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第6 3 橙第1 期 20II 印2J { 有色金属 N o n f e n ．0 u sM e l a l s V 0 1 ．6 3 ，N o ．1 F e b ．20ll D O I 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 0 2 1 1 ．2 0 1 1 ．0 1 ．0 3 0 两个多金属硫化矿尾矿库重金属污染及防治 黄羽飞 北京矿冶研究总院，北京10 0 0 7 0 摘 要根据广东两个多金堪硫化矿停用尾矿库的运营现状．探} 于尾矿库停J } I 后存在的霞金属污染及一些急待解决的『I J J 题 提H { 解决这螳n 4 题的一蝗堆本设想。 关键词环境L 程；昆矿席；雨会J 甚污染；闭库多金魑硫化矿 中图分类号X 7 5 1文献标识码A文章编号1 0 0 1 0 2 1 l 2 0 1 1 OJ 一0 1 2 7 0 5 1 多金属硫化矿尾矿库概况 我国莺金属污染旱明显加剧态势。防治任务艰 巨，责任莺大。生态环境中的蕈金属污染是大规模 工业生产和不 与社会消费造成的。我闻因长期排放 积累和不断新增以及有限的防治措施，重金属污染 已呈明显加剧态势。近年来不同地区频发重金属污 染事件，严霞危及人民生命健康并引发社会问题。 我国防治霞金属污染的任务十分艰巨，责任重大。 广东省属于我困东部沿海经济发达地区。其有 色金属矿山开发利J } j 时f h J 较早，很多矿山已经生产 近百年时间，运行过程中产生了大量的尾矿堆存于 尾矿库中。由于许多矿山已到了资源枯竭的衰老 期、关闭期，矿山经济很不景气。对于这类企业的尾 矿库往往存在两种情况。一种足已到达服务年限或 是存在安全隐患而应该闭库的尾矿库却没有闭库， 还在延长其服务年限继续运行．第二种是达到服务 年限后被闲置而没有按照规定执行闭库程序，尾矿 库闲蹬。 广东省内现存的金属矿尾矿除铁尾矿外其余尾 矿多数为硫化矿尾矿。硫化矿尾矿中铅、锌、砷等重 金属物质在化学作J H 下呵通过淋溶或扩散进入地表 水体、地下水体和土壤，造成环境污染。而敷金属物 质如进入食物链，在乍物及人体中积累，严重时叮对 人类健康造成致命危害。 日| j 1 『对于这类涉及瞳金属污染物的尾矿库，安 收稿日期2 0 1 0 0 9 一1 3 基金项目8 6 3 计划々项项f { 2 0 0 7 A A 0 6 1 0 0 1 作者简介黄捌l ￡ 1 9 7 9 一 ．5 I ；，北京市人．r 秤师．主要从孳【环境 影响件价、矿l J l 乍态修笈等 嘶的研究。 监部门要求其所属企业编制安全评价报告及闭库设 计方案后执行闭库程序。在闭库过程中主要考虑尾 矿库闭库后运行的安全问题，从坝体稳定性、库区截 排洪能力角度考虑能否满足相关设计规范要求。闭 库方案中除对于滩或子坝覆土绿化外，并没有对尾 矿库闭库后的污染防治措施进行分析论证，而未能 正常闭库的尾矿库或已闭库f H 环保措施小到f 移的尾 矿库仍叮能会对所在区域的土壤、地下水造成霞金 属污染。 2 多金属硫化矿尾矿的特性及矿物组成 多金属硫化矿尾矿是硫化矿在浮选过程中所产 生的矿业废弃物，与生活垃圾、煤矸石、非矿化尾矿 等一般同体废物比较，具有如下特征尾矿中含有易 氧化的硫化矿物，化学活性高；尾矿粒度小而均匀， 与生活垃圾、煤矸石相比更利于离子溶出；含有多种 有毒、有害元素，如铅、锌、铜、砷、硫等，离子溶出后 危害性极大。 总结来说硫化矿尾矿化学组成复杂、化学性质 活泼，危售性很大，国内外不少研究通过测定尾矿库 周f 翻水体和土壤中霞金属离子浓度证明r 尾矿中离 子溶出的现象。 ’由于矿山现有尾矿有用组分含最低．且矿山大 多地处偏僻、交通运输条件差、远离城镇的佗置，所 以尾矿的综合利用率始终小高。E I 前，除了少部分 硫化矿尾矿得到综合利用如充填井下、再选或用于 建材外。相与大数最的尾矿都只有以泥浆或废渣形 式排人尾矿库中露犬堆存。 在广东省内汕头巾、汕尾I l 『各选择_ r 一个已停 用未进行闭库的小删多金属硫化矿尾矿库 均为五 等库 做为研究对象。尾矿l | | 存在的矿物主要有黄 万方数据 1 2 8 有色金属第6 3 卷 铁矿、白铁矿、方铅矿、闪锌矿、锡石、黄铜矿、毒砂、 磁黄铁矿等。 为便于叙述，对位于汕头市的尾矿库简称D 尾 矿库，位于汕尾市的尾矿库简称T 尾矿库。两尾矿 库均位于粤东地区。在D 尾矿库、T 尾矿库分别采 集尾矿样品，样品经充分风干、筛分、混合、缩分处 理，作为化验用样品。各尾矿库有关元素的含量分 析结果见表1 。 表1 尾矿中重金属元素含量 T a b l eI H e a v ym e a t a le l e m e n t a lc o n t e n ti nt a l i n g 尾矿 来源 元素含琏／％ P b 0 ．8 l 0 ．4 6 Z n 1 ．3 6 O ．5 3 S n O ．1 2 0 ．1 8 S 1 1 ．9 3 ．0 2 C u 0 ．1 0 O ．0 9 A s 1 ．5 8 3 ．6 7 D 尾矿库 T 尾矿库 由表l 可以看出，两种尾矿内的重金属元素含 量较高，其中以铅、锌、砷的含量相对最高，重金属元 素将可能通过迁移转化进入地表水体、地下水体和 土壤。 3 尾矿库周边土壤及地下水重金属污染 对尾矿库库区上下游的土壤环境质量现状、地 下水环境质最现状分别进行取样分析，以了解停用 尾矿库对周边环境的污染情况。 3 ．1 土壤环境质量现状调查 3 ．1 ．1 监测点的布设。为了解各尾矿库周边土壤 环境质量状况，在各尾矿库上、下游农田各布设1 个 土壤监测点，各监测点基本情况见表2 。 表2 土壤环境质量现状监测点设置 T a b l e2S o i le n v i r o n m e n t a lq u a l i t ym o n i t o r i n gp o s i t i o n 监测点序号监测点化冠 1 ’ 2 ‘ 3 ‘ 4 ● D 尾矿库卜．游1 0 0 m 农田 D 尾矿库卜游3 0 0 m 农田 T 尾矿库下游1 0 0 m 农田 T 尾曰- 库J 游3 0 0 m 农} 妇 3 ．1 ．2 监测项目及频率。监测项目为p H ，C u ，P b ， Z n ，A s 。监测频率为一次采样分析。采样方法按照 国家环保总局的环境监测分析方法和土壤元素 的近代分析方法进行。采用梅花形采样法采取0 ～2 0 c m 深的表层土及2 0 ～4 0 e m 的深层土。分析方 法按土壤环境质鼍标准 G B l 5 6 1 8 一1 9 9 5 执行。 3 ．1 ．3评价方法。评价方法采用单因子指数法，计 算式为P ． C 。／S 。。式中P 。一土壤中i 污染物的标准 指数；C ．一土壤中i 污染物的实测含量，m g ／k g ；S 。一 土壤中i 污染物的评价标准，m e , ／k g 。 3 ．1 ．4 监测结果及评价结论。监测结果和标准指 数分别如表3 和表4 所示。 表3 土壤环境质量监测结果 T a b l e3R e s u l to fs o i le n v i r o n m e n t a lq u a l i t ym o n i t o r i n g 表4 土壤监测各污染物标准指数计算结果 T a b l e4I n d e xa p p r a i s a lr e s u l to fs o i l e n v i r o n m e n t a lq u a l i t ym o n i t o r i n g 由表3 和表4 的监测结果可知，各尾矿库内土 壤呈酸性，尾矿库下游监测点表土、深层土中的P b 和A s 监测结果较高，其监测值超过土壤环境质量 标准 G B l 5 6 1 8 1 9 9 5 二级标准限值。由于尾矿库 周边不存在其他的晕金属污染源，可以判定尾矿库 周边农田的表土明显受到了尾矿中P b 和A s 迁移扩 散的污染。 3 ．2 地下水环境质量现状调查 3 ．2 ．1监测点布设。根据地下水流经途径和尾矿 库附近居民分布情况，在各尾矿库库区地下水流向 上、下游村庄各布设1 个地下水监测点，各监测点基 本情况见表5 。 表5 地下水环境质量现状监测点设置 T a b l e5S o i le n v i r o n m e n t a lq u a l i t ym o n i t o r i n gp o s i t i o n 监测点序号监测点f ，霞 l ‘ 2 ‘ 3 ‘ 4 ‘ D 尾矿库} 游水井 D 尾矿库下游水井 T 尾矿库I 游水井 T 圮矿库卜- 游水井 3 ．2 ．2 监测项目及频率。监测项目为p H ，c u ，P b ， 万方数据 第1 期黄羽飞两个多金属硫化矿尾矿库雨金属污染及防治 1 2 9 Z n ，A s 。监测频率为一次采样分析。水质分析方法 按照生活饮用水标准检验方法 G B 5 7 5 0 执行。 3 ．2 ．3 评价方法。根据监测结果，对照地下水质 鬣标准 G B ／T 1 4 8 4 8 ．9 3 m 类标准限值，用单因子 指数法分析。 3 ．2 ．4 监测结果。地下水环境质量现状监测统计 结果见表6 ，标准指数见表7 。 表6 地下水环境质量现状监测统计结果 [ 单位，p H 和标准指数为无量纲] T a b l e6R e s u l to fw a t e re n v i r o n m e n t a lq u a l i t ym o n i t o r i n g 表7 地下水环境质量标准指数统计结果 T a b l e7I n d e xa p p r a i s a lr e s u l t o fw a t e r e n v i r o n m e n t a lq u a l i t ym o n i t o r i n g 由表7 可知，D 尾矿库及T 尾矿库下游地下水 监测点P b 的监测结果均超过地下水质最标准 G B ／T 1 4 8 4 8 9 3 中Ⅲ类标准限值。由现状监测结 果看，尾矿库下游水井水质已受到尾矿库内淋溶液 下渗的污染。 4 尾矿库重金属污染途径及对环境的危害 由于尾矿库停用后并无选矿废水排入，冈此库 内不存在新增污染源输入污染物的n q 题。然巾i ，在 雨季连续降雨时会使库内积水下渗，导致尾矿库内 产生淋溶液。即尾矿在雨水、阳光、空气、微乍物的 长期作用下发生复杂的化学反应，释放出铅、锌、砷 等多种霞金属离子。这螳淋溶液会随符降水、灌溉 水、地表径流或地下渗水进入水体和土壤，对尾矿库 周I l 习的地表水、地下水、土壤造成环境污染和破坏。 根据现有实验结果，广东乐吕铅锌矿在堆放的 过程中，大约5 1 周左右就会产牛酸化，莆会属铅、锌 等溶出浓度开始增高，进而导致尾矿库蒯围的环境 污染。 概括起来，多金属硫化矿尾矿对环境的危害有 以下几点。 1 多金属硫化矿尾矿淋溶液一旦渗入地下 水，造成地下水的t ‘染很难治理和恢复，主要原阒是 其流速缓慢，切断污染源后仪靠地下水层自然的净 化，所需时问较长，十年、几十年、甚至．卜百年。 2 多金属硫化矿尾矿淋溶液对环境的危害具 有十分的隐蔽性，即使是地下水遭到污染，但它叮能 是无色尤味的，不容易从颜色、气味、鱼类的夕匕亡等 鉴别出来。受污染的地下水，对人体的影响往往足 一个漫长的长期效应。 3 多金属硫化矿尾矿淋溶液下渗是一个长期 的过程，尾矿库已经堆积大馈尾矿，往往要经历数十 年，上百年，其渗滤作用往往延续数百年。可见多金 属硫化矿尾矿对生态环境的污染既有暂时性，又有 潜伏性、长期性和隐蔽性，需要引起相关管理部门和 公众足够的重视。 5尾矿库重金属污染的防治 由前述可知，已停止使用尚未闭库的尾矿库仍 在继续产生铅、锌、砷等霞金属污染物，并且对其周 边水、土壤环境造成污染。如果想使这种污染状况 得到有效控制，即需要有相应的政策法规做为依据， 又需要有技术经济町行、污染防治措施町靠的治理 技术。 防治尾矿库的莺金属污染问题可从工程措施及 政策措施两方面着手进{ i 解决。 5 ．1 工程措施 针对停用尾矿库的污染防治的工程措施，主要 是和尾矿库的闭库工程措施相结合，恢复尾矿库的 植被乍态，减少尾矿库淋溶液产生。对库区已产生 的淋溶液进行处理，使其达到国家及地方规定的水 污染物排放标准。 5 ．1 ．1 尾矿库的生态恢复与重建。尾矿库的生态 恢复与母建一般是在十涸的尾砂层上直接植被或覆 土后，化块成H 1 或种植草、树，覆盖尾矿库的表面防 止尾矿的流失及淋溶污染。根据尾矿库的物理化学 特性分析及坝体破坏实际情况叮采取截洪沟、基质 改良与表层覆盖、植被恢复等综合整治措施。 1 截洪沟。尾矿场阴周设置浆砌石截洪沟， 将雨水疏导排放，尽镀隔绝雨水与尾矿接触，从源头 消除污染。 2 基质改良与表层覆盖。针对尾矿基质基酸 性、养分贫瘠、机械组成单一等不利条件，采取石灰 掺和土壤改良技术，具体做法为平褴，表层撒播 万方数据 1 3 0 有色金属第6 3 卷 l c m 石灰，和5 c m 深尾矿混匀，覆盖5 c m 表土 混污 水污泥或复合肥 ，撒播种子，勾人表土层，然后覆 盖秸秆。 3 植被筛选与种植。根据植被蘑建初期土壤 贫瘠、种植条件恶劣的情况下，选择生长能力强的草 本植物，如铺地黍、狗牙根、自茅、狗尾草、马唐、百喜 草、苜蓿、f H 菁等，采取种子混播种植方式。 4 后期管理。一般每年雨季初期种植，长期 干旱需人一r 灌溉，视植物长势决定是否追肥，预期2 年植被盖度达7 0 ％。 5 ．1 ．2 尾矿库淋溶液的处理技术。一般多金属硫 化矿尾矿库在雨季均会有淋溶液产生，淋溶液在库 区内酸化后会产牛大最的莺金属物质，针对这砦含 有蕈金属污染物的淋溶液可在尾矿库坝前设集水池 收集，采用石厌乳两段中和处理r 艺，针对含砷尾矿 还叮增加铁盐除砷工艺。一般经过调节池、中和池、 氧化池、二级中和池、絮凝沉淀池处理后町以达到国 家及地方的水污染物排放标准。 当遇尾矿库库内排水不畅，库区积水较多并与 尾矿较长时间接触形成酸性水库时，应向库区内投 加配制好的石灰乳，暴雨后要加大投药的数量和频 率，确保库内积水达标排放。 5 ．2 政策措施 5 ．2 ．1 加快尾矿库闭库环境治理配套法规的完善。 到目前为此，我国对于尾矿库闭库治理工程中环保 治理措施配套建设问题，还没有一部法律法规和规 程规范上有明确规定。关于尾矿库闭库环保治理方 面的法规及规范，目前主要有选矿厂尾矿设施设 计规范、原中国有色金属工q k 总公司颁发的冶金 矿山尾矿设施管理规程、国家经济贸易委员会颁 发的尾矿库安全管理规定、原闷家环保总局颁布 的一般工业同体废物贮存、处置场污染控制标 准。这些规定中涉及到闭库建设特别是针对尾矿 库闭库环境治理方面的内容并不具体，要求过于宽 泛，没有针对性，可操作性不强。 参考文献 建议有关部门在闭库过程巾纳入环境影响后评 价管理要求，由有资质的专业咨询机构对尾矿库现 存的环保问题和污染治理方案进行分析论证，并提 出治理措施和建议，将其纳入闭库设计总预算，污染 防治措施与闭库T 程保持“三同时”建设。 5 ．2 ．2 加强环保监督检查与环境监测。环保及安 监行政主管部fJ 除对生产运行阶段的尾矿库加强环 保检杳及监测外，还应特别加强对已停用及已闭库 涉蕾尾矿库的检查和环境监测，应该定期对尾矿库 淋溶液及库区下游居民集中区的饮用水水源进行环 境监测。 5 ．2 ．3 加强土地复屡管理工作。有关部门应将闭 库后尾矿库的土地复睦方案编制及复屡工程实施纳 入强制管理要求，由有资质设计瞥位编制尾矿库的 土地复睦方案，在科学论证前提下结合一般工业 同体废物贮存、处置场污染控制标准关闭与封场 的环境保护要求。根据尾矿库的各项外部条件，因 地制宜，有选择有步骤的开展复垦工作。 6结论 现状监测结果表明，研究的两个多金属硫化矿 尾矿库已对其所在地周边农田的土壤、地下水水质 造成了重金属污染，其中水体及土壤中的铅、砷污染 情况最显著。 降雨淋溶作用产生的淋溶液足造成尾矿库重金 属污染的主要原因，淋溶液会随着降水、灌溉水、地 表径流或地下渗水进入水体和土壤，对尾矿库周围 的地表水、地下水、土壤造成环境污染和破坏。 对于多金属硫化矿尾矿库的蕈金属污染防治， 需要从工程措施及政策措施两方面着手进行解决。 在上程措施上首先应审视尾矿库的生态恢复与重 建，阻断淋溶液产生途径，其次是对已产生的淋溶液 进行治理，使其实现达标排放。在政策措施上应加 快尾矿库闭库环境治理配套法规的完善，加强环保 监督检查与环境监测及土地复垦管理工作。 【1 ] 沈楼燕，魏作安．探讨矿山尾矿库闭库的一蝗问题[ J ] ．金属矿山．2 0 0 2 ．6 1 4 7 4 8 ． [ 2 ] 李培良．李国政，刘冠峰．某尾矿库渗漏水对地F 水的影响分析[ J ] ．黄金，2 0 0 5 ．2 6 1 2 4 5 4 7 ． [ 3 ] 尾矿库闭库安全监督管理规定[ s ] ．北京安监管管一字[ 2 0 0 3 ] 1 1 2 号，2 0 0 3 ． [ 4 ] 尾矿库安全技术规程【s ] ．中华人民共和国安全生产行业标准A Q2 0 0 6 2 0 0 5 ，标准号1 6 9 6 8 2 0 0 6 ．2 0 0 6 ． 下转第1 3 6 页，C o n t i n u e dO HP 1 3 6 万方数据 1 3 6 有色金属第6 3 卷 R e s e a r c hP r o g r e s sa n dD e v e l o p m e n tT r e n do fR e m e d i a t i o no fL e a d - c o n t a m i n a t e dS o i l G A OW e n q i a n ，C H E N 托乒 B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n g ＆M e t a l l u r g y 。B e i j i n g1 0 0 0 7 0 ，C h i n a A b s t r a c t T h ep r e s e n ts i t u a t i o no fl e a d c o n t a m i n a t e ds o i la n df o r m so fl e a di ns o i la r ee x p r e s s e d ，a n dt h er e m e d i a t i o n t e c h n o l o g i e so fl e a d - c o n t a m i n a t e ds o i la r es u m m a r i z e da n dr e v i e w e d ．M o r e o v e r ，t h et r e n do ft h ef u t u r ed e v e l o p m e n t o ft h et e c h n o l o g yi s p r o s p e c t e d a n dt h ec o m b i n a t i o n t e c h n o l o g i e so fl e a d c o n t a m i n a t e d s o i lr e m e d i a t i o na r e e n u m e r a t e d ，i ti sm a y b eu sea st h er e f e r e n c ef o rt h ed e m o n s t r a t i o np r o j e c ta n di n d u s t r i a l i z a t i o no ft h el e a dp o l l u t i o n p r e v e n t i o n ． K e y w o r d s e n v i r o n m e n te n g i n e e r i n g ；l e a d - c o n t a m i n a t e ds o i l ；r e v i e w ；r e m e d i a t i o nt e c h n o l o g y ；e x c h a n g e a b l e f o r m ；h y p e r a c c u m u l a t o r E 接第1 3 0 页，C o n t i n u e df r o mP 1 3 0 H e a v yM e t a l sP o l l u t i o na n dP r e v e n t i o ni nT w oT a i l i n gD a m sC l o s u r e H U A N GY u 舌i B e i j i n gG e n e r a lR e s e a r c hI n s t i t u t eo fM i n i n ga n dM e t a l l u r g y ，B e i j i n g1 0 0 0 7 0 ，C h i n a A b s t r a c t B a s e dO nt h eo p e r a t i o na c t u a l i t i e so ft w ot a i l i n gd a m sa tG u a n g d o n gp r o v i n c e ’ss u l f i d eo r em i n e s ，s o m em o s t s e r i o u sp r o b l e m st ob e s o l v e du r g e n t l yf o rh e a v ym e t a l sp o l l u t i o no fc l o s u r ed a m sa r ed i s c u s s e d ．S o m eb a s i c s o l u t i o n st ot h e s ep r o b l e m sa r ep u tf o r t h ． K e y w o r d s e n v i r o n m e n te n g i n e e r i n g ；t a i l i n gd a m s ；h e a v ym e t a lp o l l u t i o n ；c l o s u r eo ft a l i n gd a m s ；s u l f i d eo r e 万方数据