（云南华联锌铟股份有限公司，云南 都龙 663701）

1 场区地质条件

本次布置在曼家寨露天采场底部910m剥采平台，曼家寨露天采场由北向南梯降剥采，标高依次由1300m降至910m，形成一东西两侧高，由北向南降低的“V”字型槽谷。

试验场区主要出露含矿地层新寨岩组（Pt3x），岩层产状为一单斜构造，走向近南北，倾向西，倾角45°～55°。岩性以石英云母片岩、矽卡岩、变粒岩及少量片麻岩，夹大理岩为特征，岩相变化频繁，岩类组合复杂，矽卡岩体成群成带出现。

2 钻孔工程布置及钻探成果

在曼家寨露天采场底部910m平台布置一组弥散试验孔，一个孔作为投源孔，6个孔作为观测孔，以投源孔为中心，观测孔按“十”字形剖面布设，根据地层岩性，观测孔距离投源孔10m。每孔设计孔深60m，钻孔一次成孔，一径到底，终孔孔径Φ110，安装Φ108滤水管。钻孔成孔后坐标、孔深、静止水位、孔距等详见表1。

3 实验检测原理及方法

表1 弥散试验钻孔综合成果表

3.1 钼氨酸的性质

钼氨酸〔(NH4)6Mo7O24·4H2O〕，分子量1235.86，无色或浅黄色柱状结晶。常温下溶于2.3份水，饱和溶液浓度约300g/L，1L饱和钼氨酸溶液含钼元素约220g，不溶于酸，遇酸分解。加热至90℃时，失去1分子结晶水，至190℃即分解。钼是一种生物必须的微量元素，首先对环境不会产生危害，钼（Mo）地球化学丰度0.6ppm～1.5ppm，所以，钼在地下水中属于痕量元素，而检测痕量元素的催化极谱法又较为成熟，易于检测识别，可以实现现场的即时精密检测。

3.2 极谱分析法——钼的极谱催化波

分析钼氨酸中的钼，应用的是一种特殊的极谱波——极谱催化波。它的反应式为：

这就为极谱分析法检测水中钼浓度奠定了理论及方法基础。

3.3 钼氨酸的检测方法

在现场建立钼氨酸的检测实验室比较容易，普通的民居住房就可以，条件是阴凉干燥，通风好，用水用电方便。现场检测仪器为JP-303E极谱分析仪：配有滴汞电极（工作电极）、甘汞电极（参比电极）、铂丝电极（辅助电极）。需准备的试剂有：标准钼溶液（浓度为10μg/mL、20μg/mL、50μg/mL、100μg/mL）、浓硫酸、氯酸钠、苦杏仁酸（或称扁桃酸或苯羟乙酸）、纯汞，另外，准备足够数量蒸馏水。现场把标准钼溶液稀释到0.01μg/mL。配置硫酸溶液（1:5）、氯酸钠溶液（300g/L）、苦杏仁酸溶液（0.25mol/L）。试验时，选择标准曲线法，用二阶导数在0～-800mV之间扫描。取5 mL待测水样至试管内，在分别依次加入硫酸溶液（1:5）1mL、氯酸钠溶液（300g/L）1 mL、苦杏仁酸溶液（0.25mol/L）2 mL，转移至25mL烧杯中扫描。

3.4 示踪剂、检测仪器

3.4.1 示踪剂选择

示踪剂选择不恰当，会被稀释或吸附，甚至中和水解，因此，需选择一种可靠、稳定，不易被水体中物质化学沉淀的物质、且自然丰度较低的元素作为示踪剂。

根据前述钼的性质，选择七钼氨酸〔(NH4)6Mo7O24·4H2O〕作为示踪剂。

3.4.2 现场检测仪器

现场检测选用JP—303E极谱分析仪，并且随机抽取重分析样（按总样品数的5%），保留副样1份，采取班组交叉检测，或送试验室检测，以检验检测结果的可靠性。

3.4.3 闭合定深取样器

弥散试验采集水样要求在水位下固定深度取样，选用北京格雷斯普科技开发公司DC-01型深水采样器进行样品采集，该采用器主要性能指标如下：

取样绳长：30m标配（可根据需求另配）;取样桶：53mm×395mm（直径×高），采样量：500ml;采样方式：手摇半自动采样;工作环境温度：-5℃至+50℃，可全天候工作。

4 试验过程

本次弥散试验采用七钼氨酸〔(NH4)6Mo7O24·4H2O〕作为示踪剂，试验建立在天然流场基础上，在观测孔内采用定深取样。于2016年2月25日18时开始投源，投入七钼氨酸36.0kg，取样时间间隔一般为4～16小时，至2016年3月23日10时结束，累计试验时间640小时。水样总数近800个，钼浓度测试110批，获得钼浓度数据660多个。

准备工作：投源前，测定LZK1～LZK7钻孔稳定水位，对每个钻孔进行取样，作为背景值水样。

投源方法：选择ZK4孔作为投源孔，36.0kg分析纯钼氨酸分成三份，每份12.0kg盛于50L塑料桶内，加满水搅拌完全溶解无结晶后，于2016年2月25日18时开始注入LZK4孔，投源时间约15分钟。

监测方法：2016年2月25日18时在ZK4投源孔注入饱和钼氨酸溶液，2月25日-2月29日前五天每天间隔8～16小时取一次水样，即时分析钼含量，以便加密取样观测，3月1日开始加密至间隔4小时取一次水样，取样工作到3月23日结束，历时28天。总共7个钻孔进行取样分析，水样总数近800个。每个水样在取样前，对取样瓶用蒸馏水进行反复清洗，以防把一个孔内的钼带入另一个孔，发生交叉污染，引起分析结果误差甚至错误。在项目驻地建立分析实验室（距离现场1.5km），对水样中钼含量进行测定。一般在取样当天就进行分析，为减轻工作量，对每天所取6个水样首先分析上午10时的那一个，如果没有发现异常，则把当天下午和晚上所取水样保存待测，直到第二天上午10时的水样取回，经分析无异常，可把保存的水样处理掉回收水样瓶；如果发现异常，则对保存的待测水样进行分析，并保存所有异常水样，供随时复查。按照此原则，每天测试3～4批水样，总计测试110批，获得钼浓度数据660多个。

5 试验数据整理

（1）背景值

各观测孔的背景值取投源前与投源后一段时间所有非异常的平均值表2，其背景值均小于0.03ug/mL，均方差较小，离散程度低，其分析结果还是很理想的。

表2 观测孔Mo-浓度背景值

（2）观测孔水样浓度—时间曲线（C-t曲线）

本次试验在观测孔中取水样总数近800个，钼浓度测试110批，获得钼浓度数据660多个。对其中7个异常值采用内插法处理。从C-t曲线可以看出，曲线具有如下特征：

①6个观测孔的C-t曲线均为锯齿状，每孔主要有3个浓度峰值，第一个峰值出现在3月2-3日投源后132-160小时；第二个峰值出现在3月2-3日投源后228小时；第三个峰值出现在3月16-17日投源后484-508小时。②LZK1孔C-t曲线表现为多峰曲线，说明与投源孔之间的过水通道错综复杂。其余5个孔表现为三峰曲线，反应了投源孔至观测孔之间主要有三条通道，我们分析认为，代表了三组优势裂隙通道；各峰均为尖峰，反应了其间无地下湖（或充水空穴），从一个侧面印证了PD1坑道充水对本次弥散试验无影响。③从各孔Mo-浓度实测数据来看，第一个峰值出现后，Mo-浓度有稀释衰减的趋势，但非常缓慢，因此，表现为即有主峰在前的，如LZK1、LZK6、LZK7孔，也有主峰在后的，如LZK2、LZK3、LZK5孔。

6 水动力弥散试验参数计算

本次野外弥散试验是在三面环山的“V”字型槽谷天然流场中进行，瞬时注入示踪剂，符合一维稳定流场、二维水动力弥散（瞬时注入示踪剂）模型，确定水动力弥散参数的主要方法有直线图解法、标准曲线配线法、逐点求参法、弥散晕面积法和优选拟合法等方法，上述方法在应用中均有各自的优点，同时也都存在着一定的局限性。选用直线图解法、标准曲线配线法两种方法求解弥散试验参数。

7 含水层给水度及有效孔隙度确定

该地段潜水面平缓、天然地下径流量很小，抽水井所抽出的水主要来自降落漏斗疏干的水量，随着抽水时间的延长，降落漏斗在不断扩展，因此，只要将某一时刻以前抽出的水量，除以该时段降落漏斗体积，即可得到给水度，其计算公式如下：

8 计算

抽水井所抽出的水主要来自降落漏斗疏干的水量，随着抽水时间的延长，降落漏斗在不断扩展，当其水位达稳定后，降落漏斗曲面（自由潜水面）亦趋稳定，因此，选用稳定降落漏斗体积公式进行计算。根据LZK07钻孔抽水试验成果，水位降深（消除井损值）S=7.47m，Q=0.0133 l/s，即1.149 m3/d，抽水井井径Φ110，渗透系数K=0.00159m/d，影响半径R=6.23m，抽水时间495min，即0.344d，含水层厚度h0=57.73m。将LZK07孔抽水试验参数分别带入公式，求得给水度μ=0.0067。对基岩山区裂隙含水介质，其有效孔隙度（η）近似地等于给水度，因此，η≈μ=0.0067。

9 水动力弥散试验参数建议值

不同方法计算的水动力弥散试验参数，同时给出了推荐值。纵向弥散系数：0.2385m2/d；横向弥散系数：0.1379m2/d；流速：2.287m/d；有效孔隙度：%0.0067；渗透系数：0.00159m/d；给水度：0.0067。

10 结语

本次在都龙矿区正在开采的曼家寨露天采场底部910m剥采平台开展的一组野外弥散试验，获得了进行地下水环境质量定量评价的弥散参数，为今后该地区掌握地下水运动方向、渗流通道，研究污染物在地下水中运移时其浓度的时空变化规律奠定了良好的基础。