6.9.3　矿区铅锌重金属迁移的滞后性

2017年7月21日，沘江流域矿区暴雨过程特点是降雨历时短且呈间歇性，所以暴雨过程的界限难以划分开。降雨初期，虽然降雨强度大，但水位涨幅不明显，可能是土壤水分比较低，未达到饱和。地表径流发生时间一般滞后于降雨发生时间，污染物从上游迁移至下游也存在一定的滞后时间。暴雨前，矿区下游（断面3）Pb和Zn含量明显高于矿区，说明这两个断面还存在其他的污染来源。从矿区下游（断面3）和矿区（断面2）间的交互相关关系看，矿区下游（断面3）Pb和Zn含量比矿区Pb和Zn含量分别滞后8小时和16小时且为负相关，进一步说明确实存在其他污染源，因此含量较上游高。可能是汛期水电站排水对河床的冲刷比较明显，造成河道流速增大，富含重金属的底泥也被大量冲刷并迁移至下游河床沉积。从矿区下游（断面4）和矿区（断面2）间的交互关系看，矿区下游（断面4）Pb和Zn含量比断面2分别滞后16小时和24小时且为负相关，说明断面4也存在其他污染源。一方面，可能是由于云龙县城市污水、农业面源污染等产生污染物的进入河道，加上人为挖沙等活动改变了河道的自然形态，最终导致污染物随河流迁移至下游沉积；另一方面，底泥厚度比较大，受到外力作用会释放重金属离子进入悬浮物中，产生“二次污染”，造成悬沙中Pb和Zn含量比较高。

在交互相关中，两个序列之间的关系本身就不是单一的，所以导致对应不同的滞后时间出现不同的相关系数（Olías et al.，2006）。矿区上游的泥沙量逐渐增多，主要原因是上游降雨的缘故。暴雨后，矿区河段悬沙量迅速降低，且悬沙中Pb和Zn含量也迅速下降，说明大部分悬沙已迁移至下游或沉积于底泥中，导致悬沙中Pb和Zn含量也随之降低。矿区下游（断面3和断面4）在上游断面2发生暴雨过程中Pb和Zn含量变化不大，但暴雨后浓度上升，可能是上游的污染物迁移到下游，使Pb和Zn污染物浓度升高。其中，7月22日10：00，断面3的悬沙量增多，Pb和Zn含量升高。在7月22日16：00，断面4悬沙中Pb和Zn浓度上升，说明上游污染物到达下游存在滞后效应。从分析结果也可以看出，暴雨事件下矿区重金属污染物的迁移机制非常复杂，对河流重金属含量的贡献很明显，而以往的研究较少考虑此方面，因此以后需加强对流域暴雨过程的监测研究。

山区矿山与河流类型多样，受到不同的地理特征、土壤背景值、气候条件、土地利用和矿山开采方式等不同影响因素的制约，其重金属含量变化、迁移过程及影响机制的时空分异性较大。本研究重点揭示了兰坪金顶铅锌矿开发对沘江流域重金属Pb和Zn含量分布及迁移过程的影响。但研究仍存在一些不足，有待进一步深入和完善。(https://www.daowen.com)

（1）不同场次强降雨具有多样性和随机性，导致矿区重金属污染物的迁移特征可能存在差异性。本研究的监测频率未能反映重金属污染物在降雨过程的连续性变化。未来研究可在河流断面上安装自动监测设备（如电导率和流量记录仪），实现多次降雨过程观测数据收集和提高时间精度的连续性。另外，基于记录仪记录的高分辨率电导率、浊度和流量等数据，建立流量、浊度、电导率和重金属含量之间的关系，提出精确估算降雨事件期间溶解负荷和颗粒负荷量的方法。

（2）本研究主要解决了矿山开发背景下的河流重金属污染物迁移的过程及含量定量影响，但在矿山重金属污染物的迁移机制方面的研究有待以后深入开展。矿区重金属污染物的迁移与矿区土壤侵蚀程度、土壤颗粒大小及重金属形态等因素有关，应构建相关机制模型，更深入地揭示矿山重金属污染物的迁移机制及环境效应。

（3）下一步还可结合兰坪金顶矿山开采、冶炼过程中不同污染源的重金属污染物排放量等相关数据，利用同位素示踪方法进一步揭示沘江流域重金属时空分异特征、污染来源、来源贡献及迁移途径等，为流域重金属污染防治提供更有效的防范措施与依据。