胡 雅

（陜西省土地工程建設集團有限責任公司，陜西 西安 710075）

潼關縣地處陜西省關中平原東部，有關中地區(qū)東大門的稱號。潼關縣礦產(chǎn)資源豐富，有金、銀、黃銅礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等礦產(chǎn)資源。金礦開采歷史悠久，于1975年開始，并在1985-2000年達到頂峰，為我國黃金生產(chǎn)和地方經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻。由于多年大規(guī)模的金礦無序開采，占用大量土地資源，引起山體滑坡，地表塌陷以及泥石流和山體滑坡等地質(zhì)災害。礦渣廢棄物中的重金屬隨著礦山排水和降雨進入周邊水環(huán)境或直接進入土體，造成污染。礦區(qū)植被覆蓋大幅度降低，土壤退化嚴重，水土流失加劇，生態(tài)系統(tǒng)嚴重破壞[1]，嚴重威脅當?shù)鼐用裆a(chǎn)生活。

開發(fā)物理—化學—生物措施綜合修復于一體的金礦區(qū)復合污染土體工程隔離治理技術(shù)，并通過技術(shù)的實施，對采礦廢渣堆、尾礦廢渣堆、受污染土體及周邊環(huán)境的綜合修復與治理[2]，使礦區(qū)生態(tài)環(huán)境得到較大程度的修復與改善，從而維護小秦嶺水源涵養(yǎng)地、保護生物多樣性、減少災害發(fā)生的可能性，最終使金礦區(qū)以及附近村民的生活、財產(chǎn)安全得到保證，促進人地和諧發(fā)展、切實惠及民生。

1 土體物理重構(gòu)的設計與實施

場地清理、污染物推平、碾壓主要包括岸邊場地礦渣的清理與平整，以及河道清理。應用隔離修復技術(shù)充分調(diào)研地下水水位埋深情況，可有效避免因地下水位過高，引起尾渣污染地下水體的問題。將含有毒重金屬污染物推平、碾壓緊實，依據(jù)地勢坡度在四周修建排水溝，加速隔離層以上土體多余水分的排出，避免對隔離層結(jié)構(gòu)造成損害。在將含有毒重金屬污染物推平、碾壓過程中的壓實系數(shù)應不低于0.95；場地整體坡度隨地形調(diào)整，要求不超過5°，在較陡地段可將場地平整成臺階型，以達到因地制宜、節(jié)約工程成本的目的。

根據(jù)理想農(nóng)用地土體剖面構(gòu)型，構(gòu)建不同物質(zhì)與功能剖面，以及利用毛細屏障原理構(gòu)建不同松緊度的土體剖面，最終形成復合污染土體重構(gòu)目標剖面（圖1），即在隔離層之上構(gòu)建滿足一定質(zhì)地、結(jié)構(gòu)和緊實度要求的“心土層”和“表土層”，以滿足土體力學強度和滲透特性的要求。實際工程中綜合考慮工程成本及隔離層的導水特性，隔離層由黃土、熟石灰、細沙和活性炭，或者黃土、熟石灰、細沙和粘土礦物組成，其中粘土礦物可優(yōu)選坡縷石，是由于坡縷石具有發(fā)育的內(nèi)孔道和較大表面積，化學穩(wěn)定性高，吸附能力強，對Hg離子具有較好的吸附作用。隔離層材料黃土：熟石灰：細沙：活性炭（坡縷石）的配比為體積比 5∶2∶2∶1。隔離層的厚度為10cm。為防止隔離層含水率隨施工時間的推移而降低，通常在稍高于最優(yōu)含水率的情況下進行壓實，以降低壓實隔離層的滲透系數(shù)，確保被隔離的污染土體中重金屬免遭入滲水的淋溶和擴散遷移。隔離層鋪設碾壓過程中噴灑水，使隔離層的含水率達到10%～13%，壓實系數(shù)應確保不低于0.95，隔離層厚度不小于10cm。在隔離層之上覆蓋干凈黃土并適度壓實，容重為1.50～1.55g·cm-3，為防止降雨和灌溉對隔離層結(jié)構(gòu)和功能的影響，厚度不低于40cm。在壓實的干凈黃土之上再覆蓋干凈黃土作為耕土層，使之沉實至能滿足植物根系發(fā)育的緊實程度，沉實穩(wěn)定后的土層厚度≥30cm，如此，耕作層、凈土層與隔離層共同構(gòu)成了較為適合的剖面構(gòu)型。

圖1復合污染土體剖面重構(gòu)

2 土體生物重構(gòu)的設計與實施

在對廢棄渣堆土體重構(gòu)的基礎上，選擇鄉(xiāng)土樹種、水力穩(wěn)定性高、生態(tài)環(huán)保、適應性強植物和根際微生物進行植被重建。土體重構(gòu)初期，在項目區(qū)種植耐受性強的林木，除能進一步降低土壤中有害重金屬元素的含量，還可以調(diào)節(jié)區(qū)域小氣候、保持水土、涵養(yǎng)水源，吸附粉塵。結(jié)合樹種對重金屬的修復能力及觀賞性，選擇刺槐、山楊和石榴進行種植。土壤中的重金屬呈固態(tài)，在微生物的作用下，重金屬離子的存在形態(tài)可以改變，使固態(tài)活化成可溶態(tài)或交換態(tài)，有利于植物吸收富集，提高植物修復效率，微生物還能與重金屬離子鰲合，或者沉淀重金屬離子，減少重金屬對環(huán)境的污染。

在廢棄尾礦庫、溝道壩地區(qū)選擇當?shù)厣L狀況良好的楊樹作為護坡樹種，分別建植在護坡溝道兩側(cè)，樹苗間距2m。堆渣場地分為堆渣區(qū)和氰化池分布區(qū)兩類區(qū)域?？紤]到兩者所在位置有害元素污染程度及其危害性的差異，分別采用不同的種植方案。在礦山外圍河道及氰化池，考慮到氰化物含有劇毒且易遷移，掩埋于地下可能會對農(nóng)作物產(chǎn)生不良影響[3]，種植以觀賞性植物為主，因此將場地原有氰化池殘渣包埋覆土后作為林地，種植楊樹、馬尾松、女貞子等樹種，既能有效利用土地，又能美化環(huán)境。而堆渣區(qū)的堆渣場是將場地整平隔離覆土后，恢復耕地，根據(jù)當?shù)剞r(nóng)業(yè)種植情況，種植玉米、花生等農(nóng)作物。對于受到中低濃度重金屬污染的土壤，可以利用植物生長過程中對于特定重金屬元素的吸收這一特點，降低土壤重金屬含量，通過投加根際微生物，強化植物修復作用，提高修復效率。綜合施用氮、磷、鉀化肥及有機肥對重構(gòu)土體進行培肥，加速土壤熟化，并投加適量蚯蚓和對重金屬有處理作用的菌種[4]。

有機重構(gòu)技術(shù)實施后，項目區(qū)種植的玉米、花生等農(nóng)作物長勢良好，增加了農(nóng)民收入，改善了當?shù)厝嗣竦纳钏?。工程建設改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，有效地提升了農(nóng)業(yè)機械化程度，大大提高勞動生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，使得新增耕地供養(yǎng)人數(shù)增加，間接經(jīng)濟效益十分可觀。