4.7.3　兰坪铅锌矿开发对沘江流域土壤铅锌重金属含量的影响

自1984年至今，兰坪铅锌矿已开发30多年，已累积排放大量废水、固体废物以及大气颗粒污染物等，已严重影响沘江流域的生态环境。兰坪铅锌矿80%的矿石来自露天开采，在露天开采中，产出大量低品矿、氧化矿贫矿和工业矿等堆存在贫矿堆场（Wen et al.，2015）。受雨水自然淋滤、地表风化等作用导致矿堆中有害微量元素的释放和迁移，从而影响和污染矿区周边的土壤环境。露天采矿导致大量废矿石堆积，外界环境（包括风速和环境温度）的改变，影响废石堆内的温度、孔隙气体浓度和压力的变化，从而影响硫化物的氧化速率（Nordstrom et al.，2015）。随着硫化物的氧化过程进行，反应产物可能与废矿堆中其他矿物相互作用，导致酸性矿水被中和（Smith et al.，2013）。Vasilatos等（2015）的研究表明，在O2和H2O存在下，地下水中黄铁矿氧化产生的硫酸的一系列地球化学反应过程中，同时在围岩和邻近岩性地层（石灰岩和复理石）的钙质碳酸盐矿物的作用下导致酸性被中和以及二次硫酸盐矿物质（如石膏和黄钾铁矾）的形成。因此，矿区土壤的酸碱性与当地岩性有密切关联，应该对金顶矿区土壤进行矿物分析或实地考察，进一步证明矿区土壤酸性矿山废水被中和的原因。比如，广东乐昌铅锌矿产生的酸性采矿废水是采用钙质中和，使土壤碱化（Yang et al.，2008）。此外，在实地调查中发现，冶炼产生的冶炼渣在运输过程中会发生洒落现象，然后通过扬尘或雨水冲刷进入周边水体或土壤中，造成重金属污染。因此，建议该矿山对精矿运输的大货车进行适当改装，比如安装雨棚，控制运输过程中所带来的土壤重金属污染物迁移的问题。除了露天采矿区的影响，尾矿库区也会对土壤中重金属含量产生重要影响。Wen等（2015）的研究结果显示，金顶东北部的土壤中Cd和Pb污染主要是由于露天采矿和锌冶炼厂产生的矿渣导致，而西南部土壤中重金属污染主要来源于尾矿池和地下矿。兰坪金顶铅锌矿的尾矿经过精心研磨后，通过管道输送至哨上和温庄尾矿库，以湿浆液储存在蓄水池。尾矿上部暴露于大气中，可能导致硫化物进一步的氧化（Castillo et al.，2013；Vasilatos et al.，2015）。温庄尾矿库表层的土壤主要是通过不间断填埋的方式进行覆盖在尾矿库上，与哨上尾矿库相比，复垦土壤堆放时间比较短，所以重金属含量较哨上尾矿库表层复垦土低。但温庄尾矿库位置地形坡度比较大，因此在降雨条件下，表层土壤受淋滤和冲刷作用将加速重金属污染物迁移至周边土壤中。(https://www.daowen.com)

除固、液污染物外，大气沉降也是导致矿区周边土壤中重金属较高累积量的一个主要途径（张乃明，2001；Castillo et al.，2013；Huang et al.，2013）。Alphen等（1999）研究澳大利亚某铅锌矿区大气降尘中重金属Pb和Zn的沉降量分别达到18.80 mg·（m2·d）-1和22.20 mg·（m2·d）-1。Luo等（2009）的研究表明，大气沉降对农田土壤中重金属含量的贡献率达43%～85%。铜陵市冶炼厂冶炼和尾矿渣风化等过程产生的悬浮颗粒物，通过大气沉降进入土壤中，造成土壤中Cd和Cu等重金属污染（殷汉琴等，2010）。Nicholson等（2013）认为大气沉降是英国和威尔士农业土壤重金属含量的主要来源途径，占总输入的25%～85%。兰坪金顶矿区周边土壤重金属污染物的输入途径比较复杂，本书仅考虑采矿过程中产生的固体污染物（如废渣、废矿堆和尾矿等）对沘江流域矿区表层土壤系统的相对贡献率，不考虑大气沉降或尾气等因素对矿区土壤重金属含量的贡献，而通过粉尘所产生的重金属沉降通量仍需进一步研究。