北山矿区-尾矿库-小流域综合治理工程位于河池市环江毛南族自治县北山矿区,是2017年中央土壤污染防治专项资金支持的项目。项目建设内容和规模为对贵峰、化达三选等8个废弃选厂遗址/尾砂堆场及下平洞8.82公顷农田进行综合治理,通过综合上下游统筹治理,示范固化稳定化、生态喷播、废渣制砖等系统整治模式,形成历史遗留矿区小流域综合治理技术示范。
(一)项目背景及意义
环江县是广西国家级三个重金属污染重点防控区之一。北山矿区位于大环江流域的上游,以铅锌矿为主要矿产资源,区域废弃选厂、尾砂堆场缺少防护措施,环境风险突出。自西向东横穿北山矿区的才秀河流域内分布有若干企业淘汰关停后的废弃场址及尾砂堆场,其中所含重金属随降雨进入周边农田及河流,对周边区域土壤、地表水、地下水及周边生态环境构成威胁。
河池市在2016年印发实施的《河池市土壤污染综合防治先行区建设方案》中提出,实施高风险土壤治理与修复时,要统筹开展“矿区—尾砂堆场—小流域”的系统整治,其中环江县北山矿区作为重点区域之一名列其中。项目整治区域作为北山矿区重要的组成部分,通过系统整治废弃选厂遗址及尾砂堆场﹑才秀河沿岸农田,对恢复该区域生态环境,缓解土地资源短缺,促进区域协调发展具有重大意义。
(二)污染现状及治理范围
调查结果显示化达三选、贵峰、鑫丰、双兴、化达、岗山、地发、兴达8个废弃选矿厂遗址及其27个尾砂堆场内存在约3.5万立方II类一般工业固体废物(主要污染物为Pb、As、Zn、Ti)、约17.4万立方I类一般工业固体废物(主要污染物为Pb、As、Zn、Ti)。此外,在场地周边约132亩农田铅和镉含量存在不同程度的超标,依据国家相关管理技术规范划分为安全利用区面积约93亩,严格管控区面积约为39亩。因此,项目重点对8个废弃选厂内的尾砂及132亩农田开展风险管控与治理修复。
(三)项目技术方案
对项目场地风险管控主要采取“异位填埋+工程阻隔+生态隔离”等多种技术相结合的污染防控措施;对农田中的严格管控区污染土壤采用调整种植结构,“种植经济作物(如桑树)+水肥管理农艺”措施,对安全利用区污染土壤采取“低积累水稻+土壤调理剂+叶面阻控剂+水肥管理农艺”措施。

污染防控技术路线图
(四)项目技术特点
1、PRB技术的应用
可渗透反应屏障(Permeable Reactive Barrier,PRB)也称可渗透反应墙技术,主要是在污染源的下游开挖沟槽,然后填充反应介质,当被污染的地下水靠自然水力传输通过预先设计铺设好的介质时,与流经的重金属污染地下水进行反应,使污染物得到处理。

渗透反应墙技术示意图
本工程中对鑫丰场地及贵峰及化达三选场地运来的尾砂一起实施“工程阻隔+生态隔离+地下水采取PRB可渗透反应墙”综合处理,初步选定渗透反应墙材料为铁锰矿及钢渣。该技术是目前国外成熟的原位修复技术,不需要动力,维护成本低,二次污染小。
2、工程阻隔
本工程中对鑫丰场地及贵峰及化达三选场地运来的尾砂一起实施“工程阻隔+生态隔离+地下水采取PRB可渗透反应墙”综合处理,其中“工程阻隔”是采用止水帷幕形式,利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后,用高压脉冲泵,将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置,向四周以高速水平喷入土体,借助流体的冲击力切削土层,使喷流射程内土体遭受破坏;与此同时,钻杆一面以一定的速度旋转,一面低速徐徐提升,使土体与水泥浆充分搅拌混合,胶结硬化后即在地基中形成直径比较均匀,具有一定强度的圆柱体。

止水帷幕位置图
3、农田种植结构调整
对严格管控区实施种植结构调整,采用“种植桑树等经济作物+水肥管理农艺措施”,实现边生产边修复的目的。桑叶、蚕蛹对重金属污染物镉、汞呈低富集性,在土壤镉、汞超标的情况下,桑叶、桑蚕中的污染物均未超标,种植桑叶可作为实现镉、汞污染土壤安全利用的措施之一,且具有明显的经济和社会效益,适宜农民种植习惯,符合农民种植意愿,是贫困地区脱贫致富的快捷有效途径。