尾砂庫土壤污染場地調查評價

趙麗君

（山西科利華環境檢測有限公司 山西 長治 047100）

引言

水、空氣和土壤不僅是重要的自然資源，也是人類的主要生存資源，以土壤為例，其能夠為人類提供生產生活用地，實現農業與生產建設，從根本上保障人類的生存與發展[1]。由于當前國內土地污染的嚴重程度逐年遞增，土壤污染的危害也愈發顯著，不僅會影響糧食的生產安全，還會危害人類的身體健康[2]。土壤遭受污染的原因主要包括4 個方面，即①工業生產經營過程中排放廢水廢渣導致周圍土壤被污染[3]；②農業生產過程中濫用化肥農藥造成土壤污染；③在日常生活中隨便亂丟垃圾、亂排污水造成土壤污染[4]；④部分特殊環境中因環境地質因素影響導致土壤內所含重金屬超標[5]。尾砂庫也稱尾礦庫，是指由筑壩攔截谷口、圍地形成的，負責堆放、存儲金屬與非金屬礦山展開礦石選別后排出尾礦與其他廢渣的場地，因此尾砂庫土壤污染治理作為土壤污染防治嚴重的問題之一，多年來一直是我國土壤污染防治的重中之重，通過科學的取樣調查和評價分析有效地展開尾砂庫土壤污染防治，可大幅減少防治成本，提高防治效率[6]。

1 尾砂庫特點及作用

1.1 尾砂庫的特點簡介

尾砂是選礦廠對金屬、非金屬礦山開發后的礦物進行遴選后排出的“廢渣”，因其規模較大、含有暫時不能解決的物質，不當的排出將會造成自然資源喪失、耕地被大量覆沒和河流淤堵，進而對自然環境產生污染。尾砂庫主要由尾礦堆存、排洪以及回水等系統組成，其類型包括山谷型、傍山型、平地型以及截河型。

1.2 尾砂庫的作用

1.2.1 保護環境

由于尾礦數量大、顆粒細，且尾礦水內被加入了多種藥劑，若不對其進行合理處理將會導致周圍的環境遭受嚴重污染。因此，通過構建尾砂庫能夠良好地實現尾礦的儲存以及尾礦水的澄清，方便其回收利用，從而實現對環境的有效保護。

1.2.2 使生產廢水循環利用

由于礦廠的生產過程會消耗大量水資源，且每萬噸原礦的處理相對應用水資源最高為6t，而部分重力選礦用水最高可達20t。如果這些水隨尾礦直接排出至尾砂庫，在對其加以澄清和處理后回收循環使用于選礦生產，可在缺水時期保障供水補充平衡。尾砂庫對礦廠生產廢水的回收效率一般為70%，最高可達90%。

1.2.3 保護礦物

受限于各種因素，使得部分尾礦中包含了大量有益的礦物成分不能被回收利用，但尾砂庫卻可以將它們臨時貯存在庫內防止礦物質流失，以便未來對尾礦中的有益礦物質進一步處理和使用。

2 尾砂庫土壤污染場地調查評價的必要性

隨著國內社會經濟飛速前進，城市范疇也隨之持續擴增，面對這一現象，許多原有的老式化學品生產企業被迫搬遷至新的地點。但這些老化工企業的長期生產過程中，其建設尾砂庫的場地經過多年廢水、廢渣的堆積，土壤中累積了大量的污染物，造成了嚴重的尾砂庫土壤污染，不僅對周圍環境及土壤功能造成了嚴重的損害，也會威脅在該環境下生活的人們身體健康。因此，我國發布了《關于推進城區老工業區搬遷改造的指導意見》的文件，強調了需要保障工礦企業場地再建的環境安全。由此可見，尾砂庫的土壤污染場地調查和評價具有較為重要的意義。

3 土壤污染場地的調查分析方法

3.1 關注原企業的生產過程

產生尾砂的原企業搬遷后，需要對其原有的生產工藝展開詳細調查，了解相關加工條件、產品種類及污染物排放情況等，然后在調查過程中對原企業生產過程中發生過的所有事故進行重點調查?？蓪χ車幼∪藛T以及原企業員工采用走訪調查的方式，深入了解生產事故的發生原因、過程以及后續處理結果。然后將調查所得信息進行整和，結合信息整合結果對事故發生的具體位置進行判斷，并調查該位置的污染水平以及其對周圍環境的影響。同時，通過上述調查結果，對企業內部的布局情況展開分析，以及調查搜集污染水平嚴重的場地相關信息，判斷其是否與原企業所產生的污染物相對應。若存在差異則需對當下的調查方向進行調整，對原企業的搬遷或倒閉的原因進行調查。

3.2 調查場地污染物的種類

基于原企業的生產過程分析調查場地污染物的種類，相關人員在對土壤進行取樣時取樣深度通常需要達到淺層地下水的位置，也可結合實際情況調整樣本的取出深度，對污染程度與深度進行清晰、準確的判斷，并對其他方面的調查提供更多參考。另外，通過調查分析所得樣本可以識別出具體的污染物類別和特征污染物，然后再根據原企業的歷史生產活動與產品，判斷出可能涉及的污染物種類及污染物的具體污染水平。

3.3 細化污染場地調查的最初記錄

土壤污染場地調查過程中，采用拍照的形式記錄原企業的具體生產情況，采用衛星定位等相關方式對土壤污染場地的具體位置進行定位，并根據所得結果展開平面布局的繪制，以確保繪制結果的精準性，同時還可在繪制過程中標注出各污染范圍內具有標志性的建筑，并對其位置進行劃分。除此之外，還需調查污染場地的縱向斷面，并對其進行拍照記錄，利用縱向取樣收集的污染土壤進行記錄與報告。

4 尾砂庫土壤污染場地的調查評價實例

以湖南省郴州市蘇仙區西河流域的采選礦區為研究對象，按照當前我國的城市發展規劃要求，需關停該區域內的選礦企業，建設生態旅游區。由于研究區域附近的選礦廠及尾砂庫數量多、分布廣，因此為解決研究區域尾砂庫土壤污染問題，就必須對研究區域的尾砂庫土壤污染場地展開調查評價，了解研究區域的尾砂情況及具體的污染情況后，才能精準治理。

4.1 評價分析方法

4.1.1 單項污染指數評價

土壤內重金屬污染物的單項污染指數計算見式（1）。

式中Pi—單因子污染指數；Ci—第i個監測點實際測量的土壤重金屬總量；Si—土壤重金屬總量的評價準則。

4.1.2 綜合污染指數評價

綜合污染指數的計算見式（2）。

土壤重金屬污染按照相關標準劃分為5 個等級，即等級1，Pi≤0.7，清潔（安全）；等級2，0.7

4.2 尾砂庫土壤污染場地現狀調查

針對研究區域的尾砂、底泥、廢渣以及區域周圍的農田展開調查取樣，共計采集土壤、底泥、尾砂以及廢渣樣品分別為22 個、5 個、8 個、7 個，分析13 種重金屬總量、浸出毒性（涉及除尾砂外其他部分樣品）、pH 等指標，獲取全部樣品的重金屬含量數據（忽略低含量重金屬）。

由表1 可見，研究區域內所采集的全部農田土樣品中，最少存在1 種重金屬的含量大于《土壤環境質量-農用地土壤污染風險管控標準》（GB 15618—2018）的標準限值。研究結果表明，研究區域的土壤場地已經全部喪失農業用途。

表1 農田土重金屬全量分析

由表2 可見，底泥樣品內存在的重金屬污染物主要為鉛（Pb）、鋅（Zn） 、砷（As）與鎘（Cd），濃度均高出GB 15618—2018 標準值，且Pb、As、Cd 的浸出毒性均低于《危險廢物鑒別標準—浸出毒性鑒別》（GB 5085.3—2007）標準值，表示底泥隸屬一般工業固體廢物，結合《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》（GB 18699—2001）、《污水綜合排放標準》（GB 8978—1996）對底泥性質及其浸出毒性進行鑒別，判斷出底泥為第I 類一般工業固體廢物。

表2 底泥重金屬全量和浸出毒性

由表3 可知，尾砂樣品內存在的重金屬污染物主要為Cd、Pb、As，其浸出毒性均低于GB 5085.3—2007 標準值，表示尾砂隸屬一般工業固體廢物，結合GB 18699—2001、GB 8978—1996對尾砂性質及其浸出毒性進行鑒別，判斷出尾砂為第I 類一般工業固體廢物。

由表4 可知，廢渣樣品中最少存在1 種金屬濃度大于GB 15618—2018 標準值，浸出毒性低于GB 5085.3—2007 標準值，其中金屬鎘的浸出毒性高于GB 8978—1996 規定標準，所以廢渣為第Ⅱ類一般工業固體廢物。

4.3 尾砂庫土壤污染場地評價

4.3.1 單項污染指數評價主要選取尾砂區域和附近農田區域進行污染指數的計算與對比，以分析尾砂污染情況。

4.3.1.1 尾砂區域

按照式（1）計算研究區域內尾砂樣品的單項污染指數，并劃分其重金屬污染等級，結果如表5 所示。研究區域尾砂內重金屬污染物As的占比最大為56.52%，Zn 的占比最小為8.33%，尾砂內所有重金屬都存在超標現象，最少存在1種重金屬超標，因此該尾砂屬于工業固體廢物。

表5 尾砂重金屬單項污染情況

4.3.1.2 農田區域

按照式（1）計算研究區域內農田部分的單項污染指數，并劃分其重金屬污染等級，結果如表6 所示。研究區域內農田土壤中重金屬污染物As 的污染情況較為嚴重，Zn 未超標。但根據GB 15618—2018 標準，研究區域內所采集的全部農田土樣品中，最少存在1 種重金屬的含量大于GB 15618—2018 的標準限值，因此表明該農田已受到污染，喪失農業用途。

表6 農田樣本重金屬單項污染情況

4.3.2 綜合污染指數評價

按照式（2）計算研究區域內不同采樣點的綜合污染指數，結果如表7 所示。研究區域整體場地的重金屬超標的樣點為63.46%，污染范圍較廣；農田土壤重金屬超標率為20.69%，污染范圍較??；尾砂重金屬超標率為68.75%；廢渣重金屬超標率為100%，重度污染占66.66%。

表7 土壤樣品綜合污染情況

按照式（2）計算研究區域內尾砂庫土壤污染場地各金屬類型的綜合污染指數，結果如表8 所示。研究區域內尾砂庫土壤污染場地的污染水平依次為As ＞Pb ＞Cd ＞Zn。其中，只有農田土樣品中的重金屬Zn 的綜合污染評價等級為安全，其他都超出了警戒線；全區與廢渣樣品的全部重金屬的綜合污染評價等級均為重度污染。

表8 土壤重金屬綜合污染評價結果

結語

通過對郴州市蘇仙區西河流域區域的尾礦庫地區開展全面調查，分析農田、尾砂、廢渣和底泥的土壤情況，對比尾砂樣本和農田樣本的污染指數，發現尾砂樣本顯著污染，且尾砂庫地區的農田也受到了污染。此外，還分析了尾砂庫土壤的綜合污染情況和各金屬元素的污染情況，發現該地區污染較重，且As 為污染水平最高的金屬。因此，精準評價該地區的污染情況，可為綜合治理尾砂庫土壤污染、提升尾砂庫土壤場地的利用價值與治理水平提供參考依據。