江西贛南地區(qū)廢棄稀土礦礦山地質(zhì)環(huán)境治理方案研究

張方哲，趙婷婷，毛洪亮

（美麗華夏身體環(huán)境科技有限公司，北京 100070）

我國離子型稀土資源占世界同類資源的90%，江西贛南地區(qū)稀土資源占全國同類資源的三分之二，素有“稀土王國”的美譽。自20世紀(jì)70年代以來，贛南地區(qū)年產(chǎn)7000t左右混合氧化稀土，稀土礦開采在取得巨大利益的同時，也破壞了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)1t稀土就會產(chǎn)生約2000m3的尾砂[1]，采剝區(qū)、尾砂堆積區(qū)和尾砂淤積區(qū)造成地形地貌景觀破壞，水土流失嚴(yán)重，堵塞河道和水庫；稀土礦特有的開采提煉方式使礦區(qū)內(nèi)水資源破壞嚴(yán)重，這些礦山地質(zhì)環(huán)境問題影響當(dāng)?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活，威脅著人民的生命和財產(chǎn)安全。本文以江西贛南地區(qū)某廢棄稀土礦為例，簡述廢棄稀土礦礦山地質(zhì)環(huán)境問題及采取的治理方案，為同類型礦山開展治理修復(fù)活動提供參考。

1 項目區(qū)概況

項目區(qū)為丘陵地形，溝谷呈樹枝狀發(fā)育，主溝多發(fā)育于三面環(huán)山一面開口的洼地中。巖土體類型為巖漿巖，巖性為燕山期的花崗巖和震旦-寒武系的混合花崗巖，巖石風(fēng)化破碎。項目區(qū)屬亞熱帶溫暖濕潤季風(fēng)氣候區(qū),多年平均降水量約1600mm，最大日降水量218.2mm，最大小時降水量為73.4mm。

2 礦山地質(zhì)環(huán)境問題及危害

稀土礦的采礦、選礦和冶煉提取等每一種礦業(yè)活動都導(dǎo)致不同的礦山地質(zhì)環(huán)境問題[2]。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，項目區(qū)主要礦山地質(zhì)環(huán)境問題為：礦山地質(zhì)災(zāi)害、地形地貌景觀破壞及水土污染。

2.1 礦山地質(zhì)災(zāi)害

（1）崩塌：項目區(qū)內(nèi)尾砂堆堆積形成的邊坡坡度較陡，因暴雨期間地表水流沖刷，局部經(jīng)常發(fā)生小型崩滑，由此產(chǎn)生的泥砂成為泥流的重要物質(zhì)來源，間接對人民生命財產(chǎn)構(gòu)成威脅。

（2）泥流：分布在溝道兩側(cè)的稀土礦尾砂堆是泥流的形成提供豐富的固體物質(zhì)來源，現(xiàn)狀條件下區(qū)內(nèi)溝谷溪流水流攜帶少許泥砂呈推移式向前移動。在暴雨期間，水流攜帶的泥砂增多，易順坡沿溝徑流產(chǎn)生泥流，其固體物質(zhì)在溪溝河床堆積，造成的危害主要是湮沒農(nóng)田，使下游居民無法正常生活。

2.2 地形地貌景觀破壞

稀土礦開采前，植被覆蓋率可達40%～70%，地表植被主要為松、杉及灌木等。礦山開采時，首先剝除地表植被，然后取殘坡積層及全風(fēng)化層放于進料池中加料浸礦，浸礦結(jié)束后將尾砂傾倒于外坡堆積，形成采剝區(qū)、尾砂堆積區(qū)和淤積區(qū)，區(qū)內(nèi)植被全部被破壞，地形地貌景觀破壞嚴(yán)重[3]。

2.3 水土污染

稀土礦開采池浸、堆浸工藝產(chǎn)生大量的廢水，排施后滲入土壤與地下水中，通過雨水沖刷由地表徑流進入附近河道或由滲濾透過地層進入河道，使項目區(qū)內(nèi)水資源遭到嚴(yán)重破壞。

根據(jù)環(huán)保監(jiān)測部門提供的資料，項目區(qū)周邊的河道、山塘內(nèi)水體受到嚴(yán)重的污染，水體中的NH3-N、COD、SS等指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)，河道底泥中的重金屬Pb、As、Cd、Hg等含量偏高。經(jīng)取尾砂土樣化驗表明，土樣浸出液經(jīng)分析PH值為4.62，屬酸性。受水土污染影響的地面寸草不生，無法耕作，土地功能嚴(yán)重退化。

3 治理方案

根據(jù)項目區(qū)廢棄稀土礦的現(xiàn)狀，本文從四個方面來概述治理方案：采剝區(qū)治理方案、尾砂堆積區(qū)治理方案、淤積區(qū)治理方案及土壤改良方案。

3.1 采剝區(qū)治理方案

采剝區(qū)內(nèi)坡體開挖、植被破壞，在雨水沖刷下產(chǎn)生水土流失；坡體開挖形成高陡邊坡、破壞原有地形地貌，產(chǎn)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。

可采取的治理措施主要是削方降坡、坡面整理、排水截水和植被恢復(fù)。根據(jù)現(xiàn)狀，對采剝區(qū)的治理設(shè)計：

坡高大于10m、坡度大于35°的采剝區(qū)開挖坡體，治理方案為“削方降坡+擋土護面+排水截水+植被恢復(fù)”；坡高小于等于10m或坡度小于35°的采剝區(qū)開挖坡體，治理方案為“削方降坡+排水截水+植被恢復(fù)”。

3.2 尾砂堆積區(qū)治理方案

尾砂堆主要由松散土體組成，直接暴露在地表，抗沖刷能力差，在雨水沖刷下很容易產(chǎn)生水土流失；土體松散，堆積形成的邊坡容易產(chǎn)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害；上述產(chǎn)生的水土流失物和崩塌、滑坡產(chǎn)生的物質(zhì)，在溝道聚集，在降雨的影響下，易發(fā)生泥流地質(zhì)災(zāi)害，并淤塞溝道，淹沒農(nóng)田土地。尾砂堆積區(qū)的治理措施主要由尾砂堆邊坡加固、坡面平整、截排水和植被恢復(fù)。

坡高大于10m、坡度大于35°的尾砂堆，治理方案為“擋土護面+削方降坡+排水截水+植被恢復(fù)”；坡高為小于等于10m、坡度小于35°的尾砂堆，治理方案為“削方護面+排水截水+植被恢復(fù)”。

3.3 淤積區(qū)治理方案

淤積區(qū)是由尾砂堆、采剝區(qū)中的松散土體在地表流水的沖刷下，以泥流等方式被搬運形成的。淤積區(qū)的治理措施是在適當(dāng)?shù)奈恢眯藿〝r砂壩，控制淹沒區(qū)的擴大。治理方案為：攔擋庫存方案，修建攔砂壩，形成尾砂庫系統(tǒng)，實現(xiàn)對淤積的有效控制。

3.4 土壤改良方案

結(jié)合以往及當(dāng)?shù)赝寥栏牧嫉某晒?jīng)驗，本次項目采用無機改良劑和有機改良劑相結(jié)合的方式進行土壤改良，即石灰+鈣鎂磷肥+有機肥。

研究表明，石灰對土壤中的PH值有顯著提升作用，土壤表面負(fù)電荷增加，使土壤對重金屬的親和性增加，進而提高土壤對重金屬離子的吸附。鈣鎂磷肥不僅能為植物提供生長所需要的養(yǎng)分，也可以提高土壤的PH值，降低重金屬在土壤中的活性，對重金屬離子具有拮抗作用，參與競爭植物根系上的吸收點位，抑制植物對重金屬的吸收。

4 結(jié)論

本文主要闡述了廢棄稀土礦礦山地質(zhì)環(huán)境的主要問題，并針對問題的空間分布分區(qū)，根據(jù)實際情況選取不同的治理方案。結(jié)合項目后期實施情況，本次治理方案取得了良好的治理效果，得到了較好的社會效益和環(huán)境效益，為科學(xué)、合理地指導(dǎo)和有計劃、分步驟地安排廢棄稀土礦礦山地質(zhì)環(huán)境治理工作提供技術(shù)支持，對贛州市乃至江西省的廢棄稀土礦礦山地質(zhì)環(huán)境的治理起典型示范作用。