某金礦尾礦庫(kù)周邊地下水污染特征分析

范書凱

（礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京 100160）

1 引言

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，黃金礦山現(xiàn)有尾礦庫(kù)約990座。然而，隨著尾礦逐年積累，尾礦庫(kù)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闈撛诘奈廴驹?，尾礦庫(kù)承載的尾礦浸出液中含有的污染因子通過(guò)滲漏進(jìn)入地下水含水層，污染農(nóng)作物，最后通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，危害人類健康[1]。由于地下水污染過(guò)程緩慢、不易發(fā)現(xiàn)并且難以治理，一旦受到污染，要恢復(fù)和治理是非常緩慢和困難的，甚至是不可能恢復(fù)的，因而人們對(duì)尾礦庫(kù)地下水污染防控的要求也不斷提高[2,3]。

本文以甘肅某金礦尾礦庫(kù)周圍地下水為研究對(duì)象，研究、評(píng)價(jià)該尾礦庫(kù)及其周圍地下水污染特征及規(guī)律，為該類尾礦庫(kù)地下水預(yù)防和防治提供科學(xué)依據(jù)。

2 尾礦庫(kù)概況及區(qū)域水文地質(zhì)條件

2.1 尾礦庫(kù)概況

該金礦尾礦庫(kù)位于山谷溝口，初期壩壩高 16.5m，壩頂寬7m，壩頂長(zhǎng) 83m，設(shè)計(jì)總庫(kù)容為 9.2×105m3，占地 0.081km2。尾礦庫(kù)采用干式排放，堆存全泥氰化工藝產(chǎn)生的尾礦。

2.2 區(qū)域地質(zhì)及水文地質(zhì)概況

尾礦庫(kù)三面環(huán)山，庫(kù)區(qū)地形東高西低，溝谷近東西方向，溝口較窄。區(qū)域地層主要為第四系全新統(tǒng)沖積物、坡積物及板巖，庫(kù)區(qū)未見斷層發(fā)育，地層相對(duì)穩(wěn)定。尾礦庫(kù)區(qū)含水層主要為第四系松散巖類孔隙潛水，賦存于溝內(nèi)第四系松散覆蓋層中，接受大氣降水補(bǔ)給。地下水主要經(jīng)松散孔隙系統(tǒng)、沿地表水流向及兩岸向河床，由地勢(shì)較高的位置向地勢(shì)較低的位置徑流，以潛流形式補(bǔ)給基巖裂隙地下水、泉及蒸發(fā)等形式排泄。

3 研究方法

本次取樣共設(shè)5口地下水監(jiān)測(cè)井，每個(gè)監(jiān)測(cè)井取一個(gè)樣品，取水層位為第四系松散孔隙潛水含水層。對(duì) pH、氰化物、汞、砷、鎘、六價(jià)鉻、鉛7項(xiàng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行 GB/T 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。評(píng)價(jià)方法采用標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法，標(biāo)準(zhǔn)指數(shù) Pi為：

式中，Pi為第 i 個(gè)水質(zhì)因子的標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)，無(wú)量綱；Ci為第 i 個(gè)水質(zhì)因子的監(jiān)測(cè)濃度值，mg/L；Csi為第 i 個(gè)水質(zhì)因子的標(biāo)準(zhǔn)濃度值，mg/L。

對(duì)于評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為區(qū)間值的 pH，其標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)計(jì)算公式為：

式中，pHi為第i個(gè)水質(zhì)因子的監(jiān)測(cè)濃度值；pHsu為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中pH 值的上限值；pHsd為水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中 pH 值的下限值。

Pi＞1，表明地下水超過(guò) GB/T 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》III 類限值，且越大表明超標(biāo)越嚴(yán)重，反之表示未超標(biāo)。

4 結(jié)果與分析

4.1 地下水監(jiān)測(cè)結(jié)果及評(píng)價(jià)

地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果如表1所示，采用標(biāo)準(zhǔn)指數(shù)法進(jìn)行地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)，結(jié)果如表2所示。

表1 地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果

表2 地下水水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果

由表1和表2可知，尾礦庫(kù)上游監(jiān)測(cè)井（1#）所有監(jiān)測(cè)因子均能滿足 GB/T 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》III 類。其他監(jiān)測(cè)井除了 pH、鎘、汞和六價(jià)鉻滿足 GB/T 14848—2017《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》III 類外，砷、鉛和氰化物均有監(jiān)測(cè)井超標(biāo)，其中砷最大超標(biāo) 8.23 倍、鉛最大超標(biāo) 1.7 倍、氰化物最大超標(biāo) 10.48 倍。

4.2 地下水中超標(biāo)污染物濃度變化特征

通過(guò)分析，地下水中砷和鉛的變化趨勢(shì)基本一致 （見圖1），在上游監(jiān)測(cè)井（1#）處濃度最低，尾礦庫(kù)壩下監(jiān)測(cè)井（2#）濃度最高，下游監(jiān)測(cè)井（3#～5#）先降低再升高。地下水中氰化物的濃度變化趨勢(shì)為在上游（1#）濃度最低，壩下監(jiān)測(cè)井（2#）濃度最高，下游監(jiān)測(cè)井（3#～5#）趨勢(shì)為降低—升高—降低。

由此說(shuō)明，尾礦庫(kù)下游地下水中砷、鉛和氰化物超標(biāo)與尾礦庫(kù)有直接關(guān)系。砷、鉛和氰化物濃度在 3#監(jiān)測(cè)點(diǎn)較低的原因?yàn)槲廴疚镫S著地下水徑流得到一定的稀釋，在 3#和 4#監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間存在其他的污染源 （經(jīng)調(diào)查為被掩埋的歷史廢渣） 造成砷、鉛和氰化物濃度升高。而氰化物濃度在 5#監(jiān)測(cè)點(diǎn)降低應(yīng)為氰化物具有揮發(fā)性，地下水向下游遷移時(shí)，氰化物極易揮發(fā)和被氧化造成氰化物分解[4]。

圖1 砷、鉛和氰化物濃度變化趨勢(shì)

5 地下水污染防控措施

目前，對(duì)地下水污染的防控措施主要包括：污染源的控制和污染羽的控制。其中污染源控制包括污染源去除和污染源控制；污染羽控制包括水動(dòng)力控制和地下水阻滯、攔截系統(tǒng)。

結(jié)合尾礦庫(kù)現(xiàn)狀及庫(kù)區(qū)水文地質(zhì)條件，提出采取污染源控制控制和污染羽控制相結(jié)合的地下水污染防控措施。污染源控制控制措施為對(duì)尾礦庫(kù)庫(kù)面采取物理阻隔和完善雨洪水導(dǎo)排系統(tǒng)，其中庫(kù)面阻隔由下至上應(yīng)依次為表面復(fù)合襯層、表面水收集排放層、植被層。污染羽控制措施為修建地下水垂直防滲墻和抽水井，防止受污染的地下水向下游運(yùn)移。同時(shí)，建議企業(yè)建立地下水長(zhǎng)期跟蹤監(jiān)測(cè)制度，防止突發(fā)地下水污染事件。

6 結(jié)論和建議

1）尾礦庫(kù)下游地下水中砷、鉛和氰化物超標(biāo)，超標(biāo)原因主要是尾礦庫(kù)滲濾液滲漏污染下游地下水。

2）提出采取污染源控制控制和污染羽控制相結(jié)合的地下水污染防控措施，防止受污染的地下水向下游運(yùn)移。

3）建議礦山企業(yè)結(jié)合尾礦庫(kù)現(xiàn)有地下水監(jiān)測(cè)井，建立地下水長(zhǎng)期跟蹤監(jiān)測(cè)制度，為尾礦庫(kù)實(shí)際狀態(tài)提供判斷提供依據(jù)。