尾矿库突发水污染事件环境应急处置措施及应用示范*

王亚变 薛丽洋 刘 佳 王金相

(1．甘肃省生态环境应急与事故调查中心，甘肃 兰州 730030；2．兰州城市学院城市环境学院，甘肃 兰州 730070)

截至2020年，我国共有尾矿库近8 000座，总量居世界第一[1]。尾矿库中含有大量重金属污染物，对周边水体及地下水具有潜在污染风险。重金属进入水体后会造成严重的水生态环境破坏和经济损失，由于其具有随水自然流动的特性，造成的污染往往伴随跨国界、省界的特征，威胁沿河群众饮水安全，是国家重点环境监管对象和环境风险防控对象。当前，我国尾矿库环境安全形势依然严峻，2012—2017年我国发生重大等级突发水污染事件共18起，其中因尾矿库导致的突发水污染事件有6起，占比33%[2]。科学高效的应急措施是及时妥善处置突发事件的“核心”，开展尾矿库突发水污染事件应急处置措施研究具有现实意义。

2005年松花江水污染事件后，突发水污染事件的应急处置研究取得了积极发展，但针对尾矿库突发水污染事件开展的研究相对较少，现有研究成果以尾矿库环境污染日常管理建议为主[3-4]。王云等[5]、张晓健[6]对尾矿库突发水污染事件的应急处置进行了简单介绍，但并未进行深入的探索研究，无法满足突发事件应急处置的现实需要。为此，本研究在总结梳理近十年全国尾矿库突发水污染事件典型案例后，对应急处置实践经验和面临的问题进行总结，提出了处置该类事件的常用应急措施及整体思路，以及主要应急处置措施技术要点和工程修筑方式，并选取国内两起典型案例进行应用示范，从而形成了一套完整可行的尾矿库突发水污染事件应急处置技术方法体系。

1 尾矿库突发水污染事件应急处置面临的考验

1.1 应急处置人员业务能力要求高

尾矿库突发水污染事件诱因复杂，尾矿输送和回水系统泄漏、排洪溢洪系统泄漏渗漏、坝体损坏(坝体管涌、裂缝和溃坝等)以及尾矿水超标外排都可能导致次生突发环境事件，但坝体垮塌和排洪溢洪系统故障是尾矿库突发水污染事件的主要诱因[7]。复杂的事件诱因和突发事件的突发性、随机性特点，使得事件处置时间紧迫，必须立即采取有效措施控制事态发展。这就要求现场应急指挥人员尽快做出综合研判，短时间内完成人员疏散救治、响应启动、处置方案制定、救援队伍和物资调配等工作；要求一线应急人员能够按照制定的处置方案采取系列具体措施去除污染物，因此现场应急人员需具备一定的业务能力和实践经验。

1.2 现场应急处置难度大

处置技术方面，我国突发水污染事件应急处置技术研究基础薄弱，污染物应急处置的理化机理分析、快速决策、工程实施以及设备研发制作等方面缺乏长效的研究投入和成果转化机制，目前尚未形成体系[8]，一些研发应用成熟的水处理技术在应急现场往往“水土不服”，处理效果不佳，需在处置现场边实验边应用，延误了最佳处置时间。实践经验表明，单一处置措施难以有效控制并去除污染物，需要多种措施综合运用以提高处置效率，然而目前对复合技术措施的研究相对匮乏，且同样的复合技术措施受泄漏量、水文水质、时空、物资、周边敏感目标等因素影响，对不同事件的处置效果存在较大差异，这进一步增加了现场处置难度[9]。

1.3 后期修复难度大

严重的尾矿库突发水污染事件可能对受污染区域或流域生态系统造成严重破坏，造成公共、私有财产损失。此外，针对重金属污染的应急处置手段多为投加化学药剂使重金属形成络合物或沉淀物沉淀，但这种手段不能将重金属完全去除，在一定环境条件下重金属会再次释放形成二次污染[10]。蓝郁等[11]研究发现，2013年广西贺江铊镉污染事件应急处置达标后，部分重金属在洪水期重新释放进入水体，需要持续进行河道清淤和生态修复。

2 尾矿库突发水污染事件应急处置思路

根据尾矿库突发水污染事件的发展过程及特点，设计应急处置流程，具体框架见图1。

第1阶段为应急响应阶段。突发事件发生后，尾砂会沿一定通道源源不断进入水环境，若能第一时间采取切断或控制污染源的必要措施，可有效防止污染扩大。因此，建议突发事件发生时，事发单位要将事故信息及时报告相关部门确保及时启动应急响应，负责事件处置的各级政府成立组织指挥机构行使政府应急权，并下设处置组、监测组、专家组、协调组等工作小组，按照任务分工开展应急处置。在该阶段，事故企业的环境安全意识尤为重要，需在突发事件第一时间主动做好先期处置、信息报告工作。

图1 尾矿库突发水污染事件应急处置流程框架Fig.1 Process framework of emergency treatment of sudden water pollution incidents in tailing pond

第2阶段为现场应急阶段。现场勘查是应急处置工作的基础，需查明污染物种类、泄漏量、事故企业基本情况，了解事发地区地形地貌、河流水文水质、沿河敏感目标(居民、饮用水源地等)等资料，经综合研判后制定科学有效的应急监测方案和应急处置方案，进而实施处置方案。在该阶段，应急处置指挥机构要第一时间公开事件信息，持续发布处置进展，解答公众质疑，正确引导舆论，避免事件引起社会恐慌。值得注意的是，信息报告、应急监测、信息公开应贯穿应急处置全过程；各类应急处置措施和监测方案随事态发展也需不断优化更新。第3阶段为事件应急处置结束后的后期工作阶段。该阶段的重点是调查突发事件原因，确认事件性质，认定事件责任；损害评估是对突发事件环境影响与损失进行评估，总结经验教训，防止类似事件再次发生。善后处置主要是制定河道修复治理措施，修复和恢复污染段水生态环境。

3 尾矿库突发水污染事件常用应急处置措施

3.1 应急处置措施原理、特点

通过对2010—2020年国内典型尾矿库突发水污染事件的梳理总结，发现常用应急处置措施主要有源头封堵、筑坝拦截、水利调蓄、技术降污、河道清污等。各项应急处置措施的原理、操作方式、特点及注意事项见表1。

3.2 应急处置措施修筑方式和技术要点

应急处置措施工程部分的修筑是决定应急处置措施能否发挥作用的关键。借鉴本课题组前期参与的2015年陇星锑业尾矿库尾砂泄漏事件和2020年伊春鹿鸣矿业尾矿库泄漏事件应急处置案例，详细介绍主要应急工程措施修筑方式和技术要点。

3.2.1 源头封堵

重金属采矿行业的泄漏事故都是通过渠道或大型管道发生，在封堵泄漏点时应先使用沙包沙袋对渠(管)道进行初步封堵截住主流水，再立即用硫铝酸盐水泥将沙袋之间封堵、加固。2015年陇星锑业尾矿库泄漏事故中，处置人员及时封堵溢流井，杜绝溢流井内尾矿浆继续泄漏；通过开挖防渗沟渠、修建防渗坝体对事发地上游清水进行引流，同时对尾矿库上游溪水进行截流以减少入库水量；截流尾矿库上游山泉水，阻止其进入排水涵洞冲刷残存尾矿浆；在尾矿库排水涵洞排水口周边设置围堰和防渗池，拦截处置涵洞渗出的高浓度污水。

表1 尾矿库突发水污染事件应急处置常用措施Table 1 Common measures of emergency treatment of sudden water pollution incidents in tailing pond

3.2.2 筑坝拦截及引流

筑坝主要分为临时土石坝、应急平板支墩坝、特殊功能坝3类。土石坝施工使用的工具相对简单，资金投入比较少，筑坝采用的材料可以在河道就地取材，筑坝条件要求比较低，适应范围广，施工时间短，是一种常用的筑坝方式。当河水流量小时，也可直接用砂石填充的麻袋进行堆建，水流量大时可考虑采用橡胶坝。

引流有河道外引流与河道内引流两种方式，可根据水量大小与具体地理环境情况选择使用。污染河段较短时一般采用河道内引流，即先在小河上游建造清水坝，采用钢管或其他管道将清水坝拦截的清水引流至污染区下游(见图2)，使用管数量以能将上游清水畅通引至事发地下游为原则。当污染河段过长、水量过大或者无法实施河道内引流时，可以采用河道外引流，即在河道外侧开挖一条应急渠或铺设管道，将上游清水引入下游未污染河流中(见图3)。

图2 河道内引流Fig.2 River drainage within the channel

3.2.3 投药降污

突发水污染事件涉及重金属污染时，一般采用化学混凝沉淀法降低水体中重金属浓度，针对不同重金属一般使用不同的化学药剂，具体见表2[12]。投药降污主要包括溶药和加药两部分内容，其中涉及的工程措施为修筑溶药池、架设加药设施、制作加药管。由于液体危险物品无法通过高速公路运输及时使用，应急现场大多采用固体药剂，使用前需要溶解，所以需在投药点配套修建溶药池，池内铺设防水布，采用水泵抽水循环搅拌或者挖掘机、人工搅拌，冬季气候条件药剂溶解速度慢时，需要加热与保温。陇星锑业公司尾矿库尾砂泄漏事件中采取了在溶药池水面上漂浮若干内置燃烧木炭(或煤炭)的铁皮桶进行加热；伊春鹿鸣矿业尾矿库泄漏事件中使用电热棒加热。加药管一般分为穿孔加药管、非字型加药管和多管加药，将溶解好的药剂通过水泵和管道架设到修筑坝体上即可进行加药，也可架设在桥梁、闸坝上加药。

图3 河道外引流Fig.3 River drainage outside the channel

4 结论与建议

针对尾矿库突发水污染事件现场应急处置实践经验不足的现状，梳理总结2010—2020年国内发生的23起典型尾矿库突发水污染事件应急处置经验和做法，提出了常用的应急处置措施及其原理、特点和应用中的注意事项，阐述了应急处置现场主要应急工程措施的修筑技术要点。为减轻尾矿库突发水污染事件产生的环境影响，建议从以下3个方面加强尾矿库突发水污染事件的环境应急处置能力：

表2 常用的化学混凝沉淀处置工艺Table 2 Common technology of chemical coagulation sedimentation

(1) 多方位提升应急处置整体能力。督促尾矿库企业落实环境安全主体责任，开展环境风险隐患自查整治，防止隐患变事故；提升环境应急预案可操作性，预案中必须明确企业信息报告程序、先期处置措施，必要时针对各个风险源制定应急处置操作卡；结合企业环境风险评估结果，针对各种环境风险物质，特别是重金属元素储备必要的应急物资，同时加强环境应急演练和培训，加强降污过程可能使用的复合技术的应用实践，熟练不同情景下应急措施实施的条件和具体方法，以及多种处置措施综合运用的决策依据，提升环境应急管理人员应急处置技能，确保发生突发环境事件后能够有条不紊地开展响应工作。政府及主管部门要主动强化技术研发，组织技术力量做好辖区内可能发生的重特大尾矿库突发水污染事件情景预测，提前做好预案。

(2) 提升尾矿库流域级风险防控。做好“查信息、找空间、定方案”等应急准备与响应工作，调查掌握河流水文水利基础信息，确保事发后能快速确定污染前锋，厘清污染物迁移转化规律。日常管理中找到能使污染团与清水隔离的空间，编制“一河一策”，提前确定应急措施。针对尾矿库流域风险防控，按照“属地管理”的原则，建议当地政府结合尾矿库周边地貌、河道等特点，因地制宜、通盘考虑，利用流域现有水利工程设施和提前确定防控措施预设点等措施，形成流域风险防控工程体系，一旦污染物进入水体则立即启动防控工程或在预控点快速建立起临时防控工程，迅速实施堵、拦、导、疏、治等措施，将污染物控制在河流一定区域内，为事件处置争取时间。

(3) 加强流域、区域、政企、政民联动，构建“大应急”格局。突发环境事件应急处置是一个综合系统，需物资保障、信息保障、技术保障、专家和专业技术单位支援指导，要解决环保部门单独应对的局面，强化应急联动机制建设，提升应急协调处置能力。目前，多省已签订了跨区域、流域及上下游突发环境事件应急处置联动协议，如长三角地区跨界环境污染事件应急联动协议、黄河甘宁蒙段跨界突发环境污染应急响应联动协议等。2020年，生态环境部与水利部联合印发了《关于建立跨省流域上下游突发水污染事件联防联控机制的指导意见》，为上下游共同应对突发水污染事件提供了政策支持。事件处置需要企业和当地群众一同参与到一线应急处置工作中，因此应通过宣传及日常联动不断提升群众和企业在险情面前的社会责任和综合应变能力，构建政府主导、部门联动、专家支撑、民众参与、企业担责、市场协作的全方位立体化的应急联动机制。