工业废渣填埋废弃矿坑复垦过程中的地下水环保措施研究

Ｖｏｌ.４０ꎬＮｏ.６Ｎｏｖ.ꎬ２０１８

工业废渣填埋废弃矿坑复垦过程中的

地下水环保措施研究

王宁１ꎬ程磊１ꎬ陈郁２

(１􀆰大连理工加华环境科技有限公司ꎬ辽宁大连　１１６０２４ꎻ２􀆰大连理工大学环境学院ꎬ辽宁大连　１１６０２４)

摘要:尽管目前废弃矿坑复垦有多种形式ꎬ但实际操作中均存在很多难点ꎮ通过以一般工业固体废物对废弃矿坑进行回填ꎬ在恢复矿坑原地貌后进行绿化ꎬ可实现一般工业固体废物安全处置与废弃矿坑生态治理同时进行的目的ꎮ通过分析复垦过程中的地下水环境影响ꎬ提出建立防渗、收集、监控、响应等一系列的地下水环境保护措施ꎬ确保将地下水环境的影响降到最低ꎮ关键词:一般工业固体废物ꎻ废弃矿坑ꎻ复垦ꎻ地下水ꎻ保护措施ＤＯＩ:１０.１４０６８/ｊ.ｃｅｉａ.２０１８.０６.０２２

中图分类号:Ｘ７５　　　文献标识码:Ａ　　　文章编号:２０９５－６４４４(２０１８)０６－００９４－０３

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｓｆｏｒＧｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎＲｅｃｌａｍａｔｉｏｎｏｆＡｂａｎｄｏｎｅｄＭｉｎｅｓｂｙＵｓｉｎｇ

ＧｅｎｅｒａｌＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＳｏｌｉｄＷａｓｔｅｓ

(１.ＤＵＴＣａｎ￣ＳｉｎｏＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＤａｌｉａｎ１１６０２４ꎬＣｈｉｎａꎻ

ＷＡＮＧＮｉｎｇ１ꎬＣＨＥＮＧＬｅｉ１ꎬＣＨＥＮＹｕ２

Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｗａｙｓｔｏｒｅｃｌａｉｍａｂａｎｄｏｎｅｄｍｉｎｅｓꎬｍａｎｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓａｒｅｉｎｖｏｌｖｅｄｉｎｐｒａｃｔｉｃａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ.Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒꎬｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｒｅｃｌａｉｍｔｈｅａｂａｎｄｏｎｅｄｍｉｎｅꎬａｎｄｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｌａｎｄｆｏｒｍｏｆｔｈｅｍｉｎｅｗａｓｒｅｓｔｏｒｅｄ.Ｔｈｅａｉｍｗａｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｓａｆｅｄｉｓｐｏｓａｌｏｆｇｅｎｅｒａｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｓａｎｄｔｈｅｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｂａｎｄｏｎｅｄｍｉｎｅｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ.Ｂｙｓｕｃｈａｓｓｅｅｐａｇｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎꎬｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎꎬｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｒｅｓｐｏｎｓｅꎬｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈａｔｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｎｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗａｓｍｉｎｉｍｉｚｅｄ.

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｇｅｎｅｒａｌｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｓꎻａｂａｎｄｏｎｅｄｍｉｎｅｓꎻｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎꎻｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒꎻｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓ

２.ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＤａｌｉａｎ１１６０２４ꎬＣｈｉｎａ)

ａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｎｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｔｈｅｒｅｃｌａｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓꎬａｓｅｒｉｅｓｏｆｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓꎬ

　　我国改革开放以来ꎬ城市和交通建设不断发展ꎬ矿山开采特别是以建筑石料为主的露天矿山ꎬ在为经济和城市建设提供必需材料的同时ꎬ给环境带来了极大的破坏ꎬ使美丽的青山被爆破开挖得“千疮百孔”ꎮ由于爆破和底部掏挖矿石ꎬ造成矿山边坡陡峭、凹凸不平ꎬ裸露的边坡以岩石坡面为主ꎬ使植物难以自然生长和修复ꎮ矿坑的废弃ꎬ不仅仅存在地质灾害隐

收稿日期:２０１８－０９－０３

作者简介:王宁(１９８２—)ꎬ女ꎬ辽宁大连人ꎬ工程师ꎬ硕士ꎬ主要从事

环境评价、环境咨询等ꎬＥ￣ｍａｉｌ:５７３９７１２３４＠ｑｑ.ｃｏｍ

通讯作者:陈郁(１９７５—)ꎬ女ꎬ辽宁大连人ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ主要研究方

向为环境评价、环境规划与管理ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｃｙｊｂｂ＠１２６.ｃｏｍ

患ꎬ也会引起景观结构和功能的退化ꎬ对经济和社会发展均存在一定的影响ꎮ

１　废弃矿坑复垦的主要方式及难点

目前ꎬ废弃矿坑复垦的主要方式ꎬ根据可利用状态的主导功能[１－３]ꎬ可划分为几个方面:回用于农业种植、畜牧或水产养殖ꎻ改造为水库、湿地等生态区域ꎬ突出生态功能ꎻ打造为矿山公园、博物馆或矿山酒店等ꎻ建设垃圾填埋场或公墓等ꎮ暴露出来[４]ꎮ

可是在实际操作过程中ꎬ各种问题和难点也逐渐首先是资金来源不足ꎮ目前ꎬ废弃矿坑复垦项目

第６期王宁等:工业废渣填埋废弃矿坑复垦过程中的地下水环保措施研究

　　９　５

多数以主导投入为主ꎬ资金来源单一ꎬ且资金投入量与实际需求之间的差距较大ꎮ而且由于废弃矿坑复垦项目资金投入量大、回报周期长ꎬ民间资本对其大多持观望态度ꎮ

其次是涉及利益单位较多ꎮ部分项目面临土地征用、施工道路、水电供应等一系列问题ꎬ所涉及的利益方众多ꎬ沟通协调困难ꎬ导致项目落实难度大ꎮ

最后是治理层次相对较低ꎮ大多数废弃矿坑还停留在边坡处理等消除地质灾害的程度ꎬ没有上升到控、污染监控、应急响应”ꎬ重点突出饮用水水质安全的原则确定ꎮ对于整体填埋区域、渗滤液收集区域均需进行防渗结构设计ꎮ同时ꎬ从污染物的产生、入渗、扩散、应急响应全阶段进行控制ꎮ４􀆰１　地下水防渗措施

首先ꎬ地下水防渗措施应按照«一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准»(ＧＢ１８５９９—２００１)及其修改单(２０１３年)的相关要求执行ꎮ采取水平防渗和垂直防渗相结合的方式ꎬ对矿坑底部和侧壁进行必植被恢复的建设层面ꎮ

２　利用一般工业固体废物对废弃矿坑复垦

随着环保管理的逐渐加强ꎬ生产企业产生的大量铸造砂等一般工业固体废物急需按规范进行处置ꎮ因此ꎬ由一般工业固体废物处置企业与废弃矿坑所有权单位签订租赁协议ꎬ在按照国家有关标准对废弃矿坑进行防渗处理后ꎬ使其用于填埋一般工业固体废物ꎬ在完成一般工业固体废物填埋后ꎬ按标准要求进行封场覆盖并绿化ꎮ此方法不仅可以使地区一般工业固体废物得到规范处置ꎬ变废为宝ꎬ充分实现资源综合利用ꎬ对废弃矿坑合理地进行复垦绿化ꎬ对恢复生态、保护环境具有重要意义ꎬ而且也可以解决废弃矿坑复垦中的难点ꎬ达到双赢的局面ꎮ

３　工程主要建设内容和主要环境影响

工程主要建设内容首先是对废弃矿坑基底和侧壁进行平整处理ꎬ然后按照一般工业固体废物填埋场的建设标准ꎬ进行黏土＋ＨＤＰＥ土工膜防渗工程、渗滤液收集设施、雨水导排设施、地下水导排系统、封场覆盖和植被恢复绿化工程、办公生活设施及周边围墙等ꎮ

工程运营后产生的环境污染物主要包括渗滤液、生活污水、机械设备及汽车尾气、噪声、生活垃圾ꎬ生态影响等ꎮ除此之外ꎬ也存在环境风险事故发生的可能ꎮ综合来看ꎬ最主要的环境影响是渗滤液溢出或泄漏后ꎬ造成的地下水污染ꎮ一般这种废弃矿坑位于远离市区的农村地区ꎬ如果废弃矿坑周边村屯饮用地下水的话ꎬ一旦发生地下水污染事件ꎬ将会对周边村民造成严重的影响[５－６]４　地下水环境影响保护措施

ꎮ

地下水环境保护措施应按照“源头控制、分区防

要的防渗ꎮ一般采用复合衬层结构作为防渗层ꎬ即矿１􀆰坑底部和侧壁平整后回填压实黏土ꎬ然后采用

液进入地下５ｍｍ高密度聚乙烯土工膜作为防渗层ꎮ其中ꎬ侧壁施工时应采用逐次加高的方ꎬ防止渗滤法ꎬ控制每次的抬升高度ꎮ

其次ꎬ为防止雨水径流进入填埋场ꎬ避免渗滤液量的增加和侧壁滑坡ꎬ需设置雨水导排系统ꎮ根据矿坑现场地形ꎬ在周边设置雨水导流渠ꎬ截流场外雨水ꎬ使其绕过矿坑后ꎬ顺地势自然排泄ꎮ

在采取上述两项防渗措施后ꎬ能够有效防止地下水受到污染ꎮ

４􀆰２　渗滤液收集措施

渗滤液收集池的建设应考虑一定的安全系数ꎬ确保渗滤液的有效收集ꎬ防止渗滤液溢出对地下水造成影响ꎮ

另外ꎬ填埋区域可以根据地势条件预留雨水收集区域ꎬ除正在填埋作业区域外及每批次填埋作业完成后ꎬ填埋废物表面全部采用ＰＥ防雨布进行覆盖ꎬ如有降雨ꎬ雨水汇至较低的预留雨水收集区ꎬ使用移动水泵尽快抽排至渗滤液收集池ꎬ可有效减少底部渗滤液收集系统产生的渗滤液ꎬ进而减少地下水污染事故发生的可能ꎮ

４􀆰３　地下水环境监控井设置

建立地下水环境监测管理体系ꎬ包括制订地下水环境影响跟踪监测计划、建立地下水环境影响跟踪监测制度、配备先进的监测仪器和设备ꎬ以便及时发现问题ꎬ采取措施ꎮ

根据«一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准»(ＧＢ１８５９９—２００１)的要求ꎬ为监控渗滤液对地下水的污染ꎬ填埋场周边至少应设置三口地下水监控井ꎮ第一口沿地下水流向设在填埋场上游ꎬ作为对照井ꎻ第二口沿地下水流向设在填埋场下游ꎬ作为污染　６　　９环　境　影　响　评　价第４０卷

监视监测井ꎻ第三口设在最可能出现扩散影响的填埋场周边ꎬ作为污染扩散监测井ꎮ监控井的设置ꎬ应严格依据地下水流向和周边敏感目标分布情况ꎬ确保地４􀆰４　地下水环境跟踪监测与信息公开

地下水环境跟踪监测应包括工程所在场地及其影响区域的地下水环境跟踪监测数据ꎬ排放污染物的种类、数量、浓度ꎬ生产设备及防渗层等设施的运行情况、跑冒滴漏记录、维护记录ꎮ另外ꎬ还需制订信息公开计划ꎬ公开内容应至少包括工程特征因子４􀆰５　地下水污染应急响应

为确保事故发生时的快速有效处理ꎬ应制定地下水污染应急响应预案ꎮ明确污染状况下应采取的控４􀆰６　其他管理措施

制污染源、切断污染途径等措施ꎮ

除了上述措施外ꎬ还应加强工程建设过程中的监督管理ꎬ对防渗材料的质量及施工质量进行严格检查ꎬ防渗工程施工完成后对其进行验收ꎬ确保防渗工程达到预期效果ꎮ在工程施工期取土之前ꎬ委托环境检测单位取样检测ꎬ确保土样符合«土壤环境质量建２０１８)中的相应标准后方可使用ꎮ

设用地土壤污染风险管理标准(试行)»(ＧＢ３６６００—的地下水环境监测值ꎮ下水污染事件能够及时被发现ꎮ

５　结论

采用一般工业固体废物对废弃矿坑进行回填ꎬ在恢复矿坑原地貌后进行绿化ꎬ可以达到一般工业固体废物安全处置与废弃矿坑生态治理同时进行的目的ꎬ也能够在一定程度上解决废弃矿坑复垦中的难点ꎬ是一项双赢的环保工程ꎮ但是工程运营后也会产生一定的环境污染ꎬ其中以地下水污染为主要影响ꎮ因此ꎬ工程建设时要重点加强地下水环境的预防与保护ꎬ建立防渗、收集、监控、响应等一系列环保措施ꎬ确保将地下水环境的影响降到最低ꎮ

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(上接第８８页)

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Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｌｏｗ￣ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

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１９９５ꎬ５(２):８１￣９０􀆰