人工湿地处理凡口铅锌矿金属废水的稳定性分析_招文锐

人工湿地处理凡口铅锌矿金属废水的稳定性分析招文锐1,杨兵2,朱新民3,束文圣2(1.广东省韶关市环境监测站,广东韶关512026;2.中山大学生命科学学院,广东广州510275;3.凡口铅锌矿环保处,广东韶关512026)摘要:研究了宽叶香蒲Typhalatifolia人工湿地系统处理广东韶关凡口铅锌矿选矿废水的稳定性。历时10年的监测结果表明:该系统能有效地净化铅锌矿废水。未处理的废水含有高浓度的有害金属,Pb(11.5mg·L-1),Zn(14.5mg·L-1),Cd(0.05mg·L-1),经人工湿地后,出水口水质明显改善,其中Pb,Zn和Cd的净化率分别达到99.0%,97.3%和94.9%。分析其pH和Pb,Zn,Cd,Hg,As质量分数的年份和月份变化趋势,发现经湿地处理的废水出水水质中的各指标的年份和月份变化幅度较小,且都在国家工业污水的排放标准之下,可见该湿地的污水净化具有很高的稳定性。关键词:人工湿地;稳定性;重金属;治理中图分类号:X751文献标识码:A文章编号:1008-8873(2001)04-0016-05选矿尾矿废水一般含有Pb,Zn,Cd,Hg,As等有害金属,直接排放会导致严重的环境污染,对生态系统的影响极大。人工湿地是处理生活和工业废水的有效手段,但在矿山金属废水处理的研究和应用较少。为此中山大学于80年代中期在广东凡口铅锌矿建造了以宽叶香蒲Tyhalatifolia为主体的人工湿地,以期能有效净化矿山金属废水[1,2]。由于人工湿地受降雨、气温等自然因素的影响较大,从而可能会影响部分湿地处理污水的稳定性[3]。因此,本研究通过对该人工湿地出水口水质的长期监测,分析了其主要污染物的年变化及月变化规律,以揭示利用人工湿地处理尾矿废水的稳定性。1研究地自然条件凡口铅锌矿位于韶关市仁化县境内。该区于属于潮湿多雨的亚热带气候,海拔高度为100～150m,年平均气温约20℃,最低为-5℃,最高为40℃,年降雨量平均1457mm左右,地下水资源丰富,土壤为红壤。凡口铅锌矿是中国乃至亚洲最大的同类型矿之一,原矿品位高,开采量大,日排放废水量多达60000t(见表1),未经处理的废水中含有大量的废矿砂以及Pb,Zn,Cu,Cd和As等重金属[2,3]。20世纪80年代中期,在尾矿填充坝上种植宽叶香蒲,经十余年的自然生长和人工扩种,逐步形成了以宽叶香蒲为主体的人工湿地。废水经湿地系统处理,停留时间为5d,流入一个稳定塘,再经出水口排入周围的水体[4,5]。基金项目:广东省自然科学基金资助项目(990259)收稿日期:2001-06-15;作者简介:招文税(1959-),男,工程师;通讯联系人:束文圣.第20卷第4期2001年12月生态科学EcologicScienceVol.20No.4Dec.2001表11991-2000年凡口铅锌矿尾矿废水年排水量年度1991199219931994199519961997199819992000排水量(t·a-1)31381286133370770667864140784407113442414143023684634282686134783801852材料与方法本文的样品采集、处理和测定方法均参照环境规范进行[6]。在填充坝入水口,于1992年连续4次取填充坝进水口水样。在出水口,自1991年1月至2000年12月逐月取水样。水样经快速定量滤纸过滤后,用原子吸收分光光度法测定水中Pb,Zn,Cd,Hg和As等重金属的质量分数。3结果与讨论入水口水质测定结果表明(表2),未处理的铅锌废水含有较高的Pb(11.490mg·L-1),Zn(14.467mg·L-1),Cd(0.0488mg·L-1),可以看出进水口pH值略高,Pb,Zn,Cd严重超标,分别为国家标准的114.9,7.23,4.875倍,其它重金属含量接近或低于国家工业废水排放标准;经人工湿地处理后,出水口水质明显改善,其中Pb,Zn和Cd的净化率分别达到99.0%、97.3%、94.9%。表2凡口铅锌矿填充坝出、入水口水样各参数与国家工业废水排放标准的比较mg·L-1参数pHPbZnCdHgAs测量值入水口8.22511.490014.46730.048750.000340.0765出水口7.6740.11100.38550.002470.000140.01589净化率%-99.097.394.958.579.2工业废水排放标准值[7]6～91.02.00.010.0010.13.1出水口pH和重金属浓度年动态分析3.1.1pHpH与入水口相比有减小的趋势,年变化范围不大,在7.6左右波动(图1a),呈弱碱性,符合国家工业废水排放标准。3.1.2有害金属元素对出水口有害金属元素(Pb,Zn,Cd,Hg,As)