金属矿重金属污染土壤治理措施分析
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摘 要：金属矿的开采对土地资源的破环严重，矿石矿物、固体废弃物中含有的重金属元素导致周边土壤、和水体污染严重，重金属超标，影响周边生态环境。该文以铜陵市郊区黎明铁矿为例，通过实施滑坡治理、重金属污染源隔离和生态恢复，建立新的林草土地利用体系，以其尽可能地消除地质灾害隐患，减少矿山开采对生态环境造成的影响，实现矿区周边生态环境的可持续发展。
关键词：金属矿;重金属污染;治理措施;效果
中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）15-0124-02
1 概述
我国金属矿产资源丰富，金属矿山为国家提供重要的基础材料的同时也用占了大量土地，金属矿山开采引起的周边土壤重金属污染已成为严重的环境问题之一。重金属污染造成土壤质量下降，生态系统退化，且污染农作物，威胁到人类的健康。矿业开发所造成的土壤污染量大面广，是我国土壤污染治理不可忽视的问题之一。
矿山开采产生的废石、选矿产生的尾矿以及冶炼废渣（含Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Ag、Cd、As等有害元素）经风化淋滤，使有害元素转移到土壤中，造成土壤质量下降的同时污染农作物，最终通过食物链进入人体，影响人类健康。其危害性主要表现在以下几个方面：（1）进入土壤的重金属被吸附在土壤胶体表面或包含于矿物颗粒内，可移动性差，迁移距离短;（2）土壤重金属污染往往要通过对土壤样品的分析化验和对农作物以及人或动物的健康检查才能揭示出来，其危害被发现通常会滞后较长的时间;（3）不能被土壤中微生物分解，不能通过焚烧的方法从土壤中去除，相反地会在生物体内富集，部分会转化为毒性更大的甲基化合物，表现出不可逆性和蓄积性。
2 矿山概况
黎明铁矿始建于20世纪50年代，曾进行露天开采，后由于铁矿品位较低，剥采比大，故停止生产。2000年重新开采，开采方式为露天和地下开采，后于2008年政策性关闭，但遗留下来的环境问题未进行及时治理。目前，矿山开采区满目疮痍，岩质边坡裸露，视觉污染严重。
根据现场调查，矿山原先设计地下开采，在开挖竖井的过程中，见大水后停产至今，竖井进行了封堵，并通过了验收。目前，项目区内遗留有1个开采宕口，作为铜陵市新建堆浸有限公司工业场地使用。区内原堆浸点（疑似尾矿库区域）治理复垦完成，并且已经完成了整治工作的验收。
前期新建公司在治理过程中，因复垦需要，对区内原有边坡进行了局部开挖，导致现状边坡不稳定，产生了局部滑坡。据调查，该滑坡为表层松散层滑落的小型滑坡，滑体宽54m，长33m，主滑方向105°，后缘拉裂缝清晰，高度约12m，滑体投影面积1033m2，平均厚度4.5m，滑体体积4648m3，滑坡体坡脚标高+54m，坡顶标高+64m，滑坡体高差14m，前缘滑坡的堆积物部分已经被清理。滑体为第四系残坡积，岩性主要为含碎石亚黏土以及砂岩、页岩强风化层，碎石块径5～30mm不等，碎石含量30%左右，滑体组成物松散～中等密实。滑床为五通组的砂、页岩，滑动面推测为第四系残坡积物与下伏砂、页岩接触面，滑带土性质为含碎石亚黏土。
滑体发育地段为边坡岩性为五通组砂、页岩，边坡上方残坡积物厚度为1m，强风层3m左右，节理裂隙发育，在滑坡段边坡北侧16m左右，有2根高压线杆，边坡工程地质条件较差，边坡稳定性较差。
矿区东侧有一芦苇荡，位于原堆浸点附近。据现场采取的水、土样分析结果显示：对比水环境质量标准Ⅲ类标准值（GBT14848-2017），区内水质超标的主要为：Cu2+、Pb2+、Zn2+、Fe3+、NH4+、Mn2+、Ni2+、Cd2+、Co2+、Cl-、SO42-等离子，其中严重超标的指标为：Cu2+、Pb2+、Zn2+、Fe3+、NH4+、Mn2+、SO42-等离子;对比土壤环境质量标准（GB15618-2007）中的居住用地指标值，区内尾砂样超标的指标主要为：Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg等元素。同时，根据钎探工作，确定该区污染源层平均厚度为3m。
3 矿山治理工程措施
3.1 滑坡治理 对区内滑体上方边坡进行削坡，削坡区域为坡顶至坡顶下方5m区域，最终形成坡度控制在30°左右，削坡产生的废石回填至坡脚压坡。清运区内废石、废渣，用于场地内的回填，不外运。将区内废弃高压线塔、高位水池以及其他原有建筑物进行拆除，拆除的建筑垃圾就地回填。
3.2 配筋挡墙 在滑体坡脚处修建配筋挡墙，挡石墙采用浆砌块石砌筑，并用M10砂浆勾缝。伸缩缝每隔10m设置道，缝宽25mm，缝中填沥青麻筋、沥青木板或其他有弹性的防水材料，塞入深度不小于0.15m。挡墙修建前首先进行石方的开挖，开挖后對地基夯实平整，然后采用素混凝土找平。挡墙总高度为3.7m，其中1.5m位于地基下方，出露地表高度2.2m，墙体内的配筋采用纵横布设的方式，横向布设间隔为1m，第1根布设高度1m处，纵向布设的钢筋布设间隔为2m，配筋采用Φ16的钢筋。
3.3 排水 在区内西侧、北侧顶部以及边坡坡底挡墙外侧修建排水沟，用以排泄坡面的积水，防止积水进入下方的复垦区，排水沟与外界水塘相连或直接外排。排水沟断面采用矩形设计，浆砌块石砌筑，块石厚度20cm，采用M10砂浆勾缝，截、排水沟规格：宽×深=0.5m×0.5m。
3.4 重金属污染治理 对区内东侧的污染区进行黏土隔离处理。设计沿污染区域四周贴边开挖环形沟槽，开挖宽1.2m，深度3m（直达污染源底部）的矩形沟渠。沟槽开挖后，将四周采用黏土进行回填，黏土选择渗透性小的，回填过程中需要分层压实，随后将整个污染源的表层同样采取黏土回填，回填深度0.5m，分层压实，随后在其上覆盖土工膜，随后回填0.5m的耕植土，撒播草籽复绿。
3.5 植被复绿 对滑坡区域进行地形整理后，在其上直接撒播草籽，在该区段挡墙前方进行种植乔木复绿，种植方式宕穴开挖，种植间距为3m×3m，开挖宕穴规格为1m×1m×1m。东侧污染场地为确保隔离层的有效性，恢复为草地;所有土方来源均为外购耕植土。
3.6 监测养护 通过对项目区地质环境的监测，及时掌握地质灾害及地质环境问题的发展、演化趋势，为该区人居安全、地质环境保护、地质灾害防治和地质环境综合治理设计提供基础资料，为政府主管部门实施地质环境监督管理提供科学依据。本次监测的主要任务为滑坡治理工程的有效性，植被的生长情况及重金属污染区域治理效果。监测采用巡视检查与仪器监测相结合的方法，重金属污染区域的监测采用定期采样送检的措施。项目管护工程为工程管护和植被管护，工程管护对象为挡土墙、排水沟等构筑物;植被管护为复垦后的林草地，根据安徽省气候条件和林木生长规律，管护期定位3年。
4 综合效益分析
4.1 经济效益 项目实施后，将改善铜陵市郊区的生态环境，提高投资品味，可间接促进铜陵市郊区的经济发展。待杨树成林后，将会产生经济效益。
4.2 社会效益 通过治理，消除项目区开采遗留的危岩体、浮石等，保障人民生命财产安全，维护社会稳定;显著提高项目区的安全性和实用性，改善铜陵市郊区投资环境，促进当地经济发展;提高广大群众自觉保护环境、合理利用资源的意识，教育矿山企业树立依法、合理、科学、安全开采矿产资源的意识;增强了当地百姓、矿山企业的地质环境保护意识，普及地质环境保护知识，改变地质环境治理观念，对社会和谐和稳定起到积极作用;体现党和政府的科学发展观和坚持走可持续发展道路的决心，是建设资源节约型、环境友好型社会的有力体现。
4.3 环境效益 通过治理，提高了植被覆盖率，有效地减轻了水土流失，恢复地貌景观，原先的裸露岩壁的“视觉污染”变成“赏心悦目”。同时，净化空气，提高矿区环境质量，为当地人民群众创造了良好的生活环境。此外，还能起到示范作用，有利铜陵市郊区社会经济的可持续发展。
5 结论
通过削坡、修建挡墙等工程措施，消除项目区地质灾害隐患;通过栽植蔷薇、杨树等，恢复项目区地表植被，消除主要交通干线的视觉污染;通过土地平整、黏土隔离等措施，隔离重金属污染源，将场地恢复成林地;通过建立矿山地质环境恢复治理监测体系，检验治理工程的效果，为周边矿山治理提供经验。
（责编：张宏民）
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