鹿鸣矿业尾矿库泄漏事件环境应急过程解析与总结

罗清月，魏健*，李明月，康晓风，宋永会*

1.环境基准与风险评估国家重点实验室,中国环境科学研究院

2.中国环境科学研究院水生态环境研究所

3.中国环境监测总站

2020 年3 月28 日，黑龙江伊春鹿鸣矿业有限公司尾矿库发生泄漏事件，导致尾矿砂水泄漏进入下游河流，特征污染物钼浓度最高超标80 倍，造成了下游河流和周边土壤严重污染，并严重威胁下游伊春铁力市和绥化市的饮用水水源地水质安全[1]。此外，事件发生点下游的依吉密河和呼兰河为松花江重要支流，如果应急处置不当将会影响国际河流黑龙江的水质安全，可能造成国际影响，事件引起了国内外媒体高度关注[2-3]。此次泄漏事件是我国近20 年来尾矿库泄漏量较大、对水生态影响较严重、应急处置难度较大的突发环境污染事件[4]，并且事件发生时正值黑龙江省新冠肺炎疫情防控的紧要阶段，应急处置形势十分严峻。如何科学有效地开展应急处置，避免界河污染，是当时应急处置面临的难题[5]。

泄漏事件发生后，应急指挥部根据现场应急需求确定了“不让超标污水进入松花江”的应急目标，第一时间采取封堵泄漏点、筑坝拦污等措施，阻滞污染水团下泄。对受污染河道水体水质分析结果显示，水体中尾矿砂含量高、沉降慢，高浓度的悬浮颗粒物严重干扰污染物钼的混凝沉淀效果，在当时的低温条件下，传统的絮凝剂对污染物的去除效率很低。专家组根据现场水质实际情况，转变应急处理思路，由“污水混凝沉淀”转为“污泥调质浓缩”，即先投加聚丙烯酰胺（PAM）调质浓缩去除水中高浓度矿砂，再投加聚合硫酸铁（PFS）去除水中溶解态的钼，污染物去除效率得到显著提升，尾矿砂分层澄清也明显加快。按照该技术思路，指挥部以在重点支流依吉密河和呼兰河开辟“两大战场”、分别实施污染控制和削峰清洁“两大工程”的总体策略，全面推进截污控污和河水净化。经过14 个昼夜的连续应急处置，最终实现了“不让超标污水进入松花江”的应急处置目标。

笔者基于鹿鸣矿业尾矿库泄漏事件环境应急处置，系统阐述事件应急处置决策、应急方案制定和工程实施成效，总结该次事件应急处置的成功经验，提出类似尾矿库环境风险防控与处置的建议，以期为科学防范尾矿库环境风险，妥善应对该类突发环境污染事件提供参考。

1 应急处置决策

1.1 事件概况

2020 年3 月28 日13：30 左右，位于黑龙江省伊春市的伊春鹿鸣矿业有限公司尾矿库发生泄漏，导致约2.5×106m3尾矿砂水泄漏入河。事件造成松花江二级支流依吉密河至一级支流呼兰河约340 km长的河道水中钼浓度超标，对伊春市和绥化市的用水和松花江水环境安全造成严重威胁。事件发生后，伊春市铁力市第一水厂的依吉密河水源地受事件影响停止取水，其间约6.8 万人的用水因减压供水受到影响。依吉密河沿岸部分农田和林地也受到一定程度污染，其中伊春市受影响农田约287.5 hm2、林地约448.1 hm2，绥化市受影响林地约137.9 hm2[6]。由于河流沿线地理条件、气象水文条件等极其复杂，又正值新冠肺炎疫情防控的关键阶段以及当地即将进入春耕时节的特殊时期，应急处置工作面临巨大困难和风险挑战。

1.2 水质污染分析

事件发生后，第一时间对事件发生地下游河流5 个监测点位的水质进行全面分析，结果表明水体中钼浓度超标严重。在对鹿鸣矿业公司生产工艺、矿渣和伴生物特点及浮选物使用情况进行综合分析的基础上，比较分析了2017 年至事件发生时依吉密河、呼兰河、松花江水质状况，并考虑到河流本底情况，识别出主要污染物为钼。初期监测数据显示，钼浓度峰值出现在事件发生第2 天，尾矿库监测断面钼浓度高达5.68 mg/L，与GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中规定的钼浓度限值相比，超标80.1倍。此外，依吉密河受污染河水浊度超过1 万NTU，颗粒极细，约为200 目，难以自然沉降。

1.3 应急处置目标

1.3.1 应急目标的演进

随着应急处置工作的推进，应急处置任务和目标也在不断调整，大体可分为3 个阶段：1）事件发生初期，主要是在鹿鸣矿业尾矿库泄漏现场开展封堵处置工作，应急目标主要为人员安全保障和泄漏点封堵；2）地方政府先期处置阶段，应急目标为泄漏点封堵、污染物拦截和饮水安全保障；3）生态环境部工作组与应急指挥部综合研判现场形势，确定“不让超标污水进入松花江”为此次突发环境污染事件应急处置的最终目标。

1.3.2 水质评价标准限值

泄漏事件污水中主要特征污染物为钼，参考GB 3838—2002 中的集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值，钼浓度限值为0.07 mg/L。GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》将钼列为水质非常规检验项目，其标准值为0.07 mg/L。因此，将环境应急处置水体钼浓度达标评价的参考限值定为0.07 mg/L。

1.4 污染处置过程

突发环境污染事件大多伴随着安全生产事故、交通运输事故发生，应急处置初期，在确保人民群众生命安全基础上，应尽量采取一切有效措施，最大限度减少污染物进入外环境，防止污染态势进一步扩大[7]。泄漏事件发生后，如何防止钼含量高的污水扩散、控制污水对周边环境的影响，是现场应急处置亟待解决的问题[8-9]。为了防止污水扩散进入松花江，经过反复研究、评估和论证，制定了事件环境应急处置方案，即采用“源头控制、筑坝拦截、投药降污、河道削污”等污染处置措施，实施“污染控制、削峰清洁”两大工程。

1.4.1 源头控制

鹿鸣矿业尾矿库泄漏是由于4 号排水井倒塌造成的，事件发生后伊春森林消防、消防救援等单位立即组建应急抢险队伍，调集各类机械设备30 余台开展源头封堵。通过无人机准确定位找到泄漏点排水井口，在完成泄漏点周边冰块和淤泥清理后，首先开展应急封堵工作，采用尾矿排放涵管（内部填充水泥、木材对两端封堵）作为支撑材料，以“打包”的土工布、棉被等作为底部填充材料进行临时封堵。为确保应急封堵后的稳定性，现场紧接着又对4 号排水井开展了封堵加固工程。通过铺设土工布、堆叠砂袋，并对86 个布桩孔实施高压旋喷注浆，构筑直径约35 m、高约9 m、整体土方量约104m3的水泥改良土岛体，经筑岛及帷幕灌浆加固，全面完成4 号排水井应急封堵加固工程，泄漏点无渗流水情况出现，彻底切断了尾矿砂水泄漏源头，为后续应急处置奠定了基础。

1.4.2 筑坝拦截

污染物事故性泄漏进入地表水体后，一般采用筑坝拦污、导污、截污等措施控制污染物扩散[10-13]，不仅可以最大限度控制污染影响范围，同时也能为投药处置争取宝贵时间，达到“以空间（阻滞）换（处置）时间”的目的。

尾矿库泄漏发生后，鹿鸣矿业第一时间组织挖掘机、铲车对下游水渠进行改道，运输碎石到泄漏点进行封堵，并迅速在河道中筑坝拦截。由于尾矿库排水落差高、水量大、水流急，加之临时坝体结构强度有限，而上游河水裹挟尾矿砂水不断大量下泄，初期紧急构筑的13 道拦截坝在1 天多的时间内先后被冲毁。在总结前期拦截坝被冲毁的经验教训后，应急指挥部选择在依吉密河下游河水流速较缓、交通便利的点位重新修筑了3 道坚固的拦截坝（图1）。

图1 后期修筑的3 道坝位置分布Fig.1 Location map of the three dams built in the later period

3 道拦截坝在事件处置期间发挥了重要作用：1）拦截坝作为投药的依托，在坝顶安装穿孔投药装置，实现药剂与受污染河水的均匀混合，并利用坝前、坝后的落差，提高水流速度，增强药、水混合效率和混凝效果；2）水位抬升和引流作用，利用筑坝抬升水位，将受污染河水引到傍河林地等处暂存；3）污染拦截作用，通过筑坝拦截，减缓了污染水团下泄速度，将部分尾矿砂在坝前截留沉淀下来；4）“以空间换时间”，为环境应急处置争取更多的宝贵时间。

1.4.3 投药降污

混凝沉淀可快速去除污水中悬浮物和重金属等污染物，水处理中常用的混凝剂有无机高分子聚合氯化铝、PFS 等。为强化混凝沉淀效果，可加入PAM 等助凝剂，加快絮体的形成与沉降[14]。对含钼污废水的混凝处理，一般选用PFS 效果最佳[15]。

现场试验发现，单独采用PFS 除钼效果不佳，尾矿砂沉降仍然困难；先投加PFS 后使用PAM 助凝的方法也没有明显的提升效果。应急专家组打破常规，先单独投加助凝剂PAM 使胶体脱稳沉降，再向上清液投加PFS 除钼，结果发现，在大幅降低投药量的同时可实现水中悬浮物和钼污染物的同步去除，钼去除率可达90%以上。为实现精准、科学用药，进行了大量现场模拟试验，对PAM 和PFS 的投加工艺参数进行优化，最终确定了PAM 降浊和PFS 除钼的组合工艺路线和最佳工艺参数。

1.4.4 河道削污

根据现场形势及时调整应对策略，提出开辟“两大战场”、实施“两大工程”的总体策略，即在依吉密河“战场”实施“污染控制”工程，在呼兰河“战场”实施“削峰清洁”工程，上下游同时发力，全面推进截污控污和河水净化。

对污染较为严重的依吉密河，采取两级“PAM除浊+PFS 降钼”组合处理工艺（图2），通过筑坝形成宽阔水面，降低河水流速，促使尾矿砂沉淀。利用现有闸坝或人工筑坝等方式进行投药，最大限度地阻截尾矿砂向下游迁移，并削减钼污染峰值。第一级，在1#坝投加PAM 降浊，2#坝投加PFS 除钼；第二级，在东兴渠首投加PAM 降浊，3#坝投加PFS 除钼。依吉密河控污工程的实施，基本截断了依吉密河入呼兰河的污染物输送通道，为呼兰河水质净化创造了条件。

图2 依吉密河控污工程工艺路线Fig.2 Process route of pollution control project of the Yijimi River

由于呼兰河河水流量大，其水中尾矿砂浓度远低于依吉密河，加之PAM 溶液供应能力有限，故对呼兰河采取单独投加PFS 降浊除钼的控制策略。依托呼兰河已有的1#闸（津河渠首）、2#闸（幸福渠首）和3#闸（永安渠首）共3 处水利设施投加PFS，通过沿河多级混凝除钼削峰，实施呼兰河受污染河水的清洁工程（图3）。

图3 呼兰河清洁工程工艺路线Fig.3 Process route of water cleaning project of the Hulan River

以上两大工程在依吉密河和呼兰河上的总体空间布局如图4 所示。

图4 依吉密河控污工程和呼兰河清洁工程的总体布局Fig.4 Overall layout of pollution control project of the Yijimi River and water cleaning project of the Hulan River

1.5 应急工程方案的实施

1.5.1 依吉密河控污工程

为控制依吉密河的污染，截断依吉密河进入呼兰河的污染带，在依吉密河修筑了1#、2#和3#坝，并利用东兴渠首闸坝，采用两级“PAM 降浊+PFS 除钼”组合工艺，最大限度阻截尾矿砂向下游迁移，并削减钼污染峰值（图5）。

图5 依吉密河控污工程投药点位置示意Fig.5 Schematic map of the coagulant addition locations for pollution control project of the Yijimi River

1#坝降浊工程先投加0.3%的PAM 溶液降低水体中尾矿砂悬浮物浓度，累计投加PAM 干粉5.39 t。2#坝除钼工程采用投加PFS 溶液降低水中钼浓度，累计投加PFS 干粉147 t。在1#坝投加PAM 溶液后，多重因素导致降浊效果较差，受污染河水到达2#坝时仍较为浑浊，故建设第二级控污工程势在必行。

第二级控污工程首先在3#坝上游4 km 左右的东兴渠首投加0.3%的PAM 溶液，使河水中尾矿砂沉降，累计投加干粉92.72 t；在3#坝附近建设大型溶药池，利用机械力将PFS 干粉制成浓度为10%的溶液后，泵至3#坝的坝顶和坝下进行投加，共持续投加PFS 干粉2 461 t。

1.5.2 呼兰河清洁工程

通过依吉密河控污工程的实施，污染水团中的尾矿砂和钼等污染物被控制、截留在依吉密河，蔓延依吉密河与呼兰河的污染带被截断。根据现场水质监测，流入呼兰河中的超标污染带最长时约160 km，钼浓度最高超标约9 倍。因此，决定依托呼兰河已有水闸和应急建设拦截坝实施受污染河水的清洁工程（图6），通过投加PFS 实施多级混凝除钼削峰，加之呼兰河沿河支流清洁来水的稀释作用，实现呼兰河水质达标。

图6 呼兰河清洁工程投药点位置示意Fig.6 Schematic map of the coagulant addition location for water cleaning project of the Hulan River

呼兰河清洁工程第一阶段依靠3 处水闸投药除钼，降低水体中钼浓度。1#闸除钼工程投加10%的PFS 溶液3 595 t；2#闸除钼工程累计投加PFS 干粉708 t；3#闸除钼工程累计投加PFS 干粉750 t。第二阶段分别在呼兰河下游绥望桥和更下游距离松花江70 km 处的兰西老桥实施应急除钼工程。通过上述工程的实施，4 月11 日，呼兰河干流全线钼浓度达标，实现了应急目标。

2 应急处置成效

事件发生后，为准确掌握污染水团位置和污染物浓度水平，初期设置了15 个重点监测断面，后期根据实际需要不断增设加密监测断面。主要监测断面位置及钼最高浓度、超标时长如图7 所示。尾矿库泄漏发生初期，监测到钼浓度峰值为5.68 mg/L，超标80.1 倍，为监控沿河下泄的污染水团，依次在创业断面、依吉密河水源地断面、依吉密河口内断面监测到钼浓度超标情况。污染水团进入呼兰河后，双河渠首断面出现超标，浓度为0.073 5 mg/L，超标0.05 倍；至4 月3 日该断面钼浓度峰值仍达0.72 mg/L，超标9.3 倍，共持续超标116 h。

图7 主要的监测断面位置及钼最高浓度、超标时长示意Fig.7 Schematic diagram of the main monitoring sections location,the maximum concentration of molybdenum and the duration of standard-exceeding

呼兰河实施削峰清洁工程后，污染水团经过监控断面的超标持续时间由116 h 缩短为68 h，超标污染带长度由110 km 缩短为45 km。在污染水团到达绥望桥断面的初期，监测到钼浓度为0.075 mg/L，超标0.07 倍。通过在绥望桥断面投加PFS 进行絮凝沉淀除钼，污染水团超标持续时间逐渐缩短为20 h，钼浓度峰值由0.20 mg/L 降至0.09 mg/L，水中钼的平均削减率为8.1%，超标污染带长度缩短了25 km。

当污染水团到达兰西老桥断面时，钼浓度为0.08 mg/L，超标0.1 倍，持续超标7 h。通过投加PFS絮凝沉淀除钼，钼污染超标现象被全部消除，钼浓度峰值降至0.07 mg/L 以下，呼兰河全线实现钼浓度达标。4 月11 日，依吉密河钼浓度也均达标，全面实现了“不让超标污水进入松花江”的应急处置目标。

呼兰河钼浓度全线达标后，为防止污染反弹，又实施了清淤处置工程，并在清淤、汛期2 个关键时间节点开展了加密监控。该次事件的后续监测持续14 个月，在所进行的34 次监控中，特征污染物钼均未超标，2020 年11 月后，依吉密河和呼兰河的钼浓度均稳定在较低水平，已基本恢复至事发前的本底状态。

3 经验总结

3.1 应急指挥坚强有力，应急响应迅速高效

事件发生后，黑龙江省、生态环境部及相关部门立即启动应急响应，迅速部署各方面、各层级力量投入应急，生态环境部工作组与黑龙江省应急指挥部在现场联合办公，发挥了领导决策、统筹调度的决定性作用；最大程度地调动发挥了生态环境部系统，地方政府，生态环境、水利、农业农村、自然资源、住房和城乡建设、公安等部门的优势及其合力，保障了应急响应迅速展开；为保障药剂供应，还发挥了“全国一盘棋”制度优势，从河南、山东、辽宁等地调配药剂货源，确保混凝剂足量及时稳定供应；指挥系统与执行体系的协调运行，保证了源头封堵、沿河拦截、降浊除污等应急工程措施的高效实施，实现了“不让超标污水进入松花江”的应急目标。

3.2 技术支持专业可靠，应急方案科学适用

事件发生后，应急专家团队第一时间赶赴现场提供技术支持。开展现场试验和技术攻关，科学确定受污染河水应急工艺及参数，制定应急方案并全程参与指导应急工程实施；针对污染水团迁移和污染蔓延，不断优化监测方案并持续开展密集监测，捕捉污染前锋和峰值，研判污染态势、评估应急工程成效；应急监测、应急工程协同互动，保证了应急过程中的方案科学适用、动态优化、高效完成。专业的技术支持对该次尾矿库泄漏事件的成功应急处置发挥了关键作用。

3.3 工程实施因地制宜，应急措施落地见效

应急工程措施的落地实施是有效控污、实现应急目标的根本。开辟“两个战场”、实施“两大工程”的总体策略，依吉密河和呼兰河上的应急方案和工程各有侧重。依吉密河污染控制工程主要目标是尽可能将污染阻截在依吉密河入呼兰河之前，针对河道较窄、筑坝可行的特点，先后建设3 道拦截投药坝，尤其是3#坝，是依吉密河最后一道防线，建设质量高、投药运行时间长，发挥了将主要污染阻截在依吉密河内的关键作用。呼兰河河道宽、水量大，难以筑坝，但有水利和交通设施，因此3 座闸和3 座桥（绥望桥、兰西老桥、兰西大桥）成为投药净水的依托。以上的“3 坝-3 闸-3 桥”体系，新建与已有结合，因地制宜，使投药控污净水工程得以实施。此外，针对混凝剂用量大，液体PFS 投加方便但运输量大，固体PFS 运输方便但需要现场溶药，在溶药过程中，先后采用拉水到现场、现场打井取水、使用受污染较轻的河水等措施，因地制宜，保证了应急措施的落实见效。

3.4 信息通报实时准确，多措并举保障供水

此次尾矿库泄漏事件发生在国际河流流域，关注度高。应急中坚持做好信息公开，积极引导公众舆论，保证了应急工作的顺利开展。为应对依吉密河水源地停止取水造成供水不足的问题，采取设置24 h 临时供水点、打井保障供水等方式，有效解决了事件引发的饮水问题，保证了生活生产和社会稳定。

4 建议

（1）排查尾矿库环境风险隐患，加强分类分级管理。尾矿库是具有高势能的危险源，自然和人为的不利因素会使其具有不同程度的风险隐患。建议经常对重大风险尾矿库开展环境风险隐患排查，对发现的环境隐患尽快治理。还应根据尾矿库安全风险等级，加强对其环境风险的分类分级管理，提升对重大环境风险尾矿库的实时监控能力。

（2）完善尾矿库应急预案，加强环境应急保障。针对部分尾矿库环境应急预案对尾矿泄漏强度预估不足，应急保障措施准备不充分的问题，建议对现有预案进行核查，充分预估可能出现的尾矿泄漏量和尾矿水质，制定更加完善的环境应急预案，并据此尽快完善围堰、围挡坝、事故应急池、应急水泵等应急防控设施，增加应急保障物资与装备储备。对于存在重大环境风险的尾矿库，还应编制尾矿库场外环境应急专篇，并落实好相应的应急设施和物资储备。

（3）完善平台、技术和物资储备，提升应急处置能力。进一步加强环境应急决策支撑信息化平台建设，建立基于水文、水质、气象、地理和污染控制措施等相关数据的河流污染应急信息化平台，为应急处置及时决策、精准施策提供全方位信息数据支撑。针对特征污染物编制应急处置技术手册，做好技术储备，也为企业应急预案制定提供科学依据和技术指导，为国家和地方环境应急物资储备提供依据。充实环境应急队伍，定期开展应急演练，推动应急处置能力提升。

致谢

本文所述应急工作，是在生态环境部和黑龙江省人民政府的共同领导下，在生态环境部环境应急与事故调查中心、黑龙江省生态环境厅指导下，由中国环境科学研究院、中国环境监测总站、生态环境部华南环境科学研究所、生态环境部松辽流域生态环境监督管理局、中国水利水电科学研究院、哈尔滨工业大学、黑龙江省生态环境监测中心等单位协同技术攻关、各方力量合力完成的，在应急物质保障和工程实施方面，得到河南、山东、辽宁等地生态环境部门和黑龙江省相关部门的大力支持，对所有领导和相关技术人员的指导支持一并感谢。