垂直生态屏障系统在矿山地下水污染防治中的应用

第五章水污染控制技木创新及产业升级垂直生态屏障系统在矿山地下水污染防治中的应用郑中华朱天戈罗彬洪慧兰倪雪朱湖地苗竹北京高能时代环境技术股份有限公司北京囯家化学建筑材料测试中心北京摘要结合矿山开发生产生态环境现状，针对铜矿湿法生产工艺，以某铜矿湿法生产过程产生的受污染土壤和地下水为研究对象。遴选特殊耐腐防渗材料及特效基岩粘结材料改性环氧树脂，构建水垂直生态屏障系统，有效防控污染源渗漏，成功阻控已污染的土壤和地下水扩散，对地下水进行监控收集资源化利用。并采取经济有效的土壤淋洗修复方法，实现了生态屏障控制下游范围地下水稳定达标，控制范围内历史污染土壤逐渐恢复正常。关键词地下水垂直生态屏障环境修复改性环氧树脂前言矿山开采使原来深埋于地下的矿石暴露于地表，致矿石中重金属元素向环境释放成为可能，这种生产本身扰动了已经平衡的地球表面系统，或者周围的生态系统造成严重的影响，已引起全球的极大关注。随着采矿业的快速发展，我国绝大多数城市均不同程度地存在着比较突出的水质问题，大量未处理的采矿废弃物、被污染土壤中的化学物质、生活污水和工业废水以及大气沉降物不断地排入水中，使水体沉积物和悬浮物中的重金属含量急剧上升。对我国几大湖泊进行水质调查，结果表明：近年各大湖泊中受到各种重金属污染的趋势不断上升，影响到了水体的质量。根据我国七大水系研究的结果不难看出，年的时候长江水系中的污染排在、、和挥发酚的后面；黄河水系总含量超标的达；海溧河中总含量的平均超标率在至之间；淮河干流中总含量的超标率达大辽河水系的污染较轻，在监测我国个国控湖泊以及水库发现有不同程度污染的问题，污染程度排在污染程度的后面。年至年相关部门对我国重要城市河流、湖泊水库及七大水系的监测中发现了和是较普遍的重金属污染物。重金属污染物进入水生生态系统之后，分布在水生生态系统的各个组分中，从而对生态系统中的各组分产生影响（即生态效应）。当生物体内的某种重金属积累到一定数量后，会出现中毒症状，发育停滞、生理受阻，甚至死亡，也会使整个水生生态系统的结构和功能受损，以致崩溃。水体中的重金属也可以通过直接饮水或者食用用污水灌溉过的粮食和蔬菜等途径进入人体内，从而威胁到人们的身体健康。某矿山为陆相火山岩型矿，矿岩石为早燕山花岗岩、晚燕山期英安粉岩及火山隐爆角烁岩等。铜矿采用的细菌堆浸萃取电积提铜。结合其生产过程中产生的污染情况构建垂直生态屏障系统进行地下水综合整治。地下垂直防渗墙技术水利、道路、桥梁等工程上常用的渗漏控制方法有帷幕灌浆、地下防渗墙技术。化学灌浆（是将一定的化学材料（无机或有机材料）配制成真溶液，用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内，使其渗透、扩散、胶凝或固化，以增加地层强?4386?中囯环境科学学会学木年会论文集（度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项加固基础，防水堵漏和混凝土缺陷补强技术。化学灌浆是化学与工程相结合，应用化学科学、化学浆材和工程技术进行基础和混凝土缺陷处理（加固补强、防渗止水），保证工程的顺利进行或借以提高工程质量的一项技术。帷幕灌浆是用浆液灌入岩体或土层的裂隙、孔隙，形成防水幕，以减小渗流量或降低扬压力的灌浆。常用的灌浆材料有两类：一是防渗止水类，有水玻璃、丙烯酸盐、水溶性聚氨酯、环氧树月旨、弹性聚氨酯和木质素浆等；二是加固补强类，有环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、非水溶性聚氨酯浆液等，近年来应用最多的是水玻璃、聚氨酯和环氧树脂浆材。地下防渗墙囯内外应用较多的有：垂直铺塑防渗技术、射水法建造地下防渗墙技术、锯齿掏槽修建地下连续防渗墙技术、液压开槽机连续成槽技术、多头小直径深层搅伴桩截渗墙技术、预制混凝土板水力插板成墙技术、振动沉模板墙堤坝防渗技术、高速构筑堤坝防渗连续墙技术、工法、超薄型地下连续防渗墙建造技术、机械抓斗、液压抓斗建造地下连续墙技术、液压滚铣式成槽机开槽技术、工法。通过灌浆、搅拌混合的施工工法，将泥土类灌浆材料实施到相应部位，与塑料薄膜、土工材料或设计使用的填充材料，构成连续的地下防渗帷幕或防渗墙，从而实现水利大坝、道路、桥梁工程的渗漏控制。水库、大坝、桥梁，渗漏控制对象为常规的水源，不具有腐蚀性和危害性，帷幕灌浆和地下防渗墙技术能够有效地实现工程要求的渗漏控制标准，一般要求渗透系数就能实现将污染物控制在指定范围内，不污染环境，并能在较长时间内发挥防渗功效。然而，对于环保污染治理工程面对的污染水深度扩散，的富含重金属的酸性污染水，其必须严格执行危险废物污染控制标准。值得注意的关键问题是：防渗膜在垃圾填埋场、危险废物填埋场、石油化工、矿山冶炼等领域充分发挥了防渗功效，其本身的防渗和耐酸耐腐蚀性能力不存在问题；关键在于垂直铺膜防渗技术中防渗膜与基岩的连接能不能满足达到规范要求的防渗性能技术指标，而且防渗膜与基岩连接材料的耐酸耐腐蚀性能值