【摘要】金属硫化物的氧化是形成鄢家村酸性矿山废水的最主要原因，矿山尾砂矿废水长久严重危害矿区周围的生态环境，甚至在矿山关闭多年之后危害仍然存在。
　　【关键词】金属硫化物；氧化；危害；生态环境
　　1.前言
　　鄢家村在2009年9月10日，鄢家村水库及村中水塘水质突然变得清澈见底，鱼虾死光，“土壤中连蚯蚓都没有（鄢家村村长语）。”从2009年9月到现在几年的时间里，此一现象并未改变，鄢家村水库及村中水塘周边并无还在运行的厂矿企业，只在鄢家村水库北边有一废弃多年的采石场，水库水的来源主要来自采石场和水库西侧山上来水，这两股水同时注入水库。鄢家村的主要灌溉水源来自这个水库，同时因为鄢家村地处水库下游，地下饮用水源恐受影响。
　　多年来，鄢家村无法进行鱼业养殖，村民的种养收入减少，村民的健康恐受到影响。
　　2.污染原因分析
　　鄢家村环境质量监测结果显示，鄢家村环境污染主要是两个方面，第一，地表水水环境污染，其次是土壤环境污染。水环境污染造成了土壤环境污染进一步恶化，因为鄢家村的主要灌溉水源来自受到水环境严重污染的水库。
　　水库水的来源主要来自采石场和水库西侧山上来水，这两股水同时注入水库。分析结果显示，水环境污染主要的源头是来自水库东侧采石场来水。
　　我们采集了采石场来水、水库西侧山上来水、村中水塘、村地下水等四个采样点位的水质进行分析。
　　分析结果显示，水环境污染主要的源头是来自水库东侧采石场来水。
　　同时我们发现水库东侧采石场来水的硫酸根离子很高，但是在水库出水口、水库东侧采石场来水、村中水塘水质分析中硫化物均为末检出。为了判明水库东侧采石场来水中的很高的硫酸根离子的来源和水质呈酸性（ph（无量纲）：3.0）的原因，为此，我们采集了两种矿石进行分析，一种是黄色矿石，另一种是黑色矿石。矿石样品经风干磨碎，测定结果显示：黄色矿石含微量的铁、锰；黑色矿石含较高的锰、铁，通过有效硫分析，有效硫为20%，因此，我们判断，采石场为硫铁矿区，因有效硫成份太低，不具开采价值。
　　因为，硫铁矿在风化氧化过程中，s严重流失，s在风化产物中几乎消失，在风化氧化过程中形成硫酸及硫酸盐。s的大量流失表明风化氧化过程中酸释量很高。
　　所以，水库东侧采石场来水的硫酸根离子很高，水质呈强酸性。
　　硫化物矿物在氧化过程中产生硫酸的过程为（以fes2为例）：
　　① 3fes2+8o2→fe3o4+6so2 ② 4fes2+11o2→2fe2o3+8so2 、2so2+o2→2so3、so3+h2o→h2so4
　　为了了解矿山尾砂矿废水对鄢家村土壤环境质量造成的污染状况，我们采集了鄢家村三个监测点位的土壤样品进行分析，分别是：背景值监测点位、鄢家村菜地（水库灌溉区三个点位）、采石场（矿石风化粉末，三个点位）共7个土壤样品。同时，我们采集了两种矿石进行分析，一种是黄色矿石，另一种是黑色矿石。土样及矿石样品经风干磨碎，通过100目尼龙筛，分析样品用hf-hno3-hclo4混合液，于聚四氟乙烯烧杯中消煮，然后用hcl溶解残渣，待测液用原子吸收分光光度计测定。
　　土壤环境质量ph（无量纲）、 阳离子交换量（cmol/kg）监测结果
　　于是我们发现了一条重金属迁移的路径：
　　矿石→氧化酸化→进入水体→通过水体转移→菜地→菜地富集 尽管当地村民经过多年在菜地种植树木、培植草之后，通过植物修复，菜地的土壤环境已经大为改善（菜地土壤仍然为酸性土）。但是我们从重金属迁移的路径中以及当地村民对当时状况的描述中得知，矿山尾砂矿废水对土壤环境的影响。
　　因此，我们对鄢家村环境污染原因得出以下结论：
　　采石场部分矿石为硫铁矿石，其主要成份为fes2，并含有锰原素，fes2通过化学反应可生产出硫酸。矿山开采使原本深埋在地下的金属硫化物暴露在地表，与氧气和水接触后氧化，并在微生物存在的情况下加速氧化，硫化物矿物在氧化过程中产生硫酸，同时释放大量的有害元素，如as、cd、cu、pb、fe、zn、mn等，使得采石场土壤严重酸化，随着雨水季节一来临，随着雨水一同注入水库，使得水库的水ph、铁、锰等因子超标。
　　硫化物的氧化是形成酸性矿山废水的最主要原因，酸性矿山废水长久严重危害矿区周围的生态环境，甚至在矿山关闭多年之后危害仍然存在。
　　硫化物矿物在氧化过程

产生硫酸的过程为（以fes2为例）：
　　①3fes2+8o2→fe3o4+6so2
　　②4fes2+11o2→2fe2o3+8so2
　　2so2+o2→2so3
　　so3+h2o→h2so4
　　其次，降水的淋溶作用，淋溶作用强的地区多雨。由於雨水在空气中吸收二氧化碳，已微含酸性，渗入土内，再和有机质或矿物质分解所产生之各种酸类混合以后，其酸性更强，於是可将土内之石灰质与其他可溶之盐类溶解冲走，在雨水充足地方，淋溶作用常遗留下较具酸性而贫瘠之土壤，曰酸性土。
　　3.建议与对策
　　因为鄢家村山体矿石中存在硫铁矿，因此应减少山林的乱开乱挖，防止土壤的裸露。
　　土壤环境治理：
　　（1）建议采用土壤修复技术中的植物修复技术，对采矿石山体部份裸露处进行植物修复。
　　（2）当地村民经过多年在菜地种植树木、培植草之后，通过植物修复，菜地的土壤环境已经大为改善（菜地土壤仍然为酸性土）所以，对村中菜地仍以植物修复为主。
　　水环境治理：对采矿石山体部份裸露处进行植物修复末达到预期效果前，对水库东侧采石场来水进行引流分流，引流到别处进行处理达标后排放。同时，排干水库现有水量，挖掘出水库底泥。
　　参考文献
　　[1]万茉莉.硫化物矿山尾矿的微生物氧化产物及其环境效应.
　　[2]武正华，张宇峰.土壤重金属污染植物修复及基因技术的应用.
　　注：《乡村环境质量的调查研究》课题