1、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(chǎn),以及非正常情況下( 暴雨) ,均會(huì )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(guò)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(lái)自以下3個(gè)方面。

( 1) 濕排尾礦庫干灘揚塵

濕排尾礦庫在堆存過(guò)程中,如果干灘長(cháng)度過(guò)短,將導致尾礦庫浸潤線(xiàn)抬高,可能會(huì )對尾礦庫壩體造成直接威脅。因此,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)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(cháng)度。但是在大風(fēng)天氣下,由于風(fēng)力的作用將導致尾礦庫干灘產(chǎn)生揚塵,這部分揚塵為無(wú)組織排放污染源。尾礦干灘揚塵將隨風(fēng)運移至尾礦庫周邊區域,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(guò)當地土壤中重金屬含量時(shí),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(jìn)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(jìn)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(chǎn)生揚塵,但是隨著(zhù)尾礦堆存一段時(shí)間后,尾礦含水量下降,則會(huì )在大風(fēng)天氣下產(chǎn)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(jìn)行堆存,通常有兩種運輸方式,即汽車(chē)運輸和皮帶運輸。采用汽車(chē)運輸有兩種污染途徑,第一種是在大風(fēng)天氣下,如果在汽車(chē)運輸時(shí)密封不好,將造成尾礦揚塵,最終會(huì )沉降至周邊區域; 第二種是在汽車(chē)運輸時(shí),在運輸路徑上產(chǎn)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域的土壤受到尾礦污染。采用皮帶輸送時(shí),主要是大風(fēng)天氣下會(huì )影響尾礦輸送,形成揚塵。這部分揚塵會(huì )飄散到輸送皮帶周邊區域,進(jìn)而造成土壤污染。

2、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(jiàn)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(shí),也會(huì )造成相關(guān)區域的 土壤污染。

( 1) 澄清水外排

尾礦通過(guò)濕排 進(jìn)入尾礦 庫后,含水率通 常在60% ~ 80% ,在尾礦庫內通過(guò)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(chǎng)使用。但是在全國類(lèi)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(méi)有建設好排水渠道,尾礦庫澄清水超標外排時(shí),將會(huì )對下游排水區域附近的水系和土壤造成污染,污染物質(zhì)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(shí),也會(huì )造成區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(shí)尾礦庫的滲漏速度與尾礦庫庫底地層滲透系數有關(guān),如果尾礦庫庫底進(jìn)行了防滲處理,則尾礦庫庫底的滲漏量將會(huì )大大減少; 尾礦庫回水池滲漏主要是出現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有直接的關(guān)系。尾礦庫回水池的滲漏需要加以關(guān)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(jìn)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(chǎng)污染控制標準》( GB 18599—2001) 中的相關(guān)要求,尾礦庫選址應當選在滿(mǎn)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(kāi)斷層、斷層破碎帶、溶洞區,以及天然滑坡或泥石流影響區。大部分尾礦庫的選址能夠滿(mǎn)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(méi)有進(jìn)行工程勘察,導致尾礦庫建設后存在未發(fā)現的斷層、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(guò)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(jīng)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(shí),將會(huì )造成重金屬污染。

( 4) 尾礦庫洪水外排

根據尾礦庫等級劃分,各級別尾礦庫存在不同的防洪等級。根據設計要求,尾礦庫在遇到相應防洪等級的暴雨時(shí),需要在24小時(shí)內通過(guò)排水系統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(zhù)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(zhì)中,除懸浮物外,各項污染物指標均會(huì )低于尾礦水。但仍需進(jìn)一步根據尾礦庫區的水系敏感程度分析泄洪的環(huán)境風(fēng)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、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(huì )給下游地區造成嚴重的環(huán)境污染。2001年以來(lái),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,占事故總數的58% 。發(fā)生潰壩后,尾礦砂中的有害物質(zhì)將進(jìn)入地表水或滲漏到地下水,使區域地表水、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(chǎng)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(huì )對周邊環(huán)境造成污染。但在尾礦管線(xiàn)發(fā)生泄漏時(shí),尾礦漿將在泄漏處發(fā)生漫流,進(jìn)而導致泄漏處附近區域的水和土壤受到污染。