铜是现代工业中非常重要的一种金属原料。近几年来,在高铜价的刺激下,国内掀起新一轮的铜矿开采、冶炼产业的发展和扩张浪潮。矿产资源的开发既给人类社会带来了巨大的经济利益也带来了环境问题。重金属是伴随矿山开发而广泛存在的一类污染物质。由于其在环境中作用持久、易为生物富集放大以及毒害性强等特点,历来备受关注。大红山铜矿是一个国内少有的大型富铜矿山,其储量较大、品位较高以及投资效益较好。当前正处于大红山铜矿企业的快速发展期,产铜规模不断扩大。给当地经济发展做出贡献的同时,给周围环境带来的压力和生态问题也开始令人堪忧。目前对该地区环境现状的基础研究严重滞后,尤其是铜矿发展给周边生态环境带来的重金属污染等问题还有待研究。本文以大红山铜矿周围河水、沉积物及土壤为研究对象。系统开展了Cu、Cr、Cd、Pb、Zn和Ni6种重金属在矿区周围河流和土壤中的分布(包括重金属总量与形态分布)特征、重金属在河流水-沉积物两相中迁移累积特征研究,归纳矿区周围重金属的污染规律,评价铜矿周围环境中重金属含量现状及其周围生态环境的潜在危害风险,找出矿区周围环境的生态敏感点。为大红山铜矿的环境保护提供科学支持。主要研究结论如下:1大红山铜矿区周围河流重金属含量较为突出的是Cu和Cd。水相中,老厂河的Cu、曼干河和浑龙河水的Cu和Cr,肥外河的Pb和Zn,戛洒江水相中Cr较高,均达国家Ⅱ类水标准;Cd和Pb在各水体水相中均达Ⅰ类水标准。底泥中,浑龙河Cu元素含量值最高,老厂河中Cd、Ni最高,戛洒江中Cr含量最高,肥外河Zn元素含量最高,曼干河各金属含量均较高。底泥样点中Cu元素的污染比较严重,达三类样点最多,其次为二类;Cd和Ni大部分达到国家一类土壤标准,少部分达二类;污染程度最轻的是Cr、Pb和Zn,基本没有构成污染。2河流水相中几种元素分布规律为:Cu、Cr、Cd、Pb、Zn和Ni呈现出从紧邻矿区的曼干河到最终纳污的下游河流戛洒江中浓度明显降低的趋势;在沿途的老厂河中表现为个体Cu浓度高,浑龙河中个体Cd浓度高,肥外河中个体Pb和Zn高的特征。充分说明了铜矿周围地表水中重金属含量变化受到污染源矿山的干扰和控制,随着离矿区的距离增大,金属元素迁移能力减弱、水体自净能力适度恢复,水相中重金属浓度降低。同时也说明除大红山铜矿外,各河流周边零星的矿业开采及隐蔽排污等因素导致该地区地表水体中重金属含量和元素的空间分布呈现差异性。3研究表明,老厂河和肥外河是浑龙河重金属污染的主要贡献河流。初步估算,老厂河水载带的Cu和Cr,肥外河水载带的Cd、Pb、Zn和Ni是浑龙河中重金属的主要贡献元素贡献量分别为:0.67 t/a、0.71 t/a、0.66 t/a、3.85 t/a和0.18 t/a,严重影响着浑龙河的水质状况。而浑龙河水的Zn、Cr和Cu水溶态迁移量对戛洒江中重金属含量贡献较大,分别为:2.32 t/a、0.91 t/a和0.53 t/a。4矿区周围土壤中重金属分布特征为:离矿区最近的曼干河、老厂河岸土壤中分别为Cu、Cd的含量显著较高;肥外河岸边果园内土壤中Cr、Ni含量较高;戛洒岸边的菜园土壤中的Pb含量明显较高;浑龙河河床内水田土壤中重金属含量较低。不同的土地利用造成的重金属污染程度为:矿业生产>果园种植>蔬菜种植>水田耕作。5重金属形态研究表明:铜矿周围河流底泥和土壤中重金属形态分布较为相似。主要以残渣态存在,有效态中:Cr和Cd可交换态比例较大,Pb主要以铁锰氧化物态存在,Zn在底泥中主要以铁锰氧化物态存在,在土壤中主要以碳酸盐态存在;Cu则主要以有机态存在;Ni形态分布相对比较稳定6根据植物检测法和潜在生态污染指数法对矿区周围河流沉积物和土壤中重金属污染的初步评价表明:矿区周围河流沉积物和土壤中重金属对植物均有一定的毒性。各金属的潜在生态危害性不同,目前矿区周围生态环境安全威胁最大的污染元素为Cd和Cu,主要区域有老厂河、曼干河和浑龙河;肥外河和戛洒江主要受到Cd和Pb的潜在威胁。应引起高度重视。7大红山铜矿周围存在的环境敏感点有:曼干河中游段,老厂河下游段河岸,老厂河、曼干河交汇处,浑龙河段。说明了重金属污染、环境敏感与矿业开采分布格局表现出一定的相应关系。