某金礦尾礦庫周邊地下水污染特征分析

范書凱

（礦冶科技集團有限公司，北京 100160）

1 引言

據不完全統計，黃金礦山現有尾礦庫約990座。然而，隨著尾礦逐年積累，尾礦庫會轉變為潛在的污染源，尾礦庫承載的尾礦浸出液中含有的污染因子通過滲漏進入地下水含水層，污染農作物，最后通過食物鏈進入人體，危害人類健康[1]。由于地下水污染過程緩慢、不易發現并且難以治理，一旦受到污染，要恢復和治理是非常緩慢和困難的，甚至是不可能恢復的，因而人們對尾礦庫地下水污染防控的要求也不斷提高[2,3]。

本文以甘肅某金礦尾礦庫周圍地下水為研究對象，研究、評價該尾礦庫及其周圍地下水污染特征及規律，為該類尾礦庫地下水預防和防治提供科學依據。

2 尾礦庫概況及區域水文地質條件

2.1 尾礦庫概況

該金礦尾礦庫位于山谷溝口，初期壩壩高 16.5m，壩頂寬7m，壩頂長 83m，設計總庫容為 9.2×105m3，占地 0.081km2。尾礦庫采用干式排放，堆存全泥氰化工藝產生的尾礦。

2.2 區域地質及水文地質概況

尾礦庫三面環山，庫區地形東高西低，溝谷近東西方向，溝口較窄。區域地層主要為第四系全新統沖積物、坡積物及板巖，庫區未見斷層發育，地層相對穩定。尾礦庫區含水層主要為第四系松散巖類孔隙潛水，賦存于溝內第四系松散覆蓋層中，接受大氣降水補給。地下水主要經松散孔隙系統、沿地表水流向及兩岸向河床，由地勢較高的位置向地勢較低的位置徑流，以潛流形式補給基巖裂隙地下水、泉及蒸發等形式排泄。

3 研究方法

本次取樣共設5口地下水監測井，每個監測井取一個樣品，取水層位為第四系松散孔隙潛水含水層。對 pH、氰化物、汞、砷、鎘、六價鉻、鉛7項進行監測。

評價標準執行 GB/T 14848—2017《地下水質量標準》。評價方法采用標準指數法，標準指數 Pi為：

式中，Pi為第 i 個水質因子的標準指數，無量綱；Ci為第 i 個水質因子的監測濃度值，mg/L；Csi為第 i 個水質因子的標準濃度值，mg/L。

對于評價標準為區間值的 pH，其標準指數計算公式為：

式中，pHi為第i個水質因子的監測濃度值；pHsu為水質標準中pH 值的上限值；pHsd為水質標準中 pH 值的下限值。

Pi＞1，表明地下水超過 GB/T 14848—2017《地下水質量標準》III 類限值，且越大表明超標越嚴重，反之表示未超標。

4 結果與分析

4.1 地下水監測結果及評價

地下水水質監測結果如表1所示，采用標準指數法進行地下水水質評價，結果如表2所示。

表1 地下水水質監測結果

表2 地下水水質評價結果

由表1和表2可知，尾礦庫上游監測井（1#）所有監測因子均能滿足 GB/T 14848—2017《地下水質量標準》III 類。其他監測井除了 pH、鎘、汞和六價鉻滿足 GB/T 14848—2017《地下水質量標準》III 類外，砷、鉛和氰化物均有監測井超標，其中砷最大超標 8.23 倍、鉛最大超標 1.7 倍、氰化物最大超標 10.48 倍。

4.2 地下水中超標污染物濃度變化特征

通過分析，地下水中砷和鉛的變化趨勢基本一致 （見圖1），在上游監測井（1#）處濃度最低，尾礦庫壩下監測井（2#）濃度最高，下游監測井（3#～5#）先降低再升高。地下水中氰化物的濃度變化趨勢為在上游（1#）濃度最低，壩下監測井（2#）濃度最高，下游監測井（3#～5#）趨勢為降低—升高—降低。

由此說明，尾礦庫下游地下水中砷、鉛和氰化物超標與尾礦庫有直接關系。砷、鉛和氰化物濃度在 3#監測點較低的原因為污染物隨著地下水徑流得到一定的稀釋，在 3#和 4#監測點之間存在其他的污染源 （經調查為被掩埋的歷史廢渣） 造成砷、鉛和氰化物濃度升高。而氰化物濃度在 5#監測點降低應為氰化物具有揮發性，地下水向下游遷移時，氰化物極易揮發和被氧化造成氰化物分解[4]。

圖1 砷、鉛和氰化物濃度變化趨勢

5 地下水污染防控措施

目前，對地下水污染的防控措施主要包括：污染源的控制和污染羽的控制。其中污染源控制包括污染源去除和污染源控制；污染羽控制包括水動力控制和地下水阻滯、攔截系統。

結合尾礦庫現狀及庫區水文地質條件，提出采取污染源控制控制和污染羽控制相結合的地下水污染防控措施。污染源控制控制措施為對尾礦庫庫面采取物理阻隔和完善雨洪水導排系統，其中庫面阻隔由下至上應依次為表面復合襯層、表面水收集排放層、植被層。污染羽控制措施為修建地下水垂直防滲墻和抽水井，防止受污染的地下水向下游運移。同時，建議企業建立地下水長期跟蹤監測制度，防止突發地下水污染事件。

6 結論和建議

1）尾礦庫下游地下水中砷、鉛和氰化物超標，超標原因主要是尾礦庫滲濾液滲漏污染下游地下水。

2）提出采取污染源控制控制和污染羽控制相結合的地下水污染防控措施，防止受污染的地下水向下游運移。

3）建議礦山企業結合尾礦庫現有地下水監測井，建立地下水長期跟蹤監測制度，為尾礦庫實際狀態提供判斷提供依據。