黨志，姚謙，陳鍇，鄭雄開，付浩健，廖正家，盧桂寧

（1.華南理工大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院，工業(yè)聚集區(qū)污染控制與生態(tài)修復(fù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510006；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院資源與環(huán)境學(xué)院，廣州 510006；3.廣東省大寶山礦業(yè)有限公司環(huán)保管理部，廣東 韶關(guān) 512000）

大寶山多金屬礦區(qū)位于廣東省韶關(guān)市曲江區(qū)沙溪鎮(zhèn)，礦區(qū)范圍地理坐標(biāo)為：東經(jīng)113°41′53″～113°46′40″，北緯24°30′01″～24°35′26″。礦區(qū)總面積為665.06 hm2，處于大寶山與方山近乎南北走向山脊之間的小型向斜盆地中，總體上北部的地勢較高，為海拔近1 000 m的山區(qū)，南部的地勢較低，主要為低矮山地和沖擊平原地貌。該區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年均溫16.8 ℃，全年濕潤多雨，年降雨量1 973.6 mm，區(qū)內(nèi)表層巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，基帶土壤類型為紅壤。大寶山礦是一座大型多金屬硫化礦床，20 世紀(jì)初以來，多家礦業(yè)公司對其進(jìn)行大規(guī)模的露天開采，由于缺乏相應(yīng)的環(huán)保意識和處理措施，礦渣廢石被隨意露天堆放，經(jīng)風(fēng)化淋濾所產(chǎn)生的礦山酸性廢水以及選礦、采礦過程產(chǎn)生的重金屬污水被直接排入橫石河中，造成河水嚴(yán)重的重金屬污染。橫石河源頭在開采區(qū)，受重金屬污染的河水自北向南流經(jīng)尾砂庫區(qū)、涼橋、上壩村、翁城鎮(zhèn)，最后匯入滃江。自然下滲作用、地表水?地下水交互作用以及人為的農(nóng)業(yè)灌溉活動，均對橫石河流域沉積物、沿岸土壤和流域下游農(nóng)田造成了不同程度的重金屬污染。

1 大寶山礦區(qū)污染背景

1.1 大寶山礦區(qū)污染來源及危害

大寶山周邊地區(qū)重金屬污染主要?dú)w因于以下幾方面：

（1）20 世紀(jì)80 年代中期在大寶山周邊興起的無序民采活動。無序民采對礦山環(huán)境造成了長期且廣泛的影響，從1984 年開始民采風(fēng)潮，越界、無序、掠奪式的非法開采造成礦山內(nèi)部存在百余條礦窿，由此產(chǎn)生了大量的尾礦廢渣。同時，礦區(qū)周邊存在數(shù)十個民選洗礦點(diǎn)，洗礦廢水直接排入橫石河內(nèi)。直至2011年，大寶山的民采活動才被完全叫停。長期的民采活動所產(chǎn)生的廢渣、廢水成為橫石河中下游土壤重金屬污染的主要物質(zhì)來源。

（2）大量的尾礦廢渣露天堆積。民采個人和企業(yè)在采選鉛鋅礦時，無論民采規(guī)模大小，均未配套環(huán)保處理設(shè)施，根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，排入李屋攔泥庫中的各種固體廢棄物總量在9×106t 以上，每年產(chǎn)生的廢水約為1.7×105t。洗礦廢水直接排入橫石河造成河水酸化和重金屬污染；尾礦廢渣不僅使攔泥庫嚴(yán)重淤積，其經(jīng)歷風(fēng)化淋濾后產(chǎn)生的酸性礦山廢水在雨季時直接涌入橫石河，進(jìn)一步加劇了下游的水質(zhì)惡化和土壤污染。

（3）大寶山地區(qū)的土壤和水體富含氧化亞鐵硫桿菌[1]。在尾礦庫和攔泥壩中，氧化亞鐵硫桿菌與礦渣中的硫反應(yīng)，會產(chǎn)生大量的酸，并將重金屬釋放到環(huán)境中，從而形成大量含重金屬酸性廢水。

（4）大寶山礦早期環(huán)保設(shè)施不完善。由于歷史原因，大寶山礦長期缺少礦山廢水末端治理設(shè)施。大寶山礦雖在建礦初期的1970年和1979年就建成了槽對坑尾礦庫和李屋攔泥庫，但在2009 年之前，礦山廢水一直處于直排狀態(tài)。直至2009年末，才建成了第一座礦山外排水處理廠——槽對坑尾礦庫外排水處理廠。

大寶山周邊重金屬污染和水、土酸化不僅對該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)造成了巨大的破壞，還使當(dāng)?shù)鼐用竦纳】凳艿搅藝?yán)重威脅。吳永貴等[2]的研究結(jié)果表明，大寶山攔泥庫排出的酸性礦山廢水（AMD）使下游水生生物的生存環(huán)境被破壞，導(dǎo)致生物多樣性減少。同時，即便下游河段河水的pH恢復(fù)至近中性，水生生物的繁衍和生長仍未恢復(fù)到完全健康的水平。林初夏等[3]的研究結(jié)果顯示，上壩村某農(nóng)田所種植的糧食、果蔬重金屬污染嚴(yán)重，且以Cd 最為突出，部分重金屬的最高含量超過國家規(guī)定（GB 2762—2012）限量值的百倍以上。ZHUANG 等[4?6]的研究結(jié)果表明，大寶山礦周邊村落所種植的農(nóng)作物均受到了不同程度的重金屬污染，如大豆的Pb、Cd、Cr 濃度均超過我國標(biāo)準(zhǔn)（GB 2762—2012）；水稻谷物部分存在較高濃度的Cd 和Pb；蔬菜中Cd、Pb 和Zn 的含量均超過了中國食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)（GB 2762—2012）。礦山周圍種植的糧食作物受到重金屬污染，重金屬易通過進(jìn)食等途徑對當(dāng)?shù)鼐用癞a(chǎn)生富集效應(yīng)，最終危害人體健康。早在2012 年就已有大寶山癌癥村的相關(guān)報道[7]。張?jiān)侥械萚8]也在研究結(jié)果中指出，大寶山槽對坑尾礦庫及其周邊地下水的重金屬致癌率風(fēng)險較高，化學(xué)致癌物（As、Cd）的健康風(fēng)險值超過化學(xué)非致癌物3個以上的數(shù)量級。同時，受到礦山酸性廢水污染的淺水含水層含有較高濃度的Cu、Zn、Mn和Co，這又使其轉(zhuǎn)變?yōu)榈乇硭奈廴驹粗籟9]。

1.2 大寶山礦區(qū)污染狀況

大寶山礦床為Fe、Cu、Pb、Zn等多金屬含硫礦床，因此采礦所產(chǎn)生的尾礦廢渣重金屬含量較高且成分較為復(fù)雜。邢寧等[10]對尾礦重金屬含量進(jìn)行了測定，Cu、Pb、Zn 3 種重金屬的含量均高于國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 15618—1995）中的三級標(biāo)準(zhǔn)數(shù)倍，其中Cu 含量超標(biāo)3～7 倍，Pb 含量超標(biāo)2～8 倍，Zn 含量超標(biāo)1～4倍。付善明等[11]對尾礦成分進(jìn)行了X射線衍射分析，結(jié)果顯示廢渣成分主要為黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦等金屬硫化物及石英、黏土礦物和大量的硫，上述金屬硫化物極易被氧化進(jìn)而使重金屬釋出并向下游遷移。CHEN等[12]對尾礦中的重金屬形態(tài)進(jìn)行了測定，Pb、Cd 的可交換態(tài)、碳酸鹽態(tài)及有機(jī)態(tài)之和高達(dá)40%，而Zn 和Cu 的各為20%和32%，說明尾礦廢渣中的重金屬具有較強(qiáng)的遷移性。此外，姜艷興等[13]開展的淋濾試驗(yàn)也表明，尾礦中的重金屬淋出量遠(yuǎn)大于相同條件下庫區(qū)土壤的淋出量，并遵循Fe>Cu>Zn>Tl>Pb>Cd 的淋出順序。因此，尾礦庫中的礦渣廢石在含有大量重金屬的同時還具有較高的潛在釋出能力，其成為橫石河流域下游環(huán)境的直接污染源。

受礦山廢水外排影響顯著，AMD 攜大量溶解性物質(zhì)進(jìn)入橫石河，使河水極度酸化并含有大量的重金屬離子[14]。河水向下游流動過程中與沿岸土壤的一系列固?液界面相互作用，使沿岸土壤受到了不同程度的酸化作用和重金屬污染。付善明等[11]的研究結(jié)果指出，橫石河沿岸表層土壤均存在不同程度的Pb、Zn、Cd、Cu 污染，且土壤重金屬總濃度和交換態(tài)濃度隨著土壤pH 降低而增加。宿文姬等[15]的研究結(jié)果表明，橫石河沿岸表層土壤重金屬含量較高，隨土層深度增加重金屬含量接近背景值。朱愛萍等[16]的研究結(jié)果則顯示，橫石河沿岸土壤呈強(qiáng)酸性，變化范圍在3.07～4.27 之間，大部分土壤的As、Cd、Cu 平均含量超過土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)值，分別超過4.61、20.1、5.36 倍，且地累積指數(shù)也表明橫石河沿岸的Cd 污染極為嚴(yán)重，其次為較強(qiáng)的As、Cu 污染和輕中度的Pb、Zn 污染。從上游至下游，土壤重金屬含量總體呈下降趨勢，同時，距離河道近處土壤的重金屬污染相對較遠(yuǎn)處更為嚴(yán)重。

橫石河流域下游一般直接采用河水進(jìn)行常規(guī)農(nóng)田灌溉，這導(dǎo)致流域下游農(nóng)田呈現(xiàn)不同程度的重金屬污染和酸化。屈璐[17]對大寶山礦區(qū)周邊6 處農(nóng)田土壤的重金屬和酸污染進(jìn)行了分析調(diào)查，結(jié)果表明土壤pH在4.34～6.49之間，Cu、Zn、Cd的平均含量分別超出標(biāo)準(zhǔn)值7.52、2.08、5.50倍；且隨土壤深度的增加，各重金屬的含量變化趨勢和形態(tài)分布均有差異。張曉霞等[18]的研究結(jié)果表明上壩村農(nóng)田土壤呈酸性，是以Cu、Cd、Zn、As、Pb 為主的多金屬復(fù)合污染。同時，離灌溉口越遠(yuǎn)重金屬濃度越低，表明農(nóng)田土壤重金屬污染來源于灌溉水。而許超等[19]的研究結(jié)果也表明，Cd、Zn、Pb、Cu 這4 種重金屬之間的相關(guān)性顯著，即重金屬污染具有同源性，均來自于河水污灌。周建民等[20]對礦區(qū)下游土壤中重金屬的總量和化學(xué)形態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)研究，結(jié)果表明，污灌稻田土中重金屬Cu、Zn、As、Cd的平均濃度均遠(yuǎn)超出土壤環(huán)境質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)，最大超標(biāo)倍數(shù)分別為20.09、10.37、18.36、10.23倍。Cu、Zn、Cd 污染最嚴(yán)重，As 主要為中度污染，Pb污染情況最輕。此外，Cu、Zn、Cd的水提取態(tài)和EDTA含量較高，具有較高的生物可利用性，對環(huán)境的潛在危害較大；而Pb 和As 的生物可利用性則相對較低，對環(huán)境的潛在危害較小。ZHAO 等[21]將空間模型、吸收模型和土地用途整合到重金屬對人類健康風(fēng)險的劑量反應(yīng)模型中，也得出了相近的結(jié)論。農(nóng)業(yè)和居民用地具有最高的人類健康風(fēng)險，因?yàn)閿z入重金屬是主要的暴露途徑。同時，大寶山礦區(qū)地下水由于AMD的原因也存在一定程度的污染，重金屬平均水平排序?yàn)閆n>Cu>Pb>Cd，且均受季節(jié)變化和大氣降雨的影響，4 種重金屬在尾礦庫區(qū)地下水的含量于豐水期較高，周邊區(qū)域（古井、居民用井等）Cd、Zn 含量均為枯水期較高。重金屬污染主要與采礦行為有關(guān)，所以主要存在于尾礦庫和下游少數(shù)區(qū)域，擴(kuò)散程度和影響半徑均不大，但在豐水期時的濃度均超過地下水三類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[22?23]。

2 礦區(qū)污染治理方法及原理

2.1 邊坡治理

礦山邊坡治理是保證礦山安全作業(yè)、維持礦山生態(tài)平衡的重要手段。地質(zhì)因素[24]（巖石的抗風(fēng)化能力、巖石強(qiáng)度、抗侵蝕能力等）、人為因素[25?26]（爆破施工、采剝作業(yè)順序及方向等）、環(huán)境因素[27]（降雨量及溫度變化等）都會導(dǎo)致不同程度的邊坡失穩(wěn)。目前常用的邊坡治理方法主要有：刷方減載、排水疏干、反壓坡腳、加固坡體、綠化防護(hù)等[28]。

2.2 尾礦治理

據(jù)相關(guān)研究統(tǒng)計(jì)，全世界每年產(chǎn)生的尾礦大約在1×1011t 以上，而我國現(xiàn)有礦山堆存的尾礦量已高達(dá)5×1010t，并以每年約5×109t 的排放速度增加，預(yù)計(jì)到2020 年將超過8×1010t[29]。礦山尾礦的大量排放，占用了廣闊的土地資源，造成大量珍貴土地資源的損失[30?31]。且尾礦的成分復(fù)雜、治理難度大，我國現(xiàn)存的礦山尾礦主要以金屬硫化物為主，這些金屬硫化物在自然環(huán)境里容易被氧化形成對環(huán)境有嚴(yán)重危害的酸性礦山廢水[32?33]，給生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來嚴(yán)重威脅。

目前，礦山尾礦的處理方法主要有化學(xué)中和法、物理隔離法、表面固化及植被修復(fù)法等。

化學(xué)中和法是利用添加的堿性物質(zhì)（如石灰、碳酸鹽巖等）與尾礦混合堆放發(fā)生中和反應(yīng)，提高尾礦環(huán)境的pH值，有效降低具氧化作用的微生物活性，進(jìn)而控制酸性礦山廢水的產(chǎn)生[34]。此外，堿性物質(zhì)還能與礦物金屬離子形成金屬沉淀物沉積在礦山尾礦的表面，形成有效鈍化層，抑制尾礦氧化溶出而產(chǎn)生酸性礦山廢水，最終達(dá)到處理尾礦的目的[35]。

物理隔離法是將水體、碎石、污泥、木屑廢物等材料覆蓋在礦山尾礦表面以隔離其與氧氣的接觸，從而控制其產(chǎn)生酸性礦山廢水的方法[36]。LIONEL 等[37]采用水體隔離的方法處理加拿大的一處鈾尾礦，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，用水體隔離的方法能有效地防止氧氣接觸尾礦，減少酸性礦山廢水的產(chǎn)生。該法在北美、歐洲、南非等地已有成功案例[38?40]，結(jié)果均表明采用隔離法可有效抑制尾礦生成酸性礦山廢水。

表面固化法是采用有機(jī)或無機(jī)藥劑（如石灰、磷酸鹽、硅酸鹽、有機(jī)物等）通過物理化學(xué)作用在尾礦表面形成保護(hù)膜，以阻止氧氣、水及微生物接觸尾礦，從而達(dá)到抑制尾礦化學(xué)氧化和生物氧化作用，最終達(dá)到防止酸性礦山廢水產(chǎn)生的目的。JIANG 等[41]采用油酸鈉，使其在硫鐵礦物上形成一層鈍化保護(hù)膜，以防止硫鐵礦物的氧化，這種鈍化保護(hù)膜顯示出良好的抑制氧化的效果。此外，采用硅酸鹽等物質(zhì)表面固化處理硫鐵礦的研究表明，硅酸鹽等物質(zhì)亦具有良好的應(yīng)用效果[42]。

2.3 植被修復(fù)

植被修復(fù)是礦山生態(tài)修復(fù)最有效的方法，該法不僅可固土防塵，防治水土流失，進(jìn)而鞏固邊坡，還可有效減少尾礦裸露，進(jìn)而減少酸性礦山廢水的產(chǎn)生、恢復(fù)礦山自然生態(tài)。視礦山土壤情況和營養(yǎng)情況一般將植被修復(fù)法分為以下兩種[43]：一種是采取覆土植被修復(fù)方式。北京首云鐵礦山采用該法進(jìn)行廢棄地植被修復(fù)[44]，并篩選采用了包含喬木、灌木、草本植物及藤本植物等共36 種植物對其進(jìn)行修復(fù)[45]，結(jié)果顯示該方法快速有效，但需要移植大量的環(huán)保土壤，還要有一系列的后續(xù)工藝相配套，較高的運(yùn)行成本限制了該修復(fù)方式的大規(guī)模推廣使用。另一種方法是直接在尾礦上種植耐酸耐重金屬的植物，該方法能有效改善當(dāng)?shù)氐孛埠臀⑸锷鷳B(tài)，但在實(shí)際應(yīng)用中要求礦山地質(zhì)具有一定營養(yǎng)條件和適合植物生長的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，其關(guān)鍵技術(shù)核心在于篩選和培育出適應(yīng)當(dāng)?shù)匚驳V環(huán)境的耐酸耐重金屬的超富集植物[46]。另外，尾礦含有多種金屬元素，能同時高效吸收多種金屬的植物目前發(fā)現(xiàn)得較少，因此，基于以上各種因素，該方法難以進(jìn)行大規(guī)模的應(yīng)用。

為彌補(bǔ)以上兩種植被修復(fù)方法在應(yīng)用上的缺陷，“原位基質(zhì)改良+直接植被”修復(fù)方法被提出，該法無須覆土，利用土壤改良劑/微生物原位改善土壤基本理化性質(zhì)，通過調(diào)控土壤營養(yǎng)指標(biāo)和微生物類群，重建一個人工或半人工的生態(tài)系統(tǒng)。在土壤情況初步得到改善后，進(jìn)行多種類植物的定植，從而達(dá)到恢復(fù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)功能的目的。廣東省韶關(guān)市大寶山的修復(fù)技術(shù)基于對重金屬耐性植物篩選、廢棄地原生演替、酸化生物地球化學(xué)模型、基質(zhì)改良與物種配置、礦山微生物群落等方面的長期系統(tǒng)研究，已經(jīng)建立起一套重金屬礦業(yè)廢棄地的“原位基質(zhì)改良+直接植被”修復(fù)技術(shù)體系。該技術(shù)體系建立的植物生態(tài)系統(tǒng)可顯著降低土壤的有效態(tài)重金屬含量，降低重金屬遷移性，大幅減少酸性廢水與重金屬污染，水土流失現(xiàn)象得到根本遏制。

2.4 水資源治理

在礦山開發(fā)過程中會影響地表水和地下水資源的質(zhì)量，進(jìn)而影響周邊生態(tài)環(huán)境及人體健康。因此，在對礦山進(jìn)行開發(fā)時一定要注意對水資源的修復(fù)。通常，礦山開發(fā)區(qū)的水資源治理手段主要考慮從污染源、污染過程和污染末端進(jìn)行整治。

大寶山礦主要采取清污分流的方法從源頭上減少污水產(chǎn)生量。清污分流工程共分三期實(shí)施，主要包括排洪隧道、豎井、截洪溝（明渠）和截洪壩等建設(shè)主體。其中排洪隧道總長2 027 m，截洪溝總長11 554 m，豎井3 條，截洪壩10 座。項(xiàng)目投入使用后，有效地減少了新山片區(qū)周邊山體8×103m2匯水面積，每年減少約8×106m3清凈地表水進(jìn)入李屋攔泥庫，從源頭上減少污水產(chǎn)生量，減輕下游李屋外排水處理廠運(yùn)行負(fù)荷，減少污水對當(dāng)?shù)丶跋掠蔚乇硭?、地下水系的污染影響?/p>

2.5 礦山土壤治理

對土壤進(jìn)行優(yōu)化改良的方式主要有以下3 種：一是客土。這種修復(fù)模式是指對礦山開發(fā)區(qū)中完好的土壤進(jìn)行移植，即利用優(yōu)質(zhì)的土壤對已經(jīng)遭到破壞的地區(qū)進(jìn)行填補(bǔ)修復(fù)；二是采用改良劑、增肥劑的方式對土壤進(jìn)行改良。此方法不僅可以達(dá)到重復(fù)利用礦山資源的目的，而且還有利于提升相關(guān)礦山開發(fā)區(qū)的綜合產(chǎn)量；三是采用植被方法。利用植物發(fā)達(dá)的根系固定表層土壤，可有效防治水土流失，且植物分泌的有機(jī)物可有效調(diào)控土壤基本理化性質(zhì)和重金屬形態(tài)。在贛南一廢棄稀土礦山土壤[47]，探究不同改良劑（工農(nóng)業(yè)有機(jī)廢棄物）對尾砂地土壤的改良效果時發(fā)現(xiàn)，改良劑和紅麻聯(lián)合治理能增加土壤保肥能力，降低營養(yǎng)元素流失，同時能大幅降低土壤中有效態(tài)稀土元素含量，減少尾砂地稀土元素的流失和在作物可食用部分的富集。

3 大寶山礦區(qū)污染治理工程

3.1 新山片區(qū)歷史遺留礦山生態(tài)修復(fù)

20 世紀(jì)80 年代初到2013 年，受“大礦大開、小礦小開、有水快流”的政策影響，大寶山周邊地區(qū)出現(xiàn)了大量的無序民采活動，最猖獗時民窿達(dá)到了119 條之多，選礦廠8個，洗礦點(diǎn)20多處，日產(chǎn)礦量1×105t。毗鄰大寶山礦的鐵龍新山片區(qū)是民采破壞最為嚴(yán)重的區(qū)域，其位于翁源縣鐵龍境內(nèi)與大寶山礦區(qū)交界處，區(qū)域面積達(dá)1.29×106m2。土壤pH 值在3.5 左右，水pH 值在1.5～3.0 之間，直排入李屋攔泥庫中的各種固體廢物總量在9×106t 以上，新山片區(qū)每年沖刷泥沙量3.5×105m3，產(chǎn)生的廢水每年約為6×106m3。因此，為了減少鐵龍新山片區(qū)周邊山體清水流入李屋攔泥庫，減少庫內(nèi)匯水面積，從源頭上減少污染廢水產(chǎn)生量，進(jìn)行了清污分流工程。清污分流工程共分三期實(shí)施，工程投資約6 000 萬元，于2011 年4 月開始施工，2014 年12 月完成工程一期和二期竣工驗(yàn)收，取得了良好效果；2016年9月至2017年4月又分別完成了清污分流三期和清污分流延伸工程。主要工程包括排洪隧道、豎井、截洪溝（明渠）和截洪壩等內(nèi)容。其中排洪隧道總長2 027 m，截洪溝總長11 554 m，豎井3條，截洪壩10 座。項(xiàng)目建設(shè)完成后，有效避免了新山片區(qū)周邊山體8×103m2匯水面積，每年減少約8×106m3清凈地表水進(jìn)入李屋攔泥庫內(nèi)，為后續(xù)攔泥庫清淤工程提供了保障，從源頭上減少污染廢水產(chǎn)生量，減輕下游李屋外排水處理廠運(yùn)行負(fù)荷，提高生態(tài)環(huán)保效益，減少污水對當(dāng)?shù)丶跋掠蔚乇硭?、地下水系的污染影響，具有良好的社會效益和環(huán)境效益。除此之外，廣東省大寶山礦業(yè)有限公司分四期工程對該區(qū)域進(jìn)行礦山生態(tài)恢復(fù)治理。主要工作內(nèi)容包括：土地整形、土壤改良、生態(tài)植被恢復(fù)。此項(xiàng)目技術(shù)采用“不覆土，原位基質(zhì)改良+直接植被”生態(tài)恢復(fù)治理技術(shù)；用生態(tài)學(xué)的思想解決礦山環(huán)境問題。該技術(shù)體系建立的植物生態(tài)系統(tǒng)可顯著降低土壤的有效態(tài)重金屬含量，降低重金屬遷移性，大幅減少酸性廢水與重金屬污染；水土流失現(xiàn)象得到根本遏制（圖1）。

3.2 李屋攔泥庫清淤工程

李屋攔泥庫位于韶關(guān)市翁源縣鐵龍林場，是大寶山礦生產(chǎn)的重要附屬設(shè)施，主要用于攔擋露天采場排土流失的水土，1978年10月建成使用，庫區(qū)集水面積13.32 km2，形成的攔泥庫容約為1×107m3。由于新山片區(qū)民采肆虐30 多年造成的地質(zhì)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，雨季時大量被雨水沖刷下來的淤泥源源不斷進(jìn)入庫內(nèi)，導(dǎo)致原設(shè)計(jì)庫容量滿足不了日益增長的需求，2005 年后大寶山礦業(yè)公司對李屋攔泥壩進(jìn)行了加高擴(kuò)容，攔泥壩加高4.0 m，增加約2.5×106m3的庫容。但由于當(dāng)時私自民采民選情況仍未杜絕，增加的庫容又被填滿，致使庫區(qū)不能有效調(diào)節(jié)蓄水，一旦遭遇極端天氣影響，仍會有大量廢水溢出外排，嚴(yán)重影響下游水生態(tài)和居民安全。2013 年起，為了落實(shí)《大寶山礦區(qū)及周邊地區(qū)環(huán)境綜合整治工作方案》，大寶山礦業(yè)公司啟動了李屋攔泥庫清淤騰庫容工程（圖2）。配合下游污水處理廠的正產(chǎn)運(yùn)營，橫石水流域水質(zhì)得到根本改善，水生態(tài)環(huán)境正在逐漸恢復(fù)，水質(zhì)基本穩(wěn)定保持在地表水Ⅲ類以上（表1）。

表1 大寶山污水處理廠建成運(yùn)行前后上下游水質(zhì)參數(shù)檢測Table 1 After the establishment of the sewage treatment plant，the inlet and outlet water quality was tested

3.3 尾礦庫外排水處理廠工程

由于AMD 外排對橫石河水域的影響嚴(yán)重，因此在李屋攔泥尾礦庫的下游建立了一個污水處理廠，李屋攔泥庫外排水處理廠一期工程位于翁源縣新江鎮(zhèn)，總投資4 658.97 萬元，2010 年12 月開始運(yùn)行，但污水處理廠日均1.5×104m3的污水處理量不能徹底處理李屋攔泥庫外排水，難以滿足新形勢的需要。因此，后續(xù)將李屋攔泥庫外排水處理廠改造成重金屬污水處理廠，調(diào)節(jié)庫容量達(dá)1 250 萬m3，年均處理污水量1.65×107t，重金屬去除率達(dá)99%，以保證其達(dá)標(biāo)排入下游，不影響下游村民的日常生活和灌溉用水。橫石河的水質(zhì)從劣Ⅴ類水變?yōu)棰箢愃袝r甚至可以達(dá)到Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn)（表1）[48]。以上壩村灌溉水水質(zhì)為例（圖3）[48?49]，污水處理廠正式運(yùn)營前，上壩村灌溉水中各重金屬的含量在0.02～4.50 mg·L?1之間，而上游的污水處理廠在正式投入運(yùn)營后，中下游的上壩村灌溉水中重金屬的含量降至檢測限以下，說明經(jīng)過污水處理廠的治理，上游水中大部分重金屬被去除，目前下游已基本不受上游的礦山酸性廢水污染和影響。

3.4 農(nóng)田灌溉水凈化工程

大寶山尾礦庫的外排廢水呈酸性，且懸浮物、Cu、Pb、Zn等多項(xiàng)指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，對曲江、翁源水系造成嚴(yán)重污染，造成1.6×106m2良田土壤質(zhì)量下降。據(jù)廣東省環(huán)境科學(xué)研究院調(diào)查的資料顯示，上壩受污染的農(nóng)田土壤中Cu、Pb、Cd、As、Zn、Hg、Ni 等重金屬含量均超過《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB15618—1995）二級標(biāo)準(zhǔn)。為避免進(jìn)一步造成下游農(nóng)田土壤土質(zhì)劣化，大寶山礦業(yè)有限公司先后于2015 年前對涼橋、溏心、陽河、小鎮(zhèn)等4 個村建立農(nóng)田灌溉工程，并通過新建一座庫容1 km3的上廟水庫及配套設(shè)施解決翁城鎮(zhèn)內(nèi)1.07×107m2農(nóng)田的灌溉問題。并于2017 年完成河堤工程，內(nèi)容包括對13 km 受嚴(yán)重污染的橫石水河段進(jìn)行底泥清污，對河堤平均加高3 m，工段長達(dá)7 km。但底泥清污工程費(fèi)用昂貴、且易翻動河床底部，造成污染物二次釋放。課題組前期工作表明[50]，采用顆粒狀改性花生殼吸附劑對受污染河流進(jìn)行固定床原位處理的方法具有一定可行性，其在吸附柱實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)良好，在pH 為4.5～6.5 的條件下，該吸附劑對Cd2+的吸附量可達(dá)43.11 mg·g?1。

3.5 尾礦的綜合利用

尾礦庫內(nèi)由于早期的選礦廠技術(shù)問題，選礦設(shè)備和工藝流程較為落后，造成選礦回收率低，無法充分回收共（伴）生礦物和有價金屬元素，很大一部分進(jìn)入尾礦庫中，同時由于排放要求較低，含有大量的低品位鐵粉礦和老選廠排放的硫尾礦均排入尾礦庫中，多種原因共同造成了尾礦庫中積累了大量可再開發(fā)利用的尾礦。下一步大寶山礦業(yè)公司計(jì)劃投資1.12 億元，將開展李屋攔泥庫綜合利用項(xiàng)目，采用新技術(shù)、新工藝處理庫區(qū)清淤物料，進(jìn)而將清淤物料綜合利用生成多元化產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)李屋攔泥庫清淤量每年1×106m3，綜合利用量每年8×105m3，綜合利用率達(dá)到80%。

4 結(jié)論與展望

以往的非法采選礦活動對大寶山流域造成了極為嚴(yán)重的生態(tài)破壞，主要表現(xiàn)為流域中下游農(nóng)田土壤與灌溉水所遭受的重金屬污染和水質(zhì)酸化。自大寶山礦區(qū)污染治理工程開展以來，通過源頭控制和末端修復(fù)兩大主要手段，流域中下游的水土環(huán)境質(zhì)量得到了明顯地改善和提升。大寶山礦區(qū)污染治理示范工程所采用的有效的治理方法可以為其他礦區(qū)的治理與恢復(fù)提供有效的借鑒?；谀壳按髮毶降V修復(fù)的情況和歷史遺留問題，仍需全力進(jìn)行污染源頭的防控和污染水體、農(nóng)田的末端修復(fù)工作，并進(jìn)一步研究尾礦沉積物的回收利用方式，以建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型礦山。