關于歷史遺留鉛鋅廢渣污染治理的相關思考

姚軍 董俐 茍水泉 阮正

（貴州省水利水電勘測設計研究院 貴州貴陽 550002）

1 鉛鋅廢渣污染區造成的危害分析

在礦業污染當中以重金屬元素對環境的污染和破壞最為突出，尤其是云南、貴州等礦區比較發達的地方。不得不承認的是，鉛、鋅等有色金屬礦產資源的開發給地方帶來了非常巨大的經濟效益，也在一定程度上促進了地方產業發展。然而，在其諸多益處背后，卻隱藏著自然生態環境的污染和破壞問題。有關資料顯示，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條件的制約，導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，礦產的綜合利用率也不是很高，這不但造成了資源的大量浪費，而且還引起了嚴重的環境污染和自然生態破壞等問題，地質災害也因此頻發。通常情況下，鉛鋅冶煉之后產生的廢渣基本上都堆放在山谷當中，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田當中，這會給下游的生態環境造成嚴重威脅。根據相關部門的調查統計數據結果顯示，我國受重金屬污染的耕地面積約為，并且這一數字還有不斷上升的趨勢。同時，平均每年產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，其最為顯著的特點之一是毒性大，并且由于重金屬本身屬于無機污染物，所以很難被土壤的微生物降解，當土壤當中的鉛鋅等重金屬含量達到一定限值時，便會對土壤植物系統產生毒害和破壞作用，這不但會影響作物的正常生長，而且重金屬元素還會經由食物鏈進入到人體內，當人體當中所有的重金屬元素超標時，便會引起健康方面的問題。即便礦山關閉幾十年甚至上百年之后，原本堆放鉛鋅廢渣所造成的環境破壞也會仍然存在，并不會隨著時間的推移而消失。因此，在環境保護的方針下，必須對歷史遺留的鉛鋅廢渣污染問題進行有效治理。

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，其位于貴州省境內的西北部，平均海拔2200m，屬于亞熱帶季風氣候，年均降水量約為740mm左右。該地區的礦產資源極為豐富，主要有煤礦、鐵礦、銅礦以及鉛鋅礦。在很長一段時間內，該地區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，從而給當地環境造成了十分嚴重的污染，早起進行礦業開發的單位大多都不復存在，已經無法追究責任，同時因該地區的經濟相對比較落后，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，必須采取一種既經濟，效果又好的治理方法解決鉛鋅廢渣的歷史遺留問題。經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的歷史遺留鉛鋅廢渣污染進行治理：

2.1 建設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行，具體的工藝流程如下：

鉛鋅廢渣裝車→進場→卸料→攤鋪→壓實→終場覆土綠化

在本次處理過程中，堆渣庫建設成為溝谷型，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，有利于滲濾液的導排。填埋作業的具體方式如下：當鉛鋅廢渣進入到作業點之后，由現場調度人員進行統一調度，并在指定的區域內進行卸車，然后由機械設備進行推平和碾壓處理。在對廢渣進行碾壓的過程中，應當采用分層的方式進行，分層的厚度應當控制在80cm以內，至少需要進行三次以上的反復碾壓過程，直至堆渣厚度達到5m時，再進行第二層作業。同時，每個分層都應當形成一定的坡面，并在子壩坡面上設置壩坡排水溝、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，這樣能夠顯著減少滲濾液的產生量。終場覆蓋自下而上共分為三層，即HDPE膜、粘土保護層、植被層。封場時間超過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計為1:2，并在中間位置處設置一個寬5m的平臺，而渣堆頂面的坡度可設計為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中產生出滲濾液，同時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。現階段，工程中比較常用的防滲方法主要有HDPE、粘土防滲以及復合防滲等幾種。其中HDPE在危險廢棄物填埋場中應用較多，特別是在填埋場底部防滲中的應用。而對于鉛鋅廢渣而言，除了需要做好底部防滲處理之外，其頂部也需要進行防滲，并且最好是采用一些生態恢復措施，這樣能夠對自然生態環境的改善起到一定的促進作用。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行防滲則會引起滲濾液的產生量增大，這樣會使重金屬浸出的風險性加大，所以應當復合防滲措施。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：即表層采用壓實粘土層、中間采用土壤固化阻隔層、底部采用壓實粘土層。當防滲層鋪設完畢之后，可在其頂部自然覆土30cm，這樣有助于加快植被的恢復速度。

2.2 對重金屬進行固定處理

早期的土法煉鋅技術相對比較落后，這種工藝一般都是將鋅礦當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制的金屬則全部被當做廢渣丟棄。雖然目前的冶煉技術無法對渣這種資源進行提煉，但是隨著技術的不斷發展和完善，相信在不久的將來，被視作渣的廢棄資源均可以進行重新提煉。鑒于此，在對歷史遺留的鉛鋅廢渣進行治理的過程中，可以采用原位固定的方法，將這些目前無法開發的“資源”封存起來。同時，通過固定的方法還能避免鉛鋅廢渣當中重金屬向外擴散破壞土壤。由此可見，采用原位固定法對鉛鋅廢渣進行治理不但可行，而且有效。在實際處理中，為防止鉛鋅廢渣當中的重金屬發生遷移擴散的情況，可以在其上鋪設一層堿石灰作為隔離層。

3 結語

總而言之，在國家大力提倡環境保護的背景下，有必要對一些歷史遺留的污染問題進行有效治理，尤其是危害比較嚴重的鉛鋅廢渣。由于歷史遺留下來的鉛鋅廢渣具有非常明顯的地域性，所以必須結合當地的實際情況和具體條件，制定經濟合理、切實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境造成的污染，這對于環境質量的提升具有非常重要的現實意義。

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