如何预防地浸采铀地下水污染(2)

　　2. 3 加强地下水监测。

　　为了较好地控制溶浸剂和溶浸液在矿层范围内运移，防止溶浸剂和溶浸液的流散，必须对溶浸剂和溶浸液在地下水中的流散情况进行监控，一旦发现异常，加大抽液量以缩小污染范围。设置地下水监测井，根据监测井取样分析结果，监测溶浸范围。

　　（ 1） 监测井设置原则： 以含矿含水层的采区地下水及其下游为监测重点，兼顾采区的上、下含水层、采区含矿含水层侧面。监测孔平面上布置在井场外围和井场内，垂直方向上布置在含矿含水层和上、下含水层内，以达到全面监测的目的。

　　（ 2） 监测井设置要求： 监测井的设置要能真实反映不同层位地下水的质量状况； 监测井数应为生产井总数的2% ~ 10% ,地下水下游方向不应少于 2 个监测井，井场内上下含水层中应布置相应的监测井（ 相对而言，上含水层是监测重点，因井场大量抽注钻孔穿过上含水层，而对下含水层无波及，故上含水层的泄漏机会远大于下含水层） ;在勘探过程中如已掌握矿床内的断层或大的裂隙，那么在开采期间应有针对性地在这些特殊地段布置监测井，因它们可能成为溶液泄漏的通道； 监测井需要配套能保证日常采样方便快捷的装置。

　　（ 3） 背景值监测井的设置： 根据区域水文地质单元状况和地下水主要补给来源，在地浸采场外围地下水流上游垂直水流方向，设置 1 个或数个背景值监测井。背景值监测井应尽量远离城市居民区、工业区、农药化肥施放区、农灌区及交通要道。

　　（ 4） 开采前监测井的作用： 确定开采前的地下水质参数和进行抽水试验，确定含水层的水文地质参数和含矿含水层与上下各含水层的非水力联系，评价隔水层水力学特征，证实含矿区与生产区周边井的水力联系。抽水试验一般需连续泵抽 48h,停泵后 96h 内仍需测取数据。

　　（ 5） 监测内容： 不同阶段监测内容的侧重点应有所不同。开采前本底监测内容应包括有关物理参数、常量和微量元素等全分析； 无论酸法还是碱法地浸在试验期和生产期关注对象有地下水水位、水流方向、电导率和水质（ 如pH、SO42 -、U、Ca2 +、Mg2 +、Fe、CO32 -、HCO3-、TDS、C1-） ,在溶浸液处理时如用硝酸盐淋洗，还要知道 NO3 - 的本底值与变化。根据监测结果及时预报可能发生的溶浸液的运移情况，以便及时调整工艺参数，从源头预防污染地下水。

　　（ 6） 监测频率： 监测频率依据不同阶段监测对象而变化，总体上可将水中化学成分和水文参数分为定期取样和不定期取样。从目前情况来看，位于生产区上下含水层中的监测井每月取样 2 次，分析检验化学成分，而地下水位每月取样 1 次。井场周围的监测井每 2 个月取样 1 次，而布置在水流下游的监测井取样间隔时间更长些。布置在特殊地段的监测井每月取样 1 次。监测频率并不是严格不变的，应根据实际情况调整，如在试验初期，几乎每天都观测水位变化。泄漏发生后采取措施前，也应每天取样监测[4].

　　（ 7） 监测方法： 除了采取常规的定期取样监测分析之外，还可利用 SGM 地下水污染渗漏监测系统、WATERLOO地下水多级监测系统、多参数水质分析仪等通过监测井对地下水进行实时监测，随时掌握地下水流动状态，将监测结果与地下水水质本底比较，确定污染情况。一旦发生溶液泄漏，尽早处理。为降低水质分析成本，平时可选择氯化物和 TDS 进行跟踪监测，当监测到其浓度超过上限值（ 一般是在本底值的基础上增加 20% 作为上限值） ,就可以认为地下水受到污染，必须进行控制。通过对参数跟踪监测，可以分析地下水位等高线，确定地下水的流动方向、流动速度和水质，从而控制溶液在含矿含水层中流向[5].

　　（ 8） 开采前的水质样应分别从含矿层以及上、下含水层监测井和周边监测井中取得。根据开采前的水质来确定今后地下水修复的目标以及各监测井的上控制限。上控制限包括氯根和碳酸氢根的浓度以及电导率，这些参数可作为生产区溶液向监测井迁移趋势的判断依据。

　　（ 9） 一旦监测到地下水受到污染，监测井可以改为清水注液井，在井场外形成水力屏障，在采场边缘加大抽出量，使溶液流回井场。

　　（ 10） 井场退役治理后，地下水的监测工作仍至关重要。通过监测井、地下水溢出带附近泉眼、河流等监测地下水的恢复状况。

　　2. 4 其他环保措施。

　　除了要确保钻孔施工质量、控制溶浸范围、加强地下水监测之外，还有其他的地下水污染预防与控制措施：

　　（ 1） 在考虑环保因素基础上评价地浸开采的可行性，凡对环保不利的地浸铀矿，即使地浸开采条件十分合适，也不能追求短期利益而盲目开采，以免造成无法挽回的地下水污染后果。

　　（ 2） 酸法地浸虽比碱法地浸的浸出周期短、浸出率略高，但出于对环境保护，尤其是地下水修复的考虑，地浸铀矿山尽可能采用地下水污染小的碱法或中性地浸工艺。如美国现在的地浸采铀矿山均使用中性的 HCO3-（ 钠盐）浸出，其对地下水和围岩的影响很小，治理也更容易。

　　（ 3） 对地浸开采前的地下水进行详细调查，包括地质、水文地质特征和地球化学特征、地下水用途、地下水水质、岩石矿物成分和化学成学等资料，为地下水污染评价和修复提供背景资料。

　　（ 4） 生产中要掌握每一井浸出最高峰的来临期及高峰时其溶浸液铀含量峰值规律，决定注入的溶浸剂浓度和浸出时间，以避免盲目增大溶浸剂浓度而浪费试剂，增大地下水污染。

　　（ 5） 地浸铀矿山退役后，必须适当处置（ 如填实封闭）所有注液井、抽液井和监测井，以防含水层之间交叉污染。

　　3 地浸采铀的地下水修复。

　　为防止地下水污染扩散，减少地下水修复成本，地浸单元浸出结束后应尽快进行地下水修复。如果修复单元靠近其他生产单元，则靠近其他生产单元的那部分的修复可以推迟进行，使之对其他生产单元的干扰降到最小。

　　（ 1） 确定地下水修复目标值。在设计阶段就应确定地下水修复目标。总的来说，为使公众免受危害，采场地下水要恢复到原环境天然指标状态或达到国家或行业许可的环境标准要求。根据《地下水质量标准》、采前地浸井场地下水本底水平、国家或行业标准要求等，确定地下水修复目标值，使采场地下水修复至本底水平或标准值，达到原有水质功能。

　　（ 2） 地下水修复方法。在设计中应确定地下水修复方法及措施，并考虑每年修复井的数量及对修复抽出液的处理。地浸采铀工程试验阶段应开展地下水修复试验研究，确定修复的有关工艺路线、步骤及参数。

　　地下水修复可采用抽出-治理-注入的方法，即采用地下水抽除→污染地下水的地表处理→处理后的清洁水再注入修复含水层→需修复的含水层内地下水循环→修1低浓度铀的溶浸液也可作为溶浸液直接送到将要开采的采区，进行超前酸化。地表处理方法可采用反渗透法，反渗透后的浓缩液送蒸发池蒸发。

　　地浸采铀矿山地下水修复采用反渗透法，其脱盐率高达 90%以上，反渗透处理后淡水中的 U 和 Ra 满足国标《铀矿冶辐射防护和环境保护规定》（ GB23727 - 2009） ,As、Se、F - 和 Cl-满足国标《农田灌溉水质标准》（ GB5084- 2005） 中规定的限值要求[6].反渗透后的浓缩液可利用风能或太阳能辅助强制蒸发、地表喷洒布液蒸发、强化雾化蒸发和自然蒸发相结合的方法处理，从而达到降低生产成本和环境保护的目的[7 -8].

　　根据需要，用地下水的原地微生物净化技术代替化学或物理方法，利用从被开采矿床上分离出来的天然微生物，符合环境保护要求。

　　4 地浸采铀的事故应急措施。

　　地浸采铀工艺对环境污染较小，在水冶处理时保证各管路正常运行，防止管道渗漏和破裂即可有效避免原液外泄，保障钻孔质量和维持抽注液量基本平衡可防止地下水污染与扩散。

　　4. 1 非控制性抽注失衡和钻孔密封不良的防范措施。

　　（ 1） 压力预警。在生产期间采用连续记录单孔的注液量及注液压力，通过压力监测资料，会很快发现出现异常的钻孔。通过压力连锁控制装置能立即停止异常孔的注液，然后进行检测。

　　（ 2） 水位预警。水位预警采用连续监测纪录和报警。当一个生产的注液孔注液压力较小或无压下注时，或如出现注液量增加，而水位降低或不变时，就要考虑该注液孔是否出现异常，停止该孔的生产。观测上部含水层监测孔的水位变化，如果出现明显变化时，就要检查各孔的注液情况。

　　（ 3） 检测措施。对于出现异常的钻孔，要马上安排测井车对该孔进行电流测井，确定钻孔井管是否出现破裂及破裂的位置。每年定期对所有钻孔进行一次检测，来确定每一个钻孔的质量状况。

　　4. 2 管道断裂预警。

　　每个钻孔均装有在线流量计，随时记录着各钻孔的流量。当发现流量急剧变化或溶浸液的浓度明显下降时，即时分析和查找原因，是否存在管道断裂事故发生。每天24 小时安排专人进行巡视检查，及早发现事故隐患或已发生的事故。

　　值班人员每天定期对水冶厂各管路进行巡视，察看水冶厂原液管道工作状况； 其他时间内，每天不定时进行巡视和观察进塔流量，以及通过监控查看水冶厂内部原液管道运行情况，遇到问题及时汇报并做记录。

　　4. 3 应急补救措施。

　　当出现管道、井管和蓄水池等破裂事故时，立刻采取停产、故障排查、检修、堵漏、修补等应急补救措施，并通过各种物理手段检测应急补救效果，直至满足规定要求。当出现泄漏时，输液管道采用焊接与更换措施； 井管采用再次注浆堵漏或水泥浆密封整个钻孔； 蓄水池再涂上一层防腐环氧树脂。一旦发生破裂事故，应使渗漏或外溢的溶液全部收集到事故池内，通过污水泵抽送至事故槽内处理。抢修完成后重新启动抽注液系统，察看运行状况。

　　5 地浸采铀的环境管理措施。

　　为保证上述地浸采铀地下水污染防治措施达到更好的效果，还应采取如下环境管理措施：

　　（ 1） 进一步增强地浸铀矿勘探和开采人员的环保意识； 操作人员必须经岗位培训、考核，具备上岗合格证后方可上岗操作； 加强操作管理，建立岗位操作规程，操作人员严格按操作规程操作； 操作人员应经常进行巡检和详细记录运行参数，发现跑冒滴漏等问题与异常应及时采取调整、检测、停泵、修补与更换等措施，尽量避免和减少溶液的泄漏。

　　（ 2） 地浸采铀企业应制定环境监测计划，其内容应包括监测项目、监测频率、环境介质与监测方法等。发现异常，应追踪污染趋势并及时采取补救措施。对使用的各种监测仪器和设备进行定期检测，保证检测结果的可靠性。

　　（ 3） 地浸采铀企业应建立健全各项记录和档案管理制度、污染物产生与排放的台帐制度，重视污染物的监测和计量管理工作； 制定巡查和定期检测制度，及时发现事故隐患，并采取相应的对策； 加强生产设备的维护和维修，保证设备正常运行。

　　（ 4） 地浸采铀企业应针对可能发生的事故制定应急预案，建立有关应急指挥部门，定期对应急预案进行演练与评审。针对实际情况以及应急预案中暴露的缺陷，对预案不断进行更新、完善和改进。一旦发生事故时，启动应急预案，进行应急环境监测和事故处理。

　　参考文献。

　　[1]袁于飞。 我国地浸采铀新技术获得重大突破： 盘活数万吨复杂砂岩型铀矿资源[N]. 光明日报，2014 -08 -02（ 02） .

　　[2]刁春娜。 某地铀矿原地浸出采铀地下水环境保护[J]. 辐射防护通讯，2010,30（ 4） : 41 -42.

　　[3]要二仓，郑秀华，杨爱军，等。 可循环微泡沫泥浆在地浸砂岩铀矿中的应用[J]. 地质与勘探，2008,44（ 5） : 87 -90.

　　[4]王海峰。 地浸采铀监测井的取样方法与监测结果分析[J]. 铀矿冶，2002,21（ 2） : 57 -61.

　　[5]柳建祥，杨勇，刘迎九，等。 南方某铀矿山地下水的监测[J]. 矿业快报，2007,23（ 5） : 63 -64.

　　[6]徐乐昌，王红英，刘乃忠，等。 CO2+ O2地浸采铀工艺的废水处理方法[J]. 铀矿冶，2012,31（ 2） : 96 -99.

　　[7]苏学斌，刘乃忠，李喜龙，等。 一种地浸采铀矿山废水蒸发装置及方法[P]. 中国专利： CN104609487A,2015 -06 -03.

　　[8]苏学斌，刘乃忠，李喜龙，等。 一种地浸采铀矿山废水蒸发装置[P]. 中国专利： CN204369592U,2015 -05 -13.