蘇超 郝萌 康建雄 王偉 馬驥

(1.青海煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心 西寧810008； 2.金堆城鉬業(yè)股份有限公司 西安 710077； 3.西安中地環(huán)境科技有限公司 西安 710055)

0 引言

《固體廢物污染環(huán)境防治法》于2020年4月29日修訂通過，對(duì)于一般工業(yè)固體廢物關(guān)注依然不多，其環(huán)境危害性雖不如危險(xiǎn)廢物大，但種類多、數(shù)量大，若不能及時(shí)安全處置或綜合利用，潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)也很大[1]。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《2019年全國大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報(bào)》中通報(bào)2018年全國200個(gè)大、中城市一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為15.5億t，是生活垃圾的7.3倍，是危險(xiǎn)廢物的33.4倍；全國一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量超過32億t，其中尾礦占比最大，達(dá)到27.4%，而綜合利用率僅為27.1%，當(dāng)年僅尾礦堆存量就達(dá)6.4億t[2]。2017年全國人大《固體廢物污染防治法》實(shí)施情況報(bào)告中通報(bào)我國歷年堆存的工業(yè)固體廢物總量達(dá)600億～700億t[3]，大部分建設(shè)及堆存較早，污染防控措施欠賬較多。

《一般工業(yè)固體廢物貯存場(chǎng)、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18599—2001)將一般工業(yè)固體廢物分為I類和II類，對(duì)應(yīng)貯存、處置場(chǎng)為I類場(chǎng)和II類場(chǎng)，其中II類場(chǎng)應(yīng)滿足防滲要求[4]。2019年生態(tài)環(huán)境部組織對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂，征求意見稿中在強(qiáng)調(diào)II類場(chǎng)防滲要求的同時(shí)，對(duì)I類場(chǎng)新提出了防滲要求，這對(duì)各地及各企業(yè)一般工業(yè)固體廢物堆場(chǎng)，特別是歷史堆存的數(shù)百億噸工業(yè)固體廢物污染防控管理提出了更大的挑戰(zhàn)。2019年生態(tài)環(huán)境部組織編制的《地下水污染源防滲技術(shù)指南(試行)》(征求意見稿)中規(guī)定了地面、垂直、內(nèi)襯3種防滲技術(shù)[5]，但上述技術(shù)對(duì)于歷史固體廢物堆場(chǎng)并不適用；國內(nèi)對(duì)于歷史固體廢物堆場(chǎng)綜合整治方案分為資源綜合利用、封場(chǎng)監(jiān)控、異地處置3種[6]，但對(duì)于資源綜合利用不暢、規(guī)模宏大的在用尾礦庫適用性不強(qiáng)，因此探索一條經(jīng)濟(jì)合理的新型污染防控技術(shù)則尤為必要。

1 工程簡介

某尾礦庫于20世紀(jì)70年代建設(shè)，建庫時(shí)尚無固體廢物貯存場(chǎng)地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)與鑒定標(biāo)準(zhǔn)，未進(jìn)行防滲處理，目前已堆存尾礦約3億t，屬二等尾礦庫。企業(yè)委托檢測(cè)單位對(duì)尾礦先后進(jìn)行了多次浸出試驗(yàn)，浸出液氟化物濃度差距較大，其中按照《固體廢物 浸出毒性浸出方法 翻轉(zhuǎn)法》(GB 5086.1—1997)[7]規(guī)定方法判定尾礦為第Ⅱ類一般工業(yè)固體廢物，按照《固體廢物 浸出毒性浸出方法 水平振蕩法》(HJ 557—2010)[8]規(guī)定方法判定尾礦為第I類一般工業(yè)固體廢物，但該尾礦庫下游地表水及地下水水質(zhì)氟化物偶有超標(biāo)，初步判定應(yīng)與該尾礦庫滲漏有關(guān)，尾礦庫天然基礎(chǔ)層不滿足《一般工業(yè)固體廢物貯存場(chǎng)、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18599—2001)規(guī)定的防滲條件，需進(jìn)行污染防控與恢復(fù)治理。

由于該尾礦庫已運(yùn)行40年，堆存數(shù)億噸尾礦，無法按照《一般工業(yè)固體廢物貯存場(chǎng)、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18599—2001)要求進(jìn)行原地防滲施工或異地搬遷，尚無成熟的資源綜合利用途徑，對(duì)于此類大型固體廢物歷史堆場(chǎng)污染防控工作沒有任何可以依據(jù)的政策規(guī)范或借鑒的成功案例。企業(yè)環(huán)保技術(shù)人員通過多方求證，并在工程技術(shù)人員支持下，結(jié)合問題特性及現(xiàn)場(chǎng)條件，最終放棄了防滲施工的方式，而選擇在尾礦庫下游合適斷面進(jìn)行截滲處理，通過工程實(shí)施與跟蹤監(jiān)測(cè)，有效控制了尾礦庫的滲漏影響，實(shí)現(xiàn)了尾礦庫下游地表水及地下水的達(dá)標(biāo)修復(fù)，為國內(nèi)同類一般工業(yè)固體廢物貯存場(chǎng)、處置場(chǎng)污染控制探索出了一條技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的解決方案，具有很強(qiáng)的示范價(jià)值。

2 截滲施工

該尾礦庫為典型山谷型尾礦庫，采用上游法筑壩，庫區(qū)兩側(cè)山系構(gòu)成兩道分水嶺，庫區(qū)內(nèi)為完整的獨(dú)立水文地質(zhì)單元，側(cè)向滲漏風(fēng)險(xiǎn)較小。在地質(zhì)勘察及工程設(shè)計(jì)單位指導(dǎo)下，企業(yè)在尾礦庫區(qū)下游地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、天然基礎(chǔ)層的滲透系數(shù)大于1.0×10-7cm/s、且斷面較小的位置修筑截滲墻(屬礦區(qū)范圍內(nèi)，無居民點(diǎn)等環(huán)境敏感點(diǎn))，并對(duì)截滲墻上游的破碎帶及巖溶發(fā)育部位進(jìn)行排查與處理，消除滲漏風(fēng)險(xiǎn)。截滲墻采用C30混凝土材質(zhì)，并深入天然基礎(chǔ)層，施工結(jié)構(gòu)圖如圖1。尾礦庫滲水及地表徑流通過截滲墻截留，通過壩下泵站加壓管輸送至尾礦庫回水系統(tǒng)，進(jìn)入選礦廠生產(chǎn)循環(huán)回用。

圖1 截滲墻施工工藝(單位：mm)

3 效果測(cè)試

3.1 水力阻隔

截滲墻建成后，為檢驗(yàn)運(yùn)行效果，由地質(zhì)勘察單位按照《一般工業(yè)固體廢物貯存場(chǎng)、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18599—2001)在尾礦庫的上游、下游及側(cè)向周邊布設(shè)監(jiān)測(cè)井，并重點(diǎn)對(duì)截滲墻下游加密布設(shè)監(jiān)測(cè)井，以觀察是否存在滲流或繞流情形。其中截滲墻下游100、140、200、500 m共4口監(jiān)測(cè)井鉆探至風(fēng)化裂隙帶下部基巖層，未見地下水，同時(shí)截滲墻下游1 500 m內(nèi)地表水?dāng)嗔?，超過1 500 m在兩側(cè)水源補(bǔ)給下，地下水及地表水逐漸恢復(fù)正常，說明截水墻達(dá)到了防滲與截流的效果，能夠徹底截?cái)嗌嫌挝驳V庫的地下水滲流途徑，確保地表徑流與地下潛水全部滯留于截滲墻內(nèi)，形成了水力阻隔，尾礦庫滲漏問題不再對(duì)下游地表水及地下水造成影響。

3.2 跟蹤監(jiān)測(cè)

為驗(yàn)證尾礦庫滲漏污染影響是否消除，監(jiān)控區(qū)域地表水及地下水水質(zhì)修復(fù)情況，企業(yè)委托專業(yè)機(jī)構(gòu)連續(xù)開展了一個(gè)水文年的環(huán)境跟蹤監(jiān)測(cè)，其中地表水及地下水監(jiān)測(cè)點(diǎn)位布設(shè)情況如表1和表2所示。

表1 尾礦庫周邊地表水跟蹤監(jiān)測(cè)布點(diǎn)

表2 尾礦庫周邊地下水跟蹤監(jiān)測(cè)布點(diǎn)

監(jiān)測(cè)因子選擇上除了尾礦浸出實(shí)驗(yàn)超標(biāo)和下游地表水、地下水超標(biāo)因子氟化物外，又結(jié)合尾礦性質(zhì)增加了pH值、Cu、Zn、Pb、As、Cr6+等6項(xiàng)特征污染物指標(biāo)，連續(xù)監(jiān)測(cè)6個(gè)月(包括豐水期、平水期及枯水期)，每次連續(xù)監(jiān)測(cè)2d，監(jiān)測(cè)結(jié)果如表3、表4所示。

表3、表4環(huán)境跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示：

表3 尾礦庫周邊地表水跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果 mg/L(pH值除外)

表4 尾礦庫周邊地下水跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果 mg/L(pH值除外)

(1)地表水及地下水在流經(jīng)該尾礦庫后，氟化物濃度值均顯著上升，說明該尾礦庫滲漏對(duì)地表水及地下水水質(zhì)氟化物因子有影響，其中對(duì)下游及左岸地下水影響大于右岸，其他污染因子上下游無明顯變化。

(2)截滲墻建于該尾礦庫與左岸支溝交匯處下游，下游200 m處地表水?dāng)嗝婕暗叵滤O(jiān)測(cè)井在一個(gè)完整水文年均無水，說明截滲墻有效阻斷了上下游的地表水及地下水水力聯(lián)系。

(3)截滲墻下游地表水?dāng)嗝婕暗叵滤O(jiān)測(cè)井水質(zhì)氟化物指標(biāo)顯著低于上游，且低于環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，說明通過截滲墻阻斷作用，尾礦庫滲漏污染影響成功控制在礦區(qū)范圍內(nèi)，下游地表水及地下水水質(zhì)修復(fù)效果明顯，已趨于正常，達(dá)到了預(yù)期的污染防控與恢復(fù)治理目標(biāo)。

4 結(jié)論

(1)一般工業(yè)固體廢物污染防控工作應(yīng)引起國家重視，現(xiàn)有堆存的數(shù)百億噸尾礦、煤矸石、廢礦石等一般工業(yè)固體廢物在實(shí)現(xiàn)資源利用消化前，應(yīng)加強(qiáng)堆場(chǎng)周邊地下水、地表水及土壤污染風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查分析，對(duì)可能產(chǎn)生的環(huán)境影響采取適當(dāng)措施進(jìn)行管控。

(2)已經(jīng)封場(chǎng)或正在使用的大型一般工業(yè)固體廢物堆場(chǎng)，特別是因歷史原因應(yīng)進(jìn)行防滲施工而未防滲的，在不具備防滲施工條件時(shí)，根據(jù)地質(zhì)水文條件，選擇在堆場(chǎng)下游及周邊建設(shè)一道或多道截滲墻進(jìn)行環(huán)境影響阻隔是一條技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的解決方案。

(3)對(duì)《一般工業(yè)固體廢物貯存場(chǎng)、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18599—2001)提出的應(yīng)滿足一定防滲要求的已建成I類場(chǎng)，在堆存固體廢物成分單一、污染風(fēng)險(xiǎn)較小時(shí)，可以考慮采用截滲墻+監(jiān)測(cè)井的方案進(jìn)行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防控，建議國家相關(guān)部門組織加以驗(yàn)證，并納入污染防治可行技術(shù)。