金屬礦重金屬污染土壤治理措施分析

柳海軍

摘 要：金屬礦的開采對土地資源的破環(huán)嚴重，礦石礦物、固體廢棄物中含有的重金屬元素導致周邊土壤、和水體污染嚴重，重金屬超標，影響周邊生態(tài)環(huán)境。該文以銅陵市郊區(qū)黎明鐵礦為例，通過實施滑坡治理、重金屬污染源隔離和生態(tài)恢復，建立新的林草土地利用體系，以其盡可能地消除地質(zhì)災害隱患，減少礦山開采對生態(tài)環(huán)境造成的影響，實現(xiàn)礦區(qū)周邊生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：金屬礦;重金屬污染;治理措施;效果

中圖分類號 X53文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2020）15-0124-02

1 概述

我國金屬礦產(chǎn)資源豐富，金屬礦山為國家提供重要的基礎材料的同時也用占了大量土地，金屬礦山開采引起的周邊土壤重金屬污染已成為嚴重的環(huán)境問題之一。重金屬污染造成土壤質(zhì)量下降，生態(tài)系統(tǒng)退化，且污染農(nóng)作物，威脅到人類的健康。礦業(yè)開發(fā)所造成的土壤污染量大面廣，是我國土壤污染治理不可忽視的問題之一。

礦山開采產(chǎn)生的廢石、選礦產(chǎn)生的尾礦以及冶煉廢渣（含Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Ag、Cd、As等有害元素）經(jīng)風化淋濾，使有害元素轉(zhuǎn)移到土壤中，造成土壤質(zhì)量下降的同時污染農(nóng)作物，最終通過食物鏈進入人體，影響人類健康。其危害性主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）進入土壤的重金屬被吸附在土壤膠體表面或包含于礦物顆粒內(nèi)，可移動性差，遷移距離短;（2）土壤重金屬污染往往要通過對土壤樣品的分析化驗和對農(nóng)作物以及人或動物的健康檢查才能揭示出來，其危害被發(fā)現(xiàn)通常會滯后較長的時間;（3）不能被土壤中微生物分解，不能通過焚燒的方法從土壤中去除，相反地會在生物體內(nèi)富集，部分會轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物，表現(xiàn)出不可逆性和蓄積性。

2 礦山概況

黎明鐵礦始建于20世紀50年代，曾進行露天開采，后由于鐵礦品位較低，剝采比大，故停止生產(chǎn)。2000年重新開采，開采方式為露天和地下開采，后于2008年政策性關(guān)閉，但遺留下來的環(huán)境問題未進行及時治理。目前，礦山開采區(qū)滿目瘡痍，巖質(zhì)邊坡裸露，視覺污染嚴重。

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，礦山原先設計地下開采，在開挖豎井的過程中，見大水后停產(chǎn)至今，豎井進行了封堵，并通過了驗收。目前，項目區(qū)內(nèi)遺留有1個開采宕口，作為銅陵市新建堆浸有限公司工業(yè)場地使用。區(qū)內(nèi)原堆浸點（疑似尾礦庫區(qū)域）治理復墾完成，并且已經(jīng)完成了整治工作的驗收。

前期新建公司在治理過程中，因復墾需要，對區(qū)內(nèi)原有邊坡進行了局部開挖，導致現(xiàn)狀邊坡不穩(wěn)定，產(chǎn)生了局部滑坡。據(jù)調(diào)查，該滑坡為表層松散層滑落的小型滑坡，滑體寬54m，長33m，主滑方向105°，后緣拉裂縫清晰，高度約12m，滑體投影面積1033m2，平均厚度4.5m，滑體體積4648m3，滑坡體坡腳標高+54m，坡頂標高+64m，滑坡體高差14m，前緣滑坡的堆積物部分已經(jīng)被清理?；w為第四系殘坡積，巖性主要為含碎石亞黏土以及砂巖、頁巖強風化層，碎石塊徑5～30mm不等，碎石含量30%左右，滑體組成物松散～中等密實。滑床為五通組的砂、頁巖，滑動面推測為第四系殘坡積物與下伏砂、頁巖接觸面，滑帶土性質(zhì)為含碎石亞黏土。

滑體發(fā)育地段為邊坡巖性為五通組砂、頁巖，邊坡上方殘坡積物厚度為1m，強風層3m左右，節(jié)理裂隙發(fā)育，在滑坡段邊坡北側(cè)16m左右，有2根高壓線桿，邊坡工程地質(zhì)條件較差，邊坡穩(wěn)定性較差。

礦區(qū)東側(cè)有一蘆葦蕩，位于原堆浸點附近。據(jù)現(xiàn)場采取的水、土樣分析結(jié)果顯示：對比水環(huán)境質(zhì)量標準Ⅲ類標準值（GBT14848-2017），區(qū)內(nèi)水質(zhì)超標的主要為：Cu2+、Pb2+、Zn2+、Fe3+、NH4+、Mn2+、Ni2+、Cd2+、Co2+、Cl-、SO42-等離子，其中嚴重超標的指標為：Cu2+、Pb2+、Zn2+、Fe3+、NH4+、Mn2+、SO42-等離子;對比土壤環(huán)境質(zhì)量標準（GB15618-2007）中的居住用地指標值，區(qū)內(nèi)尾砂樣超標的指標主要為：Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg等元素。同時，根據(jù)釬探工作，確定該區(qū)污染源層平均厚度為3m。

3 礦山治理工程措施

3.1 滑坡治理 對區(qū)內(nèi)滑體上方邊坡進行削坡，削坡區(qū)域為坡頂至坡頂下方5m區(qū)域，最終形成坡度控制在30°左右，削坡產(chǎn)生的廢石回填至坡腳壓坡。清運區(qū)內(nèi)廢石、廢渣，用于場地內(nèi)的回填，不外運。將區(qū)內(nèi)廢棄高壓線塔、高位水池以及其他原有建筑物進行拆除，拆除的建筑垃圾就地回填。

3.2 配筋擋墻 在滑體坡腳處修建配筋擋墻，擋石墻采用漿砌塊石砌筑，并用M10砂漿勾縫。伸縮縫每隔10m設置道，縫寬25mm，縫中填瀝青麻筋、瀝青木板或其他有彈性的防水材料，塞入深度不小于0.15m。擋墻修建前首先進行石方的開挖，開挖后對地基夯實平整，然后采用素混凝土找平。擋墻總高度為3.7m，其中1.5m位于地基下方，出露地表高度2.2m，墻體內(nèi)的配筋采用縱橫布設的方式，橫向布設間隔為1m，第1根布設高度1m處，縱向布設的鋼筋布設間隔為2m，配筋采用Φ16的鋼筋。

3.3 排水 在區(qū)內(nèi)西側(cè)、北側(cè)頂部以及邊坡坡底擋墻外側(cè)修建排水溝，用以排泄坡面的積水，防止積水進入下方的復墾區(qū)，排水溝與外界水塘相連或直接外排。排水溝斷面采用矩形設計，漿砌塊石砌筑，塊石厚度20cm，采用M10砂漿勾縫，截、排水溝規(guī)格：寬×深=0.5m×0.5m。

3.4 重金屬污染治理 對區(qū)內(nèi)東側(cè)的污染區(qū)進行黏土隔離處理。設計沿污染區(qū)域四周貼邊開挖環(huán)形溝槽，開挖寬1.2m，深度3m（直達污染源底部）的矩形溝渠。溝槽開挖后，將四周采用黏土進行回填，黏土選擇滲透性小的，回填過程中需要分層壓實，隨后將整個污染源的表層同樣采取黏土回填，回填深度0.5m，分層壓實，隨后在其上覆蓋土工膜，隨后回填0.5m的耕植土，撒播草籽復綠。

3.5 植被復綠 對滑坡區(qū)域進行地形整理后，在其上直接撒播草籽，在該區(qū)段擋墻前方進行種植喬木復綠，種植方式宕穴開挖，種植間距為3m×3m，開挖宕穴規(guī)格為1m×1m×1m。東側(cè)污染場地為確保隔離層的有效性，恢復為草地;所有土方來源均為外購耕植土。

3.6 監(jiān)測養(yǎng)護 通過對項目區(qū)地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測，及時掌握地質(zhì)災害及地質(zhì)環(huán)境問題的發(fā)展、演化趨勢，為該區(qū)人居安全、地質(zhì)環(huán)境保護、地質(zhì)災害防治和地質(zhì)環(huán)境綜合治理設計提供基礎資料，為政府主管部門實施地質(zhì)環(huán)境監(jiān)督管理提供科學依據(jù)。本次監(jiān)測的主要任務為滑坡治理工程的有效性，植被的生長情況及重金屬污染區(qū)域治理效果。監(jiān)測采用巡視檢查與儀器監(jiān)測相結(jié)合的方法，重金屬污染區(qū)域的監(jiān)測采用定期采樣送檢的措施。項目管護工程為工程管護和植被管護，工程管護對象為擋土墻、排水溝等構(gòu)筑物;植被管護為復墾后的林草地，根據(jù)安徽省氣候條件和林木生長規(guī)律，管護期定位3年。

4 綜合效益分析

4.1 經(jīng)濟效益 項目實施后，將改善銅陵市郊區(qū)的生態(tài)環(huán)境，提高投資品味，可間接促進銅陵市郊區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。待楊樹成林后，將會產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

4.2 社會效益 通過治理，消除項目區(qū)開采遺留的危巖體、浮石等，保障人民生命財產(chǎn)安全，維護社會穩(wěn)定;顯著提高項目區(qū)的安全性和實用性，改善銅陵市郊區(qū)投資環(huán)境，促進當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展;提高廣大群眾自覺保護環(huán)境、合理利用資源的意識，教育礦山企業(yè)樹立依法、合理、科學、安全開采礦產(chǎn)資源的意識;增強了當?shù)匕傩?、礦山企業(yè)的地質(zhì)環(huán)境保護意識，普及地質(zhì)環(huán)境保護知識，改變地質(zhì)環(huán)境治理觀念，對社會和諧和穩(wěn)定起到積極作用;體現(xiàn)黨和政府的科學發(fā)展觀和堅持走可持續(xù)發(fā)展道路的決心，是建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的有力體現(xiàn)。

4.3 環(huán)境效益 通過治理，提高了植被覆蓋率，有效地減輕了水土流失，恢復地貌景觀，原先的裸露巖壁的“視覺污染”變成“賞心悅目”。同時，凈化空氣，提高礦區(qū)環(huán)境質(zhì)量，為當?shù)厝嗣袢罕妱?chuàng)造了良好的生活環(huán)境。此外，還能起到示范作用，有利銅陵市郊區(qū)社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)論

通過削坡、修建擋墻等工程措施，消除項目區(qū)地質(zhì)災害隱患;通過栽植薔薇、楊樹等，恢復項目區(qū)地表植被，消除主要交通干線的視覺污染;通過土地平整、黏土隔離等措施，隔離重金屬污染源，將場地恢復成林地;通過建立礦山地質(zhì)環(huán)境恢復治理監(jiān)測體系，檢驗治理工程的效果，為周邊礦山治理提供經(jīng)驗。

（責編：張宏民）