鐵礦土壤環(huán)境的監(jiān)測研究

王 榮

（忻州市生態(tài)環(huán)境局東部區(qū)域監(jiān)測技術(shù)保障中心，山西 忻州 034000）

0 引言

我國雖然土地面積遼闊，不過可直接利用的土地資源相對較少，同時受到采礦行業(yè)、化工行業(yè)等方面對土壤的污染，目前我國的土壤環(huán)境保護工作面臨著較為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，需要基于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和生態(tài)文明建設(shè)需求，做好土壤的監(jiān)測和保護工作。針對鐵礦方面的開采而言，容易對周圍土壤造成較大的破壞，具體在重金屬的污染下，不利于實現(xiàn)對土壤的保護。因此，結(jié)合我國有關(guān)土壤污染與保護的法律，同時參考土壤保護對礦山管理和經(jīng)營的價值，有必要進行鐵礦土壤環(huán)境的監(jiān)測與應(yīng)對研究。

1 鐵礦工程概況

為了清楚了解鐵礦山對土壤的污染，本文以某地區(qū)的鐵礦山為例進行土壤污染監(jiān)測分析。該鐵礦山為特大型鞍山式沉積變質(zhì)鐵礦床，在實際的生產(chǎn)中包括采礦場、選礦廠與尾礦庫等區(qū)域，整體的采選原礦規(guī)模較大，為1 600 萬t/a。在氣候方面平均氣溫18 ℃；年降雨量1 352 mm；年均風(fēng)速為2.2 m/s。其中尾礦庫主要堆放鐵礦和有色金屬冶煉廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的尾礦廢渣。

具體的土壤環(huán)境監(jiān)測流程可以參考圖1。結(jié)合圖1 所示，在完成監(jiān)測報告出示后，為了體現(xiàn)其價值，還需要將其報備給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境部門并給予公開，進而在社會及政府的監(jiān)督下，實現(xiàn)對土壤污染的控制。一般在監(jiān)測報告的報備中會同現(xiàn)場施工采樣記錄、監(jiān)測方案、分析測試結(jié)果和質(zhì)控記錄等[1]。

圖1 鐵礦土壤環(huán)境的監(jiān)測流程

2 土壤環(huán)境監(jiān)測

2.1 監(jiān)測方案編制

1）需要基于重點行業(yè)企業(yè)的用地調(diào)查基礎(chǔ)信息，同時進行實際的鐵礦企業(yè)位置、規(guī)模和成立時間等信息的收集，進而對功能地塊進行劃分；

2）需要了解鐵礦企業(yè)中實際的設(shè)備布局和應(yīng)用情況，重點對選礦生產(chǎn)廢水處理和收集回收系統(tǒng)進行關(guān)注，流入危險廢物存放地、濃縮池和尾礦庫等，對實際的污染做好了解，實現(xiàn)對疑似污染區(qū)域的識別；

3）需要鐵礦企業(yè)結(jié)合工業(yè)廠區(qū)巖土工程勘察數(shù)據(jù)和地層基本情況，對土壤監(jiān)測的鉆孔深度進行明確。結(jié)合該鐵礦的實際情況，具體的土壤鉆探深度設(shè)計在5 m 左右，部分鉆探施工需要結(jié)合地下設(shè)施的位置再深入1～2 m。需要注意的是，尾礦庫的土壤鉆探也需要控制在5 m 左右；

4）在完成現(xiàn)場的數(shù)據(jù)收集和資料匯總后，將土壤環(huán)境監(jiān)測方案經(jīng)專家團隊進行評審修改，進而確保鐵礦土壤環(huán)境監(jiān)測方案具有可靠性。

2.2 監(jiān)測樣品采集

1）先明確采樣計劃。具體到各物資準(zhǔn)備、技術(shù)準(zhǔn)備和安全工作的準(zhǔn)備，同時對土壤鉆探、地下水采樣井的建設(shè)時間進行明確，最后對監(jiān)測人員、監(jiān)測流程和注意事項進行明確；

2）在采樣施工中，需要在土壤和地下水的鉆探中借助SH-30 沖擊鉆進行探測，且在鉆探的全過程中需要全孔套管跟進。在借助SH-30 沖擊鉆獲得土壤樣品后，借助竹鏟取重金屬與SVOC 樣品，一般SVOC樣品需要利用專用非擾動取樣器完成取樣；

3）采樣過程需要質(zhì)控單位陪同，確保針對鐵礦土壤環(huán)境的監(jiān)測工作具有可靠性，同時在鉆探完成后需要利用現(xiàn)場監(jiān)測儀器進行一次檢測工作，基于實際的快速檢測結(jié)果增強對土壤樣品的篩選和送檢質(zhì)量；

4）關(guān)注井下水采樣中的采樣井建設(shè)，具體需要強調(diào)對填充濾料、下管、鉆孔、密封止水、成井洗井、井臺構(gòu)筑和封井等方面的施工建設(shè)。同時在采樣前進行洗井工作，最大程度避免對井內(nèi)氣體的影響，預(yù)防氣爆和氣提、氣曝，且要關(guān)注樣品的存放與保存[2]。

2.3 樣品流轉(zhuǎn)保存

在完成監(jiān)測樣品采集后，需要關(guān)注樣品的流轉(zhuǎn)和保存，確保樣品具有較高的質(zhì)量，能在檢測中體現(xiàn)最真實的地下土壤污染程度。一般需要在現(xiàn)場的土壤采樣中做好樣品的編號工作，同時在完成樣品的采集后需要及時放入帶有藍冰的保溫箱中，避免因為溫度的影響降低土壤樣品的原本性質(zhì)。最后，需要在采樣后及時送到實驗室與外控實驗室，且強調(diào)樣品運輸中一直處于冷藏狀態(tài)，確保樣品具有原本屬性。

2.4 樣品檢測化驗

在實際獲得65 處樣本后，需要進行有效的土壤、地下水檢測化驗，具體的化驗需要結(jié)合國家相關(guān)的檢測規(guī)范，例如《土壤環(huán)境質(zhì)量 建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)》和《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》等法規(guī)，同時化驗內(nèi)容既需要包括土壤酸堿度，也需要對其中的重金屬（鉻、銅、汞、錳、鋅、鎳等）進行檢測，此外，結(jié)合化驗需求也需要包括土壤中的揮發(fā)性有機物、半揮發(fā)性有機物和石油烴類等物質(zhì)的檢測。需要注意的是，要保存原始化驗數(shù)據(jù)并及時具土壤環(huán)境檢測檢測報告。在得到數(shù)據(jù)后，需要對其數(shù)據(jù)可靠性進行分析，基于平行雙樣的相對偏差進行數(shù)據(jù)的質(zhì)量評價，將在允許范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)評定為可接受結(jié)果，反之需要對檢測數(shù)據(jù)進行作廢處理。

2.5 監(jiān)測結(jié)果分析

結(jié)合以上監(jiān)測方案的編制、監(jiān)測樣品的采集、樣品流轉(zhuǎn)的保存和樣品檢測化驗等流程，最終可以得到土壤的環(huán)境污染數(shù)據(jù)，具體可以參考表1。

表1 治理前的土壤環(huán)境監(jiān)測

3 注意事項及防治策略

3.1 注意事項

第一，在開展土壤環(huán)境監(jiān)測時，既需要做好自身的防護安全工作，也需要在鉆孔監(jiān)測時不影響鐵礦企業(yè)的實際生產(chǎn)，且減小鉆孔對地下管線的影響；第二，需要在進行采樣環(huán)節(jié)中，要求對土壤巖芯進行統(tǒng)一的集中處理，同時在鉆機施工和樣品箱存放等地點做好警示彩條的布防與鋪設(shè)，避免影響周邊環(huán)境；第三，需要關(guān)注土壤環(huán)境監(jiān)測所用到的耗材和儀器設(shè)備，需要做好維護保養(yǎng)工作，同時對監(jiān)測過程產(chǎn)生的廢物進行分類回收，其中采樣中的廢樣可現(xiàn)場回填到采樣孔周圍[3]。

3.2 修復(fù)方案

針對土壤的污染一般有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)三種方法，其中化學(xué)修復(fù)是加入化學(xué)改良劑轉(zhuǎn)變土壤重金屬的化學(xué)價態(tài)和存在形態(tài)，進而使其固化、鈍化；物理修復(fù)是借助換土、翻土和熱處理等方法使土壤中的重金屬穩(wěn)定化；生物修復(fù)是借助一些動植物的生長對土壤重金屬進行吸收，然后進行集中處理。為了提高鐵礦周圍土壤的重金屬污染處理效果，需要綜合利用以上三種修復(fù)方法，重點突出植物修復(fù)法和翻土修復(fù)法的應(yīng)用。結(jié)合治理一段時間后的土壤環(huán)境再監(jiān)測數(shù)據(jù)，綜合治理效果明顯。修復(fù)后的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以參考表2。

表2 治理后的土壤環(huán)境監(jiān)測

4 結(jié)語

隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷推進，在當(dāng)前煤礦、鐵礦等行業(yè)的高速發(fā)展系，需要結(jié)合國家相關(guān)的環(huán)保法律需求，積極做好環(huán)境保護工作。以鐵礦中的土壤環(huán)境監(jiān)測工作看，實際的鐵礦生產(chǎn)會對土壤造成較大的污染，具體在As、Cu、Pb、Cr、Zn、Ni 等重金屬的污染下，既不利于落實國家要求的環(huán)境保護工作，也會對周圍動植物及人民造成一定影響，需要在有效做好土壤環(huán)境監(jiān)測工作后，為落實對應(yīng)的土壤污染處理方案奠定基礎(chǔ)。通過綜合性的土壤污染治理，經(jīng)過實際環(huán)境監(jiān)測，有效治理土壤污染。