摘 要 用混合尾矿浆及尾矿渣淋溶柱, 研究选矿药剂在尾矿渣及尾矿废水中的静态分布及其淋溶作用, 结果表明: !选矿药剂对整个尾矿区都污染, 即使是水溶性好的药剂, 它们在尾矿渣中的静态分布也占有相当的比例, 油溶性好的药剂多存在于尾矿渣中, 尾矿污染为多种药剂的复合污染, 各种药剂在尾矿渣及尾矿废水中的总浓度成借加大; "用尾矿渣淋溶柱测得单一药剂的淋溶值: 25 号黑药 >MIBC>CN- >二号油 >乙基黄药 >丁基黄药 >Y-89 黄药.但多种药剂复合污染时, 药剂的淋溶距离明显加大, 其中 CN-和 Y-89 黄药加大近一借.复合药剂污染加大药剂的残留期, 也加大它们向地下水及其它水源迁移的几率. 关键词 复合污染, 淋溶. 尾矿坝是矿山各种废弃物的集中地, 尾矿坝中多介质~ 多种污染间的相互影响与作用比较复杂, 在以往的研究及环境监测中 1, 2] , 只注重单一选矿药剂或尾矿区单一介质 (如水> 的污染, 但尾矿坝为多种污染物 (重金属~ 酸性废水~ 多种选矿药剂> 的复合污染 3] .在复合污染状态下, 尾矿坝中的浓度~ 残留~ 迁移距离一巳加大, 将对环境地球化学产生极为严重的破坏与影响. 本文选取 7 种选矿尾矿 (白玉闭路~ 白玉开路~ 内蒙古齐华钢矿~ 青海省昆仑矿~ 江西省德兴大山矿~ 内蒙古白云诺尔矿~ 青海省德尔尼钢矿>, 研究选矿药剂在尾矿渣及尾矿废水中的静态分布及其淋溶作用. 1 实验方法!4" 称取混合尾矿土 1130g, 加入 90.4ml蒸馏水, 装入下端装有玻璃纤维可拆分的不锈钢柱中.填充完毕, 盖上一层滤纸, 并用少量砂石压住滤纸.将待测的选矿药剂溶于少量水中, 均匀施加在土柱的表层.取 116.5ml水 (相当于 124mm的降雨量>, 模拟降雨在 24h 内匀速地淋溶.淋溶结束后, 把不锈钢柱分段拆下, 每隔 3.2cm为一段, 测定待测选矿药剂的含量. 黄药的测定 (乙基黄药~ 丁基黄药~ Y-89 黄药> 4] 土样用蒸馏水浸泡 15min, 过滤, 将滤液置于分液漏斗中, 加入 5ml乙酸缓冲溶液, 5ml硫酸镍溶液, 摇匀, 放置 5min, 再加入 5ml甲苯, 振荡 5min, 静置分层, 将甲苯层移入 10ml比色管中, 用少量无水硫酸钠脱水, 在紫外分光光度计上用 1cm比色皿, 测定 420nm波长处的吸光值.在已知含量的工作曲线上查出其黄药含量. 25 号黑药的测定 5] 土样用蒸馏水浸泡 15min,
过滤, 将滤液置于分液漏斗中, 用盐酸 (1 +3> 一滴调节 p~值至弱酸性.加入氯仿 5ml, 革取 5min, 静置分相, 有机相放入 10ml比色管中, 加入少量无水硫酸钠, 于 UV分光光度计上比色测定, 1cm比色皿, 测定波长 276.8nm的吸光值, 在已知含量的工作曲线上查出其黑药含量. 氰化物的测定 6] 土样用蒸馏水浸泡 15min, 过滤, 将滤液置于 25ml具塞比色管中, 加入 1% NaO~溶液 10ml, 5ml磷酸盐缓冲溶液 (p~i7>, 混匀, 迅速加入 1%氯胺-T溶液 0.2ml, 盖上塞子, 混匀, 放置 3-5min, 再加入 5ml异烟酸-毗哇琳酮溶液, 混匀, 加水稀释至刻度, 摇匀, 在 25- 35C的恒温水浴中放置, 显色. 松油醇的测定 土样用甲醇浸泡 15min, 过滤, 滤液于 GC-MS 上检测, 进样口温度 240C, 不分流方式, 载气为氦气, 流速 1ml~min -1 , 收集范围 35-451amu.各种惦烯醇为定性~ 定量依据.归一化法定量. 208 环 境 化 学 25 卷 MIBC的测定 土样用甲醇浸泡 15min, 过滤, 滤液于 GC-MS 上检测, 进样口温度 230C, 分流方式, 载气为氦气, 流速 1ml min -1 , 收集范围 26-206amu.色谱保留值及质谱图为 MIBC的定性依据, 外标法定量. 2 药剂在尾矿渣及废水中的静态分配 1# 样品按 400g t-1 加入乙基黄药, 检测水土中黄药的含量; 2# 样品按 400g t-1 加入 25 号黑药, 检测水土中黑药的含量; 3# 样品按 400g t-1 加入二号油, 检测水土中二号油的含量; 4# 样品加入乙基黄药 400g t-1 , 二号油 100g t-1 , 无水碳酸钠 4000g t-1 , 无水亚硫酸钠 4000g t-1 , 检测复合污染水土中黄药的含量; 5# 样品加入 25 号黑药 400g t-1 , 二号油 100g t-1 , 无水碳酸钠 4000 g t-1 , 无水亚硫酸钠 4000g t-1 , 检测复合污染水土中黑药的含量; 6# 样品加入乙基黄药 400g t-1 , 二号油 100g t-1 , 无水碳酸钠 4000g t-1 , 无水亚硫酸钠 4000g t-1 , 检测复合污染水土中二号油的含量; 7# 样品加入乙基黄药 400g t-1 , 十一号油 100g t-1 , 无水碳酸钠 4000g t-1 , 无水亚硫酸钠 4000g t-1 , 检测复合污染水土中黄药的含量. 取 150g混合尾矿土置于 250ml量筒内, 加入一定量的选矿药剂和 100ml蒸馏水, 包封, 避光阴凉处静置 7d 后, 测定上清液中以及土样中选矿药剂的总含量.结果见表 1. 表 1 药剂在尾矿渣及尾矿废水中的静态分配 Table1 ThestaticdistributiOn Ofreagentsin thetailingsOiland tailingwastewater 单一污染物含量/#g 复合污染物含量/#g 1# 黄药 2# 黑药 3# 二号油 4# 黄药 5# 黑药 6# 二号油 7# 黄药尾 矿 渣 609.14 4253.67 4759.6 2715.61 5204.51 1373.20 2192.35 尾矿废水 3174.8 3645.98 23017 19714.9 3874.03 5176.5 20071.3 比 值 0.192 1.167 0.207 0.138 1.343 0.265 0.109 由表 1 可见, 经 7d 放置, 单一药剂污染时, 尾矿渣及尾矿废水中乙基黄药, 25 号黑药的含量明显偏低, 即单一药剂污染时, 黄药和黑药的安定性较差, 残留期短; 而在复合污染时, 尾矿渣及尾矿水中乙基黄药和 25 号黑药的净含量均加大, 尤其是化学性能不稳定的乙基黄药的净含量几乎加大 6 借, 其安定性与残留期明显增加. 静态试验还表明: 水溶性药剂主要分布在尾矿废水中, 但仍有相当比例的水溶性药剂进入尾矿渣中; 油溶性药剂并未漂浮在尾矿水的表面, 而是大量进入尾矿渣中, 尤其是在多种药剂复合污染时, 进入尾矿渣的比例加大, 它们向尾矿坝下部的尾矿渣转移能力加大.
3 药剂复合污染在尾矿土往中的迁移 3.1 三种黄药在尾矿土柱中的分布乙基黄药~ 丁基黄药~ Y-89 黄药的淋溶浓度均为 400g t-1 .三种黄药的油溶性从大到小顺序为: 乙基黄药 <丁基黄药 MIBC>CN- > 二号油 >乙基黄药 >丁基黄药 >Y-89 黄药 复合污染程度愈复杂, 淋溶深度愈大 起泡剂 +无机选矿药剂 +选矿药剂的复合污染 >起泡剂 +选矿药剂的复合污染 >无机选矿药剂 +选矿药剂的复合污染 >单一选矿药剂. 5 结论 选矿药剂对尾矿区为整体性污染, 其静态分布规律为 水溶性好的单一药剂在选矿废水中为主, 但在有相当比例直接进入尾矿区下层的尾矿渣中, 油溶性药剂则主要分布在尾矿渣中.实际污染为多药剂的复合污染, 各种药剂在尾矿区域内 O尾矿渣原水中O 浓度成借加大, 如毒性大~ 又不稳定的 210 环 境 化 学 25 卷乙基黄药浓度加大近 6 借, 从另一角度看, 其残存期与稳定性明显加大几借. 在尾矿渣淋溶柱上, 单一药剂污染的淋溶值为 25 号黑药 >MIBC>CN- >二号油 >乙基黄药 >丁基黄药 >Y-89 黄药.黄药中水溶性好的药剂淋溶值明显大. 多种药剂复合污染时, 药剂污染的淋溶值均明显加大, 其中 CN-和 Y-89 黄药的淋溶值几乎加大近一借. 药剂复合污染形式愈复杂, 其淋溶值愈大 起泡剂 +无机选矿药剂 +有机选矿药剂的复合污染 > 起泡剂 +有机选矿药剂的复合污染 >无机选矿药剂 +有机选矿药剂的复合污染 >单一有机选矿药剂. 这说明复合污染状态下, 起淋溶作用的不单单是尾矿废水, 还包括尾矿废水中的各种药剂, 它们对尾矿渣中的药剂一样起淋溶作用, 从而加大了它们迁移距离. 多种药剂并存时, 明显影响并改变了单一药剂污染在尾矿坝分布~ 淋溶值等, 它们有了新的赋存与迁移状态, 这正是尾矿坝污染为复合污染的表现形式之一. V W X Y [ 1 ] 赵玉娥, 黄药~ 黑药~ 二号油在水体的降解试验研究.黄金, 1995, 16 <7> 47 51 [ 2 ] 赵文艺, 对杨家杖子矿务局废水处理与利用的分析研究.第一届矿山环境保护学术会议论文集, 1986, 202 214 [ 3 ] 孪和林, 姚文, 矿山化学污染及某些复合污染问题的探讨.矿冶, 2002, <增刊> 265 267 [ 4 ] 安凤春, 莫汉宏, 杨克武等, 农药在土壤中迁移的研究方法.环境化学, 1994, 13 <3> 214 217 [ 5 ] 北京矿冶研究总院 有机浮选药剂分析 组, 有机浮选药剂分析.第一版, 北京 冶金工业出版社, 1987, 10 [ 6 ] 国家环保总局 水和废水监测分析方法 编委会, 水和废水监测分析方法.第三版, 北京 中国环境科学出版社
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