煤矸石淋溶液重金属释放规律与生物毒性研究

摘要

为了解煤矸石堆放过程中的污染物释放规律及环境危害,以贵州某酸性煤矸石堆为研究对象,采用静态淋溶与动态淋溶对不同固液比、不同粒径条件下的煤矸石中重金属的释放规律进行了研究,同时通过明亮发光杆菌T3(Photobacterium phosphoreum T3)法测定了不同粒径煤矸石动态淋溶液的发光度,以此分析其生物毒性。结果表明:①静态淋溶时,固液比越大,静态淋溶液的pH值越小,SO_(4)^(2-)及Fe、Mn元素的含量越大,而重金属的溶出量并未随固液比增加表现出明显的变化;在相同的淋溶条件下,中粒径溶出的重金属浓度相对较大;②动态淋溶时,随着淋溶时间的增加,淋溶液的pH值逐渐增加,SO_(4)^(2-)及重金属的溶出浓度逐渐减小。不同粒径的煤矸石累计释放的重金属总量不同,对不同粒径的煤矸石累计重金属释放量与时间的关系进行2次拟合,发现重金属的释放速率不受煤矸石粒径的影响,淋溶初期时的重金属释放速率最快,随后逐渐减缓直至趋于稳定;③未稀释时的淋溶液相对发光度均为0,表现为剧毒状态。稀释100倍后,不同粒径的相对发光强度在56%~65%范围内,中粒径煤矸石的淋溶液的生物毒性最大。对不同重金属浓度与发光度进行线性拟合结果表示,所研究的6种重金属均对发光菌有抑制性,其中Zn、Pb、Mn起主要抑制作用。