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【生态环境创新案例】系统调查,精准施策!清远高效治理水龙尾铅锌矿地下水污染

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  一泓清澈的溪流沿山蜿蜒而下,青翠茂密的树林随风错落摇曳,古香古色的民居在半山腰若隐若现……

  谁能想象,眼前这样风景如画、世外桃源般的地方,曾经竟然是造成河道“磺水”横流、威胁下游农田灌溉用水安全的废弃矿山?记者近日驱车来到这里一探究竟。

  水龙尾铅锌矿,位于广东省清远市佛冈县水头镇,于2011年关闭停采。历经40年开采,一度成为推动当地经济发展的“宝藏”,然而,因为矿山除有铅锌矿外还伴生有黄铜矿、毒砂、黝铜矿、黝锡矿等,矿井持续产酸,酸性涌水造成河道“磺水”横流,致使下游3000余亩农田的安全生产受到威胁,成为生态破坏的“毒瘤”。

 

矿山治理前面貌

  由于开采历史复杂、历史欠账多、地下空间难探明等因素,当地曾针对“磺水”问题组织过末端治理,但效果不佳。2019年被生态环境部列为涌水类废弃井封井回填试点项目后,经过前期筹备,2020年12月,水龙尾铅锌矿地下水污染综合治理攻坚战打响。生态环境部土壤司、广东省生态环境厅、生态环境部华南环境科学研究所相关领导多次到现场调研,协调推进,形成“部-省-市-县-镇”五级联动工作机制。项目历时两年多、上百人持续作战,通过一系列组合拳精准施治,矿区酸性涌水有效防控、井内水质直接改善、重金属稳定下降、河段明显减磺,得到广泛认可。经过综合评估,近期被评为地下水污染防治典型。这块难啃的硬骨头终于被拿下了,为历史遗留矿山地下水污染治理提供了可借鉴的解决方案。

系统调查,精准识别污染成因

  地下水污染究竟从哪里来?坚持问题导向,找准病因是关键。

  项目主要实施单位生态环境部华南环境科学研究所高级工程师苏耀明对记者说:“针对矿区地下水铁等元素严重超标、酸性涌水持续排放导致地表水污染、极端酸化重金属矿业废弃地生态恢复困难等问题,我们综合运用水文地质调查、物探、示踪试验和地表水截引流实验等多种技术手段,查明了矿区地下水污染主要来源。在这一过程中我们项目组每天起早贪黑、披星戴月,经过不懈努力,最终确定地表水下渗后形成涌水的污染贡献率约为 85%的科学结论,实现对矿区突出环境问题的精准识别。”

源头减量,有效切断涌水补给

  如何从源头切断酸性涌水补给?坚持分类施策,方能做到对症下药。

  “整个矿区内共有3个矿硐,其中1号矿硐位于矿区上游补给区,通过对上游补给区进行防渗改造,并将流经矿区的清净地表水直接引流到下游,切断酸性涌水的主要补给来源。”苏耀明介绍道。

  “这里曾经建有一个大鱼塘,因为没有任何防渗设施,鱼塘水会不断下渗到矿山巷道里。为了回填鱼塘,难免会损害村民利益,但水头镇领导果断担当,推心置腹、循循善诱地做通村民的思想工作,后续工程得以顺利推进。”苏耀明指着回填后的一块空地说道。记者看到鱼塘早已不见踪影,回填的土地上已经长上茂密绿植。

 

治理前后对比

过程调控,创新微生物原位治理技术

  解决了外部来源问题,如何有效抑制矿硐产酸是核心问题。

  “通过大量的试验筛选,我们终于在1号和2号矿硐建立了矿区微生物修复菌剂扩培和投注系统,现场驯化培养矿区本土微生物。”苏耀明介绍道。

  “通过改变硐内氧化产酸环境及其微生物群落结构,实现硐内微生物抑氧控酸,减少污染物溶出,实现水体中铁、锌、铝等重金属浓度较治理前最高降低84%。”

  记者在封堵的1、2号矿硐旁边的高处平地看到,几个硕大的不锈钢储罐一字横排,通过管道连接延伸到矿硐口。“这里面就是我们研发的微生物修复菌剂,我们通过向桶内加入微生物生长所需的原料实现菌剂扩培,然后向硐内定期投加扩培后的微生物菌剂。”苏耀明说道,这是他们研发的创新治理技术。

微生物菌剂扩培系统

  “这里以前是废石堆,废石经日晒雨淋后形成具有强酸性的漫流“磺水”,导致寸草不生。”苏耀明指着1号矿硐旁边的废石堆渣区说道。“通过在废石堆体表面投加土壤改良基质、微生物菌剂和有机肥等,实现堆体原位基质改良和地表植被复绿,对废石堆体起到阻水隔氧的作用。”映入记者眼帘的是一片嫩绿,各种植物长势喜人,之前废石堆砌形成的裸露“疮疤”已不复存在。

  “刚刚复绿后,原先光秃秃的矿山上又冒出了新鲜的绿芽,一些牛羊便将复绿后的矿山作为天然牧场。高兴之余又令我们十分头疼,担心复绿的植被根本满足不了家畜们的胃口。经过多方共同努力,最终复绿区穿上了厚重的‘绿衣’。目前复绿区的植物已经扎根矿区,整治渣堆植被覆盖率达到90%以上。”苏耀明笑着说道。

 

治理前后对比

末端阻控,科学布设下游阻控工程

  地下水酸性问题解决了,最后一道难关就是如何去除水体重金属。

  一路下山,在位于3号矿硐附近的低洼平缓处,清澈的溪水沿着宽阔的沟渠缓缓流淌,河道底部的深红色沉积物已明显减少。“这里就是矿区地下水排泄口,治理前河道全是“磺水”,一直往下流,威胁下游农田灌溉用水。我们就在河道两岸布设了可渗透反应墙。矿区污染地下水经反应墙处理后,铁、锌、锰等指标的平均去除率达 38%-97%,对矿区地下水实现有效阻控,为矿区地下水增添最后一道保险。”

  “经过2023年至今持续监测,矿区地下水不返酸、退磺明显、重金属稳定效果好。”苏耀明自豪地说道。

地下水渗透反应墙工程

  回想起这场任务艰巨的攻坚战,苏耀明和项目组都深有感触,“在项目实施过程中,我们经历了各种困难与问题,但大家充分发扬生态环保铁军精神,迎难而上、攻坚克难,坚持把论文写在大地上,圆满完成了试点项目任务目标。接下来,我们将认真总结提炼水龙尾项目的成功经验,形成一套可复制的技术思路,更好地为我国矿山治理修复工作做出贡献,让过去的金山银山不断转化为如今的绿水青山”。

  “矿山地下水污染防治是一个动态持续的系统工程,接下来我们将继续深入推进技术支撑合作,不断解决可能出现的各种新问题。”水头镇镇长肖文静对记者说。“同时,我们也将借鉴历史遗留矿山修复治理后的成功转型经验,摸索通过市场化手段开发文旅等产业,做好水龙尾铅锌矿后半篇文章,努力让绿水青山转化为金山银山。”