有色金屬礦山開(kāi)發(fā)對(duì)地下水環(huán)境的影響及防治措施

范書(shū)凱

（礦冶科技集團(tuán)有限公司，北京100160）

1 引言

我國(guó)有色金屬礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中，由于采用的部分生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備相對(duì)落后，引發(fā)了很多環(huán)境破壞、浪費(fèi)資源的現(xiàn)象，特別是有色金屬礦山在資源開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生了大量的廢石、尾礦，并且選礦廢水中含有的某些金屬離子通過(guò)各種物理、化學(xué)、生物反應(yīng)后下滲到地下水中，造成礦區(qū)地下水重金屬污染[1]。由于地下水污染具有長(zhǎng)期性、隱蔽性、復(fù)雜性和難恢復(fù)的特點(diǎn)，一旦產(chǎn)生地下水重金屬污染，不僅破壞了地下水環(huán)境，也會(huì)威脅人們的身體健康，因此，要重視有色金屬礦山開(kāi)采帶來(lái)的地下水污染問(wèn)題，針對(duì)污染源特征，提出對(duì)應(yīng)的污染防治措施，減少有色金屬礦產(chǎn)資源開(kāi)采對(duì)地下水環(huán)境的影響。

2 有色金屬礦山開(kāi)發(fā)對(duì)地下水的影響

2.1 采礦活動(dòng)對(duì)地下水資源的影響

有色金屬礦山開(kāi)采的疏排水會(huì)形成一個(gè)以采坑為中心的降落漏斗，導(dǎo)致區(qū)域性地下水位下降，地表水和地下水動(dòng)態(tài)平衡系統(tǒng)遭破壞，可能引起礦區(qū)地表沉降、塌陷、開(kāi)裂等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題，影響礦區(qū)地表植被、農(nóng)田、水體、居民等對(duì)象的用水[2]。

2.2 固體廢物對(duì)地下水的影響

我國(guó)有色金屬礦山大多資源品位較低，廢石和尾礦產(chǎn)生量較大，并且我國(guó)大部分有色金屬礦石含有硫化物，在氧化、風(fēng)化、分解以及水-氣-酸-礦物反應(yīng)的綜合作用下，礦山廢石和尾礦中含有的金屬元素，會(huì)在降水（特別是酸雨）淋濾作用下隨著廢石場(chǎng)淋溶水（見(jiàn)表1）滲入地下水，是有色金屬礦山地下水污染的主要來(lái)源[3]。

表1 某有色金屬礦山廢石場(chǎng)淋溶水水質(zhì)mg/L

2.3 有色金屬礦山廢水對(duì)地下水的影響

有色金屬礦山廢水主要是采礦、選礦廢水，其中選礦廢水量約占85%。有色金屬礦山重選法用水20～26m3/t、重選-浮選聯(lián)合工藝用水20～30m3/t、浮選法選礦用水4～7m3/t、浮選-磁選聯(lián)合工藝用水23～27m3/t，大部分水隨尾礦排入尾礦庫(kù)[4]。

有色金屬礦山廢水通常pH 較低，含有多種金屬離子、油類(lèi)物質(zhì)、氰化物、氟化物等，某有色金屬礦山廢水水質(zhì)見(jiàn)表2。因此，有色金屬礦山廢水一旦泄漏，通過(guò)地表水體補(bǔ)給和包氣帶土壤滲透進(jìn)入地下水環(huán)境，將造成地下水污染。特別是含有的重金屬和其他金屬離子進(jìn)入地下水后只能通過(guò)沉淀-溶解、氧化-還原、吸附-解析等物理化學(xué)過(guò)程進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化，因此，最終以一種或多種形態(tài)長(zhǎng)期留在地下水中，造成永久性的潛在危害[5]。

表2 某有色金屬礦山廢水水質(zhì)mg/L

3 減輕有色金屬礦山開(kāi)發(fā)對(duì)地下水影響的防治措施

3.1 對(duì)水資源的保護(hù)措施

3.1.1 工程設(shè)計(jì)方面的防治措施

進(jìn)行開(kāi)采設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)礦山的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件以及礦體賦存特征確定合理的采礦方法，優(yōu)先采用房柱法、膠結(jié)充填法，廢石、礦渣應(yīng)及時(shí)回填，以預(yù)防地表陷落。合理布置井巷，規(guī)避各種透水事件。合理預(yù)留保護(hù)礦柱，避免因采空區(qū)規(guī)模過(guò)大引起上部巖層松動(dòng)而產(chǎn)生地裂縫，造成地下水和地表水的漏失。

3.1.2 不良地質(zhì)構(gòu)造的防治措施

開(kāi)展詳細(xì)的水文地質(zhì)勘查工作，針對(duì)水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦山堅(jiān)持“預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、有掘必探、先探后掘”的原則，探明水源后制定防護(hù)措施。對(duì)斷層、裂縫等巖層破碎地段可采取噴漿、噴錨支護(hù)，減小導(dǎo)水裂縫帶厚度和滲水。如果遇到涌水?dāng)嗔褞?，可采取注漿封堵的工程手段，堵隔外圍地下水進(jìn)入采空區(qū)。

3.2 固體廢物地下水的影響的防治措施

3.2.1 防滲措施

防滲是指通過(guò)鋪設(shè)阻隔層阻斷污染物的遷移擴(kuò)散途徑，使污染介質(zhì)與周?chē)h(huán)境隔離，避免污染物與人體接觸和隨地表水或地下水遷移進(jìn)而對(duì)人體和周?chē)h(huán)境造成危害的技術(shù)。防滲技術(shù)包括水平防滲和垂直防滲2 大類(lèi)。

廢石場(chǎng)和尾礦庫(kù)采用阻隔措施需要根據(jù)固體廢物性質(zhì)（第Ⅰ類(lèi)一般工業(yè)固體廢物、第II 類(lèi)一般工業(yè)固體廢物和危險(xiǎn)廢物）確定需要達(dá)到的防滲系數(shù)以及選取防滲材料。

3.2.2 植被恢復(fù)措施

植被恢復(fù)通常是在廢石場(chǎng)或尾礦庫(kù)表面覆蓋表土后種植植被，一定程度上能減少?gòu)U石場(chǎng)或尾礦庫(kù)的降水入滲量，從而減少?gòu)U石場(chǎng)淋溶水和尾礦庫(kù)滲濾液量，達(dá)到源頭控制的作用。

3.3 有色金屬礦山廢水滲漏對(duì)地下水影響的防治措施

廢水滲漏對(duì)地下水影響的防治措施包括：

1）源頭控制措施。包括在工藝、管道、設(shè)備、污水儲(chǔ)存及處理構(gòu)筑物采取相應(yīng)措施，防止和降低污染物跑、冒、滴、漏；管線敷設(shè)盡可能地上或架空，做到污染物“早發(fā)現(xiàn)、早處理”，減少由于埋地管道泄漏而造成的地下水污染[6]。

2）末端控制措施。主要包括選廠、尾礦庫(kù)、廢水處理站的防滲措施和泄漏、滲漏污染物收集措施。末端控制采取分區(qū)防滲，重點(diǎn)污染防治區(qū)、一般污染防治區(qū)和非污染防治區(qū)有區(qū)別的防滲。

3）污染監(jiān)控體系。實(shí)施覆蓋生產(chǎn)區(qū)的地下水污染監(jiān)控系統(tǒng)，包括建立完善的監(jiān)測(cè)制度、配備檢測(cè)儀器和設(shè)備、科學(xué)、合理設(shè)置地下水污染監(jiān)控井，及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染、及時(shí)控制。

4）應(yīng)急響應(yīng)措施。一旦發(fā)現(xiàn)地下水污染事故，立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案、采取應(yīng)急措施控制地下水污染，并使污染得到治理。

4 結(jié)語(yǔ)

有色金屬礦山開(kāi)發(fā)過(guò)程中，從采礦、選礦、固體廢物堆存等方面都對(duì)礦區(qū)地下水環(huán)境產(chǎn)生著影響，而地下水一旦被破壞和污染便很難治理，因此，應(yīng)引起人們的足夠重視。本文在介紹有色金屬礦山開(kāi)發(fā)對(duì)地下水的影響的基礎(chǔ)上，淺析對(duì)地下水影響的防治措施，對(duì)保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，尤其是地下水資源的保護(hù)提供參考。