贵州黔西北铅锌冶炼活动至今已有上百年的历史,在冶炼过程中产生大量的烟尘和冶炼残渣,由于工艺简单条件简陋,导致烟尘和冶炼残渣中Pb、Zn、Cd、Cu等重金属含量很高。历经数百年不断积累遗留下大量含有多种重金属的铅锌冶炼废渣中不同粒径废渣的重金属形态可能存在显著差异。而此类冶炼废渣、废弃地以及降尘中含有的重金属极易通过地表径流、地下水及飘尘等迁移至周边水体、土壤、植物等环境介质中,严重威胁周边及下游地区的水质安全、农产品食品安全和生态安全,并最终通过食物链或直接吸收进入人体,增大了人体健康暴露的风险。本文以黔西北典型的土法炼锌地区多年堆存的冶炼废渣为研究对象,选取模拟酸雨、有机酸溶液、干湿交替及不同氧化还原电位溶液为不同环境条件,对不同粒径废渣(2～5、0.25～2、0.15～0.25、0.075～0.15、<0.075 mm)进行浸提,并设置以去离子水为浸提剂的对照,通过模拟实验,研究不同环境因子对不同粒径废渣重金属形态、浸出液、其他理化指标及对发光细菌生物毒性的差异,评价废渣粒径分级以及外在条件对铅锌矿冶炼废渣中重金属分布及污染迁移扩散的影响,为明确铅锌冶炼废渣中污染物的扩散传播途径及污染原位控制提供科学依据。研究结果如下:(1)不同类型模拟酸雨、有机酸及根系分泌物、干湿交替及不同氧化还原电位溶液均能不同程度有效降低废渣浸出液pH。相同条件下不同粒径废渣浸出液pH总体呈随废渣粒径减小而升高的趋势,其中人工根系分泌物、玉米及水稻秸秆发酵处理组较对照pH均降低4.0左右。同时不同处理组较对照总体均能提升废渣浸出液EC、Eh,说明在不同条件下废渣中重金属及含盐物质释放逐渐增多,浸出液矿化度也随之变高,同时氧化性较强的矿物质释放较对照更多。(2)模拟酸雨、有机酸及根系分泌物及不同氧化还原电位溶液处理均能改变废渣浸出液重金属含量。与对照相比,模拟混合型酸雨作用下,废渣浸出液中浸出液(Cu、Pb、Zn、Cd)含量明显增加。有机酸作用下,废渣浸出液中浸出液重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)含量较对照有明显增加,涨幅最大值范围为0.12～3.24mg/L。秸秆发酵处理组中浸出液(Cu、Pb、Zn、Cd)含量较对照明显增加,曝气及过氧化氢处理组废渣浸出液中浸出液Cu、Pb含量低于对照,浸出液Zn、Cd高于对照。模拟混合型酸雨、有机酸及秸秆发酵处理组均能有效增加废渣浸出液重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)含量,且在相同条件下,浸出液重金属含量总体上随废渣粒径减小而增加。(3)模拟酸雨、有机酸及根系分泌物、干湿交替及不同氧化还原电位溶液处理均能改变重金属赋存形态。三种类型模拟酸雨较对照均能增加废渣酸可溶解态Zn含量,涨幅最大值范围为10.49%～13.17%,酸可溶解态Zn含量随废渣粒径减小而降低。有机酸处理可不同程度降低可还原态Cu和残渣态Cu含量及增加可氧化态Cu含量,酸可溶解态Cu比例大致不变。干湿交替可不同程度增加废渣中残渣态Cu、Cd含量及酸可溶解态Pb含量,涨幅最大值分别为41.10%、23.79%、8.51%。不同氧化还原条件均可不同程度减少废渣中酸可溶解态、可还原态、可氧化态重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)含量,增加残渣态重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)含量,其中Cu、Cd涨幅最为明显,最大值分别为53.84%、51.84%;残渣态Zn均呈随废渣粒径减小而增加的趋势。在模拟酸雨及有机酸溶液作用下,废渣重金属迁移转化稳定性较对照降低,在不同氧化还原处理组及干湿交替条件作用下,废渣重金属迁移转化稳定性较对照升高。(4)模拟酸雨、有机酸及根系分泌物、干湿交替及不同氧化还原电位溶液处理后均能增加废渣浸出液对发光细菌的生物毒性。发光细菌发光强度与浸出液pH、EC、Eh及浸出液重金属含量有关,发光细菌发光强度随浸出液的pH升高而增强,根据相关性分析可知,低浓度范围内废渣浸出液中Cu含量越高反而生物毒性越小,反之生物毒性增大,废渣浸出液中Zn、Cd含量越高浸出液的生物毒性越大,表明重金属浓度在适宜范围内可刺激发光细菌的活性,但过高浓度的重金属则明显对发光细菌的发光强度产生抑制作用。