铁矿土壤环境的监测研究

王 荣

（忻州市生态环境局东部区域监测技术保障中心，山西 忻州 034000）

0 引言

我国虽然土地面积辽阔，不过可直接利用的土地资源相对较少，同时受到采矿行业、化工行业等方面对土壤的污染，目前我国的土壤环境保护工作面临着较为严峻的挑战，需要基于可持续发展战略和生态文明建设需求，做好土壤的监测和保护工作。针对铁矿方面的开采而言，容易对周围土壤造成较大的破坏，具体在重金属的污染下，不利于实现对土壤的保护。因此，结合我国有关土壤污染与保护的法律，同时参考土壤保护对矿山管理和经营的价值，有必要进行铁矿土壤环境的监测与应对研究。

1 铁矿工程概况

为了清楚了解铁矿山对土壤的污染，本文以某地区的铁矿山为例进行土壤污染监测分析。该铁矿山为特大型鞍山式沉积变质铁矿床，在实际的生产中包括采矿场、选矿厂与尾矿库等区域，整体的采选原矿规模较大，为1 600 万t/a。在气候方面平均气温18 ℃；年降雨量1 352 mm；年均风速为2.2 m/s。其中尾矿库主要堆放铁矿和有色金属冶炼厂生产过程中产生的尾矿废渣。

具体的土壤环境监测流程可以参考图1。结合图1 所示，在完成监测报告出示后，为了体现其价值，还需要将其报备给当地的生态环境部门并给予公开，进而在社会及政府的监督下，实现对土壤污染的控制。一般在监测报告的报备中会同现场施工采样记录、监测方案、分析测试结果和质控记录等[1]。

图1 铁矿土壤环境的监测流程

2 土壤环境监测

2.1 监测方案编制

1）需要基于重点行业企业的用地调查基础信息，同时进行实际的铁矿企业位置、规模和成立时间等信息的收集，进而对功能地块进行划分；

2）需要了解铁矿企业中实际的设备布局和应用情况，重点对选矿生产废水处理和收集回收系统进行关注，流入危险废物存放地、浓缩池和尾矿库等，对实际的污染做好了解，实现对疑似污染区域的识别；

3）需要铁矿企业结合工业厂区岩土工程勘察数据和地层基本情况，对土壤监测的钻孔深度进行明确。结合该铁矿的实际情况，具体的土壤钻探深度设计在5 m 左右，部分钻探施工需要结合地下设施的位置再深入1～2 m。需要注意的是，尾矿库的土壤钻探也需要控制在5 m 左右；

4）在完成现场的数据收集和资料汇总后，将土壤环境监测方案经专家团队进行评审修改，进而确保铁矿土壤环境监测方案具有可靠性。

2.2 监测样品采集

1）先明确采样计划。具体到各物资准备、技术准备和安全工作的准备，同时对土壤钻探、地下水采样井的建设时间进行明确，最后对监测人员、监测流程和注意事项进行明确；

2）在采样施工中，需要在土壤和地下水的钻探中借助SH-30 冲击钻进行探测，且在钻探的全过程中需要全孔套管跟进。在借助SH-30 冲击钻获得土壤样品后，借助竹铲取重金属与SVOC 样品，一般SVOC样品需要利用专用非扰动取样器完成取样；

3）采样过程需要质控单位陪同，确保针对铁矿土壤环境的监测工作具有可靠性，同时在钻探完成后需要利用现场监测仪器进行一次检测工作，基于实际的快速检测结果增强对土壤样品的筛选和送检质量；

4）关注井下水采样中的采样井建设，具体需要强调对填充滤料、下管、钻孔、密封止水、成井洗井、井台构筑和封井等方面的施工建设。同时在采样前进行洗井工作，最大程度避免对井内气体的影响，预防气爆和气提、气曝，且要关注样品的存放与保存[2]。

2.3 样品流转保存

在完成监测样品采集后，需要关注样品的流转和保存，确保样品具有较高的质量，能在检测中体现最真实的地下土壤污染程度。一般需要在现场的土壤采样中做好样品的编号工作，同时在完成样品的采集后需要及时放入带有蓝冰的保温箱中，避免因为温度的影响降低土壤样品的原本性质。最后，需要在采样后及时送到实验室与外控实验室，且强调样品运输中一直处于冷藏状态，确保样品具有原本属性。

2.4 样品检测化验

在实际获得65 处样本后，需要进行有效的土壤、地下水检测化验，具体的化验需要结合国家相关的检测规范，例如《土壤环境质量 建设用地土壤污染风险管控标准》和《地下水质量标准》等法规，同时化验内容既需要包括土壤酸碱度，也需要对其中的重金属（铬、铜、汞、锰、锌、镍等）进行检测，此外，结合化验需求也需要包括土壤中的挥发性有机物、半挥发性有机物和石油烃类等物质的检测。需要注意的是，要保存原始化验数据并及时具土壤环境检测检测报告。在得到数据后，需要对其数据可靠性进行分析，基于平行双样的相对偏差进行数据的质量评价，将在允许范围内的数据评定为可接受结果，反之需要对检测数据进行作废处理。

2.5 监测结果分析

结合以上监测方案的编制、监测样品的采集、样品流转的保存和样品检测化验等流程，最终可以得到土壤的环境污染数据，具体可以参考表1。

表1 治理前的土壤环境监测

3 注意事项及防治策略

3.1 注意事项

第一，在开展土壤环境监测时，既需要做好自身的防护安全工作，也需要在钻孔监测时不影响铁矿企业的实际生产，且减小钻孔对地下管线的影响；第二，需要在进行采样环节中，要求对土壤岩芯进行统一的集中处理，同时在钻机施工和样品箱存放等地点做好警示彩条的布防与铺设，避免影响周边环境；第三，需要关注土壤环境监测所用到的耗材和仪器设备，需要做好维护保养工作，同时对监测过程产生的废物进行分类回收，其中采样中的废样可现场回填到采样孔周围[3]。

3.2 修复方案

针对土壤的污染一般有物理修复、化学修复和生物修复三种方法，其中化学修复是加入化学改良剂转变土壤重金属的化学价态和存在形态，进而使其固化、钝化；物理修复是借助换土、翻土和热处理等方法使土壤中的重金属稳定化；生物修复是借助一些动植物的生长对土壤重金属进行吸收，然后进行集中处理。为了提高铁矿周围土壤的重金属污染处理效果，需要综合利用以上三种修复方法，重点突出植物修复法和翻土修复法的应用。结合治理一段时间后的土壤环境再监测数据，综合治理效果明显。修复后的监测数据可以参考表2。

表2 治理后的土壤环境监测

4 结语

随着可持续发展战略的不断推进，在当前煤矿、铁矿等行业的高速发展系，需要结合国家相关的环保法律需求，积极做好环境保护工作。以铁矿中的土壤环境监测工作看，实际的铁矿生产会对土壤造成较大的污染，具体在As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni 等重金属的污染下，既不利于落实国家要求的环境保护工作，也会对周围动植物及人民造成一定影响，需要在有效做好土壤环境监测工作后，为落实对应的土壤污染处理方案奠定基础。通过综合性的土壤污染治理，经过实际环境监测，有效治理土壤污染。