建立“用—堵—疏—治—管”技术模式，解决酸性涌水问题
2024-11-01 14:34来源： 中国环境报编辑：轩瑞雪
近日，走入浙江省丽水市遂昌县花园岭的山林中，橙黄的落叶与绿意盎然的枝叶交相辉映。沿山而下，杨梅岗溪水顺势流淌，在清澈的水潭里，不时能看到成群鱼类在游动。
多年前，因流经废弃黄铁矿区，杨梅岗溪曾被酸性废水所污染，周边地下水和下游梧桐源水库等区域，也都不同程度受到影响。
“经过治理后，现在水体中主要污染指标pH值、锰、锌等已经符合《污水综合排放标准》（GB8978—1996）一级标准。”一直跟踪治理工作的丽水市生态环境局遂昌分局副局长潘来根回忆道，“在过去，这样的治理效果是想不到的。”
废弃矿区不断产生酸性废水，地下水污染治理难
据介绍，黄铁矿区位于遂昌金矿国家矿山公园内，20世纪70年代中期停止开采。
废弃后，这里遗留了大量地下采空区、坑道和废石堆场，矿区岩壁表面含有大量硫化物，加之山谷间还有含硫废石渣场，经雨水淋滤、氧化、溶浸、水解后，持续产生富含重金属的矿山酸性污水，污染地下水或排入地表河流，严重影响周边环境。
尽管当地政府和企业已进行了30多年的综合治理，“显性”的地表污染源基本得到控制，但“隐性”地下污染源产生的酸性涌水问题一直未能“根治”。
“废弃矿山采空区地下水污染导致的矿山酸性废水问题由于成因复杂，实际情况多变，是矿山环境治理工作中的难题。”南方科技大学副教授、国家环境保护流域地表水—地下水污染综合防治重点实验室副主任杨丽红表示，地表水和浅层地下水并非完全相隔，而是相互联系、频繁转化。加上黄铁矿区地下矿硐（指采矿活动中挖掘的地下空间，用于矿石的开采和提取）分布不规律，像是看不见的“地下迷宫”，地下水流会沿着地缝向下流动，更增加了污染治理的难度。
2020年3月，遂昌黄铁矿地下水污染治理工程被列为生态环境部首批地下水污染防治试点工程项目之一，针对历史遗留黄铁矿区存在的地下水污染问题，全面开展综合整治。
“地下水的污染在无形中会造成地表径流的污染。所以说，治理工程需要针对矿区几个污染源头开展，切断病灶，才能有效减少污染。”杨丽红介绍。
践行绿色低碳理念，就地取材以废治污
据专家介绍，遂昌黄铁矿区地下水污染治理工程主要采用对废弃矿井回填、废石堆场防渗覆盖方式方法推进，通过尽量隔绝酸性废水产生条件来控制地下水污染源。
“为此，我们开展了矿山酸性废水机理研究、采空区充填材料研究、系统模型构建等一系列工作，建设了整套地表—地下水文监测及水质监测系统。”潘来根说，“项目共分三期实施，污染源头得以削减，污染途径得以控制，监测显示，剩余水量通过末端处理，水体的颜色开始淡化，径流排入堆场下游池塘的地下水已完全达标。”
据了解，该工程对井下采空区的充填材料，主要采用了矿区的铅锌尾砂和萤石矿尾砂，在大幅度降低成本的同时，也削减了矿区尾矿库固废存量，提升了尾矿库安全系数。
“我们探索建立了‘用—堵—疏—治—管’的绿色低碳循环地下水污染治理技术模式。”丽水市土壤与固体废物管理中心主任楼激扬介绍，“使用充填管道对准事先选定的区域，把含有尾砂的混凝土注满部分矿硐采空区，或通过喷浆方式覆盖到岩壁上，以减少矿硐内的含硫矿物与空气接触、雨水淋滤的概率，最终达到降低酸性废水产生量的目的。”
据悉，黄铁矿区试点工程完工后，井下采空区充填量达30余万立方米，清理巷道8176米，处理酸性废水272余万立方米，矿硐内酸性污水涌水量已减少73%。
“对堆存在矿区山谷中的黄铁矿废石，我们选择适宜的地下采空区，通过‘共同体’充填的形式消纳部分废石。”楼激扬介绍，“部分粒径满足要求的废石与电石渣（碱性）混合，作为废石堆场防渗覆盖材料，既中和了流出来的酸性水，起到‘阻断’的效果，又利用增加的方量进行堆场整形。”
在废石堆场防渗覆盖措施实施后，雨污分离较为彻底，该处的酸性渗滤液削减量约为92%。后续的末端治理工程在今年4月建成，出水水质达到了预期目标。
今年6月，黄铁矿区地下水污染治理试点工程（三期）竣工顺利验收，该试点工程项目也通过了整体验收。
建成矿山酸性涌水治理科普基地，与旅游业融合发展
“工程的实施，从源头上基本解决了整个流域的矿山酸性涌水污染问题。”楼激扬介绍，“当地还结合治理工作建设了科普基地，将污染防治攻坚成效与旅游业发展相融合。”
据悉，科普基地由室内、户外和井下三个展示单元构成，保留矿区原有矿硐外观和运矿火车轨道，展示关键治理技术实施现场，通过互动沙盘模型等多元形式，生动展现矿山酸性涌水形成过程、环境问题和治理模式。
在黄铁矿区540平硐采矿通道，一段由旧矿区遗留平硐采矿通道改造的150米长井下展厅，真实展现了黄铁矿矿脉、探矿遗迹、裂隙水流、封堵及充填技术等。
“这段通道仅有1.5米高且需‘左右逢源’才能通过的地方，如今已封闭，填充材料已注满采空区。”兼任科普基地负责人的杨丽红，在井下展区指着裂隙水流介绍，“你看，从矿硐裂隙流出的水量已经很少了，后续通过水渠进入末端处理设施，处理后变成清澈的水。”
下一步，丽水将积极总结遂昌黄铁矿地下水污染治理工程实施经验，形成可复制可推广的技术模式，争取为南方丘陵地区推进地下水污染防治工作提供样板，助力实现生态环境持续改善与区域经济发展互利共赢。
