DBXXDBXX/TXXX—XXXX廢棄礦井酸性涌水治理技術指南AcidminedrainagetreatmentinabandonedminesXXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施四川省生態(tài)環(huán)境廳四川省市場監(jiān)督管理局發(fā)布I 3 5 6 7 9 22 24 25本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件起草單位：四川省生態(tài)環(huán)境科學研究院、生態(tài)環(huán)境部土壤與農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)管技術中心、1本文件提供了廢棄礦井酸性涌水污染修復與風險管控的工作程序、目標值確定、技術篩選、方案下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適HJ25.5污染地塊風險管控與土壤修復效果評HJ25.6污染地塊地下水修復和風險管），礦井涌水mineinflowwater2因資源枯竭、政策調整、非法開采被取締、采礦權到期未續(xù)等各種原因，不再進行生產(chǎn)經(jīng)營活動，地下水污染羽groundwatercontaminan酸性礦山排水a(chǎn)cidminedra含硫或硫化物的礦石和礦山廢料暴露在空氣中氧化產(chǎn)生的排水，通常呈酸性，含高濃度硫酸鹽和[來源：EPA《礦山廢物管理》（1991），healthandenv地下水污染治理groundwater采用物理、化學或生物的方法，降解、吸附、轉移或阻隔地下水中的污染物，將有毒有害的污染物轉化為無害物質，或使其濃度降低到可接受水平，或阻斷其暴露途徑，滿足相應的地下水環(huán)境功能地下水風險管控groundwaterris采取修復技術、工程控制和制度控制措施等，阻斷地下水污染物暴露途徑，阻止地下水污染擴散，地下水修復目標值groundwaterremediat由廢棄礦井涌水及周邊地下水調查或風險評估確定的目標污染物對人體健康和生態(tài)受體不產(chǎn)生直地下水風險控制值groundwaterriskcont阻斷地下水污染物暴露途徑，阻止地下水污染擴散，防止對人體健康和生態(tài)受體產(chǎn)生影響所確定3制度控制institutional通過制定和實施條例、準則、規(guī)章或制度，減少或阻止人群對污染物的暴露，防范和杜絕地下水采用阻隔、堵截、覆蓋等工程措施，控制污染物遷移或阻斷污染物暴露途徑，降低和消除地下水修復極限r(nóng)emediationasymptoticco修復工程進入拖尾期后，在現(xiàn)有的技術水平、合理的時間和資金投入條件下，繼續(xù)進行修復仍難455.1.1開展廢棄礦井酸性涌水及周邊地下水環(huán)境狀況調查與風險評估，查明周邊敏感目標、礦區(qū)地質、5.1.2根據(jù)廢棄礦井酸性涌水及周邊地下水環(huán)境狀況調查與風險評估結果、周邊敏感受體特征、區(qū)域5.1.3當特征污染物對周邊環(huán)境或人體健康構成風險或具有潛在風險時，作為修復或風險管控的目標若廢棄礦井酸性涌水影響的下游區(qū)域涉及飲用水水源時，以集中式飲用水水源準保護區(qū)（或當廢棄礦井酸性涌水影響區(qū)域或地下水污染羽包括集中式地下水型飲用水水源（包括已建成的在用、備用和應急水源，在建或規(guī)劃的地下水型飲用水源）保護區(qū)及補給區(qū)時，要同步制定風險管風險控制值作為修復目標值，風險控制值按照《地下水污染健康風險評估工作指南》（環(huán)辦土壤函當根據(jù)和所確定的修復目當廢棄礦井酸性涌水影響到除飲用水水源以外的其他地表水體時，結合地表水體功能要求確當廢棄礦井酸性涌水影響的下游區(qū)域涉及地表水環(huán)境考核斷面時，以考核斷面的水質考核要對于GB3838未涉及的目境保護署（USEPA）發(fā)布的相關地表水質量標準。若廢棄礦井酸性涌水污染區(qū)域或地下水污染羽包括具有工業(yè)或農(nóng)業(yè)用水等使用功能的區(qū)域，中未涉及的目標污染物，采用風險評估的方法計算風險控制值作為修復目標值，風險控制值按照《地對于不具有工業(yè)或農(nóng)業(yè)用水等使用功能的地下水污染區(qū)域，采用風險評估的方法計算風險控制值作為修復目標值，風險控制值按照《地下水污染健康風險評估工作指南》（環(huán)辦土壤函〔2019〕當選擇相關標準或采用風險評估的方法確定分修復目標值低于地下水環(huán)境背景值時，可選擇65.3.1當經(jīng)評估認為按當前所有可行的技術方案實施后均無法達到5.2提出的修復目標值時，允許制各項技術實施前需開展技術適用性和經(jīng)濟可行性分析，需充分考慮建設成本和后期運維成本。當評估廢棄礦井區(qū)域地質條件、水文地質條件、污染特征、施工條件等，分析備選技術的適用性，評估各項技術投入使用所需前期費用、材料費用、施工費用、監(jiān)測和運行維護費用，要求經(jīng)施工費用取決于各備選技術方案，主要包括勞務費、設備租賃費、燃料動力費等。主要由場為了驗證技術有效性，需要對礦井涌水及礦井周邊地下水水質開展周期性監(jiān)測，所需采樣檢運行維護費用主要包括技術投入運行期間所需人員、動力、材料、設備及廢棄物處理處置等在技術適用性和經(jīng)濟可行性分析的基礎上，以高效、低成本實現(xiàn)廢棄礦井酸性涌水治理為目的，確定最優(yōu)的一種或多種技術聯(lián)用作為治理方案選項。主要分為源頭防控技術、過程阻斷技術和末端治該類技術通過對酸性礦井涌水的地表集中補給通道、地層裂隙和溶隙等優(yōu)勢導水通道的注漿封堵、礦井補給水的清污分流，有效減少涌水量。常用的源頭預防技術見附錄A。其中，注漿封堵工程宜參通過對礦井進行封隔回填，減少或避免涌水的排出，封堵厚度宜根據(jù)涌水壓力進行相關計算確定。常用的過程阻斷技術見附錄B。封井回填宜參考《廢棄井封井回填技術指南（試行）》（環(huán)辦土壤函通過對酸性礦井涌水的處理，使其達到相應的水質標準。末端治理技術包括石灰石溝渠、中和沉根據(jù)廢棄礦井涌水及周邊地下水環(huán)境狀況調查、水文地質調查和風險評估結果，確定風險管可通過對國內外現(xiàn)有治理技術方案的優(yōu)化比選，確定一種或多種技術聯(lián)用，因地制宜制定技根據(jù)技術路線，結合目標污染物類型和濃度，備選技術成熟度、效率、成本，以及環(huán)境風險等，采用對比分析、矩陣評分和類比等方法分析比較各備選技術的優(yōu)缺點，篩選出一種或多種修復或針對確定的修復技術，選擇性開展實驗室小試、現(xiàn)場中試及模擬分析。在小試和中試的基礎之上，基于地下水水流模型和溶質運移模型評估修復或風險管控技術的實施效果，并根據(jù)模擬分析預根據(jù)技術路線，按照確定的技術方案，結合工藝流程和參數(shù)，估算工程量。包括礦井涌水修礦井涌水修復方量根據(jù)礦井涌水水量和水質監(jiān)測結果，考慮極豐水期（水量最大）、極枯水期（水量最?。┑V井涌水量和污染物濃度變化，結合礦井周圍水文地質特征，進行定量估算或數(shù)學模費用估算根據(jù)廢棄礦井酸性涌水治理工程量確定。費用估算包括建設費用、運行費用、監(jiān)測周期估算根據(jù)工程量、工程設計、建設和運行時間、效果評估和后期環(huán)境監(jiān)管要求等因素確根據(jù)水文地質條件、污染現(xiàn)狀、修復和風險管控目標、技術路線、工藝參數(shù)、工程量、費用a）主要技術指標：結合礦井涌水污染特征、修復與風險管控目標，從符合法律法規(guī)、短期和長期效果、時間、成本和施工建設的環(huán)境影響等方面，比較不同備選技術方案主要技術的可操作性、有效b）工程費用：根據(jù)廢棄礦井涌水治理的工程量，估算并比較不同備選技術方案費用，比較不同備c）環(huán)境及健康安全：綜合比較不同備選技術方案工程實對施工和運行過程造成的地下水、土壤、地表水、大氣和固體廢物等二次污染，要制定防治措施，環(huán)境監(jiān)測計劃包括工程實施過程中的環(huán)境監(jiān)理和二次污染監(jiān)控中的環(huán)境監(jiān)測。環(huán)境監(jiān)測計劃根據(jù)確定的技術方案、污染特征、治理修復過程中可能產(chǎn)生的污染物和廢棄礦井所處區(qū)域環(huán)境條件制對礦井涌水的水質和水量、處理后的排水水質進行持續(xù)監(jiān)測，處理后的排水水質要達到相應對工程實施過程中產(chǎn)生的殘余廢棄物參照HJ298開展屬性鑒別，若鑒別為危險廢物，按照《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》《危險廢物轉移管理辦法》等相關要求進行處置。殘余廢棄物主要包括修復過程中處理酸性涌水時使用的化學藥劑殘余物、廢棄反應材料、含重金屬的廢水為確保廢棄礦井涌水治理工程施工人員、周邊人群和環(huán)境敏感受體的安全，根據(jù)國家和地方環(huán)境應急相關法律法規(guī)、標準規(guī)范編制環(huán)境應急安全計劃，內容包括安全問題識別、預防措施、突發(fā)事故8.1.1工程建設運行維護方案包括系統(tǒng)建設運行管理、設備操作、設備檢修與維護保養(yǎng)及安全運行管8.1.2當涉及修復藥劑、工程控制材料和二次污染物處理藥劑及材料等使用時，工程建設運行維護方a）對設備設施建設運行進行記錄，包括設備設施安裝與運行、計量儀器儀表讀數(shù)及材料使用情況根據(jù)礦井所在區(qū)域地質與水文地質條件、礦井涌水情況、地下水污染特征和采用的修復技術，根據(jù)礦井所在區(qū)域地質與水文地質條件、礦井涌水情況、地下水污染特征和采用的風險管控技術，進行風險管控監(jiān)測井的布設。監(jiān)測井位置、數(shù)量需滿足風險管控工程運行狀況分析的監(jiān)測要求。若廢棄礦井涌水影響到周邊地表水體，根據(jù)礦井涌水情況、地表水污染特征等同步布設地表b）工程性能指標：根據(jù)使用的工程控制措施，確定需要監(jiān)測的工程性能指標。如阻隔墻技術可通c）二次污染物：包括施工和運行過程中在地下水、土壤目標污染物濃度在工程運行初期呈劇烈變化或波動情形，在運行穩(wěn)定期持續(xù)下降，在運行后運行初期，宜采用較高的監(jiān)測頻次，運行穩(wěn)定期及運行后期可適當降低監(jiān)測頻次。工程運行當出現(xiàn)風險管控或修復效果低于預期、局部區(qū)域防治失效以及污染擴散等不利情況時，可適污染趨勢預測圖中包括最大污染深度以上巖性結構及水文地質特征、主要污染源及主要污染進行數(shù)值模擬時，包括模型計算區(qū)網(wǎng)格剖分圖、水文地質參數(shù)分區(qū)圖、初始滲流場和擬合滲根據(jù)地下水監(jiān)測數(shù)據(jù)與趨勢預測結果開展工程運行狀況分析。包括分析工程運行階段的技術有效性、目標可達性、經(jīng)濟可行性等，判斷技術方案、工程設計、工程實施和運行有無調整和優(yōu)化的必要。資料清單主要包括廢棄礦井涌水及周邊地下水環(huán)境狀況調查報告、風險評估報告、風險管控與修復技術方案、工程實施方案、工程設計資料、施工組織設計資料、工程建設與運行過程中監(jiān)測數(shù)資料回顧要點主要包括地下水污染治理工程概況及環(huán)保措施落實情況。工程概況包括工程范圍及目標、工程設計和實施情況、工期和運行監(jiān)測數(shù)據(jù)等。主要通過分析工程建設和實施過程中二次開展現(xiàn)場踏勘工作，了解廢棄礦井酸性涌水污染修復與風險管控工程實施情況、環(huán)境保護措9.1.3人員訪談開展人員訪談工作，對廢棄礦井酸性涌水污染修復與風險管控工程實施情況、環(huán)境保護措施訪談對象包括前期調查及風險評估單位、工程方案編制單位、監(jiān)理單位、工程施工單位等參在資料回顧、現(xiàn)場踏勘、人員訪談的基礎上，掌握廢棄礦井酸性涌水污染修復與風險管控工程情況，結合區(qū)域地質與水文地質條件、污染物空間分布、風險管控與修復技術特點、工程設施布局a）地下水污染修復與風險管控工程概況。包括工程工期、修復管控范圍、修復管控目標、技術工b）關注污染物情況。目標污染物原始濃度及修復與風險管控過程中的濃度變化、中間產(chǎn)物產(chǎn)生情c）地質與水文地質情況。關注礦山地質與水文地質條件，以及工程d）潛在受體與周邊環(huán)境情況。分析工程結束后污染介質與敏感受體的相對位置關概念模型可用文字、圖、表等方式表達，作為效果評估范圍、點位布設、采樣頻次確定等工效果評估范圍根據(jù)不同污染修復與風險管控措施的特點確定，原則上包括修復管控范圍的上游、地下水采樣頻次根據(jù)廢棄礦井所在區(qū)域地質與水文地質條件、修復與風險管控技術確定，如地表水采樣頻次根據(jù)廢棄礦井所在地區(qū)的降雨和水文條件以及工程特點確定。采樣時宜避開地下水和地表水污染修復效果評估階段，針對污染物指標至少采集8個批次的樣品地下水和地表水污染風險管控效果評估階段，針對污染物指標至少采集4個批次的樣品，采上游對照監(jiān)測點宜設置在污染羽上游，反映區(qū)域地下水質量。內部監(jiān)測點宜設置在污染羽內部，反映修復過程中污染羽濃度變化情況。下游監(jiān)測點宜設置在地下水污染羽邊界的位置。當周邊存原則上修復效果評估范圍內可充分利用前期調查階段設置的監(jiān)測井，現(xiàn)有監(jiān)測井宜符合修復效果評估采樣條件，能滿足采樣加入化學藥劑進行治理修復時，檢測指標還包括產(chǎn)生的二次污染物。原則上二次污染物檢測分析方法優(yōu)先選用國家或行業(yè)標準方法，尚無國家或行業(yè)標準分析測試方法時，可選用風險管控效果達標判斷主要包括對工程性能指標、污染物指標的達標判斷?？稍黾虞o助指標風險管控工程性能指標宜滿足設計要求或不影響預期效果。工程性能指標包括風險管控設施風險管控措施下游地下水中污染指標濃度宜滿足持續(xù)下降，受礦井涌水影響的地下水下游區(qū)若工程性能指標和污染物指標均達到評估標準，則判斷風險管控達到預期效果，可對風險管若工程性能指標或污染物指標未達到評估標準，則判斷風險管控未達到預期效果，對風險管原則上每口地下水監(jiān)測井、每個地表水監(jiān)測斷面中的檢測指標均持續(xù)穩(wěn)定達標，方可認為達在95%的置信水平下，趨勢線斜率顯著大于0，說明污染物濃度呈現(xiàn)上升趨勢；若趨勢線斜率顯著小于0，說明污染物濃度呈現(xiàn)下降趨勢；若趨勢線斜率與0沒有顯著差異，說明污染物濃a）概念模型清晰，污染羽及其周邊監(jiān)測斷面、監(jiān)測井可充分反映修復工程實施情況和客觀評估修對于地下水修復，若目標污染物濃度未達到評估標準，但判斷地下水已達到修復極限，可在a）更新概念模型：掌握修復后廢棄礦井評估范圍內地質與水文地質條件、污染物空間分布、潛在暴露途徑、敏感受體等，考慮風險管控措施設置情況，更新概念模型，可參照《地下水污染模擬預測羽，以及地表水監(jiān)測斷面中的污染物濃度降低或趨于穩(wěn)定，污染羽范圍逐漸縮減，或地下水中污染物c）開展人體健康風險評估：殘留污染物人體健康風險評估可參照《地下水污染健康風險評若殘留污染物對環(huán)境和受體產(chǎn)生的風險可接受，則認為達到修復效果；若殘留污染物對環(huán)境9.3.7制度控制包括限制廢棄礦井所在地土地利用方式、限制地下水或地表水利用方式、通知和公告通過地面調查、示蹤試驗、地球物理勘探等方法，尋找和確定地表水集中補給礦井的優(yōu)勢通道，并通過地表通道封堵或滲漏區(qū)防滲改造，或對地層裂隙和溶隙的注漿封堵，阻斷地表河流、湖泊、大氣降水及巖溶水補給采空區(qū)的優(yōu)勢通道（圖A.1）。同時可在集中滲流區(qū)段上游建立地表排水、導水工程設施，通過對礦井中的局部封堵和導流，使?jié)B入巷道或采空區(qū)尚未被污染的地下水沿不含礦的巷道直接外排，以減少污水的產(chǎn)生量。采用這種技術應當預測采空區(qū)塌陷對封堵部位的影響程度，因為塌陷會形成由于采空區(qū)殘留礦柱、頂?shù)装鍑鷰r中含硫化物的氧化作用極易產(chǎn)生酸性礦井涌水，可通過在采空區(qū)中充填石灰石、白云石等堿性物料（可優(yōu)先利用堿性廢渣等），持續(xù)釋放堿性物質，以提高礦井水pH值，同時覆蓋采空區(qū)頂?shù)装暹M一步抑制含硫礦物氧化（圖B.1）。此外，可通過投加硫酸鹽還原菌、硫還原菌同時，也可在廢水流經(jīng)巷道中充填堿性材料（石灰石和白云石等）和還原介質（有機質等進一步中和廢水的pH值，減少巷道中的含氧量，構建厭氧環(huán)境，并在井口建設液封系統(tǒng)，增加廢水在厭氧環(huán)境中的水力停留時間，強化硫酸鹽還原作用，促進廢水中溶解性重金屬與次生硫化物礦物形成沉淀（圖充分利用巷道空間，在改性碳酸鹽巖為主要充填材料（產(chǎn)堿提升pH值）的系統(tǒng)中將改性石灰石、凹凸棒土、鐵粉、活性炭和基質包等多種吸附材料進行耦合串聯(lián)布置，而較低的水流速度與較長的水力停留時間有利于延長水巖反應時間，同時有利于固體顆粒的沉降和吸附作用的發(fā)生，使水中溶解性污染物被充填材料所吸附，轉化后形成的固體顆粒易于沉淀在材料表面，從而達到廢水中污染物在井巷中凈化構建止水帷幕技術（圖B.4）主要用于限制地下廢水從受污染井巷及采空區(qū)混入周圍清潔水體。通過鉆孔或開挖溝渠填入不同類型的阻控材料，構建防滲墻，如土-膨潤土泥漿防滲墻、水泥-膨潤土泥漿防滲墻、復合泥漿墻、土拌墻和塑性混凝土防滲墻。防滲墻用土-膨潤土、水泥-膨潤土、粉煤灰、礦渣粉、粘井巷中礦井水在流動過程中可會通過底板破裂帶污染地下深層含水層，可構建防滲底板或注入防滲和粘土以隔絕空氣。在低溶解氧和高二氧化碳條件下，石灰石與酸性礦井涌水接觸時，可產(chǎn)生堿度提高水體pH值。為防止金屬氫氧化物沉淀覆蓋在石灰石表面，阻礙石灰石溶解，進水中溶解氧（DO）、Fe3+ 和Al3+濃度需低于1mg/L。為保證石灰石的溶解速率，系統(tǒng)水力停留時間需設置15h以上。 統(tǒng)中的溶解氧，可在缺氧石灰石溝渠前端串聯(lián)一個除氧池，以去除酸性礦山排水中的溶解氧。缺氧石灰石溝渠操作簡單，運行成本低，通常作為酸性礦山排水的預處理技術而被廣泛應用，示意圖如圖C.1所示。好氧石灰溝渠（OpenLimestoneDrains，OLDs）是填滿石灰石的露天溝渠，用于處理含氧酸性礦井水。設計時溝渠需具有20度以上坡度，以保證酸性礦井涌水在溝渠中的動能足夠將生成的氫氧化物沉淀以懸浮的狀態(tài)帶入后續(xù)沉淀池。實際應用時通常將好氧石灰石溝渠設置在半坡上，借助坡度使水流獲得石灰石導流井（LimestoneDiversionWells，LDW）主體為—個垂直的金屬或水泥徑1.5~1.8m，深2~2.5m，填充砂粒大小的石灰石。酸性礦井涌水通過管道引入導流井，石接觸，流速需能夠使石灰石顆粒充分攪動（水頭壓力至少為2.5m），通過石灰石溶解產(chǎn)生堿度，而水石灰石砂處理系統(tǒng)（LimestoneSand，LS）通用將石灰石砂沖刷至下游重新分布并中和酸度的一種技術。雖然石灰石表面會產(chǎn)生鐵、鋁的沉淀物，但水流能攪動并沖刷石灰石，以保持石灰石表面的高反應活性。若能持續(xù)添加石灰石砂，該技術在流域治連續(xù)產(chǎn)堿系統(tǒng)（Successivealkalinity-producingsystems，SAPS）最上層為1~3m的水層，中間是0.5~1m的有機層，底部為0.5~1m的石灰石層。水層能為系統(tǒng)沖洗提供一定的水頭，有機層能為微生物提供營養(yǎng)物質以促進硫酸鹽還原菌生長，石灰石層能有效地產(chǎn)生堿度。系統(tǒng)從上部進水，底部出水，并保留有一定的水位高度。由于酸性礦井涌水與石灰石接觸前先經(jīng)過有機層消耗氧氣，因此進入石灰石層時處于缺氧狀態(tài)，能有效減少Fe3+在石灰石層的沉淀，出水通過一系列穿孔排水管輸送到好氧濕地或沉淀池中，促使金屬沉淀。連續(xù)產(chǎn)堿系統(tǒng)適宜處理溶解氧為2~5mg/L、凈酸度300~500mg/L（碳酸鈣當量）的高硫酸鹽還原生物反應器（Sulfate-reducingbacteriabioreactor，SRB）是在有機碳源存在的前提下，利用硫酸鹽還原菌（SRB）還原硫酸根，生成硫化氫和碳酸鹽堿度，提高酸性礦井涌水pH值，硫化氫可與重金屬離子生成金屬硫化物沉淀。硫酸鹽還原生物反應器施工簡便，維護和管理費用較少，相比傳統(tǒng)碳循環(huán)處理技術產(chǎn)生的生物污泥量和溫室氣體更少；但硫酸鹽還原菌最適pH值大于5，因此在反應基質中通人工濕地由基質、水生植物、微生物、土壤及特有的水文條件構成，通過這些構成組分的協(xié)同作用厭氧人工濕地的水深通常大于30cm，底部鋪設厚度50c糞肥等），也可以與石灰石混合，增加堿度。系統(tǒng)中的堿度主要由石灰石溶解和硫酸鹽還原菌還原作用產(chǎn)生。厭氧人工濕地適合處理酸性礦井涌水，處理機制包括表層微生物的好氧生化作用、底層微生物的厭氧生化作用、植物的吸收作用及基質的吸附和過濾作用成本低，主要是基于天然物質和自然的物理化學、生物化學過程，無需持續(xù)的化學品投入，并可提供直AMD中和沉淀技術是酸性礦井涌水處理應用較廣的一項技術。它主要采取投加堿性物質提高廢水pH值，通過后進行復氧曝氣促進Fe