关于历史遗留铅锌废渣污染治理的相关思考

姚军 董俐 苟水泉 阮正

（贵州省水利水电勘测设计研究院 贵州贵阳 550002）

1 铅锌废渣污染区造成的危害分析

在矿业污染当中以重金属元素对环境的污染和破坏最为突出，尤其是云南、贵州等矿区比较发达的地方。不得不承认的是，铅、锌等有色金属矿产资源的开发给地方带来了非常巨大的经济效益，也在一定程度上促进了地方产业发展。然而，在其诸多益处背后，却隐藏着自然生态环境的污染和破坏问题。有关资料显示，锌矿属于十分典型的多金属矿床，与之共生和伴生的矿床非常之多，而可供开发的单一锌矿床相对较少。锌矿中除了含有大量的锌铅之外，还有很多重金属元素，如铜、铬、砷、汞、镉等等。

长期以来由于受技术条件的制约，导致了我国在铅锌矿开采方式上非常单一，致使回收效率相对较低，同时，矿产的综合利用率也不是很高，这不但造成了资源的大量浪费，而且还引起了严重的环境污染和自然生态破坏等问题，地质灾害也因此频发。通常情况下，铅锌冶炼之后产生的废渣基本上都堆放在山谷当中，这使得原本就比较紧张的土地资源被大量侵占，铅锌废渣的堆放还很容易引起水土流失，甚至形成泥石流灾害。一旦酸性雨水浸淋在铅锌废渣上，便会使含有多种金属离子的酸性废水流入到附近的水体或是农田当中，这会给下游的生态环境造成严重威胁。根据相关部门的调查统计数据结果显示，我国受重金属污染的耕地面积约为，并且这一数字还有不断上升的趋势。同时，平均每年产出的被重金属污染的粮食作物将近1200万t。铅锌是非常典型的重金属元素，其最为显著的特点之一是毒性大，并且由于重金属本身属于无机污染物，所以很难被土壤的微生物降解，当土壤当中的铅锌等重金属含量达到一定限值时，便会对土壤植物系统产生毒害和破坏作用，这不但会影响作物的正常生长，而且重金属元素还会经由食物链进入到人体内，当人体当中所有的重金属元素超标时，便会引起健康方面的问题。即便矿山关闭几十年甚至上百年之后，原本堆放铅锌废渣所造成的环境破坏也会仍然存在，并不会随着时间的推移而消失。因此，在环境保护的方针下，必须对历史遗留的铅锌废渣污染问题进行有效治理。

2 历史遗留铅锌废渣的污染治理研究

贵州省威宁县素有“贵州西大门”之称，其位于贵州省境内的西北部，平均海拔2200m，属于亚热带季风气候，年均降水量约为740mm左右。该地区的矿产资源极为丰富，主要有煤矿、铁矿、铜矿以及铅锌矿。在很长一段时间内，该地区采用的都是土法炼锌，直到2008年，国家才正式下令彻底取缔土法炼锌。目前，威宁县内大部分土法炼锌废渣均为冶炼废渣，在长期的土法炼锌过程中，形成了历史遗留废渣。这些废渣有很大一部分都堆放在沟谷、洼地和荒坡等低。由于历史原因，这些铅锌废渣的综合利用非常少，从而给当地环境造成了十分严重的污染，早起进行矿业开发的单位大多都不复存在，已经无法追究责任，同时因该地区的经济相对比较落后，资金方面也比较有限，这给历史遗留的铅锌废渣治理工作带来了一定的困难。为此，必须采取一种既经济，效果又好的治理方法解决铅锌废渣的历史遗留问题。经过多方面的综合考虑，并通过可行性分析之后，决定采取以下措施对该地区的历史遗留铅锌废渣污染进行治理：

2.1 建设堆渣库防渗填埋处理

铅锌废渣堆填处置工作可以按照分层的方式进行，具体的工艺流程如下：

铅锌废渣装车→进场→卸料→摊铺→压实→终场覆土绿化

在本次处理过程中，堆渣库建设成为沟谷型，初期坝采用堆石坝，子坝利用尾矿堆积碾压筑坝，并通过锚固沟由高到低形成排水坡度，这样便可以兼作排水沟之用，有利于渗滤液的导排。填埋作业的具体方式如下：当铅锌废渣进入到作业点之后，由现场调度人员进行统一调度，并在指定的区域内进行卸车，然后由机械设备进行推平和碾压处理。在对废渣进行碾压的过程中，应当采用分层的方式进行，分层的厚度应当控制在80cm以内，至少需要进行三次以上的反复碾压过程，直至堆渣厚度达到5m时，再进行第二层作业。同时，每个分层都应当形成一定的坡面，并在子坝坡面上设置坝坡排水沟、坡面排水沟以及岸肩排水沟，最终将子坝坝面上的水引流至集水管或是截洪沟内，这样能够显著减少渗滤液的产生量。终场覆盖自下而上共分为三层，即HDPE膜、粘土保护层、植被层。封场时间超过1年以后，可在其上种植草皮。此外，铅锌废渣堆的边坡坡度可以设计为1:2，并在中间位置处设置一个宽5m的平台，而渣堆顶面的坡度可设计为2%，这样有助于雨水的自然排出，还要在渣堆边坡的位置上用黏土进行覆盖，并做好边坡排水，避免雨水冲刷。

对铅锌废渣堆采取防渗措施的主要目的是防止雨水侵入到渣堆当中产生出渗滤液，同时还能起到隔绝空气的作用，这样废渣中的重金属便无法被氧化。现阶段，工程中比较常用的防渗方法主要有HDPE、粘土防渗以及复合防渗等几种。其中HDPE在危险废弃物填埋场中应用较多，特别是在填埋场底部防渗中的应用。而对于铅锌废渣而言，除了需要做好底部防渗处理之外，其顶部也需要进行防渗，并且最好是采用一些生态恢复措施，这样能够对自然生态环境的改善起到一定的促进作用。而目前贵州省在矿山治理中一般采取的都是在防渗层顶部种植本地树种，这就与HDPE膜发生了冲突，所以这种防渗措施不适用于铅锌废渣堆的防渗处理。若是直接采用粘土进行防渗则会引起渗滤液的产生量增大，这样会使重金属浸出的风险性加大，所以应当复合防渗措施。为了满足本工程中铅锌废渣的防渗要求，可以采用以下防渗阻隔方式：即表层采用压实粘土层、中间采用土壤固化阻隔层、底部采用压实粘土层。当防渗层铺设完毕之后，可在其顶部自然覆土30cm，这样有助于加快植被的恢复速度。

2.2 对重金属进行固定处理

早期的土法炼锌技术相对比较落后，这种工艺一般都是将锌矿当中的品位比较高的锌提炼出来，而矿石中与锌伴生的铅以及其它一部分有利用机制的金属则全部被当做废渣丢弃。虽然目前的冶炼技术无法对渣这种资源进行提炼，但是随着技术的不断发展和完善，相信在不久的将来，被视作渣的废弃资源均可以进行重新提炼。鉴于此，在对历史遗留的铅锌废渣进行治理的过程中，可以采用原位固定的方法，将这些目前无法开发的“资源”封存起来。同时，通过固定的方法还能避免铅锌废渣当中重金属向外扩散破坏土壤。由此可见，采用原位固定法对铅锌废渣进行治理不但可行，而且有效。在实际处理中，为防止铅锌废渣当中的重金属发生迁移扩散的情况，可以在其上铺设一层碱石灰作为隔离层。

3 结语

总而言之，在国家大力提倡环境保护的背景下，有必要对一些历史遗留的污染问题进行有效治理，尤其是危害比较严重的铅锌废渣。由于历史遗留下来的铅锌废渣具有非常明显的地域性，所以必须结合当地的实际情况和具体条件，制定经济合理、切实可行的污染治理方案，从根本上解决历史遗留的铅锌废渣给环境造成的污染，这对于环境质量的提升具有非常重要的现实意义。

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