關鍵詞：廢棄露天礦山；地下水；多環(huán)芳烴；污染生態(tài)治理；皂角苷

中圖分類號：X523 文獻標志碼：B

前言

多環(huán)芳烴（PAHs）作為一類具備高度危害性的有機污染物，因其致癌、致畸、致突變的特性而備受關注。排放量隨工業(yè)化和城市化的加速而不斷增加，對環(huán)境和人類健康構成嚴重威脅。廢棄露天礦山是指在采礦過程中采用露天開采的礦山，在采礦活動結束后不再進行開采和生產(chǎn)，形成的廢棄區(qū)域。作為一種特殊地理環(huán)境，其地下水系統(tǒng)因礦山開采產(chǎn)生的廢棄物和尾礦中含有的高濃度PAHs而極易受到污染。同時.由于開采過程破壞地形地貌和植被，加劇了PAHs進入地下水系統(tǒng)的風險。鑒于地下水在居民生活、工業(yè)生產(chǎn)及農(nóng)田灌溉等方面的重要性，廢棄露天礦山地下水PAHs污染問題亟待解決。因此，眾多學者對該生態(tài)修復方法進行研究。

董欣竹等研究高級氧化技術修復方法，該方法通過氧化手段修復地下水中的污染物，雖然該方法可以實現(xiàn)較高的污染物降解率，但該方法在地下水修復時需要耗費大量時間；孫勇等研究基于過硫酸鹽修復技術，該方法通過在水中添加過硫酸鹽完成修復工作，雖然修復效率較高，但對水體中的萘、芘等物質的修復能力較弱。

為此，文章研究廢棄露天礦山地下水多環(huán)芳烴污染生態(tài)治理技術，采用不同化學試劑對地下水進行修復，以提高地下水質量。

1地下水多環(huán)芳烴污染生態(tài)治理方法研究

1.1工程概況

該市級礦山公園是一處石灰?guī)r礦區(qū)，經(jīng)過長期的開采活動形成了四十多個大型礦坑，并導致當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境受到一定程度的污染。為保護城市地下水資源，2012年礦區(qū)內礦山全部關閉。礦山關閉后，礦區(qū)對周邊地下水質量造成嚴重破壞。

1.2礦山地下水多環(huán)芳烴污染分析

1.2.1水樣采集

按照當?shù)氐叵滤飨颍瑥纳嫌沃料掠斡行虻夭杉说叵滤c表層沉積物樣本，總共設置采樣點18個，上、中、下游各6個采樣點。所有采集的地下水樣本均使用1L的棕色玻璃瓶進行儲存，并妥善放置在4℃的冷藏環(huán)境中備用。

（1）水樣處理：采用EPA 525.2方法預處理水樣。具體過程為：首先通過0.45μm濾膜過濾，隨后添加回收率指示物。在此基礎上利用二氯甲烷萃取水樣，并通過二氯甲烷和正己烷的混合液進行洗脫與濃縮氮吹。最后，將處理后的水樣置于燒瓶中，以備后續(xù)測試。

（2）水樣分析：通過Agilent 7890A/5975C氣相色譜質譜儀測試地下水樣中的16種PAHs，這16種PAHs分別為Nap、Acy、Ace、Flu、Phe、Ant、FIA、Pyr、BaA、Chr、BbF、BkF、BaP、InP、DaA、BgP。采用內標法和多點校正曲線完成PAHs定量分析。

1.3地下水多環(huán)芳烴污染修復材料研究

1.3.1修復材料設計

分別采用皂角苷（Saponin）、TX-100化學表面活性劑以及Brij-35非離子表面活性劑作為水樣污染修復材料。其中，皂角苷能高效洗脫多環(huán)芳烴等有機污染物。TX-100通過降低界面張力，提升污染物溶解度，實現(xiàn)有效去除。Brij-35則通過與污染物相互作用，改變溶解度和分散性，達到去除目的。這些表面活性劑在水樣污染修復中發(fā)揮著關鍵作用。

1.3.2修復材料性能測試

在修復材料性能測試過程中，將皂角、TX-100化學表面活性劑以及Brij-35非離子表面活性劑每種各取25 mL，隨后加入經(jīng)處理后的廢棄露天礦山地下水樣中。這些樣本隨后被密封并置于恒溫振蕩器中，在200r/min的轉速下振蕩長達24小時。震蕩結束后，樣本被靜置2小時，然后在4000r/min的條件下離心20分鐘。接下來，取離心后溶液中的上清液進行過濾，并在比色管中加入5mL甲醇和1mL上清液，稀釋至10mL后混勻并靜置。最后，利用熒光光譜儀測量溶液的熒光強度，通過該數(shù)據(jù)來分析不同表面活性劑對各類PAHs的溶解效果。

2試驗分析

2.1地下水多環(huán)芳烴污染情況評估

2.1.1多環(huán)芳烴污染含量與組成分析

分析全部采樣點地下水中PAHs含量最大值、最小值以及平均值情況，以此評估礦區(qū)多環(huán)芳烴污染含量，分析結果見表1。

通過表1可知，研究區(qū)地下水樣本中，所有16種PAHs單體均被檢出，檢出率達到100%。在檢測的樣本中，16種PAHs的總含量平均值為366.56ng·L^-1，顯示出中等程度的污染水平。

其中，萘、菲、熒蒽、芘、（艸+屈）的污染水平相對較高，而其他污染物的檢出量相對較低，為改善這一問題，應采用有效的修復方法，提高地下水質量。

2.1.2多環(huán)芳烴污染濃度分布研究

分析在研究區(qū)各個采樣點的多環(huán)芳烴污染整體濃度，以評估污染物是否蓄積，分析結果見圖1。

通過圖1分析可知，地下水PAHs濃度在不同采樣點差異顯著。上游濃度較低，中游和下游逐漸升高。這可能是因為從上游到下游污染源增加，且地下水流速慢，導致PAHs堆積，進而濃度上升。

2.2修復材料生態(tài)治理效果分析

應用不同濃度的活性劑對地下水進行修復，分析不同活性劑濃度對地下水PAHs中的芘（Pyr）、（艸+屈）（Chr）、菲（Phe）、萘（Nap）、熒蒽（FIA）表觀溶解度，以此評估每種修復材料的生態(tài)治理能力，分析結果見圖2。

分析圖2可知，隨著活性劑濃度的增加，這些PAHs的溶解度普遍上升。其中，皂角苷能夠有效地將地下水中的芘、菲和萘等PAHs污染物從水相中溶解，并通過吸附、包裹或絡合等方式將其固定在修復材料上，從而實現(xiàn)了污染物的有效去除。這一過程顯著提升了地下水污染的生態(tài)修復能力，使得皂角苷成為處理這類污染物的優(yōu)選材料。相比之下，TX-100雖然對熒蒽的溶解度表現(xiàn)出一定的優(yōu)勢，但在處理其他PAHs時效果有限。這可能是因為TX-100與不同PAHs之間的相互作用機制存在差異，導致對某些污染物的溶解效果不如皂角苷。而Brij-35的整體溶解效果相對較弱，盡管在處理熒蒽時略高于其他污染物，但總體而言修復效率不如前兩者。因此，皂角苷在地下水PAHs修復中展現(xiàn)出較強的生態(tài)治理能力。

3結束語

為了有效治理廢棄露天礦山地下水多環(huán)芳烴污染，文章采用化學手段實現(xiàn)地下水修復通過對不同修復材料的研究和應用，通過添加皂角苷、TX-100和Brij-35三種活性劑來降解和去除地下水中的PAHs污染物。試驗結果表明，隨著活性劑濃度的增加，各種PAHs的表觀溶解度普遍呈現(xiàn)上升趨勢。其中，皂角苷活性劑在去除芘、（艸+屈）、菲和萘時表現(xiàn)出色，表觀溶解度明顯高于其他兩種活性劑。相對而言，TX-100活性劑對熒蒽的溶解效果稍好，但對其他PAHs的溶解能力較弱。Brij-35活性劑對多環(huán)芳烴的溶解效果普遍不如前兩者。因此，綜合考慮各種因素，皂角苷活性劑因其較高的溶解能力和對多種PAHs的有效去除，成為廢棄露天礦山地下水多環(huán)芳烴污染生態(tài)治理的優(yōu)選材料。