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某铅锌矿区重金属污染治理工程设计

更新时间:2009-03-28

1 引言

矿山的开采使深埋地下的重金属矿物暴露于地表,通过选矿和冶炼,使矿物的化学组成和物理状态发生改变,并使部分重金属元素向生态环境释放和迁移[1]

矿产开采过程中产生的废石,冶炼废石中产生的废渣、尾矿等都会对环境造成污染,这些废弃物的任意堆放,使得废渣中的重金属物质淋溶下渗至土壤中,造成土壤的污染。由于技术、管理等原因的影响,我国资源开发中的生态环境问题严重。随着时间的推移,矿区环境中重金属不断积累,使矿区重金属污染日趋严重,因此,有必要对矿区含重金属的废石、废渣等进行妥善处理,以减少其对环境产生的危害。

水库的确权划界能从根本上解决库区周边村民或其他群体与水库管理单位之间长期的纠纷。其中,确权是指对管理范围的土地进行使用权证的申领,划界是指划定水库的管理范围。水库确权划界一方面能为水库的依法管理提供依据和保障,另一方面有利于增强库区周边群众的法律意识,保护其合法权益。

2 工程概况

该铅锌矿区位于湖南省永州市内,在数十年的开采过程中,存有旧窿口上百个,遗留矿渣高达18万t,堆放面积约20000 m2,矿区植被和生态环境遭到严重的破坏。本项目拟通过对旧窿口实行封堵,对遗留废渣实行原位安全处置,对破坏的生态环境实行植被恢复,使矿区污染消除,生态环境得以恢复。

3 项目区污染状况

3.1 废渣堆存现状

矿区内废渣主要为采矿废石、选矿尾砂及部分生活垃圾和其他废弃物,废渣对占地面积约20000 m2,平均堆积高度约4.7~4.8 m,废渣总量约18万t。项目区废渣堆存现状如图1所示。

3.2 废渣成分分析

项目区废石、尾矿的主要成分及浸出毒性分析结果,如表1所示。

  

1 项目区废渣堆存现状

 

1 铅锌矿废石及尾矿浸出毒性数据 mg/L

  

污染指标pH值PbCuZnCdHgAs废石浸出液7.080.270.0860.350.001L0.07尾矿砂浸出液7.450.430.11.030.003L0.15GB8978-19966~91.00.52.00.10.050.5

由表2可知,堆场周边土壤环境质量超出《土壤环境质量标准》(GB15618-2008)[3]征求意见稿二级标准要求,但在三级标准以内,土壤环境质量尚可。

3.3 土壤污染现状

矿区渣堆周边土壤污染调查结果如表2所示。

 

2 土壤监测结果 mg/kg

  

监测结果分析项目堆渣场下土壤堆渣场南100m处土壤堆渣场北100m处土壤土壤环境质量标准二级三级Cr251.3186.4175.3≤200≤300Pb364.4279.2263.1≤300≤500Zn461.2313.8324.0≤250≤500Cu56.457.650.5≤200≤400Cd0.460.320.30≤0.3≤1.0As14.413.513.1≤25≤30Ni24.320.521.6≤50≤200

表1中浸出毒性试验结果表明,各测定项目浓度均低于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)[2]中最高允许浓度限值,且pH值在6~9之间,据此可推判:本项目堆存的废石、尾矿均为第Ⅰ类一般工业固体废物。

4 主要工程设计

4.1 处理技术比选

目前,我国对废渣的处置方式主要为以下几种:①首先要尽量做好废渣资源有用组分的综合回收利用,采用先进技术和合理工艺对废渣进行再选,最大限度地回收废渣中有用组分,这样可以进一步减少废渣数量,提高资源利用率。②用废渣作为建筑材料的原料:制作水泥、废渣砖、瓦等。③用废渣修筑公路、制做路面材料和防滑材料、海岸造田等。④废渣填埋、尾矿库。⑤原位治理,废渣场复垦,种植农作物或植树造林。

根据以上几种废渣处置方式分析,大体可以概括为3类处理方案。一是资源综合利用,如方法①、方法②和方法③;二类是对废渣进行安全填埋,如方法④;三类是进行就地处置,如方法⑤。但从本项目的实际情况看,由于废渣属于一般工业固体废物,且产生历史长,大部分有用及有害重金属已经流失或者趋于稳定,基本没有回收冶炼价值,因此资源综合利用不可行。废渣就地处置与安全填埋相比在投资成本、运行维护等方面存在明显的优势,因此本方案拟对废渣进行原位就地处置。

4.2 工程实施方案

该铅锌矿区大部分废渣与废石混合堆放在一起,为第Ⅰ类一般工业固体废物,在稳定状态下这部分废渣和废石基本不存在环境污染风险,但在雨水、山洪的冲刷及人工和自然因素破坏下,有害重金属物质可能释放出来,对环境造成污染,且这部分废渣及废石量较大,堆存在山体顶部,降雨量增大时还会造成滑坡事故。因此本着经济合理、技术可行的原则,本项目拟对现有老窿口进行封闭,从源头截断污染来源,对废石渣实施削坡、护坡以及覆土绿化措施,同时在下游建设拦截设施(拦截坝),以达到消除环境风险和安全隐患的目的。

4.3 主要工程设计

4.3.1 窿口封闭

H.264没有明确规定编解码器如何实现,而着重定义了编码视频位流的语法和对这种位流解码的方法[12]。H.264编码器采用变换和预测的混合编码,输入的帧以宏块为单位被编码器处理。首先,帧内或帧间预测编码的方法来获得预测值;其次,当前宏块减去预测值得到残差宏块D,经过变换和量化后产生一组量化后的变换系数X,再经熵编码,与解码所需要的信息一起组成压缩后的码流,供3 G网络传输[13]。

称取每份5.0 g的刺葡萄皮,各加入0.4%盐酸溶液100 mL,于40℃恒温下水浴浸提20,40,60,80,100,120,140 min,过滤,于波长523 nm处测定刺葡萄皮花青素的OD值,确定浸提时间。

据调查,废石渣堆场堆体边坡较陡,坡度大都在60°~75°之间,为了防止水土流失,降低风险,在生态恢复前需要进行削坡治理及表面整形。边坡治理的方法通常有坡率法以及边坡加固法。根据本项目特点采用坡率法,修整边坡,清理边坡松石和不稳定的泥土,将废石渣堆体坡率降至45°以下,对局部不稳定块体应清除。当条件不允许或仅采用坡率法等措施不能达到稳定边坡的要求,需进行边坡加固。边坡加固的方法主要有抗滑桩、锚杆(索)、锚杆(索)挡墙支护、岩石锚喷支护、格构锚固、重力式挡墙、扶壁式档墙、注浆加固等。本项目拟采用锚杆(索)和喷射混凝土结合的方法进行边坡加固。开挖格构梁基槽,格构间距2.5~3.5 m,格构及横肋宽0.4~0.6 m;钉入锚杆。格构梁节点处设置ф25~ф28,一般长8~12 m的锚杆;支设格构梁模板并绑扎格构梁钢筋骨架,锚杆与钢筋骨架应焊接牢固;浇注混凝土。混凝土一般采用C20~C25,格构梁两边和斜向横肋下边设置厚、宽均为60 mm的拦水混凝土块。

根据调查,矿区现有老窿口上百处,老窿口井口大致尺寸为1 m×1.5 m。矿山已经停产,但仍有不法分子进行偷采偷挖,一方面容易造成安全事故,另一方面偷采偷挖的废石随意丢弃,破坏了生态环境,也加剧了环境风险。

4.3.2 渣堆削坡整形

为从源头降低环境污染和环境风险,本项目拟对所有已发现的老窿口采取封闭措施,用M10浆砌毛石直接封堵,即沿巷道用浆砌毛石砌筑3 m或5 m的墙体堵塞巷道。

因此,对于重要的双语版资料,航空公司应聘请行业内专业人士进行翻译工作,或由行业内专业人士对现有资料进行重新校正,避免以上情况的发生。此外,从业人员应注重英语阅读能力的培养,尽量阅读英文原版资料。

或许从楚墨再一次出现,她就注定要把身体交付给他吧?她得为几年以前所犯的错误付出代价,为几年以前母亲所犯的错误付出代价,更何况,她知道,她内心的那团火并没有彻底熄灭。三两点火星,楚墨添一把柴,那团火便燃起来了,越烧越旺,越烧越旺……

为降低渗滤液的产生量,同时为生态恢复提供土质条件,在经修整的废石渣堆体上进行覆土。参照《一般工业固体废物贮存处置场污染控制标准》(GB18599-2001)[4]以及矿山复垦及生态恢复的相关要求,对堆体覆盖结构由下至上依次为:防渗层、营养层。

(1)粘土保护层厚0.3 m,要求渗透系数小于1×10-7 cm/s,并在保持一定的含水率的条件下分层压实。

累积量的特征是所提出的PPF算法的基础。使用累积量法的原因在于当累积量应用于随机变量的线性组合时,累积量法可以有效地减少计算成本。在现实的系统中,许多变量(例如相邻的PV发电电源)可能高度相关。利用联合矩和联合累积量可用来分析系统中变量的相关性,当获得结果变量的累积量时可以近似的估计累积分布函数(CDF)[11]和概率密度函数(PDF)[12]。在本文中,选择Gram-Charlier级数展开式来近似估计目标变量的CDF和PDF。

4.3.4 生态恢复

(2)营养土层,厚度按0.3 m考虑,以利于植被种植和土地开发利用。

结合地形变化选用不同植物配置方式,在平地及缓坡区可灌、草地搭配,丰富植物层次,在边坡以保持水土为主,则可选用草本和小灌木为主。

4.3.3 覆土

4.3.5 拦砂坝建设

现有废石渣堆场三面环山,仅在堆场南侧有垭口。因此废石坝拟在现有堆场下游垭口处。采用一面筑坝,三面环山,具有坝轴线较短、坝工程量小等优点。依据《矿山设施设计规范》[5]规定,坝顶无行车要求,结合管理要求,确定坝顶宽度为3.0 m。

初步确定大坝高为12 m,按照《浆砌石坝设计规范》[6]规定,初步确定坝内坡坡比为1∶0.25,外坡比为1∶0.75。

德兴市在解决饮水安全问题中,根据当地的实际,饮水安全工程采取了三种型式,即自来水辐射区、自流引水区、大口井泵站供水区。截至2008年年底,德兴市兴建安全饮水工程总座数为312处。

5 项目实施效果

本项目实施后使约18万t的固体废渣得到妥善处置;同时采取覆土绿化后,渗滤液产生量大大减少,项目地下游地表水水质得到有效改善,消除了项目地现存的一大环境隐患,有效降低环境风险,降低环境风险事故发生几率,维护了区域生态环境安全[7]

6 结语

(1)本项目治理废渣主要为采矿过程中产生的废弃的矿石,经分析检测属于第Ⅰ类一般工业固体废物,因此,仅需对固体废物进行封场绿化处理。

(2)该项目环境效益显著,减少铅流失量约6 kg/年,锌流失量约12 kg/年。

图4所示为水厂A和B的水处理工艺流程中HHCB、AHTN、MK等3种合成麝香浓度及浓度总量的变化过程。在水厂A和B的整个工艺流程中,HHCB的浓度相对较高。在源头水中,HHCB质量浓度达到63.65 ng·L-1,而AHTN、MK的质量浓度分别为30.04、26.05 ng·L-1,HHCB质量浓度约为AHTN、MK的2倍,约占合成麝香总浓度的50%。在后续水处理过程中,3种合成麝香浓度均有所降低,而MK在混凝沉淀后均未被检出。由此可知,常规水处理工艺对合成麝香具有一定的去除作用。

(3)项目实施后,仍需加强对堆场周边地表水与地下水的定期监测。

参考文献

[1]郑 奎,李 林.我国铅锌矿区的重金属污染现状及治理[J].安徽农业科学,2009,37(30):14837-14838,14870.

[2]GB8978-1996,污水综合排放标准[S].

[3]GB15618-2008,土壤环境质量标准(征求意见稿)[S].

[4]GB18599-2001,一般工业固体废物贮存处置场污染控制标准[S].

[5]GB50863-2013,矿山设施设计规范[S].

[6]SL25-2006,《浆砌石坝设计规范》[S].

[7]孙 杰,刘骏龙,胡晶晶,等.广西锰矿区土壤重金属垂直分布和赋存形态分析[J].中南民族大学学报(自然科学版),2016(1):12~16.

 
吴霞,钟慧敏
《绿色科技》 2018年第08期
《绿色科技》2018年第08期文献

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