1、安康某铅锌矿开采对地下水环境影响评价分析 韩奉平 黄磊 中煤西安设计工程有限责任公司 陕西省环境工程评估中心 摘 要： 环境影响评价制度是我国环境保护工作当中一项重要制度, 而金属矿山开采中重金属污染及矿坑排水对地下水水质影响很大。为保护地下水环境, 铅锌矿开采前进行地下水环境影响评价研究是十分必要的。本文以陕西安康某铅锌矿为例, 依据环境影响评价技术导则地下水环境 (HJ610-2016) , 在识别地下水环境影响和确定地下水环境影响评价工作等级的前提下, 对该评价区从水文地质条件、水质水位调查和水文地质勘察试验三方面开展地下水环境评价研究, 预测评价铅锌矿开采对地下水水质可能造成的直接影响
2、, 提出应加强铅锌矿运行期污染防控措施和地下水的长期观测, 有针对性的制定出地下水环境影响监测计划和应急预案, 保证该矿区范围内地下水水质安全。关键词： 铅锌矿; 地下水环境影响评价; 影响预测; 防控对策; 作者简介：韩奉平 (1962-) , 男, 陕西西安人, 高级工程师, 主要从事环境影响评价及相关研究工作。收稿日期：2017-07-31Analysis of groundwater environmental impact assessment of a lead zinc mine in AnkangHAN Feng-ping HUANG Lei China coal Xian D
3、esign Shaanxi environmental engineering evaluation center; Abstract： Environmental impact assessment system is an important system of environmental protection work in China, and heavy metal pollution and mine drainage have great influence on groundwater quality in metal mining. In order to protect t
4、he groundwater environment, it is necessary to study the groundwater environmental impact assessment before and after lead zinc mining. This paper takes Shaanxi well-being of a lead-zinc mine as an example, according to “technical guidelines for environmental impact assessment of groundwater environ
5、ment” ( HJ610-2016) , in recognition of the impact of groundwater environment and determine the environmental impact evaluation of groundwater level under the premise of the assessment area from hydrogeology, water level survey and hydrogeological investigation test to carry out three aspects of eva
6、luation research the groundwater environment, directly affect the prediction and evaluation of lead-zinc mining on groundwater quality may cause, it should strengthen the long-term observation operation period of lead-zinc mine and groundwater pollution prevention and control measures, targeted to d
7、evelop groundwater environmental impact monitoring plans and contingency plans, to ensure the safety of groundwater quality in the mining area.Keyword： Lead zinc mine; groundwater environmental impact assessment; impact prediction; prevention and Control Countermeasures; Received： 2017-07-31环境影响评价制度
8、是我国环境保护工作当中一项重要的制度, 而地下水环境影响是采掘类项目环境影响的重点1-2。金属矿山开采中重金属造成的地下水水质影响及矿坑排水对地下水及生态环境产生一定的影响3-4。导则 (HJ610-2016) 5实施以来对于地下水环境影响评价工作起到很好的指导作用, 在评价范围、现状调查、环境影响预测及地下水污染防控措施等方面均做了详细的要求。本文以铅锌矿为例, 详细描述和分析了地下水环评的具体实施过程, 探讨铅锌矿地下水环评的重点。1 概况某铅锌矿位于陕西省安康市境内, 矿区范围由 4 个拐点坐标圈定, 开采深度由520270 m 标高, 矿区面积 2.634 3km。设计矿山服务年限 1
9、0.7 a。区内仅圈定出-1 号 1 条矿体, 矿体总体呈隐伏状产出, 赋存标高在 520270 m, 隐伏埋深 0192 m, 总体产状为 2430。工程控制矿体总长度 990 m, 矿体沿倾斜方向最大控制斜深 393 m。单工程矿体厚度一般在 0.4411.35 m, 平均厚2.65 m。矿体属于倾斜薄矿体, 矿体倾向与山坡反向。根据矿山地形条件和矿体形态、厚度及倾角等赋存要素, 推荐采用地下开采方式。采矿工业场地布置在斜井硐口附近, 包括矿仓, 空压站, 配电室, 卷扬机房等。废石场位于丁家沟下游的右岸支沟内。该矿现有 5t 炸药库一座、雷管库一座及一间值班室和一个岗亭组成, 位于采矿工
10、业场地南侧的沟道西侧的山凹内, 各项手续齐全。为安全起见, 井下不设炸药库, 由公司统一配送。矿区出露地层主要为早古生界志留系梅子垭组, 为一套滨浅海相浅变质的千枚岩系, 岩性主要为粉砂质千枚岩、绢云母千枚岩、炭质绢云母千枚岩夹少量薄层状砂岩、灰岩、薄层炭硅质岩等。矿区地下水类型以基岩裂隙水为主, 受降水补给, 富水性为弱富水;第四系仅在南部麻坪河一带出露, 受地表水补给, 富水性中等强富水。矿区勘探类型为基岩裂隙水充水为主的矿床。矿床主要充水含水层和构造破碎带富水性弱, 矿床附近无较大地表水体, 地下水补给条件差, 矿体出露部位高, 地形有利于自然排水。矿区水文地质勘探类型属第二类一型, 即
11、以基岩裂隙含水层充水为主, 水文地质条件简单的矿床。潜水水化学特征受含水层的补给、径流条件和含盐量控制。调查评价区内水化学类型主要为 HCO3-Ca 和 HCO3-CaMg 型水, 部分为 HCO3SO4-Ca 和HCO3SO4-CaMg 型水。2 地下水环境影响评价工作等级的划分根据环境影响评价技术导则地下水环境 (HJ610-2016) 中“附录 A”, 项目为有色金属项目, 属于“H 有色金属 47、采选 (含单独尾矿库) ”, 废石场地下水环境影响评价项目类别为 I 类, 矿山开采区域、矿山工业场地地下水环境影响评价项目类别为 III 类。调查评价区内居民饮用水均取自地表水, 无集中式
12、饮用水水源, 亦无分散式居民饮用水水源地, 地下水环境敏感程度为“不敏感”, 参照环境影响评价技术导则地下水环境 (HJ610-2016) 建设项目地下水环境影响评价工作等级划分, 确定项目地下水环境影响评价工作等级为废石场二级评价, 矿山开采区域、矿山工业场地三级评价 (评价工作等级分级见表 1) 。表 1 评价工作等级分级表 下载原表 3 地下水环境现状调查与评价本次评价按照环境影响评价导则地下水环境 (HJ610-2016) 要求对调查评价区内相关污染源进行了调查。矿区周围主要以地质勘探为主, 无其他工业企业。调查评价区低山丘陵地带居民居住较分散, 沿麻坪河居民居住相对集中, 生活型污染
13、较小。调查评价区耕地主要分布于评价区低山丘陵的缓坡地带, 面积仅占 14.35%, 农业污染较轻。本次调查于 2016 年 6 月在调查评价区开展了一期现状监测。根据地下水质量标准 (GB/T14848-1993) 、地下水环境监测技术规范 (HJ/T164-2004) , 结合生活饮用水卫生标准 (GB5749-2006) 和项目污染特征因子考虑, 地下水现状监测因子选取以下 23 项:氨氮、铁、氯化物硫酸盐、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、挥发性酚类、氰化物、氟化物、砷、六价铬、铅、镉、汞、锰、p H、总硬度、溶解性总固体、高锰酸盐指数、总硫化物、石油类、细菌总数、总大肠菌群。地下水质量采用单因子标
14、准指数法进行评价。地下水环境水质现状监测结果表明, 调查评价区地下水水质均满足 (GB/T 14848-93) 地下水质量标准中的III 类水质标准, 石油类满足 (GB 3838-2002) 地表水环境质量标准中的III 类标准。4 地下水环境影响预测评价4.1 采矿地下水环境影响分析本项目开采方式为地下开采, 矿坑排水主要来自矿体内储存的地下水以及因采矿形成的地表岩石移动范围内大气降水的间接渗入补给。矿区基岩裂隙水富水性较弱, 并且矿区铅锌矿矿体主要赋存于下志留统梅子垭组绢云千枚岩及下部的石英脉中, 矿体的顶、底板围岩为绢云千枚岩, 构造相对不发育, 均为隔水岩层, 采矿活动对地下水位的影
15、响很小。矿坑排水将会引起局部区域地下水水位的变化, 形成一定范围的降落漏斗。根据陕西省旬阳县红花坪铅锌矿详查地质报告, 矿石开采区内地下水主要为基岩裂隙水, 矿坑排水影响半径根据如下公式进行计算:式中:R 为影响半径, m;S 为水位降深, m;H 为含水层厚度, m;K 为含水层渗透系数, m/d。根据各钻孔水位地质条件以及钻孔柱状剖面图, 经过计算, 结果见表 2。表 2 影响半径计算结果 下载原表 经计算, 地下水水位变化影响半径最大为 81m, 即影响范围为自矿山开采区起外扩 81m。引用影响半径:R 0=R+r0式中:R 0为引用影响半径, m;r 0为引用半径, 根据矿山开采区平面
16、几何图形 (不规则的多边形) 选择公式经计算, 地下水引用影响半径为 1 191.76 m。经以上综合分析, 该矿区地下水影响范围为自矿山开采范围外延 81m。4.2 项目对地下水水质的影响4.2.1 采矿对地下水水质的影响采矿过程中, 对矿体内储存的地下水是一个疏干的过程, 并且矿井疏干水也不外排, 因此项目采矿对地下水水质影响很小。本项目中, 矿坑涌水经絮凝沉淀处理后, 出水回用于井下开采过程及道路降尘绿化, 不外排, 所以对地下水水质影响较小。4.2.2 废石场淋溶水对地下水水质的影响采矿废石堆积在废石场, 在雨季会形成废石淋溶水, 经过包气带可能会渗透到地下含水层, 从而对地下水水质造
17、成影响, 废石淋滤水对地下水的影响程度要视废石的种类而定。根据废石浸出液分析结果, 本矿废石浸出毒性低于污水综合排放标准一级标准, 属于类一般工业固体废物。本次地下水环境影响预测采用解析法预测, 预测公式选择一维稳定流动二维水动力弥散问题连续注入示踪剂平面连续点源。废石场选择镍作为水质预测因子。表 3 预测因子选择表 下载原表 地下水环境影响预测源强及预测情景设置见表 4。表 4 正常状况下地下水环境影响预测情景设置表 下载原表 渗漏量为:预测公式选择环境影响评价技术导则地下水环境 (HJ610-2016) 中二维水动力弥散问题连续注入示踪剂平面连续点源计算公式。预测时段选择环境影响评价技术导
18、则地下水环境 (HJ610-2016) 中要求的 100 d、1 000 d。表 5 地下水环境影响预测参数选择一览表 下载原表 图 1 废石场运行 100 d 的迁移扩散情况 下载原图图 2 废石场运行 1 000 d 的迁移扩散情况 下载原图废石场运行 100 d 和 1 000 d, 镍的扩散情况见图 1图 2。由图可知 100 d 后影响范围下游在 57 m 范围内, 两侧在 21 m 范围内。超标区域分别在下游 35 m处, 两侧超标范围在 12 m 范围内;运行 1 000 d 后影响范围下游在 275 m 范围内, 两侧在 65 m 范围内。超标区域分别在下游 190 m 处,
19、两侧超标范围在 35 m 范围内。分析场地分布特点, 废石场下游直至麻坪河范围内无居民饮用水井分布, 因此不会对居民饮用水水质产生较大影响, 但是会存在一定区域的超标现象, 因此一定要做好相关的地下水污染防治措施。图 3 非正常状况下工业场地污染物泄漏 1 0 0 d Cd 的迁移扩散情况 下载原图4.2.3 采矿工业场地对地下水水质的影响经分析, 采矿工业场地可能对地下水产生影响, 且影响较大的为矿井水处理站渗漏对地下水的影响。正常状况下, 矿井水处理站采取防渗措施, 根据环境影响评价技术导则地下水环境 (HJ610-2016) , 已依据 GB16889、GB 18597、GB 18598
20、、GB 18599、GB/T 50934 设计地下水污染防渗措施的建设项目, 可不进行正常状况情景下的预测。非正常状况下, 由于工程质量、设施老化等原因, 废水处理站沉淀池发生渗漏, 会对地下水产生影响。非正常情况下源强为:渗漏量按照矿坑废水产生量的 1/10 计, 为 9.21 m/d。预测因子根据矿坑水水质监测结果, 选择超标倍数最大的 Cd 和特征污染物锌, 渗漏浓度分别为 0.0645 mg/L 和 0.44 mg/L。图 4 非正常状况下工业场地污染物泄漏 1 000 d Cd 的迁移扩散情况图 5 非正常状况下工业场地污染物泄漏 100 d Zn 的迁移扩散情况图 6 非正常状况下
21、工业场地污染物泄漏 1 000 d Zn 的迁移扩散情况非正常状况下工业场地污染物泄漏 100 d 和 1 000 d, Cd 和 Zn 的迁移扩散情况见图 3图 6。由图可知 100 d 后 Cd 影响范围下游在 32.3 m 范围内, 两侧在10.5 m 范围内, 超标区域在下游 2.3 m 处, 两侧超标区域在 0.9 m 范围内;1 000 d 后 Cd 影响范围下游在 170 m 范围内, 两侧在 32 m 范围内, 超标区域分别在下游 4.4 m 处, 两侧在 2.4 m 范围内。100 d 后 Zn 影响范围下游在 4.7 m范围内, 两侧在 1.7 m 范围内;1 000 d
22、后 Zn 影响范围下游在 10 m 范围内, 两侧在 2.6 m 范围内, 整个运移过程未出现超标现象。分析场地分布特点, 工业场地下游直至麻坪河范围内无居民饮用水井分布, 因此不会对居民饮用水水质产生较大影响, 但是会存在一定区域的超标现象, 因此一定要做好相关的地下水污染防治措施。4.2.4 生活杂排水对地下水水质的影响矿山工业场地的生活杂排水产生量很小 (5.1 m/d) , 主要污染物为 COD、NH 3-N和 SS, 经化粪池+地埋式二级生化处理装置处理后, 用于场地、道路洒水及绿化用水。由于场地绿化用水水质要求不高, 且生活污水产生量非常少, 项目生活污水经简单处理后直接用于道路绿
23、化对当地环境影响不大, 可以做到生活污水“零排放”, 因此生活杂排水不会对地下水产生影响。5 地下水污染防治对策5.1 源头控制措施本项目正常情况下矿井排水、生活污水全部综合利用, 避免了废水外排对地下水环境的影响。生活垃圾及其他固废均应按要求处置或综合利用, 及时处置废石, 禁止随地堆放, 防止淋溶水渗入地下, 切断其可能污染地下水的源头。5.2 分区防控措施根据地下水污染防渗分区表确定本项目工业场地为简单防渗区, 防渗措施为一般地面硬化。5.3 地下水环境监测根据本项目环境水文地质条件和工程特点在工业场地下游和废石场下游各设置1 个跟踪监测点, 监测层位为浅层潜水。建设单位应建立地下水污染
24、监控制度和环境管理体系、制订监测计划, 同时配备先进的检测仪器和设备, 以便及时采取相应的措施。5.4 应急响应制定井下突水应急预案, 矿方组织水文地质和工程地质专业人员进行跟班探水研究, 通过涌水水量及水质判定涌水来源及涌水通道, 当发现井下涌水来自采空区且涌水量有较明显增加时, 矿井停产, 撤离工作人员, 启动防突水应急预案。6 结语铅锌矿地下水环境影响评价范围应充分结合矿山所在地水文地质条件进行划定。调查重点以地下水水质影响区和金属矿山开采区域为重点, 分别在水文地质条件、水质水位调查、水文地质勘察试验三个方面着重开展现状调查工作。水质影响预测侧重废石场和工业场地, 地下水污染防控措施应主要考虑废石场和工业场地, 加强运行期的污染防控措施和地下水的长期观测。参考文献1许志峰, 张志祥, 刘晓霞.曲堤煤矿开采对地下水环境影响评价研究J.地下水.2014.36 (1) :4-6. 2刘哲.浅析煤炭开采的地下水环境影响与评价J.地下水.2012 (06) . 3赵泼, 林永波.铁矿项目对地下水环境的影响讨论J.内蒙古科技与经济.2013 (09) . 4龚星, 陈植华, 陈彦美.冶金类建设项目地下水环境影响评价方法探讨J.湖南科技大学学报 (自然科学版) .2013 (01) . 5环境影响评价技术导则地下水环境DB.
