關(guān)于歷史遺留鉛鋅廢渣污染治理的相關(guān)思考

姚軍 董俐 茍水泉 阮正

（貴州省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院 貴州貴陽 550002）

1 鉛鋅廢渣污染區(qū)造成的危害分析

在礦業(yè)污染當(dāng)中以重金屬元素對環(huán)境的污染和破壞最為突出，尤其是云南、貴州等礦區(qū)比較發(fā)達(dá)的地方。不得不承認(rèn)的是，鉛、鋅等有色金屬礦產(chǎn)資源的開發(fā)給地方帶來了非常巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也在一定程度上促進(jìn)了地方產(chǎn)業(yè)發(fā)展。然而，在其諸多益處背后，卻隱藏著自然生態(tài)環(huán)境的污染和破壞問題。有關(guān)資料顯示，鋅礦屬于十分典型的多金屬礦床，與之共生和伴生的礦床非常之多，而可供開發(fā)的單一鋅礦床相對較少。鋅礦中除了含有大量的鋅鉛之外，還有很多重金屬元素，如銅、鉻、砷、汞、鎘等等。

長期以來由于受技術(shù)條件的制約，導(dǎo)致了我國在鉛鋅礦開采方式上非常單一，致使回收效率相對較低，同時(shí)，礦產(chǎn)的綜合利用率也不是很高，這不但造成了資源的大量浪費(fèi)，而且還引起了嚴(yán)重的環(huán)境污染和自然生態(tài)破壞等問題，地質(zhì)災(zāi)害也因此頻發(fā)。通常情況下，鉛鋅冶煉之后產(chǎn)生的廢渣基本上都堆放在山谷當(dāng)中，這使得原本就比較緊張的土地資源被大量侵占，鉛鋅廢渣的堆放還很容易引起水土流失，甚至形成泥石流災(zāi)害。一旦酸性雨水浸淋在鉛鋅廢渣上，便會使含有多種金屬離子的酸性廢水流入到附近的水體或是農(nóng)田當(dāng)中，這會給下游的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。根據(jù)相關(guān)部門的調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，我國受重金屬污染的耕地面積約為，并且這一數(shù)字還有不斷上升的趨勢。同時(shí)，平均每年產(chǎn)出的被重金屬污染的糧食作物將近1200萬t。鉛鋅是非常典型的重金屬元素，其最為顯著的特點(diǎn)之一是毒性大，并且由于重金屬本身屬于無機(jī)污染物，所以很難被土壤的微生物降解，當(dāng)土壤當(dāng)中的鉛鋅等重金屬含量達(dá)到一定限值時(shí)，便會對土壤植物系統(tǒng)產(chǎn)生毒害和破壞作用，這不但會影響作物的正常生長，而且重金屬元素還會經(jīng)由食物鏈進(jìn)入到人體內(nèi)，當(dāng)人體當(dāng)中所有的重金屬元素超標(biāo)時(shí)，便會引起健康方面的問題。即便礦山關(guān)閉幾十年甚至上百年之后，原本堆放鉛鋅廢渣所造成的環(huán)境破壞也會仍然存在，并不會隨著時(shí)間的推移而消失。因此，在環(huán)境保護(hù)的方針下，必須對歷史遺留的鉛鋅廢渣污染問題進(jìn)行有效治理。

2 歷史遺留鉛鋅廢渣的污染治理研究

貴州省威寧縣素有“貴州西大門”之稱，其位于貴州省境內(nèi)的西北部，平均海拔2200m，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，年均降水量約為740mm左右。該地區(qū)的礦產(chǎn)資源極為豐富，主要有煤礦、鐵礦、銅礦以及鉛鋅礦。在很長一段時(shí)間內(nèi)，該地區(qū)采用的都是土法煉鋅，直到2008年，國家才正式下令徹底取締土法煉鋅。目前，威寧縣內(nèi)大部分土法煉鋅廢渣均為冶煉廢渣，在長期的土法煉鋅過程中，形成了歷史遺留廢渣。這些廢渣有很大一部分都堆放在溝谷、洼地和荒坡等低。由于歷史原因，這些鉛鋅廢渣的綜合利用非常少，從而給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成了十分嚴(yán)重的污染，早起進(jìn)行礦業(yè)開發(fā)的單位大多都不復(fù)存在，已經(jīng)無法追究責(zé)任，同時(shí)因該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)相對比較落后，資金方面也比較有限，這給歷史遺留的鉛鋅廢渣治理工作帶來了一定的困難。為此，必須采取一種既經(jīng)濟(jì)，效果又好的治理方法解決鉛鋅廢渣的歷史遺留問題。經(jīng)過多方面的綜合考慮，并通過可行性分析之后，決定采取以下措施對該地區(qū)的歷史遺留鉛鋅廢渣污染進(jìn)行治理：

2.1 建設(shè)堆渣庫防滲填埋處理

鉛鋅廢渣堆填處置工作可以按照分層的方式進(jìn)行，具體的工藝流程如下：

鉛鋅廢渣裝車→進(jìn)場→卸料→攤鋪→壓實(shí)→終場覆土綠化

在本次處理過程中，堆渣庫建設(shè)成為溝谷型，初期壩采用堆石壩，子壩利用尾礦堆積碾壓筑壩，并通過錨固溝由高到低形成排水坡度，這樣便可以兼作排水溝之用，有利于滲濾液的導(dǎo)排。填埋作業(yè)的具體方式如下：當(dāng)鉛鋅廢渣進(jìn)入到作業(yè)點(diǎn)之后，由現(xiàn)場調(diào)度人員進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，并在指定的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行卸車，然后由機(jī)械設(shè)備進(jìn)行推平和碾壓處理。在對廢渣進(jìn)行碾壓的過程中，應(yīng)當(dāng)采用分層的方式進(jìn)行，分層的厚度應(yīng)當(dāng)控制在80cm以內(nèi)，至少需要進(jìn)行三次以上的反復(fù)碾壓過程，直至堆渣厚度達(dá)到5m時(shí)，再進(jìn)行第二層作業(yè)。同時(shí)，每個(gè)分層都應(yīng)當(dāng)形成一定的坡面，并在子壩坡面上設(shè)置壩坡排水溝、坡面排水溝以及岸肩排水溝，最終將子壩壩面上的水引流至集水管或是截洪溝內(nèi)，這樣能夠顯著減少滲濾液的產(chǎn)生量。終場覆蓋自下而上共分為三層，即HDPE膜、粘土保護(hù)層、植被層。封場時(shí)間超過1年以后，可在其上種植草皮。此外，鉛鋅廢渣堆的邊坡坡度可以設(shè)計(jì)為1:2，并在中間位置處設(shè)置一個(gè)寬5m的平臺，而渣堆頂面的坡度可設(shè)計(jì)為2%，這樣有助于雨水的自然排出，還要在渣堆邊坡的位置上用黏土進(jìn)行覆蓋，并做好邊坡排水，避免雨水沖刷。

對鉛鋅廢渣堆采取防滲措施的主要目的是防止雨水侵入到渣堆當(dāng)中產(chǎn)生出滲濾液，同時(shí)還能起到隔絕空氣的作用，這樣廢渣中的重金屬便無法被氧化?，F(xiàn)階段，工程中比較常用的防滲方法主要有HDPE、粘土防滲以及復(fù)合防滲等幾種。其中HDPE在危險(xiǎn)廢棄物填埋場中應(yīng)用較多，特別是在填埋場底部防滲中的應(yīng)用。而對于鉛鋅廢渣而言，除了需要做好底部防滲處理之外，其頂部也需要進(jìn)行防滲，并且最好是采用一些生態(tài)恢復(fù)措施，這樣能夠?qū)ψ匀簧鷳B(tài)環(huán)境的改善起到一定的促進(jìn)作用。而目前貴州省在礦山治理中一般采取的都是在防滲層頂部種植本地樹種，這就與HDPE膜發(fā)生了沖突，所以這種防滲措施不適用于鉛鋅廢渣堆的防滲處理。若是直接采用粘土進(jìn)行防滲則會引起滲濾液的產(chǎn)生量增大，這樣會使重金屬浸出的風(fēng)險(xiǎn)性加大，所以應(yīng)當(dāng)復(fù)合防滲措施。為了滿足本工程中鉛鋅廢渣的防滲要求，可以采用以下防滲阻隔方式：即表層采用壓實(shí)粘土層、中間采用土壤固化阻隔層、底部采用壓實(shí)粘土層。當(dāng)防滲層鋪設(shè)完畢之后，可在其頂部自然覆土30cm，這樣有助于加快植被的恢復(fù)速度。

2.2 對重金屬進(jìn)行固定處理

早期的土法煉鋅技術(shù)相對比較落后，這種工藝一般都是將鋅礦當(dāng)中的品位比較高的鋅提煉出來，而礦石中與鋅伴生的鉛以及其它一部分有利用機(jī)制的金屬則全部被當(dāng)做廢渣丟棄。雖然目前的冶煉技術(shù)無法對渣這種資源進(jìn)行提煉，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信在不久的將來，被視作渣的廢棄資源均可以進(jìn)行重新提煉。鑒于此，在對歷史遺留的鉛鋅廢渣進(jìn)行治理的過程中，可以采用原位固定的方法，將這些目前無法開發(fā)的“資源”封存起來。同時(shí)，通過固定的方法還能避免鉛鋅廢渣當(dāng)中重金屬向外擴(kuò)散破壞土壤。由此可見，采用原位固定法對鉛鋅廢渣進(jìn)行治理不但可行，而且有效。在實(shí)際處理中，為防止鉛鋅廢渣當(dāng)中的重金屬發(fā)生遷移擴(kuò)散的情況，可以在其上鋪設(shè)一層堿石灰作為隔離層。

3 結(jié)語

總而言之，在國家大力提倡環(huán)境保護(hù)的背景下，有必要對一些歷史遺留的污染問題進(jìn)行有效治理，尤其是危害比較嚴(yán)重的鉛鋅廢渣。由于歷史遺留下來的鉛鋅廢渣具有非常明顯的地域性，所以必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和具體條件，制定經(jīng)濟(jì)合理、切實(shí)可行的污染治理方案，從根本上解決歷史遺留的鉛鋅廢渣給環(huán)境造成的污染，這對于環(huán)境質(zhì)量的提升具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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