文档介绍：铅锌矿区河谷沉积物的磁学特征与重金属污染的关系
角媛梅*,周鸿斌,史正涛,明庆忠,王李鸿,何兰兰
云南师范大学旅游与地理科学学院,云南昆明 650092
摘要:以流经中国铅锌矿储量最大的兰坪金顶铅锌矿区的澜沧江支流——沘江的河谷冲积物为研究对象,通过实地调查采样、室内实验测定和统计分析等方法,测定并分析了沘江河谷沉积物的磁化率特征与重金属Pb、Zn、Cd的含量,以探讨矿产开发对河谷沉积物重金属含量的影响,并试图为其监测提供一种简单有效的手段。研究表明:(1)沘江沉积物磁化率因受到兰坪铅锌矿产开发活动的影响表现出明显的分段性,且与重金属污染状况的分段性基本吻合,呈现上游污染段沉积物的重金属含量和磁化率均高于下游的特征,且单因子污染指数较高的河段磁化率也高;(2)回归分析显示,沉积物磁化率与重金属含量显著相关;(3)可以利用磁性测试监测矿区河流沉积物的重金属污染状况。
关键词:磁化率;重金属污染;沘江;沉积物
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)01-0201-05
水体、土壤及沉积物等受重金属污染后,对周边生态系统的持续存在造成极大威胁,并通过食物链逐级富集而危害人体健康[1]。重金属污染已成为区域生态安全的重大威胁之一,受到国际国内社会的广泛关注[2]。有毒有害重金属矿产资源的开发常造成周围环境的重金属污染。如何快速并准确地调查和监测矿产开发引起的重金属污染状况是解决问题的关键。在受重金属污染的水体中,沉积物中的重金属含量比水相中高得多,是反映水体被重金属污染的指示剂[3]。因此,河流沉积物中重金属污染的研究一直是备受关注的焦点[4]。
图1 研究区及样点分布
Fig. 1 The location of study area and sampling sites
重金属污染调查通常采用样品的化学分析方法,该方法能精确测定重金属的含量,但其不足之处在于耗时多、工作量大、成本高,而且很难在大范围内进行监测。20世纪90年代以后,环境磁学因其快速、灵敏、经济、无破坏性和信息量大等优点在地学领域的应用日益广泛[5],随着一系列高灵敏度磁测仪器的问世,环境磁学方法成为监测环境污染尤其是重金属污染的新手段[6-9]。eaud[10],Chan[11]、张卫国等[12]研究表明,湖泊、潮滩沉积物的磁性与其中重金属的含量相关,可以用沉积物的磁参数快速确定重金属污染的范围和程度。在许多情况下,环境样品的磁化率与重金属含量相关,尤其是Pb、Zn、Cu,因此磁化率在一定的环境中可以作为重金属含量的替代指标[13]。
兰坪县金顶超大型铅锌矿区位于云南三江并流区南部,是中国迄今已探明储量最大的铅锌矿床,也是世界上为数不多、储量上千万吨级的铅锌矿床之一。现探明铅锌金属储量1426万吨,占全国铅锌总储量的12%,占云南省总储量的44%,澜沧江的重要支流沘江的上游河段流经矿区(图1)。铅锌矿的大面积露天开采使大量弃土和低品位矿石流入沘江中,使河床迅速抬高(据实地访问约抬高5 m左右),导致沘江兰坪段内的河谷基本被弃土和矿渣填满,来自省内外的大量淘矿工不仅手捡锄挖、人背马托,而且有人直接将挖掘机开入河内挖淘矿石(笔者调查时见到5台),导致了严重的河床淤塞、河界不清、水位下降等河流生态问题。同时,河谷中还分布有选矿厂和