李青，周連碧，祝怡斌

(北京礦冶研究總院， 北京　100160)

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金屬礦山尾礦庫區(qū)土壤與水環(huán)評重點探析

李青，周連碧，祝怡斌

(北京礦冶研究總院， 北京100160)

摘要：通過對金屬礦山尾礦庫進行分析總結，得出尾礦庫對土壤與水環(huán)境的污染方式主要有濕排尾礦庫干灘揚塵、干排尾礦庫揚塵、尾礦運輸揚塵、尾礦庫澄清水外排、尾礦庫滲漏、尾礦庫泄漏、尾礦庫洪水外排、尾礦庫潰壩、尾礦運輸泄漏等9種主要形式。在環(huán)評中應重點關注尾礦基本資料、尾礦庫工程資料、尾礦庫水質、尾礦庫周邊環(huán)境情況、水文地質勘查報告、當?shù)貧庀髼l件、尾礦庫防滲工程、尾礦庫環(huán)保措施、尾礦庫比選、尾礦綜合利用等10個方面，以充分論證尾礦庫的環(huán)境可行性，預防和控制尾礦庫可能帶來的污染。

關鍵詞：金屬礦山；尾礦庫；土壤污染；水污染；環(huán)評

尾礦庫是金屬礦山采選建設項目工程建設內容的重要組成部分，用以貯存金屬、非金屬礦山進行礦石選別后排出的尾礦。該類尾礦不僅數(shù)量大，顆粒細，而且往往含有多種藥劑，如隨意排放，將對周圍環(huán)境造成嚴重污染。部分尾礦含有有價金屬，但由于技術、經濟等原因暫不具備回收利用條件，將其貯存于尾礦庫中，可待將來再進行回收利用。尾礦庫是維持礦山正常生產的必要設施[1]。

金屬礦山尾礦庫在日常運行時，是潛在的環(huán)境污染源，如果沒有做好尾礦庫的環(huán)保措施和環(huán)保管理，會對尾礦庫周邊的土壤和水環(huán)境造成污染。本文在對尾礦庫及其分類進行簡述的基礎上，通過分析尾礦庫對土壤、水環(huán)境的污染途徑和類型，最終提出在尾礦庫環(huán)評中應該關注的重點，以便在環(huán)評時能夠更有針對性地進行尾礦庫污染預防，從源頭上進行把關，降低尾礦庫污染風險。

1尾礦庫分類及現(xiàn)狀概述

通常從工程上將尾礦庫按類型劃分為山谷型、傍山型、平地型、截河型和其他類型；按排放方式劃分為濕式排放、干式堆放和膏體排放；按全庫容和壩高劃分為五個等別；按堆筑方法一般分為上游法、下游法和中線法[2]。此外，在環(huán)保上更注重從尾礦固廢屬性上對尾礦庫進行分類，按照《危險廢物鑒別標準腐蝕性鑒別》(GB 5085.1—2007)、《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB 5085.3—2007)和《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》(GB 18599—2001)的相關要求，對金屬礦山的尾礦進行鑒別[3-5]。根據(jù)多個礦山項目尾礦監(jiān)測結果，金屬礦山尾礦通常為一般工業(yè)固體廢物第Ⅰ類和第Ⅱ類，很少出現(xiàn)危險廢物。進行礦山尾礦固廢屬性鑒別后，尾礦庫的防滲工程即可按照規(guī)定的相應要求進行設計。

目前，除上述分類外，根據(jù)《國家安全監(jiān)管總局等七部門關于印發(fā)深入開展尾礦庫綜合治理行動方案的通知》(安監(jiān)總管一〔2013〕58號)，要求“新建堆存重金屬尾礦庫的庫底應硬化并防滲”，即還應該將尾礦庫根據(jù)行業(yè)分為重金屬尾礦庫和非重金屬尾礦庫。

據(jù)統(tǒng)計，截至2012年底，全國共有尾礦庫12 273座，其中在用庫6 633座、在建庫1 234座、已閉庫2 193座、停用庫2 213座(包含廢棄庫和強制取締關閉庫1 304座)。按等別劃分，包括二等庫143座、三等庫718座、四等庫2 287座、五等庫9 125座。尾礦庫分布較集中的地區(qū)有河北(2 470座)、山西(1 760座)、遼寧(1 213座)、河南(1 047座)、湖南(658座)、云南(643座)、廣西(602座)、內蒙古(591座)、山東(525座)等9個省區(qū)，其數(shù)量約占全國尾礦庫總數(shù)的77.5%[6]。

近年來，國內多例尾礦庫先后出現(xiàn)污染問題。例如，遼寧省某金屬尾礦庫周邊土壤Pb、Cd超標嚴重，高于背景值數(shù)倍[7]；內蒙古某尾礦庫周邊土壤Pb、Cu、Zn濃度偏高，處于下風向的土壤污染最為嚴重[8]；甘肅省某鉛鋅尾礦庫發(fā)生潰壩，使得土壤中重金屬含量偏高，造成土壤污染[9]；西南地區(qū)某鉛鋅礦尾礦庫下游地下水存在重金屬污染，其中下游淺層地下水Pb、Zn超標。

2對土壤的主要污染途徑

金屬礦山尾礦庫在正常情況下的堆存、生產，以及非正常情況下(暴雨)，均會對周邊土壤和水環(huán)境造成污染。金屬礦山尾礦庫在運行過程中對土壤的污染方式有9種，其中6種與水環(huán)境污染方式一致，其不同主要來自以下3個方面。

(1)濕排尾礦庫干灘揚塵

濕排尾礦庫在堆存過程中，如果干灘長度過短，將導致尾礦庫浸潤線抬高，可能會對尾礦庫壩體造成直接威脅。因此，在實際生產過程中，為了確保尾礦庫壩體安全，需要保留一定的尾礦庫干灘長度。但是在大風天氣下，由于風力的作用將導致尾礦庫干灘產生揚塵，這部分揚塵為無組織排放污染源。尾礦干灘揚塵將隨風運移至尾礦庫周邊區(qū)域，一般運移的距離在500 m之內。干灘揚塵沉降后，將對尾礦庫周邊的土壤造成污染。當尾砂中重金屬含量超過當?shù)赝寥乐兄亟饘俸繒r，可能造成周邊土壤重金屬含量升高。

(2)干排尾礦庫揚塵

干排尾礦庫通常采用壓濾的方法對尾礦進行脫水，脫水后的尾礦含水量通常在15%～25%，然后運輸至尾礦庫進行堆存。在尾礦庫堆存的初期，由于尾礦含水量較高，不容易產生揚塵，但是隨著尾礦堆存一段時間后，尾礦含水量下降，則會在大風天氣下產生揚塵。揚塵沉降后將對尾礦庫周邊的土壤造成一定影響。

(3)尾礦運輸揚塵

干排尾礦庫的尾礦在壓濾后進行堆存，通常有兩種運輸方式，即汽車運輸和皮帶運輸。采用汽車運輸有兩種污染途徑，第一種是在大風天氣下，如果在汽車運輸時密封不好，將造成尾礦揚塵，最終會沉降至周邊區(qū)域；第二種是在汽車運輸時，在運輸路徑上產生的尾礦灑漏，灑漏的尾礦將落在運輸路徑兩邊，造成運輸路徑兩邊區(qū)域的土壤受到尾礦污染。采用皮帶輸送時，主要是大風天氣下會影響尾礦輸送，形成揚塵。這部分揚塵會飄散到輸送皮帶周邊區(qū)域，進而造成土壤污染。

3對水環(huán)境的主要污染途徑

金屬礦山尾礦庫對水環(huán)境的污染方式有6種，較常見的為尾礦庫澄清水外排、尾礦庫滲漏、尾礦庫泄漏和尾礦庫運輸泄漏，在非正常情況下發(fā)生的主要為尾礦庫洪水外排、尾礦庫潰壩。這6種污染方式在造成水環(huán)境污染的同時，也會造成相關區(qū)域的土壤污染。

(1)澄清水外排

尾礦通過濕排進入尾礦庫后，含水率通常在60%～80%，在尾礦庫內通過水力沉降作用，尾礦沉積在尾礦庫內，原有的尾礦漿形成尾礦澄清水。目前，環(huán)保上均要求尾礦澄清水全部返回選礦廠使用。但是在全國類型繁多的礦山中，特別是老礦山尾礦庫，由于歷史原因，仍然允許其尾礦庫澄清水外排。如果沒有建設好排水渠道，尾礦庫澄清水超標外排時，將會對下游排水區(qū)域附近的水系和土壤造成污染，污染物質通常為浮選藥劑、酸堿污染物。尾礦庫澄清水中的重金屬離子濃度較高時，也會造成區(qū)域水系和土壤受到重金屬污染。

(2)尾礦庫滲漏

尾礦庫滲漏分為兩種情況，分別為尾礦庫庫底滲漏和尾礦庫回水池滲漏。尾礦庫庫底滲漏主要是發(fā)生在尾礦庫底部的尾礦水滲漏，這時尾礦庫的滲漏速度與尾礦庫庫底地層滲透系數(shù)有關，如果尾礦庫庫底進行了防滲處理，則尾礦庫庫底的滲漏量將會大大減少；尾礦庫回水池滲漏主要是出現(xiàn)在回水池的尾礦水滲漏，回水池滲漏的程度與回水池的底部滲透系數(shù)有直接的關系。尾礦庫回水池的滲漏需要加以關注，有些尾礦庫雖然做了庫底的防滲處理，但是未對回水池進行防滲處理，直接導致回水池滲漏污染地下水和下游水系及附近土壤。

(3)尾礦庫泄漏

按照《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標準》(GB 18599—2001)中的相關要求，尾礦庫選址應當選在滿足承載力要求的地基上，以避免地基下沉的影響，特別是不均勻或局部下沉的影響，并且應避開斷層、斷層破碎帶、溶洞區(qū)，以及天然滑坡或泥石流影響區(qū)。大部分尾礦庫的選址能夠滿足上述要求，但是有些尾礦庫由于其工程勘察不夠仔細，甚至沒有進行工程勘察，導致尾礦庫建設后存在未發(fā)現(xiàn)的斷層、破碎帶等，這些斷層將導致尾礦庫發(fā)生泄漏。尾礦庫內的尾礦滲濾水，通過斷層、破碎帶等運移到尾礦庫外，在尾礦庫外形成外涌水流。尾礦庫經斷層、破碎帶發(fā)生泄漏后，將造成斷層、破碎帶及其下游含水層中的地下水和土壤受到泄漏水的污染，主要是選藥劑、酸堿污染，尾礦泄漏水中重金屬離子的濃度較高時，將會造成重金屬污染。

(4)尾礦庫洪水外排

根據(jù)尾礦庫等級劃分，各級別尾礦庫存在不同的防洪等級。根據(jù)設計要求，尾礦庫在遇到相應防洪等級的暴雨時，需要在24小時內通過排水系統(tǒng)將匯集至尾礦庫的雨水外排。尾礦庫外排洪水主要為暴雨情況下的雨水混雜著尾礦庫內的尾礦水，由于雨水的稀釋作用，通常外排洪水的水質中，除懸浮物外，各項污染物指標均會低于尾礦水。但仍需進一步根據(jù)尾礦庫區(qū)的水系敏感程度分析泄洪的環(huán)境風險，防止造成嚴重的土壤或水污染。

(5)尾礦庫潰壩

我國尾礦庫曾因壩體失穩(wěn)、滲流破壞、排洪設施損壞等原因，造成多起尾礦庫潰壩事故。尾礦庫是具有高勢能的人造泥石流危險源，一旦發(fā)生事故將會給下游地區(qū)造成嚴重的環(huán)境污染。2001年以來，我國發(fā)生的尾礦庫事故中，事故原因排在首位的是尾礦壩潰壩，占事故總數(shù)的58%。發(fā)生潰壩后，尾礦砂中的有害物質將進入地表水或滲漏到地下水，使區(qū)域地表水、地下水和土壤中的懸浮物、有機物或者重金屬超標[10]。

(6)尾礦庫運輸泄漏

通常情況下，尾礦庫距離選礦廠均有一定距離，而且濕式排放、膏體排放一般均采用管道輸送尾礦漿。因此，在正常情況下，管道輸送不會對周邊環(huán)境造成污染。但在尾礦管線發(fā)生泄漏時，尾礦漿將在泄漏處發(fā)生漫流，進而導致泄漏處附近區(qū)域的水和土壤受到污染。

4尾礦庫環(huán)評的關注重點

為防患于未然，從源頭上減緩尾礦庫土壤和水污染，在編制涉及尾礦庫的環(huán)境影響報告書時，應該重點關注并闡明以下5方面的內容，以便于能夠更好地判斷尾礦庫對周邊環(huán)境的影響程度和應當采取的環(huán)保措施。

(1)工程分析

尾礦基本資料。主要包括尾礦固廢屬性、是否為重金屬尾礦、尾礦粒度、尾砂含水量等。其中尾礦屬性應根據(jù)固廢浸出毒性試驗結果進行判定，而尾礦庫的防滲要求則應根據(jù)尾礦的固廢屬性和是否為重金屬尾礦庫進行確定；尾礦粒度和尾砂含水量主要用于尾礦庫揚塵的強度計算。

尾礦庫工程資料。尾礦庫環(huán)評中應關注尾礦庫的相關工程資料，包括尾礦庫和尾礦壩況。尾礦庫基本情況包括尾礦庫的位置、類型、等級、尾礦排放方式、總庫容、有效庫容、服務年限、總壩高、總占地面積、匯水面積、防洪標準、調洪庫容、最小干灘長度、最小安全超高等。尾礦壩基本情況包括初期壩壩體數(shù)量、各壩體壩型、筑壩方式、筑壩材料、壩高、壩長、內坡比、外坡比。后期壩筑壩方式、筑壩材料、壩高、壩長、內坡比、外坡比。

尾礦庫水質。環(huán)評工程分析應該通過現(xiàn)場監(jiān)測、類比分析等方法，給出對尾礦庫的澄清水水質、排洪水質，分析出主要污染物及其占標情況、是否存在重金屬污染等。由于開展環(huán)評時，尾礦庫往往還沒有進行建設，因此多數(shù)水質資料均為類比資料。

>>環(huán)評過程中，應重點關注尾礦庫周邊的環(huán)境敏感目標，如自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)等，并綜合考慮其他因素，如水源地、居民區(qū)、城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)等。攝影/李青

(2)周邊環(huán)境資料

尾礦庫周邊環(huán)境情況。應重點關注尾礦庫周邊的環(huán)境敏感目標，如自然保護區(qū)、風景名勝區(qū)、重要濕地、水產種質資源保護區(qū)、森林公園、地質公園、原始天然林、珍稀瀕危野生動植物天然集中分布區(qū)、重要水生生物“三場”和洄游通道等，并綜合考慮周邊其他因素，如水源地、居民區(qū)、城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)等。如果尾礦庫周邊存在環(huán)境敏感目標，則應當充分論證尾礦庫運營時帶來的環(huán)境污染對敏感目標的影響，尤其需要重點關注尾礦庫下游區(qū)域；如果造成的環(huán)境污染不可接受，應當及時更換庫址，重新進行選址。環(huán)評時還應關注選礦廠至尾礦庫的運輸管線、皮帶和汽車運輸線路的走向，關注運輸路徑是否穿越、靠近環(huán)境敏感目標，并充分論證其合理性。如果運輸線路會造成較大的環(huán)境影響，則應對環(huán)境敏感目標進行避讓，更換運輸線路。

尾礦庫工程及水文地質勘察。應收集和分析具有勘察資質單位提供的《擬建尾礦庫工程地質勘察報告》和《擬建尾礦庫水文地質勘察報告》，重點關注尾礦庫選址位置是否存在斷層、斷裂帶、破碎帶，以及其導水性和走向，以便判斷尾礦庫泄漏的去向。對于勘查報告中提出的相應封堵、防滲措施，也應論證其適用性，提出符合環(huán)保要求的封堵和防滲措施。

當?shù)貧庀髼l件。應重點關注氣象條件中20年以上的年平均風速和風向玫瑰圖、最大風速與月平均風速，20年以上年平均降雨量、蒸發(fā)量，月平均降雨量、蒸發(fā)量的相關數(shù)據(jù)。其中，風速和風向主要用于計算尾礦庫及其輔助工程可能產生揚塵的頻率、強度及其對周邊環(huán)境造成影響的范圍和程度；降雨量和蒸發(fā)量主要用于計算尾礦庫的排洪頻率。

(3)尾礦庫環(huán)保措施

尾礦庫防滲工程。應重點關注尾礦庫的防滲工程，其中包括庫區(qū)和壩體防滲標準、防滲方案、防滲材料，排滲和集滲措施等；判斷尾礦庫的防滲要求是否符合尾礦的固廢屬性。

尾礦庫截排洪措施。應重點關注尾礦庫截排洪措施的有效性。對于匯水面積大、匯水量大的尾礦庫，重點關注尾礦庫匯水的控制措施，減少尾礦庫的匯水量，確保雨水和污水分流，如采取截洪溝、攔洪壩、截洪庫等。

尾礦水處理措施。應重點關注尾礦水處理方案的可行性。對于含有特征污染物(如重金屬、CN-)的尾礦水，須設有廢水處理措施，確保尾礦水回用于選礦生產，不得外排。

尾礦庫抑塵措施。濕排尾礦庫應有干灘揚塵控制措施，例如采用分散多管多點排放技術、灑水抑塵等；干排尾礦庫應有揚塵控制措施，例如分區(qū)排放、加絮凝劑等。

尾礦庫環(huán)境風險措施。尾礦庫環(huán)境風險措施主要為尾礦庫壩體下游的攔擋壩，尾礦管線沿線布置的應急池，尾礦管線的套管等。

(4)尾礦庫比選方案

由于尾礦庫的選址比較敏感，因此擬建尾礦庫須有2個以上尾礦庫選址方案以供比選。需要說明比選庫址的來源，并對提出的庫址進行可行性分析，對于繞避不了敏感目標的方案，應說明原因。從環(huán)境敏感性、地質條件、工程建設要求、環(huán)境風險、庫容、服務年限、運營管理等方面對比選尾礦庫進行綜合比選，從環(huán)境保護角度確定最優(yōu)方案，重點表述環(huán)境影響比選的結果。

(5)尾礦綜合利用情況

為實現(xiàn)從源頭上減少排入尾礦庫的尾礦量，在條件許可的情況下，企業(yè)通常會對尾礦進行綜合利用。因此，應在環(huán)評報告書中詳細論述礦山尾礦的綜合利用率和利用方式。目前，尾礦較常用的綜合利用方式主要有井下充填、尾礦制充填料、尾礦再選、尾礦生產建材等。

5結論

通過上述分析，尾礦庫對水環(huán)境的污染方式主要有尾礦庫澄清水外排、尾礦庫滲漏、尾礦庫泄漏、尾礦庫洪水外排、尾礦庫潰壩、尾礦運輸泄漏等6種主要形式，而尾礦庫對土壤的污染方式除了以上6種外，還包括濕排尾礦庫干灘揚塵、干排尾礦庫揚塵和尾礦運輸揚塵。針對尾礦庫對土壤、水系的污染及其敏感性，在環(huán)評中應重點關注尾礦基本資料、尾礦庫工程資料、尾礦庫水質、尾礦庫周邊環(huán)境情況、水文地質勘查報告、當?shù)貧庀髼l件、尾礦庫防滲工程、尾礦庫環(huán)保措施、尾礦庫比選、尾礦綜合利用等10個方面，以充分論證尾礦庫的環(huán)境可行性，并提出污染防治和風險防控對策。

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Soil and Water Environmental Impact Assessment Focal Points

for Metal Mine Tailings

LI Qing, ZHOU Lian-bi, ZHU Yi-bin

(Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy, Beijing 100160, China)

Abstract:Through the analysis of metal mine tailings ponds, the paper argue that the impact of metal mine tailings on ambient soil and water are exerted from the following ways: the tailings dust, the dust during transportation, waste water discharge, seepage of tailings, leakage of tailings, flood discharged from tailings, tailings dam break, and leakage during transportation of tailings. Ten focal points should be given attentions on EIA of tailings: the data of tailings ponds, the engineering information of the tailings ponds, the water quality of the tailings ponds, the surroundings of the tailings ponds, hydrogeological investigation report, meteorological conditions, tailings seepage prevention, tailings environmental protection measures, comparison of tailings, and comprehensive utilization of tailings.

Key words:metal mine; tailings; soil pollution; water pollution; environmental impact assessment

作者簡介：李青(1985—)，男，重慶人，工程師，碩士，研究方向為礦業(yè)環(huán)保，E-mail： buddy131131@163.com

收稿日期：2014-12-09

中圖分類號：X828

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6444(2015)01-0015-04

DOI:10.14068/j.ceia.2015.01.004