尾礦庫突發水污染事件環境應急處置措施及應用示范*

王亞變 薛麗洋 劉 佳 王金相

(1．甘肅省生態環境應急與事故調查中心，甘肅 蘭州 730030；2．蘭州城市學院城市環境學院，甘肅 蘭州 730070)

截至2020年，我國共有尾礦庫近8 000座，總量居世界第一[1]。尾礦庫中含有大量重金屬污染物，對周邊水體及地下水具有潛在污染風險。重金屬進入水體后會造成嚴重的水生態環境破壞和經濟損失，由于其具有隨水自然流動的特性，造成的污染往往伴隨跨國界、省界的特征，威脅沿河群眾飲水安全，是國家重點環境監管對象和環境風險防控對象。當前，我國尾礦庫環境安全形勢依然嚴峻，2012—2017年我國發生重大等級突發水污染事件共18起，其中因尾礦庫導致的突發水污染事件有6起，占比33%[2]。科學高效的應急措施是及時妥善處置突發事件的“核心”，開展尾礦庫突發水污染事件應急處置措施研究具有現實意義。

2005年松花江水污染事件后，突發水污染事件的應急處置研究取得了積極發展，但針對尾礦庫突發水污染事件開展的研究相對較少，現有研究成果以尾礦庫環境污染日常管理建議為主[3-4]。王云等[5]、張曉健[6]對尾礦庫突發水污染事件的應急處置進行了簡單介紹，但并未進行深入的探索研究，無法滿足突發事件應急處置的現實需要。為此，本研究在總結梳理近十年全國尾礦庫突發水污染事件典型案例后，對應急處置實踐經驗和面臨的問題進行總結，提出了處置該類事件的常用應急措施及整體思路，以及主要應急處置措施技術要點和工程修筑方式，并選取國內兩起典型案例進行應用示范，從而形成了一套完整可行的尾礦庫突發水污染事件應急處置技術方法體系。

1 尾礦庫突發水污染事件應急處置面臨的考驗

1.1 應急處置人員業務能力要求高

尾礦庫突發水污染事件誘因復雜，尾礦輸送和回水系統泄漏、排洪溢洪系統泄漏滲漏、壩體損壞(壩體管涌、裂縫和潰壩等)以及尾礦水超標外排都可能導致次生突發環境事件，但壩體垮塌和排洪溢洪系統故障是尾礦庫突發水污染事件的主要誘因[7]。復雜的事件誘因和突發事件的突發性、隨機性特點，使得事件處置時間緊迫，必須立即采取有效措施控制事態發展。這就要求現場應急指揮人員盡快做出綜合研判，短時間內完成人員疏散救治、響應啟動、處置方案制定、救援隊伍和物資調配等工作；要求一線應急人員能夠按照制定的處置方案采取系列具體措施去除污染物，因此現場應急人員需具備一定的業務能力和實踐經驗。

1.2 現場應急處置難度大

處置技術方面，我國突發水污染事件應急處置技術研究基礎薄弱，污染物應急處置的理化機理分析、快速決策、工程實施以及設備研發制作等方面缺乏長效的研究投入和成果轉化機制，目前尚未形成體系[8]，一些研發應用成熟的水處理技術在應急現場往往“水土不服”，處理效果不佳，需在處置現場邊實驗邊應用，延誤了最佳處置時間。實踐經驗表明，單一處置措施難以有效控制并去除污染物，需要多種措施綜合運用以提高處置效率，然而目前對復合技術措施的研究相對匱乏，且同樣的復合技術措施受泄漏量、水文水質、時空、物資、周邊敏感目標等因素影響，對不同事件的處置效果存在較大差異，這進一步增加了現場處置難度[9]。

1.3 后期修復難度大

嚴重的尾礦庫突發水污染事件可能對受污染區域或流域生態系統造成嚴重破壞，造成公共、私有財產損失。此外，針對重金屬污染的應急處置手段多為投加化學藥劑使重金屬形成絡合物或沉淀物沉淀，但這種手段不能將重金屬完全去除，在一定環境條件下重金屬會再次釋放形成二次污染[10]。藍郁等[11]研究發現，2013年廣西賀江鉈鎘污染事件應急處置達標后，部分重金屬在洪水期重新釋放進入水體，需要持續進行河道清淤和生態修復。

2 尾礦庫突發水污染事件應急處置思路

根據尾礦庫突發水污染事件的發展過程及特點，設計應急處置流程，具體框架見圖1。

第1階段為應急響應階段。突發事件發生后，尾砂會沿一定通道源源不斷進入水環境，若能第一時間采取切斷或控制污染源的必要措施，可有效防止污染擴大。因此，建議突發事件發生時，事發單位要將事故信息及時報告相關部門確保及時啟動應急響應，負責事件處置的各級政府成立組織指揮機構行使政府應急權，并下設處置組、監測組、專家組、協調組等工作小組，按照任務分工開展應急處置。在該階段，事故企業的環境安全意識尤為重要，需在突發事件第一時間主動做好先期處置、信息報告工作。

圖1 尾礦庫突發水污染事件應急處置流程框架Fig.1 Process framework of emergency treatment of sudden water pollution incidents in tailing pond

第2階段為現場應急階段?，F場勘查是應急處置工作的基礎，需查明污染物種類、泄漏量、事故企業基本情況，了解事發地區地形地貌、河流水文水質、沿河敏感目標(居民、飲用水源地等)等資料，經綜合研判后制定科學有效的應急監測方案和應急處置方案，進而實施處置方案。在該階段，應急處置指揮機構要第一時間公開事件信息，持續發布處置進展，解答公眾質疑，正確引導輿論，避免事件引起社會恐慌。值得注意的是，信息報告、應急監測、信息公開應貫穿應急處置全過程；各類應急處置措施和監測方案隨事態發展也需不斷優化更新。第3階段為事件應急處置結束后的后期工作階段。該階段的重點是調查突發事件原因，確認事件性質，認定事件責任；損害評估是對突發事件環境影響與損失進行評估，總結經驗教訓，防止類似事件再次發生。善后處置主要是制定河道修復治理措施，修復和恢復污染段水生態環境。

3 尾礦庫突發水污染事件常用應急處置措施

3.1 應急處置措施原理、特點

通過對2010—2020年國內典型尾礦庫突發水污染事件的梳理總結，發現常用應急處置措施主要有源頭封堵、筑壩攔截、水利調蓄、技術降污、河道清污等。各項應急處置措施的原理、操作方式、特點及注意事項見表1。

3.2 應急處置措施修筑方式和技術要點

應急處置措施工程部分的修筑是決定應急處置措施能否發揮作用的關鍵。借鑒本課題組前期參與的2015年隴星銻業尾礦庫尾砂泄漏事件和2020年伊春鹿鳴礦業尾礦庫泄漏事件應急處置案例，詳細介紹主要應急工程措施修筑方式和技術要點。

3.2.1 源頭封堵

重金屬采礦行業的泄漏事故都是通過渠道或大型管道發生，在封堵泄漏點時應先使用沙包沙袋對渠(管)道進行初步封堵截住主流水，再立即用硫鋁酸鹽水泥將沙袋之間封堵、加固。2015年隴星銻業尾礦庫泄漏事故中，處置人員及時封堵溢流井，杜絕溢流井內尾礦漿繼續泄漏；通過開挖防滲溝渠、修建防滲壩體對事發地上游清水進行引流，同時對尾礦庫上游溪水進行截流以減少入庫水量；截流尾礦庫上游山泉水，阻止其進入排水涵洞沖刷殘存尾礦漿；在尾礦庫排水涵洞排水口周邊設置圍堰和防滲池，攔截處置涵洞滲出的高濃度污水。

表1 尾礦庫突發水污染事件應急處置常用措施Table 1 Common measures of emergency treatment of sudden water pollution incidents in tailing pond

3.2.2 筑壩攔截及引流

筑壩主要分為臨時土石壩、應急平板支墩壩、特殊功能壩3類。土石壩施工使用的工具相對簡單，資金投入比較少，筑壩采用的材料可以在河道就地取材，筑壩條件要求比較低，適應范圍廣，施工時間短，是一種常用的筑壩方式。當河水流量小時，也可直接用砂石填充的麻袋進行堆建，水流量大時可考慮采用橡膠壩。

引流有河道外引流與河道內引流兩種方式，可根據水量大小與具體地理環境情況選擇使用。污染河段較短時一般采用河道內引流，即先在小河上游建造清水壩，采用鋼管或其他管道將清水壩攔截的清水引流至污染區下游(見圖2)，使用管數量以能將上游清水暢通引至事發地下游為原則。當污染河段過長、水量過大或者無法實施河道內引流時，可以采用河道外引流，即在河道外側開挖一條應急渠或鋪設管道，將上游清水引入下游未污染河流中(見圖3)。

圖2 河道內引流Fig.2 River drainage within the channel

3.2.3 投藥降污

突發水污染事件涉及重金屬污染時，一般采用化學混凝沉淀法降低水體中重金屬濃度，針對不同重金屬一般使用不同的化學藥劑，具體見表2[12]。投藥降污主要包括溶藥和加藥兩部分內容，其中涉及的工程措施為修筑溶藥池、架設加藥設施、制作加藥管。由于液體危險物品無法通過高速公路運輸及時使用，應急現場大多采用固體藥劑，使用前需要溶解，所以需在投藥點配套修建溶藥池，池內鋪設防水布，采用水泵抽水循環攪拌或者挖掘機、人工攪拌，冬季氣候條件藥劑溶解速度慢時，需要加熱與保溫。隴星銻業公司尾礦庫尾砂泄漏事件中采取了在溶藥池水面上漂浮若干內置燃燒木炭(或煤炭)的鐵皮桶進行加熱；伊春鹿鳴礦業尾礦庫泄漏事件中使用電熱棒加熱。加藥管一般分為穿孔加藥管、非字型加藥管和多管加藥，將溶解好的藥劑通過水泵和管道架設到修筑壩體上即可進行加藥，也可架設在橋梁、閘壩上加藥。

圖3 河道外引流Fig.3 River drainage outside the channel

4 結論與建議

針對尾礦庫突發水污染事件現場應急處置實踐經驗不足的現狀，梳理總結2010—2020年國內發生的23起典型尾礦庫突發水污染事件應急處置經驗和做法，提出了常用的應急處置措施及其原理、特點和應用中的注意事項，闡述了應急處置現場主要應急工程措施的修筑技術要點。為減輕尾礦庫突發水污染事件產生的環境影響，建議從以下3個方面加強尾礦庫突發水污染事件的環境應急處置能力：

表2 常用的化學混凝沉淀處置工藝Table 2 Common technology of chemical coagulation sedimentation

(1) 多方位提升應急處置整體能力。督促尾礦庫企業落實環境安全主體責任，開展環境風險隱患自查整治，防止隱患變事故；提升環境應急預案可操作性，預案中必須明確企業信息報告程序、先期處置措施，必要時針對各個風險源制定應急處置操作卡；結合企業環境風險評估結果，針對各種環境風險物質，特別是重金屬元素儲備必要的應急物資，同時加強環境應急演練和培訓，加強降污過程可能使用的復合技術的應用實踐，熟練不同情景下應急措施實施的條件和具體方法，以及多種處置措施綜合運用的決策依據，提升環境應急管理人員應急處置技能，確保發生突發環境事件后能夠有條不紊地開展響應工作。政府及主管部門要主動強化技術研發，組織技術力量做好轄區內可能發生的重特大尾礦庫突發水污染事件情景預測，提前做好預案。

(2) 提升尾礦庫流域級風險防控。做好“查信息、找空間、定方案”等應急準備與響應工作，調查掌握河流水文水利基礎信息，確保事發后能快速確定污染前鋒，厘清污染物遷移轉化規律。日常管理中找到能使污染團與清水隔離的空間，編制“一河一策”，提前確定應急措施。針對尾礦庫流域風險防控，按照“屬地管理”的原則，建議當地政府結合尾礦庫周邊地貌、河道等特點，因地制宜、通盤考慮，利用流域現有水利工程設施和提前確定防控措施預設點等措施，形成流域風險防控工程體系，一旦污染物進入水體則立即啟動防控工程或在預控點快速建立起臨時防控工程，迅速實施堵、攔、導、疏、治等措施，將污染物控制在河流一定區域內，為事件處置爭取時間。

(3) 加強流域、區域、政企、政民聯動，構建“大應急”格局。突發環境事件應急處置是一個綜合系統，需物資保障、信息保障、技術保障、專家和專業技術單位支援指導，要解決環保部門單獨應對的局面，強化應急聯動機制建設，提升應急協調處置能力。目前，多省已簽訂了跨區域、流域及上下游突發環境事件應急處置聯動協議，如長三角地區跨界環境污染事件應急聯動協議、黃河甘寧蒙段跨界突發環境污染應急響應聯動協議等。2020年，生態環境部與水利部聯合印發了《關于建立跨省流域上下游突發水污染事件聯防聯控機制的指導意見》，為上下游共同應對突發水污染事件提供了政策支持。事件處置需要企業和當地群眾一同參與到一線應急處置工作中，因此應通過宣傳及日常聯動不斷提升群眾和企業在險情面前的社會責任和綜合應變能力，構建政府主導、部門聯動、專家支撐、民眾參與、企業擔責、市場協作的全方位立體化的應急聯動機制。