A comparative study of the content of heavy metals in typical metallic mine rivers of the Tibetan Plateau
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摘要:
为研究青藏高原金属矿山勘探、开采、闭坑阶段不同开发阶段河流重金属污染的严重程度，通过野外调查，室内测试分析，对比5个金属矿山河流重金属元素含量、污染指数沿程变化，得出以下结果：①勘探阶段和闭坑后河流水质污染较小，开采阶段矿业活动对河水水质污染较大。②As、Pb、Cd、Cu和Zn五种元素是金属矿山的特征污染物。开采矿区中德尔尼铜矿区、下柳沟铅锌矿、甲玛矿区河流均有重金属元素污染，微碱性环境中德尔尼铜矿区，主要污染物为As，单项污染指数为0~10.6；下柳沟铅锌矿Pb、Cd、Cu和Zn元素单项污染指数分别为0.2~2.1、0~55、0.4~24、0.3~1550；偏酸性环境中甲玛矿区的特征污染物主要为Cu、Cd。其中Cu、Cd单项污染指数为0~4174、0~4；勘探矿区大场金矿、闭坑矿区罗布莎铬铁矿区河流未出现污染元素。③青藏高原5处典型的高海拔山地矿山河流由于稀释作用重金属流经2km后达到安全水平，研究结果可为青藏高原矿山开采中河流水环境保护提供参考依据。
Abstract:In order to study the severity of heavy metal pollution in the exploration, exploitation and closure of metal mines in the Tibetan Plateau, the authors made a comparative study of the heavy metal content and pollution index variation along the rivers in five metal mines. The results show that the water quality of the river is relatively insignificantly affected during the exploration stage and the closure of the pit, whereas the mining activities cause more pollution to the river water quality. (2)As, Pb, Cd, Cu and Zn are the characteristic pollutants of metal mines. Rivers in Deerni copper mine, Xialiugou lead-zinc mine and Jiama mine show heavy metals pollution; in the slightly alkaline environment of Deerni copper mining area, the main pollutant is As, with single pollution index being 0~10.6; the single pollution indexes of Pb, Cd, Cu and Zn elements of Xialiugou lead and zinc deposit are 0.2~2.1, 0~55, 0.4~24, and 0.3~1550 respectively. The characteristic pollutants of the Jiama mining area in an acidic environment are Cu and Cd. The single pollution indexes of Cu and Cd are 0~4174 and 0~4 respectively. There is no pollution element in the river of Rolosa chromium iron ore mining area. (3)The heavy metals of five typical high altitude mountain mine rivers in the Tibetan Plateau reach the safety level after the rivers flow a distance of 2km. The results obtained by the authors provide a reference basis for water environmental protection.
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Keywords:
- Tibetan Plateau /
- metal mines /
- river /
- heavy metal pollution
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地下水氮污染是世界性难题[1-2]，而中国90%的城市地下水不同程度遭受N等元素污染，地下水污染已呈现由点向面、由城市向农村扩展的趋势[3]。近年来，随着煤炭资源开发促进能源化工基地经济的发展，煤炭开采过程中工业污染物的排放极有可能对地下水水质安全造成严重的威胁[4-12]。90%的煤炭含氮量为0.52%~1.41%[13]。前人探讨了煤矸石回填对地下水氮的影响[14]、采煤沉陷积水区地表水与浅层地下水氮的影响[6]，对能源化工基地煤炭资源开发区地下水三氮污染影响因素尚未开展研究。
煤炭资源开发过程中，改变原有包气带中所含的潜在污染物改变了原有的循环模式，而与地表水联系最紧密的是浅层地下水，开采过程在地表、浅层地下水中形成了特有的转化模式[15]，尤其是在采动过程中可能形成的一系列波状地貌，如大量发育的裂隙、裂缝、阶地等。研究区为沙地区，会形成大量的波状起伏的丘陵地貌，对地表、包气带的结构及水、污染物的运移产生了潜在的影响，区域物源补给直接影响氮的含量。故本文立足于地下水径流系统和物源条件探讨转化机理。
宁东煤炭基地鸳鸯湖矿区是国家煤炭规划建设的重要矿区，梅花井井田为鸳鸯湖矿区的5个大型煤矿之一。宁东煤炭基地属2个含煤时代，石炭纪—二叠纪和侏罗纪煤田8个矿区共含煤38层，梅花井矿区主要产侏罗纪煤炭。煤炭开采过程中工业污染物可能含有大量的氮污染物，导致含水层氮污染，生态环境脆弱，水资源相对匮乏，煤炭开采区地下水资源的保护及矿区可持续发展具有重要意义。前人研究了梅花井矿区水文地质条件[16]、采矿对含水层水量及结构的破坏类型和程度[17-19]，而对煤矿区乃至周边的影响区水质尚未探讨。梅花井井田位于宁东夹山梁地貌单元，本文基于地下水补径排条件选择宁东夹山梁地貌为基本研究单元（包括了梅花井井田和周边环境），研究风积沙滩地区煤矿井开采地下水氮污染的程度和影响因素。
1. 研究区水文地质条件
夹山梁位于宁夏回族自治区灵武市以东33km处。梅花井井田位于夹山梁的中东部，鸳鸯湖背斜东翼中部，矿区面积78.96km2，开采深度1300~ 200m。属半沙漠低山丘陵地形。地表为沙丘掩盖，多系风成新月形和垄状流动沙丘。区内无常年地表径流，雨季降水及矿井排水在井田北部低洼地区形成盐碱湖，冬季干枯为碱滩，基岩被第四系风积沙覆盖。
夹山梁地区含水层按岩性组合特征及地下水水力性质、埋藏条件等，主要含水层由上而下划分为第四系孔隙潜水含水层和侏罗系直罗组、延安组砂岩裂隙-孔隙承压水含水层（图 1）。
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图 1 水文地质图及样点分布Q—第四系；K—白垩系；J—侏罗系；T—三叠系Figure 1. The hydrological geological map and sample distribution（1）本区第四系厚2.75~17m，平均厚5.15m①，地下水主要赋存于风积沙、小型洼地及沟谷冲洪积层中。按地下水赋存条件，可分为风积沙潜水层、风积-冲洪积潜水层。地下水主要赋存于风积沙、小型洼地及沟谷冲洪积层中。含沙漠凝结水，地下水位埋深1.00~3.48m，多随地形起伏而异，水位、水量随季节变化，矿化度为0.8~8.03g/L，水化学类型主要为Na- HCO3、SO4 · HCO3- Na · Mg、Cl·SO4-Na·Mg。
（2）侏罗系含水层组是影响矿区煤矿开采的主要含水层，包括上侏罗统直罗组含水层、中统延安组含水层，厚度为13.01~618.62m。煤层厚度主要分布在6.85~337.45m之间，垂向上上部直罗组含水层富水性较强，对梅花井煤层开采影响较大，下部延安组含水层结构较致密，裂隙不发育，富水性较差，对煤层开采影响较小，水化学类型为SO4· Cl-Na、HCO3-Mg·Na·Ca或SO4·HCO3-Na·Mg。
（3）隔水层岩性多为中细砂岩与粉砂岩、泥岩互层，岩性致密，与煤层共同形成良好的隔水层。
2. 研究方法
采样点位于鸳鸯湖矿区夹山梁，采集第四系含水层水样10个和侏罗系含水层样品3个（图 1），利用GPS精确定位，潜水水位埋深一般为6~8m，侏罗系含水层水位埋深一般为65~100m。采样时间为2016年9月12日—9月17日，统测1次。水样采集、固定及保存均按照《水质采样样品的保存和管理技术规定》（HJ 493—2009）②进行，并及时运往实验室检测。依据水和废水监测分析方法[20]对浅层地下水中的氮分布及限制性特征进行分析；现场测试指标为水温，室内测试分析TDS、NO3-、NO2–、NH4+共4项。水化学测试由中国地质调查局西安地质调查中心实验测试中心完成。评价方法参照《矿山地质环境调查评价规范DD2014— 05》 8.3.2.2条款，地下水污染评价采用单项超标倍数法。
3. 结果
3.1 三氮空间污染特征
对夹山梁地区浅层地下水中主要离子及部分水化学指标的数据统计显示（表 1），本区浅层地下水pH值范围为7.13~9.63，浅层地下水普遍处于偏碱性环境，且酸碱度空间差异不大。矿化度变化范围为185.2~3278.22mg/L，表明矿化度指标空间分布差异较大。水质为淡水-咸水之间。其中一处水样中NO3–毫克当量百分数超过25%（表 1），对水化学类型产生较大影响。
表 1 地下水测试数据Table 1. The list of groundwater test data样号 地貌类型 水温/℃ pH 井水埋深/m 含水层类型 总矿化度mg/L NH4+mg/L NO3–mg/L NO2–mg/L 水化学类型 J1 风积沙滩 16 7.73 65 承压水 491.3 0.06 15.7 < 0.01 HCO3-SO4-Na-Mg-Ca J2 风积沙滩 15 8.53 70 承压水 569.32 0.07 20.2 < 0.01 HCO3-SO4-Na-Ca-Mg J3 风积沙滩 14 7.96 100 承压水 630.02 0.06 6.71 < 0.01 HCO3-Mg-Na-Ca J4 风积沙滩 18 7.71 0 泉水 826.62 0.08 80.8 0.74 HCO3-SO4-Na-Mg-Ca J5 风积沙滩 17 7.89 5 潜水 1368.28 0.12 200 < 0.01 SO4-HCO3-Cl-Na-Mg J6 风积沙滩 17 7.95 2 潜水 1038.91 0.11 234 0.92 HCO3-NO3-Na-Mg J7 风积沙滩 16 8.01 4 潜水 1538.07 0.11 67.1 0.49 HCO3-Cl-SO4-Na-Mg J8 风积沙滩 12 7.94 4.3 潜水 1668.22 0.1 171 2.01 Na-HCO3 J9 冲积平原 7.13 1 潜水 185.2 0.06 7.97 < 0.01 HCO3-SO4-Ca-Mg J10 冲积平原 17 8.51 潜水 1622.24 0.08 43.2 0.84 Cl-SO4-HCO3-Na-Mg J11 冲洪积平原 16 9.63 2 潜水 1549.54 0.1 6.3 0.69 Cl-SO4-Na-Mg J12 冲洪积平原 8.19 3.5 潜水 3278.22 0.1 79.6 < 0.01 Cl-SO4-Na-Mg 由表 1、图 2可以看出，研究区13组水样中三氮NH4+、NO3–、NO2–水化学特征，含量范围分别为0.06~0.12mg/L、4.67~234mg/L、 < 0.01~2.01mg/L，与国家地下水质量标准Ⅲ类水质限值对比，氨氮均检出，但未污染；NO2–均检出，其中6组含量为重度或极严重污染；NO3–的7组样品未检出，其余5组NO3–污染级别为中度、轻度污染。空间上无论矿权范围还是矿权外，污染样点均存在，不同的是NO3–污染主要在第四系潜水含水层中，而NO3–污染已经迁移至承压水中。超标样点占调查样点的75%。
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图 2 宁东梅花井地下水三氮污染评价Figure 2. Evaluation graph of groundwater three nitrogen pollutants in Meihuajing field, Ningdong3.2 矿区地下水氮物源
本次采集了煤矸石和区域土壤，pH为碱性。煤矸石产生量约占煤炭开采量的5%~25%[20]。从表 2可知，区域土壤氮含量平均值为346mg/kg，氮含量为5级，氮养分缺乏；煤矸石氮含量平均值为1213mg/kg，氮含量为3级，氮养分足量。矸石中含有丰富的N元素，即矿业开发为地下水氮污染提供了丰富的氮源。刘钦甫等[21]在煤矸石中氮溶出的动态淋滤实验中，得出煤矿区地表矸石中含有吸附状态的硝态氮，而这部分氮较容易被水所溶出，特别是中性水比酸性水更容易使其溶出。在3种形态的氮中，硝态氮明显占优势，且其变化趋势与总氮一致。
表 2 煤矸石、表土中N元素含量Table 2. The content of nitrogen in gangue and soil物源类型 样品编号 N pH 附近布设井孔 GS1 301 8.7 GS2 1556 7.58 研究区内 GS3 1406 8.02 GS4 257 6.78 GS5 519 8.31 GS6 424 8.70 GS7 899 8.15 GS8 859 8.23 GS9 1523 8.12 煤矸石 GS10 173 9.22 GS11 2382 8.15 研究区外 GS12 1668 7.78 GS13 703 8.39 GS14 2331 7.89 GS15 3123 7.52 GS16 2131 7.13 GS17 1595 7.14 GS18 770 10.97 GS19 418 8.36 煤矸石平均值 1213 8.17 土壤 T1 472 9.21 J3 T2 290 9.34 J5 T3 440 9.26 J2 T4 386 9.41 J1 T5 170 8.97 J7 T6 320 8.95 J11 土壤平均值 346 9.19 中国土壤普查技术含量分级[22] 6级 < 50 5级 50~750 4级 750~1000 3级 1000~1500 2级 1500~2000 1级 >2000 粉煤灰场旁水样取自电厂灰渣贮灰场旁边的水塘，废水排放标准暂无对硝酸盐的规定，本文参照国家地表水环境质量标准（GB3838—2002）和国家地下水环境质量标准（GB/T 14848—93）Ⅲ类水限值。从表 3可知，淋滤液、河水、湖水、降雨中含有硝酸盐和氨氮成分，但相对国家标准其水质是安全的。
表 3 粉煤灰淋滤液、地表水、雨水中N元素含量Table 3. The content of nitrogen in fly ash filter, surface water and rain water水样类型 样品编号 NH4+ NO3– NO2– 粉煤灰场旁水样 F1 0.06 10.8 < 0.01 F2 0.07 8.09 < 0.01 F3 0.07 11.4 < 0.01 河水 H1 < 0.02 1.36 < 0.01 H2 < 0.02 4.09 < 0.01 湖水 H3 0.07 1.9 < 0.01 雨水 Y1 0.04 2 0 国家地表水环境质量标准（GB38382002）Ⅲ类水限值 1 10 研究区为牧区，大量的牧羊粪便随着地表或雨水进入地下水，施用动物粪便等的地区，地表水回补后的地下水NO3–值较高；地下水中N元素的浓度逐年增加[22-24]。
4. 讨论
地下水中三种主要的无机氮形态NH4+、NO3–、NO2–，以NO3–、NO2–为主，其中地下水中的NO3-占无机氮的比例最高，氨氮未出现超标，超标成分为NO3–、NO2–。那么地下水中NH4+不超标而NO3–、NO2–超标的影响因素是什么？
首先，从地下水补给-径流-排泄条件考虑：①垂向补给条件，由前述可知，目前淋滤液、河水、湖水中三氮相对国家标准水质是安全的，引起地下水硝酸盐和亚硝酸盐超标的可能性较小。但是由于有丰富的物源，在地表水或降雨长期淋滤作用下，沿垂向可能引起地下水中硝酸盐和亚硝酸盐的超标。②受地形地貌影响明显，地下水补给区位于夹山梁和布朗山，研究区只有J9井孔位于丘陵高地，水质良好，而处于经过长期的蒸发作用和溶滤作用的排泄区的样点，如J8、J10、J11井点中，NO3和NO2–含量增加，出现超标现象，J8井点中的NO3–、NO2–超标倍数分别为99.5倍、7.55倍，J10井点中的NO3–、NO2–超标倍数分别为41、1.16倍，J11井点中的NO3–超标倍数为33.5倍。③煤矿采掘扰动改变含水层围岩和径流条件，也会促进N的释放。如J1与J2井点具相似的地形条件，不同的是J2位于矿权范围，井孔中NO3–含量出现超标现象，而在矿权范围外的J1井水质良好，煤炭资源在开采过程中，煤层、围岩中的氮化物矿物与氧气和水接触，在微生物的催化作用下，经过一系列复杂的地球化学反应，可促进N元素的释放。由于矿井水在地下与围岩裂隙水存在着一定的水力联系，这些含氮物质的释放将会对水环境造成严重的威胁[25-28]。
其次，地下水水文地球化学特性的众多研究表明，地下水氮污染形式主要是NO3–的污染，其是国内外最普遍、污染面积最大的地下水污染问题[29-31]，在NH4+、NO3–、NO2–系统中三氮变化关系通常总是向NO3–转化，而NO2–浓度增高的罕见情况也只是具有暂时性意义[6]。因此长期以来，NO2–在潜水中出现增高甚至超标，取决于复杂的地下水中氮的转化过程，主要包括有机氮的矿化作用、NH4+吸附作用、硝化作用、反硝化作用、异化还原等[31]。同时温度、pH、Eh、土层介质厚度、土壤透气性等也是重要的影响因素[25, 32-35]。Sitaula等[35]认为，硝化反应的最佳pH值范围为8~8.4，pH值低于7时，硝化速率明显降低，低于6或高于9.6时，硝化反应几乎停止，研究区pH值范围为7.73~9.63，是硝化反应的最佳区域。王晓娟等[36]认为，在氮的转化过程中，细菌起着重要的作用，几乎所有微生物在好氧环境转变为厌氧环境后均可参与硝化过程；有研究表明，某些反硝化细菌在好氧条件下也可以进行反硝化[37]，一定温度范围内，氮矿化（氮由有机态转化为无机态NH4+或NH3的过程）随温度的升高而升高，随土层深度增加而降低，随土壤通透性的降低而降低，这也可能是潜水中NO3–、NO2–含量高而承压水中只有NO3–含量高的原因。
5. 结论
（1）NO3–、NO2–与国家地下水质量标准Ⅲ类水质限值对比污染严重，NO2–污染主要在第四系潜水含水层中，而NO3–在潜水和承压水中均有污染。研究区超标样点占调查样点的76.92%。根据物源和氮污染空间分布情况推测，煤矿区氮的污染很可能是研究区高地球化学背景引起的。
（2）NO3–在研究区浅层地下水中的相对含量较高，NO3–毫克当量百分数超过25%的水样，对水化学类型产生影响。
（3）NO3–、NO2–的影响因素很大程度受限于煤矿开采、地形地貌条件、垂向补给及水文地球化学条件。低山丘陵高地及煤矿开采未影响到的地方，水质较好。温度、pH、Eh、土层介质厚度、土壤透气性等也是重要的影响因素。
致谢: 青海水勘院张盛生、贾升安同志和四川省地质矿产开发局九一五水文地质工程地质队曾文钊、杨与靖在野外进行样品采集，西北地质调查测试中心对样品进行测试分析，在此一并致谢。 -
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图 1 青藏高原典型矿区分布
Figure 1. The distribution of typical mining areas in the Tibetan Plateau
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图 2 德尔尼铜矿区河流样品分布
Figure 2. The distribution of river samples in Deerni copper mining area
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图 3 大场金矿区河流样品分布
Figure 3. The distribution of river samples in Dachang gold mining area
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图 4 下柳沟铅锌矿区样品分布
Figure 4. The distribution of river samples in Xialiugou lead-zinc mining area
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图 5 甲玛铜矿区河流样品分布
Figure 5. The distribution of river samples in Jiama copper mining area
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图 6 罗布莎铬铁矿样品分布
Figure 6. The distribution of river samples in Luobusha chrome-iron mining area
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图 7 德尔尼铜矿区河流重金属水质沿程评价
Figure 7. The evaluation of heavy metals along the river in Deerni copper mining area
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图 8 大场金矿区河流重金属水质沿程评价
Figure 8. The evaluation of heavy metals along the river in Dachang gold mining area
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图 9 下柳沟铅锌矿河流重金属水质沿程评价
Figure 9. The evaluation of heavy metals along the river in Xialiugou lead-zinc mining area
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图 10 甲玛矿区色布浦沟水质沿程评价
Figure 10. The evaluation of heavy metals along the Sebupu River in the Jiama mining area
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图 11 罗布莎矿区玛吉沟河水质沿程评价
Figure 11. Evaluation diagram of heavy metals along the Maji River in the Lobsshar mining area
表 1 五个金属矿山环境地质背景概况
Table 1 The environmental geological background of five metal mines
矿山名称 描述 青海大武镇
德尔尼铜矿矿区地处高山峡谷地貌，2004年建矿，目前为露天开采，矿权面积10.2882km2。德尔尼河从境内流过。德尔尼河属常年流水，平均流量0.81~1.26m3/s，水力坡度0.13，水质较好，矿化度为0.1~0.4g/L，用于矿区生产和生活用水① 青海大
场金矿青海省曲麻莱县麻多乡北部的青海大场金矿20世纪七八十年代的过采，2003年以来，这个矿区勘探区内已经探明的金矿储量达120t②。大场金矿矿区目前共有10个探矿权，本次研究重点对大场河源头的青海省曲麻莱县大场金矿普查区开展了研究，矿权面积62.56km2。矿区属高寒干燥地区，年降雨量300~400mm，每年6~9月是主要的降雨季节，占全年降雨量的70%~80%。地貌类型属青南河源丘状山原盆地，河谷平坦、开阔，地势北西高南东低。矿区位于黄河源头约古宗列曲北岸大场河的中、上游地段，区内海拔4300~4650m。砂金矿即产于河谷及河漫滩中，以冲洪积砂矿为主，冲积古河道砂矿及冰碛砂矿次之[17]。大场河属常年流水，平均流量1.89m3/s[18]，水力坡度0.01，水质较好 下柳沟
铅锌矿位于西梁山-尕大阪多金属成矿带，北祁连走廊南山南坡，开采时间10a以上，前两年停采，目前刚开始重新开采，重新探矿2~3年。矿权更替频繁。地表水流量较小，主要来源为矿坑渗水及降雨。水质物理性状较好，清澈，未见浮游生物 西藏甲
玛铜矿西藏甲玛铜多金属矿为世界级超大型矿床[19]。位于拉萨市墨竹工卡县扎西岗乡斯布村普朗沟泽日山，1995年开始露井开采[20]，至2006年共有10个开采平硐，阶段高12~40m，分别位于4605~4780m，4780m以上为露天开采。矿权面积2.24km2。色不浦沟平均流量2.01m3/s，水力坡度0.0085 西藏罗布
莎铬铁矿中国唯一大型铬矿，位于山南地区曲松县罗布莎镇境内，距山南地区所在地泽当约85km，地处高寒山区，海拔标高4000~ 4500m，北临雅鲁藏布江，海拔标高3500m, 该矿山从1987年已设计开采，属于露天与井下结合，目前露天开采停止，主要为井下开采，矿权面积约90km2。玛吉沟平均流量0.29m3/s，水力坡度0.049 
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表 2 地表水重金属污染等级
Table 2 Heavy metal pollution grades of surface water
等级划分 单项污染指数（Pi） 污染等级 污染水平 Ⅰ Pi＜1 安全级 未受到污染 Ⅱ 1≤Pi＜2.0 轻度污染 受到轻度污染 Ⅲ 2.0≤Pi＜3.0 中度污染 受到中度污染 Ⅳ 3.0≤Pi＜5.0 重度污染 受到严重污染 Ⅴ Pi≥5.0 极严重污染 受到极严重污染
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表 3 地表水综合污染评价分级
Table 3 Grading of surface water comprehensive pollution evaluation
等级划分 综合污染指数（Pz） 污染等级 污染水平 Ⅰ Pz≤0.7 安全 清洁 Ⅱ 0.7＜Pz≤1.0 警戒线 尚清洁 Ⅲ 1.0＜Pz≤2.0 轻污染 轻度污染 Ⅳ 2.0＜Pz≤3.0 中污染 受到中度污染 Ⅴ Pz＞3.0 重污染 污染相当严重
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表 4 德尔尼矿区河水中重金属元素含量及pH值
Table 4 The heavy metals concentrations and pH of surface water in Deerni River of typical mining areas
矿区 样品编号 采样位置 重金属元素含量/（mg· L-1） pH Hg Pb Cd Cr As Cu Zn 德尔尼铜矿区 DENS1 矿区水源 < 0.00005 < 0.001 < 0.001 0.004 0.005 0.002 0.003 8.75 DENS2 正对尾矿库德尔尼河断面 < 0.00005 < 0.001 < 0.001 0.002 < 0.001 0.003 0.002 8.17 DENS3 尾矿库涵洞上游500m断面 < 0.00005 < 0.001 < 0.001 0.003 0.265 0.001 0.002 8.48 DENS4 尾矿库涵洞排水入德尔尼河后断面 < 0.00005 < 0.001 < 0.001 0.001 < 0.001 0.002 0.002 8.3 DENS5 德尔尼河主河道 < 0.00005 < 0.001 < 0.001 0.001 0.004 0.003 0.002 8.27 DENS6 德尔尼河主河道 < 0.00005 < 0.001 < 0.001 0.001 < 0.001 0.002 0.004 8.21 DENS7 德尔尼河主河道 < 0.00005 < 0.001 < 0.001 0.001 < 0.001 0.002 0.002 8.19 DENS8 德尔尼河主河道 < 0.00005 < 0.001 < 0.001 0.001 < 0.001 0.002 0.002 8.24 DENS9 德尔尼河主河道 < 0.00005 < 0.001 < 0.001 0.001 < 0.001 0.003 0.002 8.24 最小值 — — — 0.001 0.004 0.001 0.002 8.17 最大值 — — — 0.004 0.265 0.003 0.004 8.75 平均值 — — — 0.002 0.091 0.002 0.002 8.317 大场金矿区 DCS6 大场河主河道中游一支流 < 0.00005 0.001 < 0.001 0.003 0.002 0.006 0.007 / DCS5 大场河源头 < 0.00005 0.001 < 0.001 0.002 0.003 0.004 0.004 / DCS4 大场河源头入主河道前 < 0.00005 0.001 < 0.001 0.003 0.008 0.004 0.003 / DCS3 大场河主河道上游 < 0.00005 0.001 < 0.001 0.004 0.039 0.006 0.005 / DCS1 大场河主河道中下游 < 0.00005 0.002 < 0.001 0.005 0.005 0.006 0.008 / DCS2 大场河主河道下游 < 0.00005 0.001 < 0.001 0.003 0.004 0.004 0.003 / 最小值 — 0.001 — 0.002 0.002 0.004 0.003 / 最大值 — 0.002 — 0.005 0.039 0.006 0.008 / 平均值 — 0.001 — 0.003 0.009 0.005 0.005 / 下柳沟 XLGS1 下柳沟河上游 < 0.00005 0.014 < 0.001 0.013 0.005 0.016 0.039 / 铅锌矿 XLGS2 下柳沟河中游 < 0.00005 0.010 < 0.001 0.009 0.004 0.019 0.028 / 区 XLGS3 下柳沟河出山口 < 0.00005 0.006 0.001 0.004 0.002 0.004 0.006 / 最小值 — 0.006 — 0.004 0.002 0.004 0.006 — 最大值 — 0.014 0.001 0.013 0.005 0.019 0.039 — 平均值 — 0.010 0.001 0.009 0.004 0.013 0.024 — 甲玛铜矿区 JMS1 石浦沟河上游 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 0.001 0.01 < 0.05 7.6 JMS2 石浦沟河上游加错德村 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 0.002 0.01 < 0.05 7.6 JMS3 甲玛矿区莫古浦河入石浦沟河前 < 0.00005 < 0.005 0.004 < 0.010 0.001 41.74 < 0.05 3.9 JMS4 甲玛矿区石浦沟中游 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 0.001 0.068 < 0.05 7.5 JMS5 甲玛矿区石浦沟中游卡军果村 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 0.001 0.051 < 0.05 7.6 JMS6 石浦沟中下游双巴岗村 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 0.002 0.01 < 0.05 7.6 JMS7 石浦沟中下游卡加村 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 0.003 0.01 < 0.05 7.7 JMS8 石浦沟下游卡列村 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 0.004 0.01 < 0.05 7.6 JMS9 石浦沟入墨竹曲河前 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 0.001 0.01 < 0.05 7.6 最小值 — — 0.004 — 0.001 0.01 — 3.9 最大值 — — 0.004 — 0.004 41.74 — 7.7 平均值 — — 0.004 — 0.002 4.658 — 7.2 罗布莎铬铁矿区 LBSS1 玛吉沟上游沟水 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 < 0.001 < 0.01 < 0.05 7.7 LBSS2 玛吉沟中上游水 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 < 0.001 < 0.01 < 0.05 7.3 LBSS3 玛吉沟中游沟水 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 < 0.001 < 0.01 < 0.05 7.5 LBSS4 玛吉沟下游沟水 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 0.003 < 0.01 < 0.05 7.4 最小值 — — — — — — — 7.3 最大值 — — — — 0.003 — — 7.7 平均值 — — — — 0.003 — — 7.5
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表 5 典型矿区废水中重金属元素含量和pH值
Table 5 The heavy metals values and pH in waste water samples of the typical mining areas
矿区 样品编号 重金属元素含量/（mg· L-1） pH Hg Pb Cd Cr As Cu Zn 下柳沟铅锌矿 XLGFS1 < 0.00005 0.016 0.055 0.002 0.011 0.24 15.5 6.93 德尔尼铜矿 DENFS1 < 0.00005 < 0.001 < 0.001 < 0.001 < 0.001 0.00539 0.0879 7.72 DENFS2 < 0.00005 < 0.001 0.00134 < 0.001 < 0.001 0.0111 0.39 7.68
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表 6 典型矿区土壤重金属元素含量及pH值
Table 6 The heavy metals values and pH in soils of the typical mining areas
矿区 样品编号 重金属元素含量/（mg· kg-1） pH Hg Pb Cd Cr As Cu Zn 甲玛铜矿区 JMT1 0.023 32.5 0.11 75.7 21.6 21.9 74.8 8.36 JMT2 0.046 38.4 0.14 166 17.9 39.2 89.9 8.03 JMT3 0.037 126 0.44 55.7 54.2 136 102 7.90 JMT4 0.048 41.9 0.35 45.9 29.2 447 93.6 8.01 JMT5 0.022 194 0.22 44.3 29.1 63.6 88.7 7.96 德尔尼铜矿区 DENT1 0.081 27 0.26 92 18.7 60 100 6.8 DENT2 0.068 28 0.2 72 21.26 28 74 7.02 DENT3 0.051 23 0.21 81 41.94 48 90 6.63 DENT4 0.0545 24 0.26 120 16 53 94 7.14 下柳沟铅锌矿 XLGT1 0.000034 46.0 0.37 81.0 0.0128 28.0 84.0 7.70 XLGT2 0.000284 910 6.72 72.0 0.0528 450 1300 7.51 XLGT3 0.000034 530 3.36 66.0 0.0181 38.0 520 7.70 大场金矿区 DCT1 0.021 18.0 0.18 47 31.1 22 71 8.70 DCT2 0.034 19.0 0.18 48 161.3 26 81 7.48 DCT3 0.028 21.0 0.19 54 45.3 28 84 7.47 DCT4 0.022 19.0 0.15 56 23.8 30 89 7.62 DCT5 0.02 22.0 0.17 55 66.6 31 92 7.49 DCT6 0.024 18.0 0.12 38 41.2 25 77 7.55 罗布莎铬铁 LBST1 0.068 153 0.36 79.6 75.6 852 152 4.04 矿区 LBST2 0.028 14.0 0.068 1114 11.6 21.0 56.7 8.69 国家土壤环境质量标准（GB15618—1995）自然保护区标准 0.15 35.0 0.2 90.0 15.0 35.0 100.0
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表 7 典型矿区矿石、废渣样中重金属元素含量和pH值
Table 7 The heavy metals values and pH in sediment samples, discarded residues samples of the typical mining areas
矿区 样品编号 重金属元素含量/（mg· kg-1） pH Hg Pb Cd Cr As Cu Zn 大场金矿 DCKS1 0.1 33.0 0.19 120 3.6 53.0 120 7.73 德尔尼铜矿 DENKS1 16000 180 17000 33 36 81.38 1453 7.53 DENWY1 130 18 140 2000 0.17 4.99 25 9.09 DENWKJ1 1800 53 3600 200 5.64 31.33 901 6.95 DENDN1 30 21 100 120 0.12 21.23 115 8.24 国家土壤环境质量标准（GB15618—1995）自然保护区标准 0.15 35.0 0.2 90.0 15.0 35.0 100.0
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表 8 典型矿区泉水中重金属元素含量和pH值
Table 8 The heavy metals values and pH in spring samples of the typical mining areas
矿区 样品编号 重金属元素含量/（mg· kg-1） pH Hg Pb Cd Cr As Cu Zn 甲玛铜矿区 JMQS1 < 0.00005 < 0.005 < 0.0001 < 0.010 0.001 0.01 < 0.05 7.6 罗布莎铬铁矿区 LBSQS1 < 0.00005 < 0.005 < 0.001 0.01 < 0.001 < 0.01 < 0.05 7.4 LBSQS2 < 0.00005 < 0.005 < 0.001 0.01 0.003 < 0.01 < 0.05 7.4
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