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目前,我国港口码头矿石的装卸堆存还主要以露天式的粗放型管理为主。堆放过程中,金属矿石产品在雨水的淋溶作用下会引起矿石中重金属的溶出,势必成为近海水域的潜在污染源。本文以天津港矿石堆场矿石为研究对象,通过静态浸泡和动态淋溶实验,研究了天津港堆场中典型矿石产品中重金属的溶出特性和释放规律。同时结合重金属形态分析,探讨了重金属形态特征与动态淋溶过程中重金属释放规律的关系。通过实验得到以下成果:(1)分别对天津港普遍堆存的铜精矿、铅精矿、铁矿石、锰精矿、铬矿和锌精矿进行静态溶出实验,并根据各矿石中重金属的溶出情况和污水综合排放标准,确定典型矿产品为铅精矿和铜精矿,典型污染因子为铅精矿的Zn、Pb、Cd和铜精矿的Ni。在此基础上,进一步研究了时间、pH值和温度对铅精矿中Zn、Pb、Cd和铜精矿中Ni溶出的影响。结果显示:铅精矿中Zn、Pb、Cd的溶出浓度大体上随温度和时间的增加而增加,较为不同的是铜精矿中Ni随温度和时间的增加呈先增加而后降低的趋势;在3.5~7.5的pH值范围内,铅精矿中Zn、Pb、Cd和铜精矿中Ni的溶出量变化均不明显。(2)分别对典型矿产品铅精矿和铜精矿进行动态淋溶实验,研究温度(20、25和35℃)和时间两个敏感因素对淋溶过程中重金属释放行为的影响。结果显示:在淋溶周期内,随着时间的增加,铅精矿中Zn和Pb的溶出浓度始终在一定的范围内波动,累积释放量呈线性增长;铜精矿中的Zn和Cd的溶出曲线基本一致,淋溶开始时溶出浓度很高,在1d内迅速下降到很低的浓度水平,之后一直在这个范围内波动,两者的累积释放量随时间的变化曲线可分为快速释放(0~1d)和慢速释放(2~18d)两个阶段;铜精矿中的Pb随时间的变化趋势较为复杂。温度对于铅精矿中Zn和Pb累积释放的影响大体呈正相关的趋势;温度对于铜精矿中Zn的累积释放的影响则在淋溶2d后呈现出负相关(20℃>25℃>35℃)的趋势;温度对于铜精矿中Pb和Cd累积释放的影响较为复杂。(3)为了更好地理解矿石中重金属的释放规律,进行了矿石重金属的形态分析即多级提取实验。铜精矿中Zn和Cd以水溶态为主,迁移性强,且铜精矿吞吐量大,因此Zn和Cd在雨水作用下,短期释放量大,环境污染风险最大。铅精矿中Zn和Pb水溶态所占比例小,淋溶释放量也小,尤其是Pb与SO42-形成沉淀,因此环境污染风险较低。可见,可结合重金属形态来分析和预测雨水作用下矿石中重金属释放规律,为预防港口矿石堆场重金属污染提供指导性建议。