某废弃矿区环境调查与风险评估核心探究

某废弃矿区环境调查与风险评估核心探究

包奥运

江苏方正环保集团有限公司 江苏省 徐州市 221000

摘要：本研究为某废弃矿区土壤环境恢复与土地利用规划编制基础资料，对矿区土壤、地下水、地表水的污染情况进行了调查，并对土壤和水体的生物毒性进行了评价。结果显示，该地区的土壤中有一定的重金属污染，地表水和地下水中的重金属含量都很低，其中13. 8%的土壤点位对植物的萌发产生了“中性”毒性，而其他的则是低毒的；此外，在水体中没有发现对发光细菌的影响。本研究为制定矿山后期风险控制方案、治理与恢复工作打下基础，以保证土地质量达到设计要求。

关键词：废弃矿区；环境调查；风险评估

一、前言

矿业开发给矿区和周边环境带来严重的污染，引起了严重的地质灾难。据报告，由于采矿而造成的土地每年增加467平方公里。我国“重开发轻保护”的矿产资源开发与利用，造成了大量的废弃矿山，并造成了严重的生态环境问题。金属矿是人类活动中最主要的一种，它对人类的健康和环境构成了巨大的威胁。加强对这些场所的监测和管理，是改善生态环境、保护人类健康的关键。本课题中，某废弃矿山是一座以出产铁矿而著称的废弃矿山。矿区土地利用的类型较为完整，以建设用地为主，农业用地次之。由于该矿位于煤矿开采区，城市建设和采矿活动对耕地的大量使用，导致了占耕地的比例逐年下降。土地利用率高达99.9%，可供开发的后备用地数量非常少，不能进行大规模的开发。如果生产现场的土壤和地下水没有得到有效的处理，将会给周围的环境和人类健康造成危险。为此，本文对该矿山的环境风险进行了研究，并对其进行了环境风险评价。首先，通过现场勘查、取样、快速检测和化验，明确污染物清单、场地土壤和地下水中的污染物和污染范围，并对其进行生物毒性和生态风险评估，对规划用地模式下的危险程度进行评价，并从中筛选出高危险污染物，并确定高危地区，为某矿区土壤恢复与土地利用规划提供了基础资料。

二、材料与方法

某矿山所在地由于因矿建区，是一座具有代表性的工业城市。通过大规模机械化采矿，已累计开发出4亿6千吨以上的固体矿物，在边坡、废石等方面，设置了3个土壤监测点，并设置了3个地下水监测点（GW01~GW03）。在现场的环境条件下，对3个区域的地表水（DB01~DB03）进行了分析。现场取样层高为0~3.0 m，点深0~8.0 m。地下水的平均深度是20.6米。共收集了147份土壤样品（包括平行样品）和6份地下水样品（包括平行样）。收集到的样本，由监测单位和实验室进行主要污染物的检测和分析。

依据现场的历史数据，结合国家有关环保技术规范和标准要求，对监测指标的选取应遵循以下原则：以重金属为监测对象，对取样过程中发现的性状、气味和颜色异常的样品，加测挥发性有机污染物、半挥发性有机污染物的含量。本试验监测指标主要包括：1）土壤样品的监测指标为土壤理化特性（pH值、有机质含量、容重、含水率、颗粒密度）、 VOCs含量、 SVOCs含量、重金属含量（全量、有效态、浸出毒性）；2)地下水样品的监测指标为《地下水质量标准》GB/T 14848-2017；3)地表水样品的监测指标为《地表水环境质量标准》GB3838-2002中的基本项目。为了反映土壤污染对生态物种的影响，对一些土壤和地下水进行了生物毒性测定。

本研究利用HA-KANSON建议的潜在生态危险指标对矿区土壤重金属的影响进行评估，并以当地土壤环境本底值作为参考值进行了评估。

三、检测与分析

1. 场地污染状况

土壤中的重金属含量测定结果显示，该地区的土壤中存在着严重的砷污染。重金属的有效态是指植物对金属的吸附能力。通过对金属有效态的检测，可以更好地反映出矿区土壤中重金属的污染情况。通过对土壤中有效态重金属的测定，发现土壤中存在严重的铜污染，部分镍、铅、镉污染。根据《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》中 GB 36600-2018的规定，土壤中的浸出量都要比常规方法低得多。虽然浸出浓度并不能作为评价有害废弃物的唯一指标，但是根据该指标，可以对矿区土壤环境造成的危害作出初步的判定。根据以上的污染分析结果，目前矿区的土壤并不是有害的。

2. 场地生态风险

根据国际标准化组织（ISO）对费舍尔弧菌的发芽率和根伸长率的标定，以及 Bulish所建议的方法，将 Microtox的急性毒性分级进行了分类。土壤TH08点位1. 8 ～ 2. 0、2. 3 ～ 2. 5、2. 8 ～ 3. 0、3. 3 ～3. 5、3. 8～4. 0 m的土壤对卷心菜有一定的毒性作用，其他点的土壤对卷心菜的生物毒性均为低毒及以下。对于水体来说，所有的水体样本都具有较小的生物毒性危险。因此，应特别注意的是TH08点位1.8~4.0 m的土层，可能具有一定的生物毒性。通过对各点金属的有效态分析，可以看出，在过渡层区，铬、铜、镍等金属的有效态浓度高于其它金属。这表明，重金属对土壤的生物危害是很大的，这是由于高含量的重金属容易被根系所吸收，从而阻碍了根的萌发和生长。以上分析表明，中间层土壤存在着一定的生态危险，而其它采样点则可以忽略不计。而在生物效应试验中，控制组选择的是表层土，而表层土与深层土之间，除了金属的污染特性不同之外，其有机质/质地也存在着一定的差别，因此，深层土的化学成分可能是导致上述生物效应的一个重要因素。

3. 风险防控建议

现场调查和评价结论是以现场调查取样、检测分析为基础，只能反映调查地点和调查深度的土壤和地下水的污染状况。现场调查发现，现场某些地方土壤中重金属含量过高，有些地方的土壤生态危险性很大，有效态也很高。在调研和风险评价结果的基础上，依据科学、可行、安全、经济性等基本原则，对某矿区进行了防治工作。由于土壤中某些地区土壤中的砷含量过高，以及某些地区土壤中铜、镍、锌、铅、镉的有效态含量高，因此，可以采取覆盖措施，以防止污染进入超标区域；针对高有效态危险区的监测，采取了监测井、沉砂池、生态截流沟等措施，以预防土壤污染的迁移与扩散。主要监测对象为土壤、地下水、地表水，主要包括重金属铜、镍、锌、铅、镉等。在生态风险控制上，可以采取治理不稳定边坡、回填覆土、修建生态截洪沟、定期监测等方法来减少生态风险。

四、结语

自2000年起，中国地质调查局组织了两次全国矿山环境调查，对我国废弃矿山现状进行了初步摸底，为下一步开展废弃矿山生态修复奠定了基础，由此可见，对废弃矿山进行勘察和危险评价是非常有必要和必须予以关注的，必须加大力度，增强保护。

参考文献：

[1]林婧,农泽喜,陆昱含,郭尚其,黄伟.广西某锰矿区生态环境调查及修复治理研究[J].矿产与地质,2021,35(04):770-774+798.DOI:10.19856/j.cnki.issn.1001-5663.2021.04.020.

[2]王涛. 内蒙古准格尔矿区环境地质调查及环境治理综合研究[D].中国矿业大学,2021.DOI:10.27623/d.cnki.gzkyu.2021.001057.

[3]李冠.矿区地质环境调查进展与问题探讨[J].中国金属通报,2019(08):153+155.

[4]黄艺, 攀枝花矿区地质环境调查评价与生态修复集成技术. 四川省,成都理工大学,2018-12-16.

[5]安志宏,吴春明,孙禧勇,杨怡,王亚娟.基于“高分二号”卫星影像的砂金矿区环境地质调查[J].航天返回与遥感,2017,38(06):107-112.

[6]于扬,王登红,田兆雪,黄凡,赵芝,孙艳,李德先,何晗晗,邓茂春.稀土矿区环境调查SMAIMA方法体系、评价模型及其应用——以赣南离子吸附型稀土矿山为例[J].地球学报,2017,38(03):335-344.