在元素地球化学分类表中,砷属金属矿床的成矿元素族,也属半金属和重矿化剂族。收稿日期200-03-23;修订日期200-08-基金项目:国家杰出青年科学基 作者简介:(973-,女,湖南邵阳人,博士。主要从事植物修复技术研究＊通讯作者:,研究员,博士生导师。E-alchenb@gsnrrac 27自然界中极少见自然砷或砷金属化合物,大多以硫化物的形式夹杂在金、铜、铅、锌、锡镍钴矿中30013因此砷常作为找寻这些金属矿床的指示元素1。我们根据《矿产储量表》15的矿产储量数据进行统计和计算,截至2003年底,我国19个省、的砷矿产地共84处列入储量表内(简称表内,下同,累计探397万t70%折算,131万t277万t,580t1)称表外,下同)各种金属矿及硫铁矿中伴生丰富砷资源。通过对其他含砷矿种的砷资源数据统计(砷保有资源储量=保有矿石量矿石含砷量,砷含量>01%的储量有138万余t0115万t1图 Fig1 Distributionofarsenicdepositsin我国的砷矿资源相对集中,主要分布于环太平洋中造山区的中南及西部16。169887696648.6万t,合计占总保有储量的52.8%。广西1347万t、云南697万t、湖南689万)三省区累计的表内砷探明储量共占总累计探明资源量的.9%;其有储量分别为67.1万t、54.8万t、39.9万t,共占总保有储量的58.0%(图1。上述三省区的砷储量占我国砷储量的绝大多数。其次,内和的砷保有储量占全7811万)为主,产地数为50处,占总储量的.%在累计探明储量最多的三省区中广西南丹和云南个旧两地砷资源的1 等:中国主要含砷矿产资源的区域分布与砷污染问题 累计探明储量分别达103万t和410万t,各占总储量的28%和103,居全45510121我国砷矿资源的共、我国砷矿资源储量丰富,但单独砷矿床不多,表内单独砷矿产地仅23362万t,占总储量的129%;共生、伴生砷矿产地61处,储量246万t,占总量8711。伴生砷矿多集中在桂西北南丹、河池坳陷,滇桂台向斜的西南;单独毒砂矿床产于粤中坳陷的阳春、肇庆等地16。另外,我国拥有世界上独特的雄黄资源,广1500年的开采历史。资源的砷品位分布图截至2003年图2。砷资源的品位集中在<0%区,合计储 Fi2 Distributionofgradeofarsenicdepositsin215.0万t76.710%～50123.3t量的44.0%。从区砷矿产地的砷品位表内)来看,云南、广西砷矿的平均品位算术平均值)较低,分别为2.36%和3.75%;品位较高的有772%)7418产地的平均品位相差不大,为1.13%1.37%。需要特别的是,我国矿产资源中所含有的砷远高于上述数值。除上述所说的共生、伴生砷矿外,对于许多量大、面广的各种矿因此上述计算中并没有将其包括在内。尽管这些矿物中所伴生的砷品位较低但其含砷总量很大。从环境角度考虑,这些矿物所携带的砷一旦进入环境后,也将产生严重的环境污染 27表 Ta.1GradeandreservesofassociatedarsenicoreAs AsS0 0200 32020 32005 00950372089W90530639004002850670025S00 2002220006H5022384 Ta.2Theratiosbetweenthegradesofarsenicandmajormetalsinthemineral矿 As含量

(%g

As*0*07200008S0056200803034内630305073036060I4725546869660256tt＊Au的品位为 外,其余金属均为%15(表1)。锡矿中含有大量的砷资源,133万t。另外铅、锌、金、铜矿中砷储量也非常丰富,都在100万右原冶金部的统计资料显示10,在全球15%的铜资源中,矿物中含501 等:中国主要含砷矿产资源的区域分布与砷污染问题 3150011t1732～20829t1t其他金属(金除外,相应带出012~108t砷。因此,在金属矿产资源开采时,至伴生砷是我国砷资源的主要组成部分,每年大量的砷随其他主矿种而开采出来。据粗略计算(砷的采出量=累积探明砷资源储量保有砷资源储量,截2003年底,我国表内共采出111t砷,其中单一矿产砷资源采出量占总采出167,伴生及共生砷矿资源采出至8333)。从15来看,广西是砷采出量最多的省区676t占总采出5772724142t,占总采出砷

32003Fi3Theexploitedamountsofarsenicupto200) Ta3Theexploitedamountsofarsenicinsomeprovincesof的比例(%)73675484342942354000707054403000000000000000000000000000000000000000000000000000000003975 27量的12.1%。另外、分别为4.54万t和0.91万t;其余省区采出量都在1000t3A01)底,大约22.1万t砷采出至环境15表3)。值得注意的是,广西、湖南、云南、、1万t以上。有些省区砷排放并非由冶炼砷矿引起,可能是由于冶炼其他主矿排放大量的含砷尾矿,例如,采出的砷量竟高达7.43万t。因此,不仅储量表中的砷矿资源开采存在砷的大量排放,而且表外大量的砷也会对环境带来严重的危害。全球已探明的砷储量主要集中于我国,而我国的砷资源主要集中在西南地区。根据这一区域分布特点以及西南地区降雨量大、坡度陡、水土流失严重的地理特点,我国应该高度周文琴等人的发现,1990年我国伴生及共生砷矿资源开采的回收利用只有3处产地①。1988年,伴生砷随主矿采出量约为27万t,回收砷量仅3000t,造成了大1864%20估算,直接流失到环境中的砷量(表内+表外)总共达117万t,占总采出砷量的838%。值得的是,我国部分地区的煤矿中砷的含量水平也较高17,但是由于数据不足,这里的计算中砷伴随着主要元素被开采出来,在矿石的前处理如选矿过程)中,大部分弃留在尾矿中。据魏梁鸿等10对国内有关选矿资料统计,平均约70%的砷采出量废弃于选矿尾砂中20%一些单独砷矿或伴生砷的有色金属矿区的尾矿中砷含量非常高4,是一种严重的潜在污染源。经表 Ta.4ArsenicconcentrationsinmininggMolerver32600266000787[2224886245)[723Jales[FrexedaPenedooNovaScoaGoldenvlle矿 [JngokCheonboSno880[MassCenralChen6)[[BannangSaa地区锡矿 [ [5300[0[3[[Khovu-Aksy2700[[钨 葡萄牙ValdasGaas钨 [＊①鸿①鸿)1 等:中国主要含砷矿产资源的区域分布与砷污染问题 ,广西南丹龙泉中心库等12有色金属矿提取过程中,砷以氧化物或盐的状态分别进入烟气、废水和废渣中。我国除个别厂以As2O3的形式回收少量砷外,大部分厂家因找不到合适的处理方法将大量的含砷废随精矿进入冶炼厂的砷总量达6000t,因砷回收技术,经济效益差,回收的砷不足进1020,60～70%的砷以中间产品堆存,另一部分排入废气、废水中10。因此,采出的砷大部分被不同程度地遗弃、流失,致使资源浪费,砷污染蔓延。表 Ta.5Releaseofarsenicfromnonferrousmetal

湖南锡矿山矿务 含 2%42%的碱渣 [

20砷进入水体,数0kg砷排

[湖南水口山矿 铅锌铜精 大气排放999砷 [炉渣约026砷,7080砷

[537

占进厂总砷量的40%50 [2,500含砷0%的烟尘 [4含 8%38%烟尘年[矿产资源开采中,于地表的含砷废石、尾砂及冶炼废渣在地表风化、淋滤,砷被活化以各种形式逸散到周围环境中,对水体、大气、土壤等造成污染,人和畜禽通过直接接土地是砷的主要归宿地。含砷废渣或尾砂不仅占用土地,同时严重污染土地。大量的报道显示,在含砷矿产资源开采活动密集的区域,土壤及农作物中的砷含量较高。国内目前年产砷渣约5万t,囤积的砷渣20余万t,大量砷渣挤占土地的问题突出3。连南县寨458.4t.2hm2。如湖南常宁县因采矿和冶炼而导致大面积稻田受砷污染,其砷含量为92～840mg/kg5。王振刚等6了石门雄黄矿附近3个村,发现土壤砷含量为84～296mg/kg。广西南丹大厂超大型锡多金属矿田下游的刁江流域沿岸土壤As超G2767或间接地影响健康,成为一条重要的砷途径。发现,受砷污染的地区其农作G≤7g)表6,表现出明显的砷污染效应,对健康构成严重8,9 27表 Ta6Arsenicconcentrationsincropsfromsomeareasinaffectedbymining

葱39077葱3907784＊[59058(2)3922)29247(3)8238057(40[70050609205[8,98063030220360582002234205900023755420024064034000960343([8004392 908872000[587200060[8250)828982503 03452407420 0)

＊括号内数值为平均值 含砷矿产资源的开发所导致的地区性、流域性甚至更大范围的砷污染事故,都时有发生,特别是土法炼砷的污染问题更加严重53。从我国矿业活动导致的砷事件表)来看,砷污染土壤食物)、饮用水源和大气是最主要的途径。这类主要发生在我国砷储量相对丰富及含砷矿产资源采、选、冶活动比较密集的广西、湖南、云南1 表 Ta.7Arseniccalamitiescausedbymining308,6饮水井周围露天堆存含砷碱渣[ 多 锡精炼的铝砷浮渣受潮,产生砷化氢 [

铜鼓风炉渣中混进含砷的废触媒,砷200多 [36]4人慢性砷,2头耕牛 湖南新田县莲花 ,3口鱼塘的鱼全部 炼砷渣随意堆放在公路两边导致 [亡,06h 8人急性砷锑废渣污染井水导致急性砷[

25人急性砷,

直接接触土法炼砷处遗留的铁桶、炉砖,饮用现场砷污染水源

[300余人,农田大面积 收、减产,全年直接经济55005 例急性职业性砷化

炼砷、炼砒废水污染水源和土 [

,其中2

[280[67[884名师生出现 车间空气中三氧化二砷含量过高832300多人砷,32300多人砷,2,

[

50h2

炼砒厂含砷废水污染水源和土 ) 广西柳江 6人,其中2人自来水冲洗废旧砷矿渣产生砷化 [选矿厂排出的废水砷289倍, 93 [ 独山县城近 334 选冶厂随意堆放和倾倒含砷废渣, 湖南衡阳界牌 76 砷矿石、废渣等污染水源 云南楚雄滇中铜 83人陆续 排烟系统超负荷运转,砷化合物烟 辽宁阜 60人砷炼铜厂污水泄漏,污染水 30多注:)中国环境报,200-3-3;)中新网贵阳,2002-3-20 青年报,2002-8-55)重庆晨报,2004-8;)青年报,2005-4-9;)央视国际,397 27276t871%。砷主要伴生在锡、铅、锌、铜、金等金属矿中,其中锡矿中砷储量非常丰富,砷含量>1%的锡矿达133万t。2003年底,139万t,,733万t,湖南。尽管矿产资源的开采并不一定会导致严重的土壤砷污染问题,但是在矿产资源开采和冶炼活动密集的地区,砷污染问题确实比较严重。目前由于金属砷的价格较低,砷的回收缺乏动力,大量砷都直接或间接地进入土壤,导致土壤砷污染问题十分突出。因此必须、参考文献[ MandalBK,SuzukKTArsencroundheworldArevewTalana,2002,582 [2 NgJC,WangJP,Sh AAglobalhealhproblecausedbyarsencCheoee2003,52: [3 HossanMFArsencconanaonnBangladeshAnovervewAgrculure,EcosysesandEnvronen2006 3 [4 金银龙,梁超轲,何公理, 中国地方性砷分布(总报告)卫生研究,2003,3265 [5 BaronF,BoscaglA,LellaLAD,etalArsencnsolandvegeaonoconanaedareasnsouhernTIaJournaloGeochecalExploraon,2004,8 [6] LaoXY,ChenTB,XeH,etalSolAsconanaonandsrskassessennareasnearhendusralds-rcsoChenzhoucy,SouhernChnaEnvronenInernal2005,379 [7]LuHY,ProbsA,LaoBHMealconanaonosolsandcropsaecedbyheChenzhouleadznc spllHunan,Chn)ScenceoheToalEnvronen,2005,339:53 [8]谢华,,,等污染农田中植物的砷含量及其健康风险评估 以湖南郴州邓家塘为例地理研究,2005,2(5 [9] HanFXSuYMonsDL,etalAssessenoglobalndusral-ageanhropogencarsencconanaonNaurwssenschaen,2003,90395 [0]鸿,砷矿资源开发与环境治理湖南地质 992 325 []谭达田,聂春 土法炼砷亟待制 关于衡阳市乡镇砷污染的中国环境管理 996,(28 [2]黎谊锴,杨保疆南丹式尾矿资源开发利用的思考南方资源,2004,5):2 [3]付一鸣,王德全,姜澜,等固体含砷废料的稳定性及处理方法有色矿冶,2002,844 [ 桂林冶金地质地球化学探矿分析方 975 [ 矿产储量表,截至到2003年 [6]宣之强中国砷矿资源概述化工矿产地质,998,203205[7]尹学 我国砷矿资源发展战 矿产保护与利用,99,33 [8] 资源部中 资源年 中 资源年鉴编辑部2000 [9] 资源部中 资源年 中 资源年鉴编辑部20029 920]丁振华,郑宝山,FnkelanRB,等黔西南高砷煤的分布规律及地球化学特征地球化学,2000,29490[2]AshleyPM,LoeroserBGArsencconanaonaheMoleRver ne,norhernNewSouhWalesAus-ralanJournaloEarhScences,999,4686 [22]韦朝阳,,黄泽春,等大叶井口边 一种新发现的富集砷的植 生态学报,2002,22577[23]DekoeTAgrostiscaslanaandAgrostisdelicatulaon ealandarsencenrchedsesnNEPorgalTheScenceoheToalEnvronen,994,4(2: [24]WongHKT,GauherA,NraguJODspersonandoxcyo ealsro abandonedgold nealngsaGoldenvlle,NovaScoaCanadaTheScenceoheToalEnvronen,999,22835 [25] MJAhnKH,JungYJDsrbuononorgancarsncspces nealngso 1 等:中国主要含砷矿产资源的区域分布与砷污染问题 KoreaCheosphere,2002,4930 3[26]BodenanFBarangerPPanoneP,etalArsencbehavorngold-ore llalngs,MassCenral,FranehydrogeochecalsudyandnvesgaononsuredoxsgnauresAppledGeochesry,2004 9:[27]何孟常,季海冰,赵承易, 锑矿区土壤和植物中重金属污染初探师范大学学报(自然科学版,20023834 [28]VsoovsehP,FrancesconK,SrdokchanWThepoenaloThandgenousspecesorhephyoreedaonoarsencconanaedlandEnvronenalPolluon,2002, 8453 [29]戈保梁,杨波,周国仲,等云锡高砷高硫尾矿中有价元素的综合回收金属矿山,2003,45 [30]马少健,王桂芳,莫 硫化矿尾矿库周围水土污染研 有色矿冶,2005,2增25 [3]MlonA,JohnsonMArsencnheoodchansoarevegeaedeallerous nealngspondCheoee999,395765 [32],,,等广西环江铅锌矿尾砂坝坍塌对农田土壤的污染及其特征,环境科学学报,2008,[33]Casro-LarragoaJ,KraarU,PuchelH200yearso nngacvesaLaPazSanLusPoosíMexcoconsequencesorenvronenandgeochecalexploraonJournaloGeochecalExploraon,997,58)89[34]GaskovaOL,BessonovaEPBornkovaSBLeachngexperensonraceeleenreleasero hearsenc-bearngalngsoKhovu-AksyTuvaRepublcRuss)AppledGeochesry,2003,8:36 [35]雷梅,岳庆玲,,等湖南柿竹园矿区土壤重金属含量及植物吸收特征生态学报,2005,255:5[36]武志卿,水志良砷渣的危害与治理环境工程,984, [37]林 我国黄金矿山砷的污染状况与防 黄金,994,(5 [38]王秋衡,彭伟,张宜文,等金属冶炼企业大气污染的安全评价安全与环境工程,2004 2: [39]徐红宁,许嘉琳我国砷异常区的成因及分布土壤,996,282)8 [40]吴继 关于集中治理砷害的思考铜业工程,998,4)4 [4]李裕后,陈世民韶冶厂砷的危害及治理方案探讨有色矿冶,2000,634 [42]张金 白银公司几种冶炼渣综合回收现状及其建 中国有色冶金,2004,43 [43]陈志澄,毋福海,黄丽玫,等砷矿尾砂污染及其治理研究环境污染与防治,2006,283: [44]朱昌洛,沈明伟,李华 含砷矿产开发中砷害防治现 矿产综合利用,2005,5)3 [ 砷毒田中有机肥对水稻生长和产量的影响 生态农业研究 995,33: [46],何海燕,严于伦, 石门雄黄矿附近地区慢性砷流行病学特征环境与健康,999 (4[ 宋书巧,吴欢,黄钊, 沿岸土壤重金属污染特征研 生态环境,2005 3 [48]GB48094,食品中砷限量卫生标 :中国标准, [49]蔡保松,,,等土壤砷污染对蔬菜砷含量及食用安全性的影 生态学报,2004,247 7[ ,刘更另 湖南省高砷地区土壤含砷量及其作物污染的临界 土壤肥料 9922): 5]林匡飞,徐小清,AndP,等As污染区农民头发中As含量与环境中As含量的关系土壤肥料,200,25):44052]唐宝英,陈朝湘,杨秀环炼砒遗址土壤及植物总砷分布的特征中山大学学报(自然科学版,994,3346[53]曹国选“冶炼”已冶炼之重环境经济,2005,232 [ 杨 矿山砷废石污染及其治 工业安全与防尘 992,62 [55]沈迅 含砷废渣污染环境引起的人畜环境与健康,988,[56]肖恩辉,邹放云,肖英才锑废渣污染井水致8例急性砷报告实用预防医学,995,223[57]黄正林,吴枚红一起意外酿成急性砷事故及5年后追踪报告中国卫生监督,2000,( [ 柳州市五起急性职业性砷化氢分 医学文选 82)248 27[59]罗端玲,王锦梅一起饮水污染引起的 与对策,2000,244252[60]赵伟民,张建设,刘和明一起饮用受砷污染井水致砷的报告实用预防医学 997,43 选湖南第一大砷案的思考中国环境管理,998,24[62]赵坚,许天培某乡镇冶炼厂砷中国工业,2000,3:45[63]莫素娟废旧回收物致砷化氢事故一起中华劳动卫生职业病,2002,203):andarsenicpollutioninYANXiulan,ZHAILimei,XIEHua,WANGLiCenterforEnvironmentalRemediation,InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,CAS,Beijing100101,)Arsenicreserves,mineralresourcesdistributionandarsenicmininginducedenvironmentalpollutioninwereyze.Theknownarsenicreserveswere3977kt,