朱新伟

（江西省核工业地质局机械研究所，江西 南昌 330002）

我国是稀土资源大国[1]，特别是江西赣州市稀土资源丰富，是我国重要的稀土生产基地，20 世纪70 年代开始，随着全球经济的快速发展，各行各业稀土矿产的需求日益加剧，进而使得江西稀土矿产被快速、过度开采，在这迅速地开采过程中，带来了极大的环境问题。近年来，在江西赣州地区，稀土矿藏开采导致周边土壤的严重污染，使耕地退化、粮食减产甚至绝产，造成了严重的生态环境破坏[2，3]。南方稀土开采以池浸、堆浸和原地浸矿工艺为主，特别是采用原地浸矿工艺，残留于山体中的硫酸铵通过淋滤作用和渗透作用污染矿区及周边环境的土壤、地表水和地下水，破坏矿区及其周边土壤理化性质，使矿区及其周围的生态环境及生物多样性失去平衡，同时大量的注液井、集液沟加剧了山体滑坡、泥石流等地质灾害。本文选择江西某稀土矿区，采用工程措施、土壤改良及植被恢复相结合的治理措施进行试验研究。

1 废弃离子型稀土矿山造成环境问题

江西赣南稀土以离子相存在，属构造剥蚀丘陵地形，矿区大部分采用的原地浸矿工艺，引起的主要环境问题主要表现为。

1.1 引发地质灾害

直接注入矿体的浸取液会使山坡发生裂缝，加之稀土矿体赋存于渗透性较好的风化壳中，当注液井布局不合理或遇到长时间、大范围的降雨时，就可能引起山体滑坡，严重时会进一步发展为泥石流灾害。

1.2 对矿区植被破坏较大

原地浸矿工艺需破坏矿区山体地面约1/3 的植被用以配备足够数量的注液井和集液沟渠，同时硫酸铵溶液长时间地浸泡山体，会通过侧渗和毛细管作用损坏地表植被。

1.3 污染矿区土壤和水体

残留于山体中的硫酸铵会通过淋滤作用和渗透作用污染矿区及周边环境的土壤、地表水和地下水，而当发生地质灾害时，矿体内残留的硫酸铵外流会加重危害。

2 稀土矿山污染治理修复方案

2.1 工程措施

2.1.1 遗留物治理工程

开采遗留物主要包括开采材料设备和开采构筑物，其中开采材料设备主要包含矿区内开采遗留下的PVC 管、塑料膜、过滤布等物料。首先将矿区分散的废弃物进行分类暂存，一般固废材料可能附着有污染土壤或采矿所用的高浓度化学物质，需对其进行清洗，清洗废水应收集起来进入水质净化工程的调节池内进行处理。清洗后的物料进行分类规整，可循环利用的循环利用，不能再利用的经检测合格后运至固废填埋场。对经判别和检测后发现为危险废物的，委托有资质的危险废物处置单位进行处理，并办理危险废物转移手续。

2.1.2 土地整理工程

土地整理满足建设过程中施工、进场、运输、种植、水土保持、边坡稳定等各方的要求，主要是提高坡面的稳定性，便于施工作业；同时通过微地形的整理，增加天然降水地表径流的利用率，从而提高植被的成活率。添加土壤改良剂，改善土壤结构和成分，使之满足植物生长需要。土地整理要与总体规划相结合，要符合矿区对本区域土地的最终利用方向，有条件的地方可以利用坑洼改建为蓄水池，蓄积降水，合理开发利用水资源，因地制宜、随坡就势的平整，利于植被恢复为宜。

2.1.3 生态河道治理

因稀土矿点内存在崩岗，且在崩岗处形成了大汇水区，为满足项目区内灌溉及排水的需要，提高治理区沟道两侧崩岗边坡的稳定性，需要对治理区内的沟道进行修葺和整理，本项目整修工程主要有清淤和边坡绿化两个方面，其中边坡绿化还包括部分削坡工程。

2.1.4 截、排水沟工程

根据矿区地形地貌、水文条件和环境现状等，布置截流引流工程。截流沟的布设主要分两种，第一种是设置环场截流沟，即沿着整个矿区，在一定高程上布设截流沟，最后在截流沟两端设置排水沟，将收集到的清水排放。另外一种是排水分区的基础上，分区设置截流沟，以及设置相应的排水沟，将该区域收集到的清水排放。前者主要适用于地势均匀、简单的地方，后者较适用于地势相对复杂的地方，这样避免了由于存在特殊地段导致的工程实施难度和工程量的增加。根据矿区各排水分区的特点，选择合适的方式布设。

图1 植被恢复示意图

2.1.5 水质净化工程

水质净化工程主要针对雨水汇集的区域，采用合适的工程措施降低水中污染物氨氮的含量。根据污染情况和现场踏勘掌握的场地条件，建设水质净化工程。

稀土矿区主要为含氨氮废水，处理高浓度稀土废水的处理方法主要有吹脱法、蒸发结晶法和反渗透法为代表的物理处理方法，该类方法因为高运行成本而抑制了其推广应用，以吸附工艺和化学沉淀法为代表的物理化学方法所需设备庞大，运行成本较高。由于人工湿地系统在废水处理中所表现出的优势（出水水质稳定、处理效果好、操作简便、投资省、抗水力冲击负荷能力强），本工程中采用人工湿地作为矿山污染废水的治理方式。

人工湿地系统水质净化技术是一种生态工程方法，其原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物，建立起人工湿地生态系统，当污水通过系统时，经砂石、土壤过滤，植物根际的多种微生物活动，污水中的污染物和营养物质被吸收、转化或分解，水质得到净化。经过人工湿地系统处理后的水，达到地表水质排放标准，可直接排入饮用水源的湖泊、水库或河流中。本工程位于废弃稀土矿区，可利用面积较大，人工湿地可采用表面流湿地系统，并与景观相结合设计。

2.2 生态治理

2.2.1 土壤改良

主要采取化学改良和生物改良结合措施[4]。矿山废弃地存在酸碱化问题，对于碱性废弃地，宜采用硫酸亚铁、碳酸氢盐和石膏等进行改良。石膏可以将土壤中的钠离子替化成钙离子减轻土壤碱化程度，从而增强土壤中水的渗透能力改善土壤基质。对于酸性废弃地，可以在基质中投入碳酸氢盐和石灰中和废弃地的酸性。同时应用菌根、酶等微生物对废弃地进行改良，由于真菌和酶增加了土壤微生物菌群的活性，改善了根际周围的微生物环境，可以明显促进植物的生长发育。

2.2.2 植被恢复

植被重建应遵循“因地制宜，因矿而异”的原则，在树种、草皮的种属选择、工艺的采选上要与矿区所处的地理位置、气候条件、土石环境相匹配，以确保植被重建的成效。另外，矿山废弃地植被恢复中需要尽快实现植被覆盖并发挥固土作用，所以需要选择一些适应当地条件、生长迅速的先锋植物，初步筛选的植物包括黑莎草、芒萁、香根草、白喜草、狗牙根、紫穗槐、胡枝子等，修复后的前后效果图对比如图2。

图2 修复治理效果对比图

3 结论与展望

通过本研究中各项工程的实施，将为赣南生态环境质量的整体改善提供坚实的支撑。通过实施矿区综合整治工程，将有效削减水体和土壤中各类污染物排放量，提升生态环境承载力。通过实施污染治理与修复工程，将有效解决矿区污染问题，使流域环境质量得到切实改善，同时也保障了下游水环境、农产品和食品安全，有力推进生态文明建设工作，有效提升经济竞争力和社会经济可持续发展能力。