某锑矿开采场地历史遗留废渣污染调查及治理建议

2024-03-19周学锋

湖南有色金属 2024年1期

周学锋

（中铝环保生态技术（湖南）有限公司，湖南长沙 410116）

金属矿产是人类经济社会发展的重要资源，在金属矿产开采过程中，会造成重金属在环境中的迁移，特别是含重金属的尾矿废渣露天堆存，在大气降水、地表径流等影响下，导致矿区周边土壤中重金属富集［1］，进而通过食物链传递进入人体，对当地环境质量和居民健康造成严重影响［2］。

为尽快恢复金属采矿区土壤和生态环境，减少重金属污染物对采矿区的影响，对含重金属废渣的污染治理已成为当前急需解决的环境问题［3］。本文通过对某锑矿采区历史遗留重金属废渣的污染现状调查，分析造成污染的原因，并提出治理建议。

1 废渣堆存场地现状调查

1.1 场地历史沿革

调查场地所在区域锑矿资源丰富，该锑矿采区属于老采区，无序开采历史久远，区域内遗留有部分废弃矿硐、矿渣。20世纪90年代到本世纪初，当地私采滥挖现象突出，无序开采的同时进行选矿，采选后的废渣随意堆放至矿区周边山谷坡地，废渣中的重金属经降水淋溶释出进入环境，给当地居民的生活和身体健康造成不利影响。

1.2 废渣堆存现状

从调查现场情况看，遗留矿渣多为无序堆存，堆积于陡峭山坡或压占溪流沟谷，未采取任何防护设施，雨季易诱发泥石流，且矿渣经淋溶后，其中的重金属随水流进入环境，对下游带来极大的环境安全隐患。

矿区目前遗留2处采矿废渣堆（分为A、B区），废渣堆占地面积约15 278 m2，堆放厚度0.40～2.50 m，堆放体积24 998 m3。废渣为灰黑色，松散，稍湿，成分多为灰岩碎块石，呈棱角状，块径3～25 cm，含量约占80%～90%，分布不均，稳定性差，碎块石中可见中粗砂及粘粒充填。

1.3 废渣属性

为了解调查区域内遗留废渣的属性，对调查区域内2处废渣堆共布设9个采样点位，采集表层和深层废渣样品18个，检测废渣的pH和浸出毒性（含酸浸和水浸）。

先对废渣样品进行酸浸，采用《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ 299—2007）进行浸出，浸出结果与表1中各危害成分浓度限值进行对比，结果见表1。

表1 废渣浸出毒性（酸浸）检测结果 mg/L

由表1中检测数据可知，调查区域内历史遗留废渣的酸性浸出重金属因子浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB 5085.3—2007）标准限值，说明区域内重金属废渣不属于危险废物。

根据《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》（GB 18599—2020）进一步明确废渣的一般工业固废类型，采用《固体废物浸出毒性浸出方法-水平振荡法》（HJ 557—2010）对废渣样品进行水浸，浸出结果与《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）表1中一类污染物最高允许排放限值和表4中一级标准限值进行对比，结果见表2。

表2 废渣浸出毒性（水浸）检测结果 mg/L

由表2数据可知，调查区域内遗留废渣样品的砷浸出浓度超过《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）中的限值，超标率为55.6%，说明该区域遗留废渣属于第II类一般工业固体废物。

1.4 废渣堆存场地及周边土壤环境调查

1.4.1 重金属废渣堆存场地土壤

废渣堆存区域土地规划用途为农业和林业用地，调查期间对该区域废渣下部土壤进行部分采样，采用《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618—2018）中表1风险筛选值（其他）进行分析评价，共布设5个采样点位，采集土壤样品14个，检测结果见表3。

表3 废渣堆存场地土壤采样检测结果

由《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618—2018）中表1（其他）对比可知，调查区域内A、B区废渣下部土壤样品各重金属因子均未超过管制值，但大部分样品存在砷超标，部分样品存在镉、铅超标。其中砷的超标率为92.8%，镉的超标率为35.7%，铅的超标率为57.1%；砷最大浓度超过筛选值1.96倍，镉最大浓度超过筛选值1.0倍，铅最大浓度超过筛选值0.45倍。这可能是因为堆场内含重金属废渣经雨水长期淋溶，产生含重金属因子的渗滤液并下渗至土壤，对所在区域土壤造成了一定程度的重金属污染。

1.4.2 周边对照点和敏感目标土壤

调查区域废渣堆位于一处山谷坡地，地势东高西地，南、北、东三面均为山林，西侧为堆场下游，调查期间在废渣堆场南、北、东侧约100 m的山坡林地中采集对照点土样，在堆场西侧下游约300 m菜地采集敏感点土样，土样的检测结果见表4。根据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618—2018）中表1（其他）风险筛选值对比可知，遗留废渣堆存场地周边对照点的土壤样品重金属浓度均低于标准限值，但西侧菜地土壤样品中砷浓度超过筛选值0.7倍，说明遗留废渣对场地西侧的菜地土壤造成了一定程度的砷污染，存在污染扩散的风险。

表4 敏感目标和对照点土壤采样检测结果 mg/kg

2 原因分析

2.1 早期矿区采选生产不规范

该矿区属于老采区，在早期开采和选矿过程中，未进行系统的产业布局和规划。开采过程受当时技术水平限制，选矿效率低，大量重金属未被利用进入废渣或尾砂中，且当时未规范建设废渣填埋场和尾砂库，采选废渣露天无序堆存是土壤重金属污染的重要原因，污染方式主要是废渣堆淋溶产生的渗滤液进入下部土壤。

2.2 废渣无序堆存

该矿在历史生产过程中，大量废渣无序堆存于周边山坡和溪流沟谷，侵占大量林地，且堆存过程未采取相应的环境保护措施；2012年停采后，原采选矿过程产生的遗留废渣和尾砂无序堆积在矿区内，一直未进行安全处置，导致水土流失严重。这些无序堆放的固体废物经大气降水长期淋溶和转化，产生含有较高重金属浓度的渗滤液，其有毒有害物质随之迁移到周边的环境中，在废渣堆存区下方和下游农田土壤中累积，造成一定程度的污染。

3 治理方案与建议

根据现有技术条件，目前国内处理含重金属废渣的常用方法有：资源化利用、焚烧处置、固化/稳定化处置、安全填埋等［4］。各类废渣处置方式的优缺点见表5。

表5 常用废渣处置方法

根据调查区域内遗留废渣的属性、废渣堆存量、周边环境敏感点分布、治理成本等条件，结合上述几种废渣处置方式的优缺点进行比选，选择一种适合当地遗留废渣处置的方式：（1）调查区域内废渣主要为采选废渣和尾砂，其中有价值金属含量低，不具备进一步资源化利用的价值；（2）现场遗留废渣均为无机物，热值低，进行焚烧处置成本高；（3）该区域废渣堆存量达2.5万m3，如采用固化/稳定化处置方式，处置费用较高，且固化/稳定化处置后的废渣仍需要安全填埋处置；（4）该废渣堆放区附近有农用地和村民居住，如采用原位填埋处置会对当地居民生产生活造成影响。

综上所述，建议采用异位安全填埋方式处置该区域历史遗留废渣，彻底消除废渣对周边居民和生态环境带来的影响。