朱月琪 郭艷平

（廣東環(huán)境保護工程職業(yè)學院 廣東佛山 528216）

引言

隨意堆放的工業(yè)固體廢棄物是導致土壤重金屬污染的主要因素。土壤重金屬污染具有難降解、持續(xù)時間長、隱蔽性和滯后性等特點[1～3]，對生態(tài)環(huán)境安全影響較大。因此，作為《土壤污染防治行動計劃》（國發(fā)〔2016〕31 號）實施情況評估考核的重要內(nèi)容之一，涉工業(yè)固體廢物堆存場所環(huán)境整治要求加強工業(yè)廢物處理處置，全面整治尾砂、煤矸石、工業(yè)副產(chǎn)石膏、粉煤灰、赤泥、冶煉渣、電石渣、鉻渣、砷渣以及脫硫、脫硝、除塵產(chǎn)生固體廢物的堆存場所，完善“防揚散、防流失、防滲漏”（三防）等設施，制定整治方案并有序?qū)嵤?，盡早消除堆場環(huán)境風險隱患，提升區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

粵北某鉛鋅選礦廠在生產(chǎn)過程中遺留了大量棄土、廢石或其他殘留固體廢棄物，這些固廢堆體中的重金屬在降雨過程中隨著地表徑流和下滲而擴散。固廢堆場周邊緊鄰河流、農(nóng)田和村鎮(zhèn)居民區(qū)，重金屬環(huán)境污染潛在危害大，直接關(guān)系到當?shù)厝嗣袢罕姷纳眢w健康和生命安全[4][5]。因此，應強化工業(yè)固廢堆場的“三防”措施，依規(guī)提升區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，盡早消除堆場污染物環(huán)境風險隱患。

1 工作思路與技術(shù)路線

該堆場環(huán)境調(diào)查和整治工作思路主要是：（1）通過資料分析、人員訪談及現(xiàn)場踏勘，了解固廢堆場的歷史沿革、運營現(xiàn)狀和周邊敏感點等情況，對堆場進行環(huán)境風險預判；（2）通過現(xiàn)場采樣檢測分析，確定堆場尾砂、堆場灘水的特征污染物和環(huán)保措施存在的問題；（3）根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果和分析評估，制定堆場的環(huán)境整治技術(shù)方案與工程措施。技術(shù)路線如圖1 所示。

2 固廢堆場現(xiàn)狀調(diào)查

該廠尾礦堆場啟用于1991 年，礦區(qū)面積0.2 km2。礦區(qū)原探明礦石量資源儲量8.92 萬t，經(jīng)過約22 年的開采，至2008 年底保有礦石資源儲量3.95 萬t。堆場位于選礦廠下方一天然凹地，為山谷型，堆場同時存放尾砂和作為磁選廢水沉淀池，尾砂壩采用堆石填筑，壩高8 米，有效庫容為8.3 萬m3，已堆積尾砂1.3 萬m3，為五等庫，目前已停用。根據(jù)《尾礦庫環(huán)境風險評估技術(shù)導則（試行）》，固廢堆場“礦種類型（包括主礦種、附屬礦種）/尾砂（或尾砂水）成分涉重金屬，位置處于巖溶地貌區(qū)，堆場下游居民點人口大于100 人和涉及農(nóng)田保護區(qū)，綜合判定該固廢堆場屬于重點環(huán)境監(jiān)管堆場。經(jīng)調(diào)查，該廠廢石堆堆放零散，無遮蔽設施，堆體坡度較大，容易發(fā)生滑坡現(xiàn)象。選礦區(qū)隨意堆放礦渣堆，渣堆淋溶水已流至尾砂池灘面和選礦區(qū)路面上，留下銹黃的痕跡。尾礦庫灘面尾砂裸露，坡面未植草固坡；尾礦庫南側(cè)排洪土溝未經(jīng)人工修整和砌筑，北側(cè)未設排洪溝。目前已筑三級壩，壩體采用砂包堆積，坡比不滿足《尾礦庫安全技術(shù)規(guī)程》（AQ2006-2005）的要求；灘面未平整，有積水，底部未設防滲措施。

3 采樣檢測分析

3.1 尾砂成份分析

（1）樣品采集。尾砂樣品分別采集于選礦區(qū)尾砂堆和堆場灘面。堆場灘面采用梅花型布點采樣法，分別在不同位置采集5 個樣品，采樣深度為0-20 cm，充分混勻后采用四分法取1 kg 左右樣品裝入測試袋。

（2）尾砂重金屬成份判定。采用X 射線熒光光譜儀（XRF）對尾砂中典型的幾種重金屬進行定性全測定，初步判定尾砂的主要重金屬元素和大致含量。由表1 可知，尾砂的主要重金屬成份為：砷、銅、鉛、鋅。

表1 尾砂XRF測試結(jié)果

（3）尾砂重金屬浸出毒性測試。在確定尾砂中主要重金屬元素的基礎上，依據(jù)《固體廢物浸出毒性浸出方法-水平振蕩法》HJ557-2010 測定尾砂中主要重金屬等的浸出濃度和浸出液pH。pH 采用玻璃電極法GB/T15555.12-1995，汞采用冷原子吸收分光光度法GB/T15555.12-1995，鋅、鎘、鉛、鉻、銅、鎳和砷采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法HJ766-2015。由表2 可知，尾砂堆的銅、鉛超過《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599-2001）中規(guī)定的I 類一般工業(yè)固體廢物限值17.1 倍和7.33 倍，pH 低至3.38。固廢堆場中尾砂除砷濃度超過一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB18599-2001）中規(guī)定的I 類一般工業(yè)固體廢物限值的15.4%之外，其他重金屬濃度和浸出液pH 均在限值以內(nèi)。因此，兩種尾砂都屬于II 類一般工業(yè)固體廢物。

表2 尾砂重金屬浸出濃度

3.2 尾砂堆滲濾液和固廢堆場灘水成份調(diào)查分析

尾砂堆滲濾液采集于選礦區(qū)尾砂堆，灘水直接采集于固廢堆場灘面坑槽。依據(jù)《地表水和污水監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ-T91-2002）進行采集。由表3 可知，固廢堆場尾砂堆滲濾液中各重金屬濃度均未超過《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）III 類標準和《鉛、鋅工業(yè)污染物排放標準》（GB 25466-2010）表3 中水污染物濃度直接排放限值較嚴者的限值，但pH 低于限值。固廢堆場灘水中砷、鉛、鋅分別超過GB 3838-2002 中III 類標準的2.24 倍、29 倍和1.24 倍，鉛、鋅分別超過GB 25466-2010 表3 中水污染物濃度直接排放限值較嚴者限值的0.5 倍和0.12 倍，對周邊環(huán)境污染較大。

表3 尾砂堆滲濾液和灘水測試結(jié)果

4 “三防”整治措施

4.1 整治目標

固體廢物管控：從源頭上消除污染，阻斷污染物傳輸?shù)穆窂?，防止固體廢物污染環(huán)境。完善“三防”設施：工業(yè)固體廢物堆存場所整治參照《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GBXX599-2001）等國家相關(guān)標準和技術(shù)規(guī)范中對防揚散、防流失、防滲漏的要求進行，結(jié)合堆場類型及主要污染問題，有針對性的采取整治措施，確保經(jīng)整治后的堆場“三防”設施健全，措施到位，污染可控。

4.2 整治思路

結(jié)合該廠固廢堆場“三防”設施現(xiàn)場勘查情況，針對其存在的問題和環(huán)境風險隱患，按照國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范制定環(huán)境整治方案。在兼顧施工安全的基礎上，采取整治思路如下：

（1）固體廢物管控方面。①廢石堆場整理。廢石臨時堆場采取針對性的工程措施進行治理，主要包括將零散廢石堆集中，加設遮蔽設施，周邊修筑截洪溝。其余場地內(nèi)隨意堆放的廢石堆體必須集中清運。陡峭的廢石堆體，容易發(fā)生滑坡現(xiàn)象，需要進行削坡及生態(tài)復綠。②遺留污染物管控。遺留污染物集中存放，堆存區(qū)并遮蓋防滲處理。

（2）三防設施方面。①防揚散措施。固廢堆場采用覆膜措施，防止尾砂揚散。②防流失措施。結(jié)合堆存場所地形和雨水徑排情況，設雨水導排系統(tǒng)，防止徑流引起流失；對少部分坑洼區(qū)域進行灘面整理，避免雨水積存。控制堆場表面坡度，削坡減載，避免雨水沖刷引起流失。③防滲漏措施。采取覆膜阻隔措施，減少雨水下滲；加強日常巡查，完善應急預案，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

4.3 整治技術(shù)方案

4.3.1 廢石堆整治

為方便礦區(qū)生產(chǎn)作業(yè)時清運廢石，保留廢石臨時堆場一個，廢石臨時堆場采取針對性的工程措施進行治理，主要包括將零散廢石堆集中，加設遮蔽設施，周邊修筑截洪溝。具體治理措施如下：

（1）零散廢石堆整治。①零散廢石堆集中：修建完成后，對廢石堆外邊坡按1:2 進行調(diào)整，對廢石臨時堆場內(nèi)進行整平處理。②加設遮蔽設施：對廢石堆體上方覆蓋PVC 防水篷布，避免雨水直接淋溶，大大減少淋溶液的產(chǎn)生，預防大風、暴雨等不利天氣對周圍環(huán)境的影響。③修筑截水溝：為防止山體雨水進入堆場內(nèi)，在沿廢石堆與山體交接位置處修筑截洪溝，截洪溝斷面形狀為梯形，上底寬60cm，下底寬40cm，高40cm，兩側(cè)及溝底均采用0.3m 厚M7.5 漿砌石襯砌，M10 水泥砂漿抹面。截洪溝坡度按原山體坡度控制，在下游設置沉砂池，雨水經(jīng)截洪溝匯入沉砂池，經(jīng)沉淀后外排入山澗小溪。

（2）過陡廢石堆削坡及復綠。除零散廢石堆外，原有部分廢石堆沿山體邊坡堆砌，坡度過陡，極易形成山體滑坡的風險。因此，需對過陡的原廢石臨時堆場進行削坡平整及生態(tài)恢復，避免生態(tài)風險。為了確保復墾地邊坡的穩(wěn)定和長期安全，防止平臺坡面的巖石、土層的刷塌、滑坡，消除安全隱患，必須根據(jù)山體的現(xiàn)場情況，做好邊坡加固危巖清理等工作，對廢石場內(nèi)的廢石進行壓實、平整。平整后應采取適當措施恢復植被，進行生態(tài)保護。平整后的山體上覆蓋一定厚度的回填植被土層。覆土厚度為0.5m，表土來源于堆放在臨時表土堆放場內(nèi)的剝離表土。為防止雨水沖刷，表層覆蓋營養(yǎng)土壤并植草或小灌木進行綠化。綠化時選擇種植根系較淺，對水分要求中等、草質(zhì)較好、耐沙，且對重金屬有較好的吸收、固化、吸附、抗性作用的中生草類。根據(jù)堆場的自然環(huán)境、氣候和土壤條件，植被篩選應著眼于植被品種的近期表現(xiàn)，兼顧其長期優(yōu)勢。選擇適宜生長且具有本地優(yōu)勢的植物，使堆場封場后能形成良好的生態(tài)環(huán)境，與周邊原有自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。根據(jù)礦區(qū)自然條件和當?shù)赜嘘P(guān)部門的營林經(jīng)驗，優(yōu)選喬木樹種為鄉(xiāng)土樹種馬尾松，并配置本地灌木馬纓丹以及草本植物芒箕、百喜草等鄉(xiāng)土草、豆科植物等根據(jù)地形，覆土后在堆土場平臺采取喬、灌、草混交模式，喬木、灌木按7:3的比例套種。其余空地種草，形成“草、灌、喬”相結(jié)合的立體生態(tài)景觀，邊坡栽種灌木和散播草籽。

4.3.2 遺留污染物處置

（1）遺留渣堆：覆蓋阻隔，在選礦區(qū)適當位置選取一地塊作為廢渣堆存場所。首先對地面進行水泥硬化，再敷設HDPE 膜作防滲處理，然后在四周砌0.5 米高的圍堰，堰周設截水溝。將渣堆及周邊被淋溶水污染表層土清理到堆渣池中，堆放、壓實，并集中成錐頂向四周形成2%的坡面，采用土工布膜進行覆蓋。

（2）池體廢水：對選礦區(qū)池體內(nèi)的廢水投入適量石灰，進行混凝沉淀反應。廢水在池內(nèi)自然蒸發(fā)，不外排，沉淀池中的污泥放入上述堆渣池中。對池體采用彩鋼板遮蓋，避免雨天再次積水。

4.3.3 尾砂池壩體加固

固廢堆場為山谷型堆場。堆場壩體坡比為1:1，不符合《堆場安全技術(shù)規(guī)程》（AQ2006-2005）要求。因此，對壩體采用削坡減載，壓坡培厚方式加固。堆場目前為三級壩，壩高為20m。對初期壩采用“削坡、壓腳”的施工方式，從最高點開始層層削坡、減載，并保留下部土條的重量以起到壓腳的效果。削坡工具采用小型履帶式挖掘機、壓路機、人工輔助等。坡比為1:2。壩體外坡采用塊石壓坡培厚。培厚前將壩下游地面清基到基礎持力層，從壩腳處到壩頂進行塊石培厚。

4.3.4 尾砂池覆膜工程

首先對灘面進行修整，原積存灘面水應加入適量石灰，防止灘水中的重金屬污染周邊環(huán)境。通過實施覆蓋阻隔措施，盡量減少雨水和地表徑流入滲和揚塵產(chǎn)生。建議采用0.5mmHDPE 覆蓋，熱焊連接、焊縫搭接，并采用沙包壓膜?？紤]損耗和邊界覆蓋，膜的工程量按尾砂池的1.1 倍估算。

4.3.5 尾砂池雨水導排

在堆場兩側(cè)以及與山體交接位置處修筑截洪溝，既可將周邊匯水而來的雨水直接導出堆場范圍，減少雨水匯向堆場沿壩體下滲，又可將堆場灘面上的匯水直接通過截洪溝截流后排入下游，避免堆場積水過多，影響堆場安全；同時減少雨水與尾砂混合后形成的污水向下游排放，避免下游水體和土壤污染問題。

截/排洪溝的斷面尺寸根據(jù)匯水面積和降雨量確定。截污溝的斷面尺寸根據(jù)匯水面積和設計頻率的暴雨強度確定。截/排洪溝各段要盡量順接，在截/排洪溝的出口斷面處，設置消力池。截/排洪溝上部采用M7.5水泥砂漿砌MU30 塊石，底部采用C10 混凝土墊層，并用水泥砂漿抹面和勾縫。截/排洪溝每間隔10～15m 設置一齒槽，主要用于防止不均勻沉降和設置截/排洪溝伸縮縫。

4.3.6 地面硬化

為減少廢石堆場揚塵，避免污染物擴散，對廢石堆場地面進行水泥硬化處理；為減少選礦區(qū)污染物下滲，污染土壤及地下水環(huán)境，對選礦區(qū)地面進行水泥硬化處理。其中，選礦區(qū)表層土（地表以下5cm）應先進行清理并移入上述堆渣池中。地面硬化采用C30 混凝土，敷設厚度250mm。

4.3.7 地下水監(jiān)測井

為監(jiān)測尾砂堆場對周邊環(huán)境的影響，設置5 個地下水長期觀測井，對周圍地下水水質(zhì)進行長期監(jiān)測，監(jiān)測污染物自然衰減情況及滲漏情況（監(jiān)測頻次豐水季、枯水季各一次）。檢測分析指標為 《地下水質(zhì)量標準（GB/T 14848-2017）》中的鎘、鉛、六價鉻、pH 等39 項常規(guī)指標。

4.3.8 設置標識牌

在堆場、污水處理站等整治工程旁邊設置安全標識牌、避險路線標志牌、等警示牌。警示牌的位置應設在與安全或環(huán)保有關(guān)的明顯位置，并保證人們有足夠的時間注意到其所表示的內(nèi)容。警示牌的設置應符合《礦山安全標志》（GB 14161-2008）和《環(huán)境保護圖形標志-固體廢物貯存（處置）場》（GB15562.2）的規(guī)定。

結(jié)語

該選礦廠固廢堆場尾砂pH 超標，屬于II 類一般工業(yè)固體廢物。堆場灘水中砷、鉛、鋅均存在不同程度超標，對周邊環(huán)境影響較大。項目主要以污染源控制（廢石堆整治、遺留污染物處置）、切斷污染物遷移途徑（壩體加固、尾砂池覆膜、雨水導排）為手段，以地下水監(jiān)測和設置標識牌為輔助措施，有效開展環(huán)境整治，防止固體廢物造成的重金屬污染擴散，為類似工業(yè)固廢堆場整治項目提供借鑒。