律。巖溶管道系統(tǒng)中地下水吸附及自凈能力都較弱。LEE等[13]研究了堆場(chǎng)周邊環(huán)境水文地質(zhì)特征,評(píng)估磷石膏堆場(chǎng)污染特性,并提出滲濾液排放控制方案。R?IKE等[14]對(duì)波蘭地區(qū)磷石膏堆場(chǎng)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),結(jié)果表明堆場(chǎng)對(duì)區(qū)域地表水磷酸鹽和總磷濃度有明顯的影響。
本研究通過(guò)對(duì)磷礦區(qū)固體廢棄物——磷石膏中磷、氟的釋放、流失、輸移等過(guò)程,以及其可能對(duì)周邊水環(huán)境造成的威脅進(jìn)行研究,以期為解決磷石膏對(duì)環(huán)境造成的污染問(wèn)題奠定理論基礎(chǔ),同時(shí)為磷礦開(kāi)采開(kāi)發(fā)可能對(duì)流域內(nèi)水系造成污染負(fù)荷提供理論依據(jù)。
1.1.1 地表徑流試驗(yàn) 本試驗(yàn)于2018年7月在昆明隆青化工有限公司廠區(qū)中進(jìn)行,實(shí)際地表徑流水取樣是在一定強(qiáng)度降雨條件下形成地表徑流,結(jié)合廠區(qū)實(shí)際地形選取距離磷石膏堆場(chǎng)2、50、100 m距離的地表水進(jìn)行取樣;而模擬地表水徑流試驗(yàn),是同樣選取該廠區(qū)內(nèi)堆存的一定體積數(shù)量的磷石膏,在另外一處開(kāi)闊區(qū)域進(jìn)行二次堆放,同時(shí)用自來(lái)水模擬自然降雨,對(duì)堆放的磷石膏以一定的速率及時(shí)間進(jìn)行淋灑,使其同樣可以形成地表徑流,并在一定距離處(分別距堆存點(diǎn)10、20、30、40、60、80、90 m)設(shè)點(diǎn)取樣。將采集樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)(具體見(jiàn)1.3)分析測(cè)定,將所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立回歸模型,并比較模擬試驗(yàn)與實(shí)際取樣的差異性。
1.1.2 土柱淋溶試驗(yàn) 本試驗(yàn)于2018年9—11月在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)化學(xué)樓進(jìn)行,用于模擬在降雨淋溶作用下,磷石膏中污染物的釋放遷移過(guò)程。試驗(yàn)所需淋溶土柱是使用內(nèi)徑10 cm、高度115 cm的PVC管制成(圖1),柱體內(nèi)壁均勻涂抹凡士林(防止光滑的內(nèi)壁與土壤發(fā)生邊緣效應(yīng)),柱體下端用300目尼龍網(wǎng)包裹并將其扎緊,然后將事先裝有濾紙且在濾紙上鋪設(shè)有1 cm厚石英砂的管帽套在柱子底端。淋溶土柱管側(cè)面設(shè)取樣口3個(gè),第一個(gè)取樣口距頂端50cm,每個(gè)取樣口間距20cm,使用“荷蘭Rhizon土壤溶液取樣器”進(jìn)行淋出液取樣;在土柱底端(管帽處)也設(shè)一個(gè)取樣口,連接一定長(zhǎng)度的橡膠軟管,用取樣瓶進(jìn)行取樣。取2個(gè)同樣規(guī)格的土柱,分別填充一定體積的供試土壤,使填充高度為80 cm,分別編號(hào)S1、S2、S3;其次選取研究區(qū)內(nèi)磷(P)、氟(F)含量相對(duì)較高的磷石膏PG6、PG7、PG11分別填充進(jìn)S1、S2、S3土柱,填充高度為20 cm;然后在柱體內(nèi)磷石膏上方鋪一張濾紙,以便減少在淋溶時(shí),水流對(duì)磷石膏的擾動(dòng);最后,對(duì)土柱間隔一定時(shí)間使用固定體積的去離子水(pH 6.5)進(jìn)行淋溶,并在各取樣口進(jìn)行取樣,將樣品進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)(具體見(jiàn)1.3)分析測(cè)定。試驗(yàn)每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。
圖1 淋溶試驗(yàn)裝置示意圖
(1)磷石膏。自2017年10月起至2018年4月,逐一對(duì)所確定的磷石膏堆場(chǎng)進(jìn)行布點(diǎn)采樣。由于堆場(chǎng)區(qū)域面積過(guò)大,堆存數(shù)量過(guò)多,故在每個(gè)地方采用多點(diǎn)混合法進(jìn)行采樣,最后將采集樣品混合均勻組成一個(gè)樣品,將其裝入樣品袋并做好編號(hào)標(biāo)記。采樣點(diǎn)基本情況如表1所示。
表1 磷石膏采樣點(diǎn)基本情況
(2)水樣。水樣的采集使用550 mL的聚乙烯瓶作為采樣瓶,在取樣前先用去離子水清洗采樣瓶并烘干待用,取樣時(shí)先用待取水樣潤(rùn)洗2次,共采集兩瓶水樣,其中向一瓶中加入1 mL濃H2SO4進(jìn)行酸化保存。將所有采集樣品避光帶回實(shí)驗(yàn)室于冰箱中冷藏(4℃),并于一周內(nèi)完成所有待測(cè)指標(biāo)。
(3)土樣。土柱試驗(yàn)的供試土壤取自云南省個(gè)舊市。土壤采集時(shí)采用“五點(diǎn)取樣法”,混合均勻?yàn)橐粋€(gè)樣品,并做好標(biāo)記,最后帶回實(shí)驗(yàn)室,將其自然風(fēng)干。待風(fēng)干后,仔細(xì)揀出動(dòng)植物殘?bào)w和細(xì)根,然后反復(fù)研磨使其通過(guò)18目尼龍篩,再取過(guò)篩后的部分土樣過(guò)100目篩,分別儲(chǔ)存于廣口瓶中并貼好標(biāo)簽,備用。
磷石膏樣品pH按GB/T5484—2012《石膏化學(xué)分析方法》進(jìn)行測(cè)定,總五氧化二磷、水溶性五氧化二磷、總氟、水溶性氟含量按JC/T2072—2011《磷石膏中磷、氟的測(cè)定方法》進(jìn)行測(cè)定。
水樣(地表徑流水、土柱淋出液)中pH用酸度計(jì)直接進(jìn)行測(cè)定,總磷按GB11893—89《水質(zhì)總磷的測(cè)定鉬酸銨分光光度法》進(jìn)行測(cè)定,氟化物按GB7484—87《水質(zhì)氟化物的測(cè)定離子選擇電極法》進(jìn)行測(cè)定。
采用Microsoft Excel 2016軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算并作圖,利用SPSS19.0軟件進(jìn)行ANOVA方差分析和Duncan法進(jìn)行相關(guān)性、顯著性等分析(P<0.05)。
對(duì)表1中列出的企業(yè)所排放堆存的磷石膏進(jìn)行取樣檢測(cè),化學(xué)組分分析結(jié)果見(jiàn)表2。從表中可以看出,磷石膏呈酸性,pH 4.09~6.77,平均為pH 5.66。其中,PG8的酸性最強(qiáng),為pH 4.09;PG11的酸性最弱,為pH 6.77。不同地方磷石膏的水溶性P2O5和水溶性F數(shù)值變化最為明顯,變異系數(shù)分別為110.38%和148.68%。
磷石膏含有的可溶性P2O5是由磷酸引入的,主要以H3PO4、H2PO-、HPO2-這3 種形態(tài)存在。磷石膏中的氟來(lái)源于磷礦石,磷礦石經(jīng)硫酸分解時(shí),磷礦石中的氟有20%~40%夾雜在磷石膏中,以可溶氟NaF和難溶氟CaF2、Na2SiF62種形式存在。本試驗(yàn)所采取的PG11處磷石膏總P2O5、水溶性P2O5、總F、水溶性F平均值分別為0.72%、0.12%、0.19%、0.05%。其中PG10的水溶性P2O5含量最高,為0.49%;而水溶性F含量最高的則是PG6,為0.27%。
2.2.1 地表徑流水中不同指標(biāo)含量變化情況 通過(guò)地表徑流模擬試驗(yàn),對(duì)在不同遷移距離下地表水中相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果如表3所示。從表中可知,地表徑流水在距離堆存點(diǎn)遷移至10 m時(shí)pH為最大值,而后遷移至20 m時(shí),降至最低值pH 3.73,至此隨著遷移距離的不斷增加,pH也隨之增大。地表徑流水的總磷、氟化物含量變化情況,除在遷移距離為20~30 m外,均呈現(xiàn)隨遷移距離的增加而不斷下降的趨勢(shì)。
2.2.2 水質(zhì)污染物沿程遷移規(guī)律模型 由于在磷石膏中磷和氟化物是造成環(huán)境污染的主要因素,故根據(jù)表3中地表徑流水總磷和氟化物含量隨遷移距離而變化的數(shù)據(jù),構(gòu)建水質(zhì)總磷、氟化物沿程遷移規(guī)律的回歸模型。比較總磷和氟化物2個(gè)參數(shù)在建立不同函數(shù)回歸模型條件下,相關(guān)性(R)和顯著性(P)的不同(表4)。在二次函數(shù)下,2個(gè)參數(shù)的R、P值分別都是0.960和0.006。從而擬合得到在針對(duì)此次模擬試驗(yàn)條件下,地表徑流水總磷和氟化物含量變化的最優(yōu)方程,分別為YTP=-0.0005x2+0.0319x+11.634,YF=-0.0003x2+0.0071x+8.2087。
表3 不同遷移距離下地表徑流參數(shù)變化情況
2.2.3 污染物遷移模型的驗(yàn)證與評(píng)價(jià) 根據(jù)實(shí)際降雨和模擬降雨條件下形成的地表徑流,在不同遷移距離處總磷和氟化物的含量數(shù)據(jù),進(jìn)行曲線擬合,結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2(a)可知,總磷含量無(wú)論是實(shí)際值還是模擬值變化趨勢(shì)一致,且在0~40 m距離下,曲線基本重合;由圖2(b)可知,氟含量變化同樣在實(shí)際和模擬條件下趨勢(shì)一致,且隨著遷移距離的增加(0~100 m),模擬值曲線和實(shí)際值曲線以基本不變的差值在變化。結(jié)合表4,根據(jù)此次在地表徑流模擬試驗(yàn)條件下建立的遷移模型,所得污染物含量值,基本與實(shí)際情礦相吻合,從而驗(yàn)證了遷移模型的準(zhǔn)確性與可預(yù)測(cè)性。
表4 不同函數(shù)回歸模型的擬合對(duì)比
圖2 不同遷移距離下總磷、氟含量變化曲線
基于已建立的污染物遷移模型,并結(jié)合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中總磷和氟化物所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值(表5),便可得在磷石膏堆場(chǎng)區(qū)域被污染的地表徑流水中,總磷和氟化物需分別遷移至距堆場(chǎng)186.45 m和167.30 m外,方可達(dá)到地表Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。
表5 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值(部分) mg/L
2.3.1 土柱淋出液中磷、氟含量變化情況 柱淋出液總磷含量隨淋溶次數(shù)的變化見(jiàn)圖3。由圖3(a)可知,在S1土柱中無(wú)論深度多少的淋出液,其總磷含量在第一次淋溶時(shí)均為最高,在第4次是為最低。其中40 cm處淋出液總磷含量隨著淋溶次數(shù)的增加而不斷下降,由最初的0.18 mg/L降至0.03 mg/L;20 cm和60 cm處淋出液總磷含量表現(xiàn)為先下降后上升的趨勢(shì),在第4次淋溶時(shí)達(dá)到最低值,分別為0.05、0.02 mg/L,并且20 cm處淋出液總磷含量整體高于60 cm處;而80 cm處的淋出液總磷含量是隨著淋溶次數(shù)的增加,呈現(xiàn)轉(zhuǎn)折性變化的趨勢(shì),在第一次為最大值0.3 mg/L,第四次為最小值0.11 mg/L。
由圖3(b)可知,S2土柱中淋出液的總磷含量整體也呈隨淋溶次數(shù)增加而下降的趨勢(shì),但第二次淋溶時(shí),40 cm和60 cm深的淋出液出現(xiàn)轉(zhuǎn)折,較第一次升高而后下降。除80 cm處淋出液以外,其他不同深度的淋出液經(jīng)第一次淋溶時(shí)總磷含量值較為接近,在0.15 mg/L左右,其后經(jīng)第4次淋溶,20、40、60 cm處的淋出液總磷含量變化趨于平緩,分別為0.02、0.04、0.06 mg/L。而80 cm處淋出液在第一次淋溶時(shí)總磷含量為最大值0.3mg/L,第3次淋溶時(shí)降到最小值0.08mg/L;并且80 cm處的淋出液除經(jīng)第2次淋溶總磷含量低于40、60 cm處,以及經(jīng)第3次淋溶低于60 cm以外,其他不同時(shí)間的淋出液總磷含量值均高于其他不同深度的總磷含量。
圖3 不同土柱深度淋出液總磷含量隨淋溶次數(shù)的變化情況
由圖3(c)可知,經(jīng)不同次數(shù)的淋溶,S3土柱經(jīng)第一次淋溶后,不同深度淋出液總磷含量值同樣比較接近,在0.14~0.19 mg/L范圍內(nèi)。經(jīng)5次淋溶,淋溶液總磷含量最大值出現(xiàn)在經(jīng)第2次淋溶40 cm處,最小值同時(shí)出現(xiàn)在第4次和第5次淋溶40 cm處。40 cm處淋出液的總磷含量經(jīng)過(guò)第3次淋溶后均低于其他深度的含量,而在此之前則反之。此外,20 cm和40 cm處的淋出液總磷含量在第3次淋溶后就不斷下降,而60 cm和80 cm處的淋出液則在第3次淋溶后,呈現(xiàn)出先增加而后經(jīng)第4次淋溶再下降的轉(zhuǎn)折趨勢(shì)。
隨淋溶次數(shù)的增加不同土柱淋出液中氟含量基本呈現(xiàn)正相關(guān)的變化趨勢(shì)(如圖4所示),除S1土柱20cm處淋出液和S2土柱80 cm處淋出液以外,其他深度的淋出液氟含量基本都在0.15~0.45 mg/L的范圍之內(nèi)。其中根據(jù)圖4(a)可知,在S1土柱中,20 cm處淋出液除在第3次和第4次淋溶后氟含量相同以外,其他階段隨淋溶次數(shù)的增加,淋出液的氟含量呈直線上升的趨勢(shì);在第2次淋溶后,不同深度的淋出液氟含量表現(xiàn)為:20 cm>80 cm>60 cm>40 cm;并且40、60、80 cm處淋出液氟含量變化不大,差值較為接近,尤其40 cm和60 cm最為接近。在S1土柱中,淋出液氟含量的最大值0.75 mg/L,出現(xiàn)在第5次淋溶20 cm深度處,而在第1次淋溶40cm處為最小值0.19 mg/L。
根據(jù)圖4(b)可知,在S2土柱中,隨著淋溶次數(shù)的增加,80 cm處淋出液氟含量較其他深度的淋出液較高,而其他深度的淋出液氟含量變化不明顯,基本趨于平穩(wěn)變化。在S2土柱中,淋出液氟含量的最大值出現(xiàn)在第4次淋溶80 cm處,為0.64 mg/L,而最小值則在第1次淋溶20 cm處,為0.24 mg/L;其中只看最大深度80 cm處的淋出液,最小值0.35mg/L在第2淋溶時(shí),最大值0.64 mg/L在第4次淋溶時(shí),只間隔了1次淋溶條件,淋出液的氟含量則相差了0.29 mg/L。
圖4 不同土柱深度淋出液氟含量隨淋溶次數(shù)的變化情況
根據(jù)圖4(c)可知,除在第一次淋溶20 cm處淋出液的氟含量值介于40 cm和60 cm之間外,其他4次淋溶條件下,不同深度的淋出液氟含量均表現(xiàn)為:80 cm>20 cm>60 cm>40 cm。不同深度的淋出液氟含量最小值均出現(xiàn)在第一次淋溶時(shí),最大值則均在第5次淋溶時(shí),并且隨深度的增加淋出液氟含量最小值與最大值之間的差值分別為:0.14、0.1、0.06、0.07 mg/L。
2.3.2 土柱淋出液不同指標(biāo)含量評(píng)價(jià)分析 參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)、《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848—2017)、《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749—2006),對(duì)土柱淋出液中總磷、氟化物含量進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。淋出液的總磷含量基本在0~0.3 mg/L范圍內(nèi),由于針對(duì)總磷,地下水和生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)分類指標(biāo)中并未規(guī)定限值,故參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002),可達(dá)Ⅰ類至Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。而淋出液的氟化物含量基本在0.15~0.75 mg/L范圍內(nèi),可達(dá)到地下水的Ⅰ類至Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)(≤1.0 mg/L),也滿足生活飲用水規(guī)定的限值(≤1.0 mg/L)。
(1)通過(guò)對(duì)云南省內(nèi)不同磷石膏堆場(chǎng)的研究,發(fā)現(xiàn)磷石膏在pH 4.09~6.77范圍內(nèi),均呈酸性。滇池流域的磷石膏含磷量較高,撫仙湖流域的磷石膏含氟量較高。
(2)通過(guò)地表徑流試驗(yàn),得出地表徑流水中總磷和氟化物的含量基本呈現(xiàn)隨遷移距離增加而不斷下降的趨勢(shì)。根據(jù)污染物遷移規(guī)律模型可得,地表徑流水中總磷、氟化物需分別遷移運(yùn)輸至距離磷石膏堆存點(diǎn)186.45 m和167.30 m以外,徑流水中污染物含量方可達(dá)到地表水Ⅲ類以上標(biāo)準(zhǔn)。
(3)通過(guò)土柱淋溶試驗(yàn),得出隨淋溶次數(shù)的增加,土柱淋出液中氟含量呈現(xiàn)正相關(guān)的變化趨勢(shì),除S1土柱20 cm和S2土柱80 cm處淋出液外,其他深度的淋出液氟含量基本都在0.15~0.45 mg/L之間,均可達(dá)到地下水的Ⅰ類至Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。
由于不同產(chǎn)地磷礦的成分相差較大,且濕法磷酸采用的生產(chǎn)工藝、控制指標(biāo)各異,磷石膏的主要成分也有較大差別[15]。張傳光等[16]對(duì)昆明市上蒜鎮(zhèn)、草鋪鎮(zhèn)和古城鎮(zhèn)3地的磷石膏研究表明,上蒜鎮(zhèn)的磷石膏酸性最強(qiáng),總磷、速效磷及砷含量最高。這與本研究對(duì)云南省內(nèi)堆存的磷石膏的試驗(yàn)分析結(jié)果相一致,不同區(qū)域的磷石膏化學(xué)組分含量不一致,氟含量較高的主要集中在撫仙湖流域,可能與該流域磷礦屬于含氟較高的碳氟磷灰石有關(guān);而磷含量較高的則集中于滇池流域,其中總磷含量最高在西山區(qū)??冢苄粤缀孔罡咴跁x寧二街。
本試驗(yàn)研究結(jié)果表明,在磷石膏堆場(chǎng)周邊100 m范圍內(nèi)的地表徑流水中總磷和氟化物含量較高,可達(dá)地表水環(huán)境質(zhì)量V類標(biāo)準(zhǔn)的5~20倍。覃應(yīng)機(jī)[17]對(duì)甕福磷石膏堆場(chǎng)及周邊不同水體進(jìn)行研究,結(jié)果表明受污染的地表水和地下水表現(xiàn)出P、F-、SO2-等特征污染物含量相對(duì)于未受影響的水體有明顯增加的趨勢(shì)。馮慕華等[18]對(duì)東大河和代村河流域的地表水和地下水總磷含量進(jìn)行分析,研究表明磷礦廢棄地產(chǎn)生的污染物主要通過(guò)東大河和代村河進(jìn)入撫仙湖,上游地處山區(qū),水體污染物主要來(lái)源于磷礦開(kāi)采;下游河道水樣(東5~東11)總磷含量0.435~16.97 mg/L,均超過(guò)地表水環(huán)境質(zhì)量V類標(biāo)準(zhǔn)(GB3838—2002)。
磷石膏中的氟可直接在農(nóng)田土壤中累積和淋溶遷移進(jìn)入地下水[19]。本試驗(yàn)淋出液氟含量最高達(dá)0.75 mg/L,說(shuō)明磷石膏中的氟遷移進(jìn)入地下水,這與董鵬等[20]的研究結(jié)果一致。此外,有調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,磷石膏中水溶氟最高值為7500 mg/kg[21]。當(dāng)如此大量可溶性氟化物流入水體和被植物吸收,人體通過(guò)飲水或食物攝入過(guò)量的氟會(huì)導(dǎo)致氟中毒[22]。如有文獻(xiàn)報(bào)道,中國(guó)地氟病在磷礦區(qū)較為常見(jiàn),如貴州某磷礦地氟病患病率較高[23],云南昆陽(yáng)磷礦區(qū)也有該病報(bào)道[24],表明地氟病與磷礦開(kāi)采和磷肥工業(yè)固廢(磷石膏)排放處置所導(dǎo)致的土壤和水體氟污染有直接相關(guān)。