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1.1建设阶段对环境的影响
我国的铀矿山分布在全国15个省市、30多个地县境内,在铀矿开发项目的建设和阶段会产生一定量的污染物,这些污染物排放到周围环境,这在一定程度上影响了周围的大气、水、土壤等自然环境。开发建设过程中,地表景观破坏,耕地植被生产破坏、水土流失加剧等生态问题。矿山井下开采引起的地面沉陷,露天开采引起的滑坡等地质灾害。
1.2生产运行阶段的影响
生产运行阶段为重点阶段,也是环境污染最严重的阶段,其中重金属污染、地下水污染、固体废弃物污染等已经成为了世界性话题。
1.2.1重金属污染
尾矿、废石中重金属元素很容易随雨水在土壤中迁移,重金属进入土壤环境后,扩散迁移比较缓慢,且不被微生物降解,通过溶解、沉淀、凝聚、络合、吸附等过程后,容易形成不同的化学形态。当其在土壤中积累到一定程度时,就有可能通过土壤—植物(作物)系统,经食物链被动物或人体摄入,潜在危害性极大。因此重金属污染问题必须引起高度关注,并采取相应措施加以防止。
1.2.2地下水污染
传统的铀矿开采、加工和水冶过程中产生的放射性元素经过多种途径进入地下水,并随地下水流动而扩散,给地下水及其生态安全造成严重危害。矿区地质变化会引起地下水位的下降。溶浸采铀中的原地浸出采铀工艺,具有明显的环保优势,“三废”大量减少,但溶浸液的扩散或渗漏也会在不同程度上造成地下水环境污染问题。黄国夫指出:酸法浸出对地下水影响较大,大量溶浸剂和氧化剂导致含矿含水层中各种试剂组分含量增高,水酸度增大,重金属含量和有害元素大大超标。张振强指出:碱法浸出可使铵离子引入造成污染。对矿区及附近地下水质检测尤为重要。
1.2.3固体废弃物污染
我国铀矿的开采力度在逐年增大,我国铀矿具有类型多,规模小,形态复杂,矿化不均匀,品位低,埋藏条件多变,矿石开采量大,采矿贫化率高等特点。开采一吨铀矿石往往需要采出4~7吨固体废物。铀矿采冶造成的固体废物主要是放射性废物,铀矿开采、冶炼时产生大量低品位废石和矿渣,长期堆放在矿区废石堆和尾矿库中,其放射性虽然不及高放废物强但由于规模大、数量多,且多以露天存放,因而是一个不容忽视的放射性污染源。
1.3退役后的铀矿山
退役铀矿山的主要污染有:放射性废渣,未封闭的坑道口,露天采场废墟,矿冶尾渣,废水,土壤中氡析出率等。主要工作有废石堆治理、矿井封闭、废水处理和辐射环境治理及监测等。
2修复技术
2.1构建环境影响评价体系
铀矿山的各阶段难免给周围自然环境,生态环境,地质等带来损害。既然无法避免就应使其危害最小化。环境影响评价制度,是构建人与自然和谐发展的重要手段。因此,在铀矿山建设、开采过程中,要严格执行该制度,实现铀矿开采与环境治理的一体化,并且使环境影响评价制度伴随铀矿开采的整个过程。
2.2重金属污染的治理方法
目前我国常用的治理重金属污染方法为物理法、化学法、生物法。物理法和化学法虽然效率较高,但是存在消耗成本高,对土壤结构损害较大,会带来二次污染等缺点。生物法不仅成本较低,不会带来二次污染,还能够在治理重金属污染的同时修复矿山的生态系统。但生物法也有其缺点如治理效率较低、效果较差。根据不同的土地条件,必须选择不同的植物类型。尽管植物修复技术在治理重金属污染方面得到了广泛的应用,但在植物选取方面仍有待加强。寻找、筛选和培育对重金属具有超级累能力的植物,及增加其生长量缩短其生长周期的方法。我们不仅仅是提高单个技术得营运,把三种方式结合起来扬长避短,获得一个最优的处理方法。
2.3地下水污染修复技术
铀矿区地下水中污染物质复杂,影响因素较多,需要相应的理论、技术和方法支持,才能做到地下水污染的修复。目前国内主要有地表净化法和地下清除两类。
2.3.1地表净化法
地表净化法是指将被污染的地下水抽取到地表专门的处理场地,经过多重化学反应,得到大量难溶行盐类,处理后深埋地下。这种方法不仅要求专门收集和存储措施,处理费用高,易造成二次污染,故未被广泛运用。近几年来,人们开始将目光转向绿色,安全廉价的生物修复技术。植物根系过滤技术在废水,湿地污染修复中具有极好的效果,通过植物-微生物共存作用,可将铀从地下水体活土壤中永久性去除。2.3.2地下清除法地下清除方式是从注孔中加入净化剂或通过专门技术构筑地下含水层处理工程,来达到消除污染的治理方式。地下清除方法较多,而微生物原位修复技术前景较为开阔。Lovely提出利用微生物以氢作为电子供体将地下水中可溶性的六价铀转化为难溶的四价铀,进而防止其迁移和扩散。Pollmann等从德国铀矿废石中分离得到了一种细菌,可以高度富集毒性金属以及贵金属等,在铀矿山地下水污染治理中具有良好的前景。
2.4固体废弃物污染处理方法
铀矿山固体废弃物主要污染为氡的析出和占地面积过多。有矿石废渣中的氡,可通过迁移而大量进入大气中,对周围人们造成一定的辐射,对周围环境造成污染。目前较常用的方法为覆盖法,即使用粘土、黄土、红土、石块或者水泥等不同物质覆盖在废渣石,以降低氡的析出。配合使用含磷物质和植物修复技术对周围铀、铅等重金属进行吸收降低其辐射和重金属含量,最后将去除掉铀等金属的废渣石进行再利用,可回填井下采空区。即可减少污染又取得了较好的经济效果。
2.5退役后的铀矿山
废渣石、废水、矿井封闭及监测为退役铀矿山的主要工作。废渣石可采取上述方法处理。对铀矿山矿井封闭可采用全井充填方式或者封闭淹井的方式,效果良好。关于废水可建造废水沉淀池或污水处理厂。通过物理法、化学法、生物法、水稀释法、循环利用法等方法进行废水处理。我国部分矿山循环利用吸附尾液,使污水排放量大大减少。在退役铀矿山治理的问题上不仅技术重要,而源项调查和长期监护方面也很重要。
3结论及展望
铀矿山环境污染方式各异,但无论是废水、废渣还是辐射等污染对其基本治理原理都相近就是降低铀含量以达废水、废渣、辐射治理的目的。物理法、化学法等方法对于铀矿山土壤的修复存在耗能、耗钱、对土壤结构损害较大等缺点,从生态环境的角度出发,这些方法均对铀矿山生态环境的恢复作用不明显。生物修复技术作为一种新兴高效、绿色廉价的修复方法,它可以最大限度地降低修复时对环境的危害,但该技术目前还不太成熟,有待进一步完善。根据我国基本国情,对比外国修复技术。可以将生物方法与物理、化学法结合对我国某些铀矿山进行修复。生物技术中植物修复和微生物修复及微生物-植物修复技术将是以后研究的重点。
作者:武易单位:东华理工大