金屬礦采選項目環(huán)境風(fēng)險評價

田豐 楊可 何海濤

（安徽長之源環(huán)境工程有限公司 安徽合肥 230061）

環(huán)境風(fēng)險事件的發(fā)生具有很大的不確定性、危害性，通過開展環(huán)境風(fēng)險評價，可以確定風(fēng)險發(fā)生概率，預(yù)測環(huán)境危害程度，并提出風(fēng)險防范、應(yīng)急與減緩措施，從而提高企業(yè)環(huán)境風(fēng)險防范及應(yīng)急能力[1]。建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價的基本內(nèi)容包括：風(fēng)險識別、源項分析、風(fēng)險計算和評價以及風(fēng)險管理等[2]。環(huán)境風(fēng)險評價是解答建設(shè)項目是否有風(fēng)險、影響程度如何、影響是否能夠接受的過程，直至得出客觀可信的結(jié)論是一個相對復(fù)雜的過程[3]。金屬礦采選項目因其特有的采選工藝需求和原輔料的使用，具有不同于其他項目的環(huán)境風(fēng)險。由于事故的發(fā)生具有偶然性，因此風(fēng)險也是偶然的而不是必然發(fā)生[4]。本文以安徽鼎勝礦業(yè)發(fā)展有限公司百丈巖鉬（鎢）礦40萬噸/年采選工程項目為研究對象，對金屬礦采選項目環(huán)境風(fēng)險評價展開討論。

1 項目概況

安徽鼎勝礦業(yè)發(fā)展有限公司百丈巖鉬（鎢）礦40萬噸/年采選工程變更項目位于皖南山區(qū)北部的青陽縣城110°方向，行政區(qū)劃隸屬于安徽省池州市青陽縣酉華鄉(xiāng)管轄。本項目采礦權(quán)面積為2.917 km2，年采原礦40萬t，配套選廠規(guī)模為1500 t/d，服務(wù)年限16年。變更項目選礦工藝進(jìn)行了局部調(diào)整，鎢礦浮選由常溫改為加溫，增加4 t/h鍋爐一臺，增加選硫生產(chǎn)工序，將原兩條500噸選礦系列整合成一條1000噸選礦系列。

2 風(fēng)險識別

2.1 物質(zhì)危險識別

通過對照《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》（HJ/T 169-2004）附錄A.1內(nèi)容，本變更項目涉及的危險物質(zhì)主要為硫酸銅、丁基黃藥和鹽酸。

丁基黃藥又稱丁基黃原酸鈉，分子式：C4H9OCSSNa。主要用作有色金屬礦和稀有金屬礦浮選的捕收劑，對硫鐵礦浮選捕收效果更好。丁基黃藥帶有刺激性臭味，有毒；易吸水潮解，不穩(wěn)定，受熱、受潮、遇酸堿分解應(yīng)貯存于陰涼、干燥地；易點火燃燒，在儲存車間附近和室內(nèi)應(yīng)設(shè)有防火工具和滅火器（如砂、水和泡沫滅火器等），一旦發(fā)生火警，以便急救。

鹽酸，學(xué)名氫氯酸，無色液體，有腐蝕性、強刺激性。接觸其蒸氣或煙霧，可引起急性中毒，出現(xiàn)眼結(jié)膜炎，鼻及口腔粘膜有燒灼感，鼻衄、齒齦出血，氣管炎等。誤服可引起消化道灼傷、潰瘍形成，有可能引起胃穿孔、腹膜炎等。眼和皮膚接觸可致灼傷。該品對環(huán)境有危害，對水體和土壤可造成污染。

2.2 儲運過程潛在風(fēng)險識別

根據(jù)鹽酸的理化特性和毒理學(xué)資料分析，鹽酸不具有可燃性，但具有強腐蝕性和中等毒性，在常溫下還極易揮發(fā)[5]，運輸和儲存過程中發(fā)生泄漏對環(huán)境和人體危害大。

2.3 尾礦庫潰壩風(fēng)險

本工程尾礦庫建于選礦廠的北面，距選廠直距500 m，尾礦庫的壩體下游敏感目標(biāo)主要有下游百丈巖溪、青坑河，下游1.1 km才有平園村的農(nóng)田和居民。可以推斷，當(dāng)尾礦庫發(fā)生潰壩時，大量尾礦砂混合著水傾泄而出，可能形成泥石流，涌出的大量尾礦砂沉積，將淤堵百丈巖溪和青坑河，對百丈巖溪和青坑河水質(zhì)產(chǎn)生重大影響。潰壩影響范圍見圖1 。

圖1 泥石流位移區(qū)域圖

因百丈巖溪和青坑河河道彎曲，尾礦庫垮壩時的泥石流流經(jīng)約2 km時才到平園村及礦部生活區(qū)，礦區(qū)生活區(qū)和平園村居民位置高于青坑河底3 m以上，因此，尾礦庫垮壩對下游的平園村及礦部生活區(qū)的房屋和人身安全不會構(gòu)成威脅，但會影響農(nóng)田土壤和灌溉。

3 影響分析

3.1 藥劑庫房

選礦藥劑全部堆放在藥劑房中，存儲量為半月的使用量，硫酸銅和丁基黃藥的儲存方式為桶裝。丁基黃藥具有刺激性臭味，易燃，硫酸銅對人體有毒，具有刺激性。

如果藥劑庫房管理不善，可能會發(fā)生藥品泄漏，對周圍環(huán)境和人員安全帶來危害。藥劑庫房距離百丈巖溪較遠(yuǎn)，且中間有選礦廠相隔，藥劑庫房發(fā)生風(fēng)險影響百丈巖溪水體的可能性較小。主要影響可能是有毒有害藥劑的揮發(fā)或者相互之間發(fā)生反應(yīng)生成有毒有害物質(zhì)對空氣質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境的影響，引起人員中毒和動植物的傷害。

3.2 鹽酸泄漏

液體泄漏速度QL用柏努利方程計算：

式中：

QL——液體泄漏速度，kg/s；

Cd——液體泄漏系數(shù)，此值常用0.6-0.64。

A——裂口面積，m2；

P——容器內(nèi)介質(zhì)壓力，Pa；

P0——環(huán)境壓力，Pa；

g——重力加速度。

h——裂口之上液位高度，m。

本項目鹽酸儲罐為橢圓形槽罐，罐長5 m，寬2 m，高度1 m，單罐最大儲量為10 t，本次鹽酸罐事故泄漏的速度為3.178 kg/s，考慮15 min事故泄漏應(yīng)急時間，則15 min內(nèi)鹽酸的泄漏量為2.86 t。

鹽酸儲罐圍堰長5.5 m，寬3 m，高0.6 m，圍堰有效面積15 m2，考慮泄漏出口的鹽酸閃蒸，則15 min鹽酸泄漏量在圍堤內(nèi)形成0.16 m深的液池。

由于鹽酸的沸點遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于液體儲存的常溫，因此鹽酸泄漏在圍堤形成液池后，將產(chǎn)生閃蒸、熱量蒸發(fā)和質(zhì)量蒸發(fā)。評價選擇適用于硫酸、硝酸和鹽酸等酸液蒸發(fā)量的計算公式來分析本次工程鹽酸泄漏后酸霧的產(chǎn)生量，計算公式如下：

式中：GZ—酸霧量，kg/h；

M—液體分子量；

V—蒸發(fā)液體表面上的空氣流速（m/s），取0.3 m/s；

P—相應(yīng)于液體溫度下空氣中的飽和蒸汽分壓力（mm Hg）；

F—蒸發(fā)面的面積，m2。

泄漏后形成的液池面積為15 m2，根據(jù)《環(huán)境統(tǒng)計手冊》，本次評價蒸發(fā)液表面空氣流速取0.3，相應(yīng)與液體溫度下空氣中的飽和蒸汽分壓力取23.06。

經(jīng)過計算可知，本次工程鹽酸罐泄漏產(chǎn)生的酸霧量為7.36 kg/h。

泄漏事故后果評價采用下列煙團(tuán)公式：

式中：

C（x，y，o）--下風(fēng)向地面（x，y）坐標(biāo)處的空氣中污染物濃度（mg/m3）；

（x 0，y 0，z 0）--煙團(tuán)中心坐標(biāo)；

Q--事故期間煙團(tuán)的排放量；

σx、、σy、σz——為X、Y、Z方向的擴散參數(shù)（m）。常取σx=σy

按照事故排放15 min計算，排放的鹽酸酸霧量為1.84 kg。鹽酸的半致死濃度為4600 mg/m3。按照泄漏風(fēng)速為1.5 m/s，在各種大氣穩(wěn)定度條件下，預(yù)測排放歷時15 min，預(yù)測時間15 min，儲罐下風(fēng)向不同距離處的鹽酸酸霧的濃度范圍見下表。

預(yù)測結(jié)果表明，在大氣穩(wěn)定度F，風(fēng)速為1.9 m/s的情況下，鹽酸泄漏所造成的儲罐下風(fēng)向鹽酸酸霧的半致死濃度最遠(yuǎn)距離為200 m，因此儲罐周圍200 m范圍內(nèi)不得新建居民點和宿舍區(qū)等環(huán)境敏感點。

鹽酸儲罐發(fā)生泄漏，一方面會形成酸霧，危害周圍人員、動植物及土壤，另一方面，由于鹽酸儲罐距離百丈巖溪距離較近，且鹽酸儲罐位置標(biāo)高高于百丈巖溪，如果鹽酸泄漏未被及時發(fā)現(xiàn)，則有可能會鹽酸可能會流入百丈巖溪，污染水體。此外泄漏的鹽酸還有可能滲入地下污染地下水。

表1 事故排放下污染源下風(fēng)向各點的鹽酸地面濃度最大值單位：mg/m3

4 風(fēng)險防范與減緩措施

4.1 藥劑庫房防范措施

4.1.1 合理布置庫區(qū)

藥劑倉庫與周圍建筑物保持一定的距離，應(yīng)選在當(dāng)?shù)爻Ｄ曛鲗?dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)方向。

4.1.2 注意防火防靜電

藥劑庫房與其他建筑物間設(shè)防火間距。

4.1.3 嚴(yán)格儲存管理制度

（1）危險化學(xué)品倉庫要有專人管理，管理人員必須具備專業(yè)技術(shù)知識。（2）庫內(nèi)禁止明火。進(jìn)入危險化學(xué)品庫區(qū)的機動車輛應(yīng)安裝防火罩。（3）定期檢查，做好檢查記錄，發(fā)現(xiàn)其品質(zhì)變化、包裝破損等及時處理。（4）不同種類毒害品要分開存放，危險程度和滅火方法不同的要分開存放。

4.2 鹽酸泄漏風(fēng)險防范

4.2.1 強化安全管理措施：建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制，建立鹽酸泄露事故救援預(yù)案。4.2.2 鹽酸的購買和使用要有完善的記錄，承擔(dān)鹽酸運輸?shù)娜藛T和車輛需有相應(yīng)的資質(zhì)證明。4.2.3 完善儲罐區(qū)安全管理措施：劃分出禁行及禁火區(qū)域，儲罐區(qū)外設(shè)置明顯的危險標(biāo)志。4.2.4 鹽酸儲罐區(qū)四周設(shè)圍堰，圍墻上設(shè)置噴淋水管。圍堰地面采用防滲混凝土，表面需進(jìn)行防腐處理。4.2.5 為了避免鹽酸泄漏對地下水的影響，鹽酸儲存點應(yīng)采取防滲防腐措施。

5 結(jié)語

環(huán)境風(fēng)險評價是環(huán)境管理決策過程的重要組成部分[6]，金屬礦采選項目因其選礦藥劑選擇的不同，具有火災(zāi)、爆炸、泄漏等事故的多發(fā)性、不確定性和事故后果的災(zāi)難性[1]，開展金屬礦采選項目環(huán)境風(fēng)險評價的研究具有重要意義。結(jié)合工程實際選擇藥劑，并對藥劑的儲運工程進(jìn)行分析和評價，從而將環(huán)境風(fēng)險降到最低。

[1]張春菊.關(guān)于化工類建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險防范及應(yīng)急管理的討論[A]廣東化工,2012,39（6）：317-318.

[2]周娜.建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險防范措施評估要點探討[A]環(huán)境保護(hù)科學(xué) 2012,38（1）：65-68.

[3]林鳴.環(huán)境風(fēng)險評價存在的問題[A]北方環(huán)境,2012,24（4）:152、160.

[4]黃嘯,劉穎,李碩.環(huán)境風(fēng)險評價工作的若干要點及改進(jìn)建議[A]廣州化工,2012,40（13）：146-147.

[5]王金梅,王偉華,田穎.鹽酸儲運項目環(huán)境風(fēng)險評價探討[B]2009,35（6）:81-84

[6]劉楊華,敖紅光,馮玉杰,尤宏.環(huán)境風(fēng)險評價研究進(jìn)展[B]環(huán)境科學(xué)與管理,2011,36（8）:159-163.