矿山开发影响下沘江铅锌重金属时空分异特征

铅锌矿露天或地下开采活动导致河流中存在大量有毒重金属污染物，如Hg、Pb和Cd等，对水生生物的生态安全造成威胁，比如水生生物数量逐渐减少或消失，同时会给矿山周边及下游居民健康造成威胁（Iribar et al.，2000；Resongles et al.，2014）。矿山开采引起的重金属污染范围不仅仅局限于矿区附近，矿山废弃物（尾矿、矿渣和废矿堆等）和受污染的沉积物在降雨过程中发生迁移，从而将重金属污染物迁移传输至距矿区数百公里外的区域，是下游重金属污染物的潜在污染源（Bird et al.，2010；Moore and Langner，2012；Cruz et al.，2019）。矿山重金属污染物主要以水、沉积物和悬浮物为载体，通过河流进行长距离迁移和运输（Wadige et al.，2016；Cánovas et al.，2017）。大多数情况下，悬浮物中重金属含量要高于沉积物中，而远远高于水体中的含量（Resongles et al.，2015；Wei et al.，2018）。重金属Pb和Zn易吸附于黏土颗粒、铁锰氧化物或氢氧化物胶体中，在高流量条件下，沉积物会发生再悬浮，重金属会被释放进入水体中，产生“二次污染”（车越等，2003；Potra et al.，2017；Béjar et al.，2018）。河流的水动力条件存在一定的季节差异，而季节变化影响河流重金属污染物的传输和迁移（Sun et al.，2016；Béjar etal.，2018）。在雨季，近90%的Pb和70%的Zn以悬浮颗粒态的形式被运输（Taylor et al.，2009）。因此，矿山河流重金属污染治理的前提是了解河流污染的程度、污染物的季节性变化及影响因素等。

不同矿山环境，其影响机制有所差异（Wei et al.，2018）。对于矿山开采量大，而河流流量较小的山区河流而言，水体自净能力有限，导致河流重金属污染问题更加严重。因流域地形地貌的差异，重金属在河流不同断面的汇合、扩散、衰减变化规律均会不同（Romero et al.，2010；Cidu et al.，2011）。沘江是兰坪金顶矿区污染物质的唯一受纳河流（李航等，2008）。受沘江上游兰坪金顶铅锌矿开采和选冶矿厂的影响，近30多年来沘江水体和沉积物的重金属污染问题仍然很严重（角媛梅等，2008；李瑞萍等，2008；赵筱青等，2012）。在流域尺度上，以往研究主要关注河流水环境质量及污染评价（Igwe et al.，2017），对山区矿山开发影响下河流重金属的污染特征研究较少。同时，沘江流域仅关注单一季节的水体或沉积物污染变化特征（李航等，2008；易琦等，2013；Wang et al.，2015），对河道悬浮颗粒物的研究较少。加之近年来，沘江河道清障清淤、修建河道防护堤和农田修复等工程措施，改变河道形态，导致河流重金属污染情况发生了新的变化，因此需要新的观测数据来说明沘江河流重金属污染现状。矿业活动导致大量废渣或受污染的土壤被带至河流中，上一章探讨了沘江流域土壤中重金属污染的空间分布，应进一步明晰沘江水体和泥沙中重金属的污染程度及影响因素，为沘江流域污染管理提供理论依据。(https://www.daowen.com)

本章以沘江水体和泥沙为研究对象，沿着沘江源头至下游与澜沧江汇入口处，分别于2016年和2017年的枯水期（4月）和汛期（7月）采集河道内的表层水样和泥沙（床沙和悬沙）样品，进行重金属Pb和Zn含量分析。探索不同时间尺度（枯水期和汛期）沘江重金属Pb和Zn含量时空分异特征。在此基础上，结合矿区附近污染源的调查，分析可能的污染途径及影响因素，定量分析金顶矿区对沘江下游泥沙中重金属含量的相对贡献率，为沘江重金属污染评价、管理、治理提供科学的决策支持和数据基础。