摩洛哥南部采矿区的重金属污染:
监测壤中径流和地下水的金属含量和毒性*
Hicham El Khalil & Ouafae El Hamiani等
(Environ Monit Assess DOI 10.1007/s10661-007-9671-9)
翻译:葛秀珍;校对:苑惠明
【摘 要】进行这项工作的目的是利用微生物的生物测定法MetPLATEM ,评价径流,被金属污染的土壤,Marrakech区两个采矿点的地下水中的金属毒性.这种生物测定方法主要是根据金属污染引起的Escher ichia大肠菌突变株的β半乳糖苷酶的特异性抑制.两个矿区所有采样站的河水样全部都是毒性的,而且呈现出的酶抑制超过87%,矿区C中SWA4和SWB1站除外.这些河水的Cu和Zn的浓度高,说明MetPLATE表现出了剧毒性.B和C矿河水的pH值在2.1和6.2之间变化,可能是金属的活化作用造成的,这就提出了这些矿区酸性矿山排水的问题.生物测定的MetPLATE方法还应用于酸性水污染的尾矿和土壤的测定.结果表明,由于可溶性Zn和Cu的浓度较高导致这些土壤和尾矿的毒性高.地下水毒性测试使用的MetPLATE方法说明,除了B矿GW3外(潮湿季节抑制作用95.3%,干燥季节抑制作用82.9%),其余的呈现出的金属的毒性都低,抑制作用为2.7–45.5%.这种毒性高的原因主要是铜(189μgCul-1)和锌(1505μgZnl-1)的浓度高于常见的浓度.这些结果说明这两个含金属矿附近的不同生态系统的潜在风险.观察的总的趋势是MetPLATE测定的金属毒性随着研究的母岩中总金属浓度和移动的金属浓度的增加而增加.因此,MetPLATE生物测定是评估水样和土样金属毒性的可靠而且快速的生物测定方法.
【关键词】地下水 重金属 金属毒性测定 MetPLATE 采矿区 壤中径流
引言
人为活动是环境中金属污染的主要根源(Adriano1986).重金属的毒性破坏生态系统,影响食物链,引起人类和动物的健康问题.金属一旦进入环境,便进行生物和化学反应,致使它们分布于土壤,沉积物和水中(Misra等1994;Herreweghe等2002;Jung等2002;Liu等2003;Tahiri等2005).控制金属移动和生物利用率的生物地球化学过程包括对矿物和有机物表面的吸附,分解,生物矿化作用,氧化还原作用,与生物或者非生物配位体的络合作用以及被生物区的吸收过程(Kraemer和Hering2004).这些过程能够确定环境中金属的存在形式,因此,可以确定它们的生物速效性和毒性.
采矿工程能导致生态系统金属污染的污染源的形成.虽然这种采矿作业影响的区域较小,但是却对环境的影响非常大.矿山关闭后,尾矿被堆放到周围的土壤层上,这就形成了污染暴露于环境的因素.尾矿中释放的金属可能导致酸性矿山排水(AMD).因此对土壤和水生环境有影响(Salomons 1995;Passariello等2002;Mian和Yanful2003).过去已经进行过一些采矿活动对土壤,水体,沉积物和植被的影响的研究.这些研究表明,在这些位置发生酸性矿山排水,这主要是由于金属硫化物(即黄铁矿)的氧化作用导致排泄的水酸化(Salomons 1995;Bell等2001;Mian和Yanful 2003;Baker和Banfield2003;ElGharmali等2004;Lee等 2005;Boularbah等2006a,b).
采矿工程对给定的开采位置的影响受气候,采矿方法,地质条件以及矿山是处于开采状态还是废弃状态等因素的控制(Bell等2001).
摩洛哥(主要是南部区域)有许多的含金属的场地,其中有一些已经被开采,其他的则已经被废弃.这些地方主要集中在Marra kech,Ouarzazate和Anti-Atlas山脉的北部(Abarro 等1998;Eddebbi等1998).金属粒子的传输可以通过风或者水流路径完成.这种现象在那些含金属的植被缺乏区比较严重(Adriano 1986; Boularbah 等 2006a,b).这说明居住在这个矿区附近的居民的健康存在潜在的风险.研究的采矿区域位于Marrakech-Tensift区的北部,在该区域,其他的几个源于人类活动的污染源诸如,土壤废弃物的堆放,城市和工业废水的排放,都有助于化学的和微生物的污染物的生成.污染了的河水可能会沿着冲积层和断层地带的裂隙和断裂带渗漏(Direction des Mines, de la Géologie et de l'Energie 1975; Hibti 2001).这就说明了这个区域地下水的化学和微生物特性相对较低,特别是马拉喀什北部的地下水(Lyakhloufi等1999;Hydraulic Basin of Tensift Agency(ABHT)2004).

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