德兴铜矿大坞河流域地表水水质演化

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1、矿 床 地 质 2012 年 MINERAL DEPOSITS 第 31 卷 增刊 德兴铜矿大坞河流域地表水水质演化* 薛 强1，赵元艺2，柳建平3，张佳文2，郭 科1，路 璐2 （1 成都理工大学管理科学学院，四川 成都 610059；2 中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037； 3 中国地质大学 海洋学院，北京 100083） 德兴铜矿床地处江西上饶德兴市境内，为亚洲开发规模最大的露天铜矿床。德兴铜矿的祝家村低品位矿石淋滤场坝底渗漏，又在集液池下方建一酸性水库，该水库水位上涨时，酸性水则从蓄水池涵洞口排出进入大坞河， 造成对大坞河流域的影响。 诸多专家对此类环境问题进行了多方探讨

2、 （倪栋， 1998； 刘成,2001；赵元艺等，2003；黄长干等，2004；许万文等，2004；陈怀满等，2005；初娜等，2007；赵元艺等，2007；王翠珍等，2008；赵元艺等，2009） 。本文对大坞河流域按照 2004 年 4 月和 8 月以及和 2011 年 8 月 2 个年度采集地表水水样共 40 件，进行水质演化的研究，查明其变化规律和原因，为构建和谐矿地关系做贡献。 1 pH 值特征 大坞河源区水的 pH 值很低， 2004 年 4 月水的 pH 值在 2.32.7 之间， 2004 年 8 月水的 pH 值在 2.32.8之间， 2011 年 8 月水的 pH 值在 2

3、.83.5 之间， 离国家类水标准要求的 pH 值在 69 较远。 这 3 个时间段，上游 pH 值分别为 33.6、 2.82.9、 3.74.1， 都不符合国家类水标准。 中游 pH 值分别为 2.57.7、 3.56.9、3.85.8，其中，2004 年 4 月只有德铜办公楼、单身宿舍主流和德铜医院 3 个样品采集点 pH 值符合国家类水标准；2004 年 8 月只有单身宿舍支流和主流 2 个样品采集点 pH 值符合国家类水标准；其余时间各个地方都不符合国家类水标准。到下游 pH 值分别变为 6.4-7.3、3.46.6、4.2，其中，2004 年 4 月 pH 值符合国家类水标准；20

4、04 年 8 月在大坞河河口下游 pH 值符合国家类水标准，沽口 pH 值不符合国家类水标准；2004 年 8 月 pH 值都不符合国家类水标准。 2 重金属元素含量 大坞河源区 Cu、Zn 含量极高，2004 年 4 月 Cu、Zn 最高含量达 135 990 g/L 和 11 186 g/L，分别为国家类水标准的 135.99 倍和 11.186 倍；2004 年 8 月 Cu、Zn 含量最高达 115 000 g/L 和 6 770 g/L，分别为国家类水标准的 115 倍和 6.77 倍；2011 年 8 月 Cu、Zn 含量最高达 95 880 g/L，和 9 520 g/L，分别为

5、国家类水标准的 95.88 倍和 9.52 倍。 上游三次取样的 Cu、 Zn 的含量最高分别为 16 419 g/L 和 2 938 g/L，22 500 g/L 和 2 780 g/L，4 843 g/L 和 646 g/L，都超过国家类水标准。中、下游地区，2004年 4 月 Cu、Zn 都达到国家类水标准；2004 年 8 月 Cu 含量最高达 7 990 g/L，为国家类水标准的 7.99倍，Zn 含量最高达 399 g/L, 达到国家类水标准；2011 年只有德铜办公楼 Cu 含量达到 5 229 g/L，为本文得到国土资源部公益性行业科研专项德兴铜矿集区地球化学环境累积效应与预警

6、方法研究 （编号：201111020-05） 、 江西德兴斑岩铜矿科学基地研究 （编号：200911007-01） 、中国地质调查局地质矿产调查项目钦杭成矿带中新生代岩浆-热液多金属成矿与靶区优选 （编号：1212011085408）以及国土资源部“两权”专项项目矿床地质环境模型与环境评价研究 （编号：30302408-02）共同资助 第一作者简介 薛 强，男，1988 年生，硕士研究生，应用数学专业。Email： 通讯作者 赵元艺，男，研究员，从事矿床学与地球化学研究。Email：yuanyizhao2sina. com 496 矿 床 地 质 2012 年 国家类水标准的 5.229 倍，

7、其他地方 Cu、Zn 都达到国家类水标准。 3 次采集样品数据分析表明 Cd 只在源区超标，含量最高值分别为 53.4 g/L，25.8 g/L，50 g/L，分别为国家类水标准的 10.86 倍、5.16 倍和 10 倍； 而在上、中、下游地区，2004 年 4 月祝家村 Cd 的含量是 14.1 g/L, 为国家类水标准的 2.82 倍，其余地方最高含量是 4.11 g/L,达到国家类水标准；2004年 8 月祝家村 Cd 的含量是 10.7 g/L, 为国家类水标准的 2.14 倍， 其余地方最高含量是 2.21 g/L,达到国家类水标准； 2011 年 8 月德铜办公楼 Cd 的含量是

8、 8 g/L, 为国家类水标准的 1.6 倍； 其余地方达到国家类水标准。 3 讨 论 （1）整体看来，从源区沿河向下 pH 值逐渐升高，这是因为从酸性水库涵洞口排出的酸性水在大坞河流域不断被稀释。中游 pH 值波动较大，是因为大坞河的泗洲选厂至泗洲镇段采取逐段拦河筑坝,降速沉淀的方法治理酸性水和重金属污染,并引入 4#尾砂库和泗洲选厂碱性水从金家附近注入大坞河，中和酸性水；同时此处硫酸厂废水的排入，以及居民生活污水的排入等，导致这一河段及下游水质变化复杂。2004 年 8月大坞河 pH 值比 2004 年 4 月 pH 值较低，这可能是因为 8 月份大量降水，使得酸性水库的水大量流入大坞河中

9、，造成大坞河流域 pH 值较低。2011 年 8 月 pH 值比 2004 年 8 月 pH 值较高，酸性稍弱。 （2）大坞河流域从源区到下游，Cu、Zn 和 Cd 的含量呈现下降趋势。主要是由于源区的水是强酸电解铜的水，Cu、Zn 和 Cd 含量很高；另外，强酸环境下，重金属发生解吸、溶解等反应，因此也造成该区的重金属含量非常高。沿河向下，pH 值升高，有利于重金属沉淀富集，有利于大坞河流域中、下游的清洁，并且随着河流的自净能力和河道的变宽，河水流速下降，水体中重金属出现机械和化学沉淀作用，因此中、下游重金属的含量逐渐降低。2004 年 8 月 Cu、Zn 含量比 2004 年 4 月高，这

10、可能是 8 月雨水丰富，源区高浓度的 Cu、Zn 随雨水流至大坞河流域，加上雨水流经大坞河的过程中，会将大坞河两岸岩土中的重金属溶解，使得大坞河流域的重金属浓度增加。2011 年 8 月 Cu、Zn 含量比 2004 年 8 月低，这是由于加强了对环境的保护， 并采取一些治理措施， 使得大坞河 Cu、 Zn 含量降低。 而 2004 年 4 月 Cd 含量比 2004年 8 月较高，这是因为 Cd 浓度很低，8 月时雨水的稀释作用比较明显；2011 年 8 月 Cd 含量比 2004 年 8月较高。 （3）大坞河流域 2011 年地表水水质比 2004 年有所好转，这是由于大坞河流域酸性水污染严重，引起了广泛关注。德兴铜矿建立了酸性废水处理调控系统，确立了清污分流、源头控制、末端治理、优先堆浸、适度中和及扩大 HDS 技术对大坞河进行治理（蒙莉莉，2008）。 4 结 论 大坞河流域从源区到下游，pH 值升高，重金属含量降低，地表水的质量越来越好，污染元素为 Cu、Zn、Cd。三次采集水样的数据分析对比表明，2011 年 8 月的水质最好，其次是 2004 年 4 月的水质，2004年 8 月的水质最差。 参 考 文 献（略）