铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复工程环境监理方法探索

卢欢亮

(广东省环境科学研究院，广东 广州　510045)

铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复工程环境监理方法探索

卢欢亮

(广东省环境科学研究院，广东 广州510045)

【摘要】铅锌矿尾矿库污染已成为日益严重的环境问题。本文以“植物-化学-微生物联合修复控制技术”为例，介绍了铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复工程特点，修复前期、修复过程及完成后环境监理需要关注要点、工作制度等，并对今后的发展提出了建议，为完善我国生态类建设项目的环境监理技术规范体系及实践提供参考。

【关键词】铅锌矿尾矿库；重金属；生态修复；环境监理

近年来，铅锌矿尾矿库引起水污染、土壤污染、大气污染等多种环境污染与生态安全问题而逐渐受到人们的重视[1-2]。锌尾矿库重金属污染土壤生态修复已成为环境领域的重要课题之一。2014 年7 月，环境保护部出台的系列场地调查及修复等技术导则[3-6]，首次将环境监理纳入我国污染场地修复工作范畴。环境监理工作的开展，将建设项目环境管理由事后管理向全过程管理的转变，对确保修复质量、防治二次污染和环境保护具有重要意义。与重金属污染场地的土壤修复特点不同，锌尾矿库重金属污染土壤生态修复涉及范围广、技术难度大、修复时间长，而且需要深入修复工程主体[7]。我国目前尚未有生态修复项目相关环境监理技术规范，因此，开展尾矿库重金属污染土壤生态修复环境监理方法研究显得十分必要，对于完善我国生态类建设项目的环境监理技术规范体系具有重要的指导意义。

1铅锌矿尾矿库环境污染现状

随着铅锌工业的快速发展，铅锌矿尾矿库污染已成为日益严重的环境问题。主要体现在以下几个方面：

(1) 土壤污染。铅锌矿尾矿库起到重金属堆积作用，铅锌尾矿通常含有大量的黄铁矿(FeS2)，其酸化导致酸性矿山废水(acid mine drainage，AMD)的产生和人重金属的释放，会严重污染矿区周围的土壤。

(2) 水污染。上述酸性废水会流入矿区周围的地表水系、渗入地下水系，使地表水与地下水水源也受到严重的重金属污染。

(3) 大气污染。铅锌矿在堆积过程受到内部因素与外部因素的相互作用会产生有害气体，污染周边的大气质量。

2铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复技术

铅锌矿区重金属污染治理一直以来是我国研究的热点和难点，国内大学等研究机构在此领域作了大量的探索和研究，取得了较大进展[8-11]。目前，尾矿库及周围受污染土壤的生态修复的方法一般有稳定化处理和生物修复处理两种。研究表明，由于铅锌尾矿具有重金属含量高、养分贫瘠、透气性差等特点，是尾矿库植物生长定居的主要限制因素错误!未找到引用源。而且，由于重金属元素在环境中具有相对稳定性和难降解性，在铅锌尾矿的污染机理及风险评价、铅锌尾矿氧化产酸控制技术、铅锌矿区及尾矿废弃地重金属污染土壤的植物联合修复技术、铅锌尾矿重金属生态恢复验收技术规范等方面仍然存在许多空白，而且寻找可供复制的大面积应用的修复技术和管理方法仍然亟待解决。由中山大学牵头研究的环保公益性行业科研专项——“铅锌矿尾矿库重金属污染生态控制技术与环境管理研究”，针对典型铅锌尾矿库重金属污染土壤，提出了“植物-化学-微生物联合修复控制技术”。即从筛选重金属超积累植物和耐性植物材料出发，辅之以土壤基质改良和微生物辅助措施，提出科学性较强的铅锌尾矿库及周边土壤修复工程方案，并且将尾矿重金属污染的生态风险、健康风险评价与修复技术、验收管理等全过程有机结合起来。

该方案的重点在于：

(1)重金属耐性植物或超积累植物的筛选。如筛选生命力顽强，可以减少水土流失、稳固坝坡，同时可以固化或吸收重金属的植物。

(2)铅锌尾矿基质的生物化学改良。主要解决钝化剂稳定性不足及大面积使用造成二次污染的风险性。

(3)微生物分离纯化与投加。根际微生物具有对植物防病促生的潜能，同时有利于提高植物地上部生物量以及促进重金属的富集，从而提高植物修复的效果[12]。但由于野外条件的恶劣性及不可控性，微生物在现场自然条件能否存活并发挥功效是需要克服的难题。

(4)构建生态拦截系统。为控制水土流失，降低由于降水带来的污染扩散风险，沿铅锌尾矿污染场地边缘与自然水体连接界面，在环形暗沟中铺设石砾、吸附填料，表层覆盖原土种植重金属耐性植物，建立收集土壤渗漏液和地表径流的生态拦截系统。

(5)人工湿地系统。叶志鸿等研究表明宽叶香蒲等湿地植物具有较强的忍耐、吸收和积累Pb、Zn、As等重金属的能力，在韶关凡口铅锌矿人工湿地处理系统中已经成功运行了多年[13-14]。采用组合人工湿地技术连接生态拦截系统建立生态净化系统，用以净化土壤渗漏液和地表径流，保护区域的水生态环境，控制由于降水带来的铅锌污染扩散对区域环境的影响。

3铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复环境监理特点

污染(生态)修复类建设项目可分为污染土壤(场地)修复、污染水体修复以及生态环境修复[15]。而污染(生态)修复类的主要目标是督查和指导污染修复过程，减缓或消除环境污染，恢复生态环境。铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复技术方案一般包括尾矿库污染调查、主要污染源及污染特征分析，环境风险评估结论，拟采取修复技术路线及量化目标，目标可行性分析，技术工艺方案说明，至少需包括所采取材料(如修复植物、土壤稳定化药剂)种类及用量，使用范围，关键技术参数及处理标准，而且对施工及修复的实施方案应尽量详尽，包括现场施工组织安排及实施过程中的废水、废气、土壤等二次污染控制及治理措施，最后需提出实施进度计划、保障措施及环境事故应急预案，对项目的总投资进行估算，并分析修复工程带来的环境、社会效益等内容。因此，对环境监理的主要任务来说，就是监督“修复技术方案”里所提出的各项环保措施的落实情况。铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复环境监理工作主要有以下几个特点：

3.1范围大、周期长

相对于一般的生态类项目，铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复项目除了尾矿库本身的范围，还要考虑对周边水体及土壤的影响，而且除了土壤修复工程外，还涉及到周边的雨污分流、生态拦截系统等给排水工程，因此，项目影响范围较大，施工周期较长，其施工期的影响主要体现在施工行为造成的生态破坏和环境污染，而该工程的效果在于实施后对尾矿库周边环境要素的改善作用。

3.2专业水平要求高

铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复项目一般为系统工程，除了采用修复技术外，还涉及环境管理方面的内容，对从事环境监理的技术人员专业性要求较高，不但具备较高的环境保护法律法规、环境标准、规范等方面的环保专业知识，而且需要对土壤修复有比较扎实的专业背景，同时还要有很丰富的环境工程设计与施工以及环保设备安装与调试方面的专业技术知识。

3.3修复技术复杂

铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复由于采用了多种技术集成，以体现协同效果，后期的跟踪监测及效果评价难度较大，因此在技术方案的复杂性比其他一般生态类建设项目要大，因此环境监理难度较大。

4铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复环境监理实施要点

根据铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复项目特点，需要采用过程控制的原理，根据修复方案的总平面布置图，技术工艺流程，工期及施工组织安排等，找出修复技术方案的关键点和难点，相应编制环境监理实施方案，铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复项目的环境监理重点在于修复方案的落实，其成效体现在修复完成后相关环境因素的达标，如土壤重金属的稳定效果、酸性废水的扩散率等。总的来说，按项目实施准备期、施工期、验收期进行划分，主要环境监理内容包括(如图1)：

图1　铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复环境监理内容

4.1施工准备期——进行设计审核

环境监理机构收集相关资料，对铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复技术设计方案和施工组织设计方案等进行审核，对其中存在的环保问题提出专业意见和建议。环境监理机构主要审核设计单位的施工方案中有关环境保护的内容，是否与经专家评审或环保部门批复/备案的技术方案相符。主要包括：

(1) 审查设计文件中项目修复内容、修复范围、修复工程量、技术工艺路线、、污染源及目标污染物等内容；

(2) 审查生态拦截系统与人工湿地等辅助工程施工方案与项目技术方案及批复/备案文件的符合性；

(3) 审查施工承包合同中环境保护专项条款，监督检查各施工工艺污染物排放环节是否按环保对策执行环境保护措施、措施落实情况；

(4) 审查承包商施工期环境管理体系建立、环境管理计划等；

(5) 监督施工组织计划是否严格按照施工平面图展开，临时用地是否占用耕地，是否超出允许范围。

4.2施工过程的二次污染监理

环境监理的工作方法主要有巡视、旁站、检查、召开环境例会、记录与报告及下发环境监理整改通知单等。工程施工期间，环境监理工程师对施工单位在施工及可能产生污染的环节进行全方位的巡视，对主要污染工序进行全过程的旁站与检查，并应定期召开环境监理例会，对发现的问题下发环境监理通知单及环境监理联系单。施工行为对外界环境的影响可以划分为气、水、声、固废等部分，具体如下：

(1)大气污染防治：大气污染主要是修复工程施工中尾矿库表面覆土、生态拦截系统开挖、物料运输以及不当的土方堆放方式造成的扬尘和颗粒物；其防治措施包括控制车速、车辆加盖帆布、路面洒水等。施工营地临时锅炉和生活炉灶烟气污染防治措施；施工场地清基、开挖、散装建筑材料加工和贮存系统、混凝土拌合系统扬尘防治措施；进场道路、取弃土、物料运输等过程扬尘防治措施。

(2)水污染防治：污染场地修复工程施工期废水来源包括一般生活污水、基坑积水、冲洗废水、地表径流污水等；这就需要在土壤修复场地设置污水沉淀池，对其进行合理处置(如混凝沉淀、回用等)。施工废水，主要包括砂石料加工系统、混凝土拌合系统、地面冲洗和车辆清洗废水；生活污水污染防治措施。

(3)固废污染防治：固体废物主要来自施工建筑垃圾、生活垃圾以及修复过程中可能产生的废物。建筑垃圾和生活垃圾分类存放，定期清运。一般工业固体废物应立足于回收利用，不能利用的应按有关要求进行处置。若处理过程产生了危险废物，应进行申报，并委托具有危废处置资质的单位进行处置。

(4)噪声污染防治：工程施工期间的主要声源为施工机械噪声及交通运输噪声，一般铅锌矿尾矿库的位置比较偏僻，距离周围敏感点较远，相当于一般建设项目，噪声的影响可能不太明显，但仍然需要满足《建筑施工场界环境噪声排放标准》(GB 12523-2011)。要求施工单位对施工机械尽量选用低噪声设备，必要时对其采取隔声降噪措施，如对发电机设置隔声间。合理安排工作时间，特别要控制夜间的噪声，避开在夜间开空压机或其它高噪声的施工作业。如果周边存在学校等敏感点，则噪声需要进行重点防治，而且建设单位应当会同施工单位做好周边居民工作，公告附近居民和单位，并公布施工期限。

4.3修复过程的环境监理

区别于一般建设项目，铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复工程环境监理单位需要对修复场地进行调查，以确保修复范围、修复技术与修复方案相符。总环境监理工程师主持编制环境监理方案和实施细则，作为修复过程中的环境监理工作的指导和依据。在工程交底工作中，环境监理单位在前期工作的基础上详细介绍铅锌矿尾矿库污染情况、修复目标、修复技术、施工实施计划等在内的修复工程基本情况。铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复多采取原位修复方式，对“植物-化学-微生物联合修复技术”中分项工程所涉及的物种选择、数量、种植方式，土壤改良剂的配比，施加时间、频次，微生物品种及驯化过程、投加方式，生态拦截系统与人工湿地等建设过程，以及对实施过程中的环境污染减排效果进行跟踪。

4.4开展修复工程的全过程环境监测

环境监测是环境监理的重要手段，两者相互相成。环境监理单位充分利用环境监测数据，指导环境监理工作的开展。环境监理人员通过环境监测可以获取具体的污染数据，经观察、分析数据，准确地发现建设项目施工过程中对环境的影响。

环境监测的基本目的就是全面、及时、准确地掌握铅锌尾矿库项目环境保护状况，以及时采取措施：通过对数据的分析，了解环境监理工作开展的效果，作为环境监理单位向承建单位发出环境监理指令的依据。环境监理中的环境监测对象根据工程实际情况可分为大气监测、地表水水质监测、地下水水质监测、土壤监测、噪声监测、生态调查等。对铅锌尾矿库项目修复工程来说，本项目的主要环境监测内容包括：

(1)排渗工程和渗滤液达标排放监测：通过对尾矿库的库区防渗设施、地表水排水设施、渗滤液收集与排放设施、渗滤液处理与监测设施等的运行情况进行调查，对渗滤液进行达标排放监测，评价尾矿库修复工程的防渗、地表水排水、渗滤液集排和处理设施的运行效率及渗滤液污染处理效果。

(2)地下水环境影响监测：结合地下水环境现状调查、地下水环境影响调查，对修复前、后的地下水重点污染指标进行采样监测，确定修复过程是否对地下水环境产生二次污染。

(3)大气环境影响监测：一般根据《废气无组织排放监测技术导则》(HJ/T 55-2000)要求进行点位布设，在修复区周边及周边敏感点设大气监测点，一般需要在上风向分别设置对照点，监测施工区无组织排放废气的排放情况，重点监测TSP等颗粒污染物的达标情况。

(4) 噪声监测：施工期间，施工场界噪声评价采用《建筑施工场界环境噪声排放标准》(GB12523-2011)，环境监理单位可在施工区域场界及主要环境敏感点(若有)附近进行噪声监测，决定是否要求施工单位采取进一步的降噪措施。

(5)生态环境影响调查：主要包括尾矿库及周围环境敏感点生态现状调查、尾矿库覆土绿化和生态恢复情况调查、生态影响调查等，重点关注修复前后复垦率、植被覆盖率等指标的变化。

5结论与建议

我国铅锌尾矿库生态修复工程环境监理工作正处于起步阶段，还没有形成该行业专有的环境监理规范要求、标准等技术文件。由于涉及面广、专业技术强、内容复杂、综合性强，今后，需要在以下方面进行探索。

(1)强化技术队伍建设。铅锌尾矿库生态修复工程专业性强，从业人员的素质和业务能力会直接影响到环境监理工作的水平和质量。因此，需要要求从业人员需要具备土壤修复专业知识，同时能够具备一定的现场工程经验，才能满足工作需要。

(2)早期介入原则。铅锌尾矿库生态修复工程的特殊性，建议将环境监理介入时间由修复工程开始前提前到修复工程前期的现状调查工作中，参与到技术单位的技术方案的前期研究及编制过程中，对全局及修复思路有个总体把握。

(3)建立全生命周期的评价方法。由于铅锌尾矿库生态修复工程是个系统工程，为了评价修复工程成效，除了技术本身的先进性及可靠性外，环境监理技术规范体系中因引入全生命周期的评价方法，对修复工程的事前、事中、事后给予动态评价并提出相应的管理要求。

(4)引入卫星遥感、无人机等先进技术。由于铅锌尾矿库生态修复工程涉及的面积非常大，最后需要对修复实施后复垦率、植被覆盖率等指标进行评价，因此，可以考虑采用卫星遥感、无人机等新的先进信息技术进行创新融合，提高评价手段的科学性与准确性。

(5)加强环境风险防范措施环境监理。对铅锌尾矿库生态修复工程的环境风险防范设施与措施、各项风险对策情况进行核查，并评价各项风险对策的可行性。

(6)对验收指标的选取需有可测量性(measurablity)、可操作性(operability)、可评价性(accessiblity)。

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Study on Environmental Supervision Methods of Ecological Renovation Projects of Lead-zinc Mine Tailings with Heavy Metal Pollution

LU Huanliang

(Guangdong Provincial Academy of Environmental Science，Guangzhou 510045，China)

Abstract：The contamination of Lead-zinc mine tailings has become increasingly serious environmental problems.Taking Phyto-chemical-microbial remediation technologies as an example，the engineering characteristics of ecological renovation projects of Lead-zinc mine tailings were analyzed in this paper.In addition，the focus，principle，methods，system and development trends of environmental supervision during the whole restoration process was also discussed.This paper can provide some useful references for optimization and practice of technical specifications of environmental supervision on ecological construction projects in China.

Keywords：lead-zinc mine tailings；heavy metal；ecological renovation；environmental supervision

作者简介：卢欢亮，博士，教授级高级工程师，主要从事环境工程技术研发及建设项目环境监理技术管理

中图分类号：X328

文献标识码：A

文章编号：1673-288X(2016)03-0041-04

项目资助：环保公益性行业科研专项(项目编号：201509037)、广东省科技计划项目(2015B020215009)、广东省环科院科技创新项目(HKYKJ-201402)

引用文献格式：卢欢亮.铅锌矿尾矿库重金属污染生态修复工程环境监理方法探索[J].环境与可持续发展，2016，41(3)：41-44.