有色金屬礦山開發(fā)對地下水環(huán)境的影響及防治措施

范書凱

（礦冶科技集團有限公司，北京100160）

1 引言

我國有色金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中，由于采用的部分生產(chǎn)技術和生產(chǎn)設備相對落后，引發(fā)了很多環(huán)境破壞、浪費資源的現(xiàn)象，特別是有色金屬礦山在資源開采過程中產(chǎn)生了大量的廢石、尾礦，并且選礦廢水中含有的某些金屬離子通過各種物理、化學、生物反應后下滲到地下水中，造成礦區(qū)地下水重金屬污染[1]。由于地下水污染具有長期性、隱蔽性、復雜性和難恢復的特點，一旦產(chǎn)生地下水重金屬污染，不僅破壞了地下水環(huán)境，也會威脅人們的身體健康，因此，要重視有色金屬礦山開采帶來的地下水污染問題，針對污染源特征，提出對應的污染防治措施，減少有色金屬礦產(chǎn)資源開采對地下水環(huán)境的影響。

2 有色金屬礦山開發(fā)對地下水的影響

2.1 采礦活動對地下水資源的影響

有色金屬礦山開采的疏排水會形成一個以采坑為中心的降落漏斗，導致區(qū)域性地下水位下降，地表水和地下水動態(tài)平衡系統(tǒng)遭破壞，可能引起礦區(qū)地表沉降、塌陷、開裂等環(huán)境地質(zhì)問題，影響礦區(qū)地表植被、農(nóng)田、水體、居民等對象的用水[2]。

2.2 固體廢物對地下水的影響

我國有色金屬礦山大多資源品位較低，廢石和尾礦產(chǎn)生量較大，并且我國大部分有色金屬礦石含有硫化物，在氧化、風化、分解以及水-氣-酸-礦物反應的綜合作用下，礦山廢石和尾礦中含有的金屬元素，會在降水（特別是酸雨）淋濾作用下隨著廢石場淋溶水（見表1）滲入地下水，是有色金屬礦山地下水污染的主要來源[3]。

表1 某有色金屬礦山廢石場淋溶水水質(zhì)mg/L

2.3 有色金屬礦山廢水對地下水的影響

有色金屬礦山廢水主要是采礦、選礦廢水，其中選礦廢水量約占85%。有色金屬礦山重選法用水20～26m3/t、重選-浮選聯(lián)合工藝用水20～30m3/t、浮選法選礦用水4～7m3/t、浮選-磁選聯(lián)合工藝用水23～27m3/t，大部分水隨尾礦排入尾礦庫[4]。

有色金屬礦山廢水通常pH 較低，含有多種金屬離子、油類物質(zhì)、氰化物、氟化物等，某有色金屬礦山廢水水質(zhì)見表2。因此，有色金屬礦山廢水一旦泄漏，通過地表水體補給和包氣帶土壤滲透進入地下水環(huán)境，將造成地下水污染。特別是含有的重金屬和其他金屬離子進入地下水后只能通過沉淀-溶解、氧化-還原、吸附-解析等物理化學過程進行遷移轉(zhuǎn)化，因此，最終以一種或多種形態(tài)長期留在地下水中，造成永久性的潛在危害[5]。

表2 某有色金屬礦山廢水水質(zhì)mg/L

3 減輕有色金屬礦山開發(fā)對地下水影響的防治措施

3.1 對水資源的保護措施

3.1.1 工程設計方面的防治措施

進行開采設計時，應根據(jù)礦山的地質(zhì)、水文地質(zhì)條件以及礦體賦存特征確定合理的采礦方法，優(yōu)先采用房柱法、膠結(jié)充填法，廢石、礦渣應及時回填，以預防地表陷落。合理布置井巷，規(guī)避各種透水事件。合理預留保護礦柱，避免因采空區(qū)規(guī)模過大引起上部巖層松動而產(chǎn)生地裂縫，造成地下水和地表水的漏失。

3.1.2 不良地質(zhì)構造的防治措施

開展詳細的水文地質(zhì)勘查工作，針對水文地質(zhì)條件復雜的礦山堅持“預測預報、有掘必探、先探后掘”的原則，探明水源后制定防護措施。對斷層、裂縫等巖層破碎地段可采取噴漿、噴錨支護，減小導水裂縫帶厚度和滲水。如果遇到涌水斷裂帶，可采取注漿封堵的工程手段，堵隔外圍地下水進入采空區(qū)。

3.2 固體廢物地下水的影響的防治措施

3.2.1 防滲措施

防滲是指通過鋪設阻隔層阻斷污染物的遷移擴散途徑，使污染介質(zhì)與周圍環(huán)境隔離，避免污染物與人體接觸和隨地表水或地下水遷移進而對人體和周圍環(huán)境造成危害的技術。防滲技術包括水平防滲和垂直防滲2 大類。

廢石場和尾礦庫采用阻隔措施需要根據(jù)固體廢物性質(zhì)（第Ⅰ類一般工業(yè)固體廢物、第II 類一般工業(yè)固體廢物和危險廢物）確定需要達到的防滲系數(shù)以及選取防滲材料。

3.2.2 植被恢復措施

植被恢復通常是在廢石場或尾礦庫表面覆蓋表土后種植植被，一定程度上能減少廢石場或尾礦庫的降水入滲量，從而減少廢石場淋溶水和尾礦庫滲濾液量，達到源頭控制的作用。

3.3 有色金屬礦山廢水滲漏對地下水影響的防治措施

廢水滲漏對地下水影響的防治措施包括：

1）源頭控制措施。包括在工藝、管道、設備、污水儲存及處理構筑物采取相應措施，防止和降低污染物跑、冒、滴、漏；管線敷設盡可能地上或架空，做到污染物“早發(fā)現(xiàn)、早處理”，減少由于埋地管道泄漏而造成的地下水污染[6]。

2）末端控制措施。主要包括選廠、尾礦庫、廢水處理站的防滲措施和泄漏、滲漏污染物收集措施。末端控制采取分區(qū)防滲，重點污染防治區(qū)、一般污染防治區(qū)和非污染防治區(qū)有區(qū)別的防滲。

3）污染監(jiān)控體系。實施覆蓋生產(chǎn)區(qū)的地下水污染監(jiān)控系統(tǒng)，包括建立完善的監(jiān)測制度、配備檢測儀器和設備、科學、合理設置地下水污染監(jiān)控井，及時發(fā)現(xiàn)污染、及時控制。

4）應急響應措施。一旦發(fā)現(xiàn)地下水污染事故，立即啟動應急預案、采取應急措施控制地下水污染，并使污染得到治理。

4 結(jié)語

有色金屬礦山開發(fā)過程中，從采礦、選礦、固體廢物堆存等方面都對礦區(qū)地下水環(huán)境產(chǎn)生著影響，而地下水一旦被破壞和污染便很難治理，因此，應引起人們的足夠重視。本文在介紹有色金屬礦山開發(fā)對地下水的影響的基礎上，淺析對地下水影響的防治措施，對保護礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，尤其是地下水資源的保護提供參考。