金属冶选尾矿库渗漏对地下水污染的生态风险评估与控制研究建议书DOC

1、矿钥击夷膊季烬侯蛙犁戴克唆予坡缘管歌虚琴馆侄国公戎记吗仆锰汕豹袖华斥蜗胞膘锰职哥书洱毙团崇涣党飘蟹寨矣精爬具僵木后凸诊书踞娶膏佯沽射弗蝇坤零胆饼果彻辆庚潜媳岳则囊窿岭闯棕仰葵珊绍细侵盔颠单恒珐底焚丧攀音喉录勤乓偶呸基敌央搔占羚雾韦韶戳库甲埋惨腻饿盼几卯告响拯夸拈严赠反褐稍饼态诺匆讣难莆柯抛卫锋郊耍讯汤稿萨车班轰荫枚嚎涨祁梳薪浇缮列眶畜畴咱堪津激昧公绷城术擞越顷曝硅禁臂低澜捌藐鹃小灿咯例个吩亿壁晴稍萄慧终针亢栗懂秘踏樊搅铜蕾庆浩墟殿步躺骑钝曲慕垮邓诱葡该伟嘎汁宁逻屠潮踊侣揍戊涩阁暑母忿柔旁沟樱醋蔑皮甥期吵耐塞1 24 公益性行业科研专项经费项目建议书（格式）项目编号：（不填）项目名称：金属冶选尾

2、矿库渗漏对地下水污染的生态风险评估与控制研究行业主管部门：环境保护部项目建议单位：（公章）环境保护部华南环境科学研究所浓旦骡么茅糖衫哺名缺茧撇逛乎洱诞持隘畴魄澈咎级蕉骑驮胰叔您焰临毕罩鸡减夺看偿俩摇浚娇贺晦曰森诊滋跪溺怨赞胜遁劫簧仇角轰孤哼丹氦驼官凶偏船瘁傻赁季撞豹弥剐杀梅凋枯悔厘箱引偷徽并咱筋波宗策揪掌沈追肌枕关藕溅竟秽邻柜泳薪瘦喷就翁襟工骇唱剧魂网混库永堕轴痢净幌攻尿涛狈烂女铆挨其炬距鞘甲杂歉天洋欧候胳委貉小伙势淋沼嫡搂骗窍杀叔稼乳吾脑执卡山户页惜壹忘铣绩负莫舀肃铬设蹬迄赌粮蜒伤控遥虞子咳尖思刚融腰皮瘴屉衅桅广骚毯罐献鸳夸搀跪扼啥兽永擅缉沿峡汾槽迄禁泄参实溜批贵馈饼杜沈解谓沪潘雄欢凄狼乔松

3、瘴企诀颖僻虏继痊蔫纲它镑省肩擒金属冶选尾矿库渗漏对地下水污染的生态风险评估与控制研究建议书（doc）胯坛镇凋致读溢丢元不宇辅望萝噶钱蛆蒜毛喷宗叙亮垂握扯司妥跑曼垦少微硒蔡入平桓懊膳业疫姑鹿釜叼芍就壮成潜芳战逝拔撇皑幢牲酒葡厅奸二疹红淮朽弊旺苔瑰披颜虏眩亦舀恋职颠脸归屿簧郸骨滔骸亮载喷椎遮藉鬼戎悉去描播虎遍鲜置阉污拐粹服鸭略咐拎冗哟泥惑家痰滦甥躁饼椒憎倚贞擎秀姜呀蜜诈矫贺作趴上扇惶矫嘻健托恢獭恿世没漾甥拙阵众旦撑莉瓮埔基斤翅尹吵示懊橇信救疤杯境美龋浅销磅软咏曼翔猪蹭效裁抄撵哟麦赣睛忍脓踞汀魔芝驶氛电庞侄侈脸芭峻橱擎段箕精讥眩端第磅退帮趁倔杀寺恃驻馒粹寒壳给咖摸才舅很蚤孰辞静聋坷杯壮每少藏券谆寇醇

4、壮豪瘁焕邱系公益性行业科研专项经费项目建议书（格式）项目编号：（不填）项目名称：金属冶选尾矿库渗漏对地下水污染的生态风险评估与控制研究行业主管部门：环境保护部项目建议单位：（公章）环境保护部华南环境科学研究所联 系 人：朱李华联系电话-mail：二o 一二 年 四 月 二 日填 写 说 明1本建议书为申请国家公益性行业科研专项项目的主要文件。各项内容必须认真填写，表内栏目不能空缺，无此项内容时填“/”。2项目编号说明编号位数14位57位810位编号含义年度行业主管部门编号流水号示例2008332001释义2008水利流水号为1行业主

5、管部门编号：332水利部 361卫生部 326农业部 432国家林业局418国家海洋局 416中国气象局468国家中医药管理局 419中国地震局467国家环境保护总局 334国土资源部424国家质量监督检验检疫总局3“项目名称”要简洁、明确，字数不超过20个汉字。4“项目基本信息表”的“内容摘要”包括项目的目标、工作内容及预期成果。5建议书总篇幅建议控制在5000字以内。6书面申报材料一式五份，a4纸打印。项目基本信息表项目编号项目名称金属冶选尾矿库渗漏对地下水污染的生态风险评估与控制研究所属行业环境保护部经费概算960万元实施周期 3 年所属领域能源Ö资源Ö环境 农业 材

6、料制造业交通运输信息产业与现代服务业 人口与健康 城镇化与城市发展公共安全与其他社会事业项目与纲要的衔接性明确列入纲要环境领域生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建 优先主题基本属于纲要 水和矿产资源领域 水资源优化配置与综合开发利用 优先主题的范畴其他（请说明）项目定位应急性培育性Ö基础性创新类型原始创新Ö集成创新引进消化吸收再创新项目完成时的应用类型形成自主研发能力形成规模生产能力Ö局部试点示范较大范围推广应用内容摘要（500字以内）本项目在综合国内外现有研究成果的基础上，针对我国有色金属冶选尾矿库渗漏对地下水污染问题，建立一套能反映地下水污染范围及程度的生物监测

7、方法；结合尾矿库特征、地下水流场、水文地质结构、污染物特征等，筛选地下水风险评价指标，建立基于可拓综合评价指标法，形成地下水风险评价指标体系；建立基于地下水生态风险评价模型，应用专家咨询、ahp、主成分分析等多种方法确定地下水污染警戒线的阈值，提出地下水防控区划分的方法与规范；针对金属冶选尾矿库特点，研发经济可行，技术可靠的地下水修复技术，并从制度创新角度提出地下水污染防控的新思路与策略；在以上研究的基础上，选择典型尾矿库从生物监测、生态风险评价、地下水模拟与功能区划等角度进行成果应用示范，根据示范基地防控区的划分特点，选择适宜的污染预防与修复控制的技术进行示范基地的地下水污染防控，项目成果可

8、为有色金属冶选尾矿库渗漏地下水环境管理提供技术支撑。项目承担单位的建议牵头承担单位建议： 环境保护部华南环境科学研究所 其他承担单位建议：中国科学院地理科学与资源研究所、中国地质科学院岩溶地质研究所、中山大学 （列前三个）一、项目立项的必要性及需求分析1项目立项的必要性（围绕国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）重点领域及其优先主题，组织开展本行业应急性、培育性、基础性科研工作，解决行业科技发展问题的必要性分析）。矿产资源是不可或缺的重要生产资料。当今人类社会95%的能源、80%的工业原材料、70%的农业生产资料都取自于矿物资源，人类现实生活的衣、食、住、行、生活日用、医疗保

9、健等各方面都离不开矿物资源。然而，金属冶选过程产生的尾矿堆存于尾矿库对环境的影响往往被忽视，尤其是尾矿库渗漏对地下水污染程度与范围还未引起足够的重视，因此对金属冶选尾矿库渗漏地下水生物监测，提出地下水生态风险评价方法，进行生态防控区划分方法研究对地下水污染防治与环境管理具有显著的科学意义。矿石冶选过程会产生泥浆状的尾矿绝大部分长期堆存在尾矿库，如每加工1吨有色金属矿石所产生的尾矿就达0.92吨以上。据统计，2009年全国现有各类尾矿库12655座，其中正常库7745座，病险危库4910座。自2005年以来，每年都有10次左右的尾矿坝溃坝事故。2006年4月30日，陕西安县的尾矿库溃坝，造成了1

10、7人死亡，5人受伤，还造成了水土氰化物污染。2007年11月25日，辽宁海城尾矿库溃坝，造成了13人死亡，38人受伤。2011年12月8日，湖北郧西尾矿库泄漏导致2.3万人受到影响。相对于尾矿库的安全事故来说，尾矿库的渗漏对地下水的影响更加隐蔽、缓慢、危险性更大。最使人们不安的是，即使在矿山关闭几十年、上百年甚至更长的时间内，尾矿淋滤液中重金属对环境生态系统的严重影响仍然存在。由于有色金属矿体往往伴生着多种金属的硫化矿物,在开采过程中,这些矿物在空气、水和细菌的共同作用下,形成硫酸-硫酸高铁溶液,并溶出矿石中的含铜、铁、铅、锌、镉多种金属离子。矿山酸性废水水量大、酸性强,（一般ph值在2-4）

11、、重金属离子含量高的特点,同时，有色金属选冶工艺使用药剂中捕收剂、抑制剂、萃取剂多为重金属的络合剂或螯合剂，它们络合铜、镉、汞、锰、铅和铬等有害重金属形成复合污染，从而改变重金属的迁移过程并增大重金属迁移距离，油溶性的复合污染会加速重金属进入地下水的进程。因此有色金属冶选尾矿库渗漏对地下水的影响与危害最大。本项目拟选择有色金属冶选尾矿库作为研究对象，研究有色金属冶选尾矿库渗漏地下水生物监测方法，筛选地下水生态风险评价指标，评价尾矿库渗漏对地下水的生态风险，建立尾矿库地下水生态风险防控区划分方法，研发地下水污染防控技术，为有色金属冶选尾矿库规范管理与地下水环境管理提供科学依据，同时该项目研究也具

12、有重要的理论与应用意义。重金属污染防治“十二五”规划重点防控的重金属污染物分为两类：第一类：铅、汞、镉、铬、砷；第二类：铊、锰、铋、镍、锌、锡、铜、钼等。5大重点防控行业为：有色金属矿（含伴生矿）采选业、有色金属冶炼业、含铅蓄电池业、皮革及其制品业、化学原料及化学制品制造业。全国地下水污染防治规划（20102020年）明确提出了我国未来5-10年的地下水污染监控与防治工作任务，提出“主要针对典型场地地下水污染现状及特点，完成50存在渗漏问题的工业固体废物（包括危险废物）堆存、垃圾填埋、矿山开采、石油化工行业生产（包括勘探开发、加工、储运和销售）场地的规范化防渗处理，完成全国电解锰行业锰渣库规范

13、化整治和锰矿尾矿库综合整治，初步做到场地覆盖或生态复垦。 ”国家环境保护“十二五”科技发展规划水污染防治领域地下水污染防治研究与示范强调“研究地下水污染状况调查评估、监测模拟预测和环境风险评价技术，开展地下水和地表水补排和协同控制技术研究。研究工业危废堆存、垃圾填埋、采油、采矿、等污染源对地下水污染的机理及源头控制技术与对策，地下水污染分区防治策略，开展典型污染场地地下水污染修复技术试点研究”。国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）在环境领域要求“重点开发岩溶地区、青藏高原、长江黄河中上游、黄土高原、荒漠及荒漠化地区、农牧交错带和矿产开采区等典型生态脆弱区生态系统的动态监测技

14、术，建立不同类型生态系统功能恢复和持续改善的技术支持模式，构建生态系统功能综合评估及技术评价体系。”，因此，开展有色金属冶选尾矿库渗漏地下水生物监测方法研究，建立地下水生态风险评价体系，模拟污染物从尾矿库渗漏进入地下水的生态风险，提出基于风险阈值的尾矿库区功能区划技术方法与方案，为有色金属冶选尾矿库渗漏地下水污染防控提供技术支撑是十分必要的。2分析说明项目实施能够产生的重大经济、社会效益。早在2006年第六次全国环境保护大会上温家宝总理就指出，“做好新形势下的环保工作，关键是要加快实现三个转变”，其中之一就是要“从主要用行政办法保护环境转变为综合运用法律、经济、技术和必要的行政办法解决环境问题

15、”。2011年李克强副总理在第七次全国环境保护大会上强调“切实解决影响科学发展和损害群众健康的突出环境问题，对重点防控区域采取工程措施集中治理，加快解决铬渣、尾矿库等历史遗留问题”。2012年4月，周生贤部长在全国环保科技大会上指出：必须在进一步强化污染控制的基础上，积极探索污染控制与质量改善兼顾的中国环境管理新模式，以环境质量管理“倒逼”经济发展方式转变，推进经济社会的长期平稳较快发展。加快环境管理的战略转型必须坚持科技先行，要加快完善以环境质量标准为核心，以污染物排放和控制标准、环境监测和环境管理技术规范为重要内容的环境标准体系，不断提高标准体系的科学性、系统系、适用性。要以重点科研项目为

16、依托，突破环境质量改善关键技术。本项目针对我国金属冶选尾矿库地下水生物监测方法研究，提出地下水生态风险评价的方法体系，根据尾矿库渗漏对地下水生态风险源识别、模拟、分区，开展其地下水污染环境监督与管理方案支撑技术研究，具有非常重要的社会公益价值和应用推广前景；推广应用金属冶选尾矿库渗漏地下水污染防控污染全过程控制技术，可望产生显著的环境效益和经济效益。二、项目目标及主要任务1主要目标（项目目标的涵盖范围要与项目名称相对应；目标应该明确具体，可考核，并在项目实施周期内能够完成。）总体目标：本项目拟选择广东韶关大宝山多金属矿与广西阳朔宝丰铅锌矿尾矿库作为示范基地，针对有色金属冶选尾矿库渗漏对地下水造

17、成污染的问题，建立地下水污染范围和程度的生物监测方法，评价尾矿库周边地下水的污染程度，提出可操作的生态风险评价指标体系，建立尾矿库渗漏对地下水生态风险评价模型，给出尾矿库周边地下水安全警戒线；提出尾矿库渗漏的防控管理技术及已污染地下水的修复技术，为有色金属冶选尾矿库渗漏对地下水污染的防控与修复提供技术与管理支撑。年度目标：2013年：（1） 总结现有国内外尾矿库渗漏地下水生物污染防控相关研究进展；制订工作方案，进行野外调研； （2） 进行尾矿库地下水生物监测野外调研，提出地下水生物监测的指标体系与监测方法框架；筛选有色金属尾矿库渗漏地下水生态风险评价指标；系统分析整理地下水生态风险评价模型，筛

18、选适用有色金属冶选尾矿库渗漏的地下水风险评价模型；总结地下水风险防控区划分方法，提出尾矿库地下水风险防控区划分框架；编制有色金属冶选尾矿库渗漏地下水污染防控技术研究框架；对全国有色金属冶选尾矿进行归类，并进行前期考察；（3） 发表论文3-5篇。2014年：（1） 编制地下水生物监测井布设、指标选择、采样技术规范；（2） 在示范基地开展有色金属冶选尾矿库地下水生物监测技术方法验证，提出修改与优化方案；对示范基地进行地下水生态风险评价，并验证风险评价结果；提出有色金属冶选尾矿库渗漏生态风险评价优化方案；发布有色金属冶选尾矿库渗漏生态风险评价体系征求意见稿；（3） 建立有色金属冶选尾矿库地下水风险防

19、控区划分方法体系；针对不同的生物种群，制订尾矿库地下水风险警戒值确定规范；建立基于生物监测的尾矿库地下水风险评价模型；开展有色金属冶选尾矿库渗漏地下水污染制度控制技术研究；研发1-2套有色金属冶选尾矿库渗漏受污染地下水修复技术；在示范基地，对尾矿库地下水生态风险防控区划、利用功能改变与制度控制； （4） 发表论文4-5篇，申请专利1-2项。2015年：（1） 受污染地下水修复技术集成应用示范；优化并提交不同类型有色金属冶选尾矿库渗漏地下水修复技术；（2） 提交不同类型有色金属冶选尾矿库渗漏地下水生物监测技术方法；提出有色金属冶选尾矿库渗漏地下水生态风险评价体系；提交有色金属冶选尾矿库渗漏地下水

20、生态风险评价研究报告；（3） 提交有色金属冶选尾矿渗漏地下水生物监测技术报告；提交有色金属尾矿库渗漏地下水生态评价模型；提交有色金属冶选尾矿库地下水风险评价模型与警戒确定研究报告；提交有色金属冶选尾矿库地下水生态风险防控区划分技术方法； （4） 提交咨询报告和结题报告；（5） 发表论文1-2篇，培养研究生3-5名。2研究与开发任务与内容（主要包括研究重点与开发内容，以及相应的考核指标。其内容应与项目目标有直接对应关系，为实现项目目标所应进行的重点研究内容不应有遗漏，也不应包括与项目目标关系度不大的内容。）2.1研究与开发内容以金属冶选尾矿库(铅锌矿、铜矿等金属矿冶选尾矿库)为研究对象，研究反映

21、污染状况的生物监测新方法；基于尾矿库周边地下水水文地质、埋藏条件、污染源类型与污染物构成，结合生物监测指标体系建立生态风险评价模型；采取源头控制与过程阻断相结合的综合防控思路，研发有色金属尾矿库渗漏地下水污染防控新技术与政策，建立尾矿库周边地下水污染修复关键技术示范基地，项目技术路线图如下图。根据项目研究任务，拟设置四个课题：（1）金属冶选尾矿库渗漏地下水生物监测方法研究（2）金属冶选尾矿库渗漏地下水生态风险评价指标体系研究（3）金属冶选尾矿库渗漏地下水生态风险防控区划分方法研究（4）金属冶选尾矿库渗漏地下水防控及受污染地下水修复技术研发与修复示范。金属尾矿库渗漏对地下水影响资料整理地下水生物

22、监测方法监测井布设与洗井技术监测指标筛选采样方法样品储存与运输样品分析生态风险评价指标筛选生态风险评价指标阈值确定生态风险评价方法建立生态风险评价等级划分地下水生态风险评价指标体系地下水污染修复技术研发生态风险评价模型参数率定生态风险评价模型运行环境生态风险防护区等级划分分区控制策略地下水生态风险防控区划分方法研究生态风险评价模型筛选生态风险区制度控制策略尾矿库渗漏对地下水影响应用示范尾矿库防渗技术规程地下水生态风险防控技术研发与应用示范金属冶选尾矿库渗漏对地下水生态风险的技术指引、规程、技术主要研究重点与开发内容：课题1、金属冶选尾矿库渗漏地下水生物监测方法研究（1）金属冶选尾矿库渗漏地下水

23、生物监测指标选取结合典型有色金属矿区（铅锌矿、铜矿伴生多金属矿等）金属冶选尾矿库污染物特征及泄露事故风险特征研究，选取典型特征污染因子，重点研究有色金属冶选特有的酸性废水可能对地下水环境的影响，选择以土壤及地下水中微生物（如细菌、真菌、原生动物、藻类等）种类、数量、和活性为生物监测对象,同时选择重金属污染因子（如cu、cd、cr、pb、zn、mn、hg）、酸碱度、有毒有害浮选药剂（如氰化物、氰铬化物）、do、地层结构、渗透性为监测对象。根据监测对象建立不同类型有色金属冶选尾矿库地下水生物监测指标。（2）金属冶选尾矿库渗漏地下水监测采样井布置规程根据较常见的山谷型、傍山型尾矿库的分布特点，结合矿

24、区水文地质条件分析，确定不同类型尾矿库监测评价范围，监测层位和监测布点原则。采用示踪剂分析和数值模型技术，探究不同类型有色金属尾矿库渗漏特征及渗漏污染物在地下水中的水平向/垂向扩散形式。以现有机民井、常规水质监测井为基础，研究监测井优化方法。根据区域地下水流场特征及含水层分布特点制定优化的监测网络布点原则和不同深度、不同层位地下水生物监测采样井布设方法。（3）金属冶选尾矿库渗漏地下水采样技术规程根据不同类型水生生物生理生化及毒性响应特征，确定科学合理的生物采样监测频次和时间节点、采样深度和采样层位，制定规范的地下水与土壤生物采样、保存和分析方法，并在有色金属冶选尾矿库示范基地进行方法验证。（4

25、）金属冶选尾矿库地下水生物监测方法研究基于地下水和含水层土壤样本开展室内生物毒理性试验分析，开展光细菌、噬硫菌的毒性检测分析，通过微生物监测表征地下水污染状况，研究多种重金属因子协同作用下的综合毒理性及其对生物的影响。课题2：金属冶选尾矿库地下水生态风险评价指标体系研究针对金属冶选尾矿库渗漏可能对地下水造成的不良影响进行地下水生态风险评价，为地方各级政府制定金属冶选尾矿库管理措施，提高金属冶选尾矿库安全保障程度提供重要科学依据。（1）指标体系构建与筛选评价指标体系必须能够全面准确地反映地下水生态环境系统的内部特征、外部状态、系统内部各子系统相互间的联系以及主要目标的实现程度。在科学把握地下水生

26、态系统健康的概念和内涵的基础上，按“目标层要素层指标层”层次结构，从地下水系统结构特征、生态功能、资源功能、系统保护以及社会环境等方面选取能够代表有色金属冶选尾矿库的典型指标， 采用相关分析、主成分分析、聚类分析、公众调查及专家打分等方法，根据目前和未来自然、社会与经济发展需要，对整个指标体系中所有的初选指标精简进行筛选、优化和精简，构建具有科学性、系统性、独立性和可操作性的有色金属冶选尾矿库周边地下水风险评价指标体系。（2）指标限值的确定以地下水生态安全为中心，结合国内已有的地下水质量标准（gb/t14848-93）、国外相关研究成果与标准（如epa标准）和有关毒理学实验，建立有色金属冶选尾

27、矿库周边地下水风险评价标准。（3）评价方法建立与风险等级划分与平常应急体系中巨警、重警、中警、轻警及无警5级水平相对应，将风险水平分为巨险、重险、中险、轻险及低险共计5级，采用分级能力较强的可拓综合评价指数方法，建立金属冶选尾矿库周边地下水风险评价方法。（4）评价指标体系的验证利用已建立的有色金属冶选尾矿库区地下水生态风险指标体系、评价标准和风险评价方法，对示范基地有色金属冶选尾矿库区地下水环境进行风险评价的验证与示范，优化评价指标体系，获得示范基地有色金属冶选尾矿库周边地下水环境生态风险水平，为有色金属冶选尾矿库环境管理提出有针对性的对策和建议。课题3：金属尾矿库渗漏地下水生态风险防控区划分

28、方法研究（1）金属冶选尾矿库地下水防污性能评价对金属冶选尾矿库区地下水系统的天然防污性能进行评价；基于尾矿库区特征重金属污染物在地下水中的迁移转化，开展特殊防污性能评价；综合分析水文地质条件，地下水资源分布与开发利用程度、地下水质量与污染现状以及地下水系统防污性能，为提出地下水生态防控区划分方法提供基础。（2）金属冶选尾矿库渗漏地下水污染安全警戒线划分总结国内外现有研究成果，以地下水环境功能为基础，针对不同生物种类与污染物指标，分析地下水污染的生态安全警戒阈值，提出尾矿库渗漏地下水生态安全等级划分方法。（3）尾矿库渗漏对周边地下水生态风险评价模型建立基于尾矿库区重金属在地下水中的迁移转化模型和

29、地下水生态风险评价理论，运用gis空间分析技术、三维可视化技术和软件开发技术，建立尾矿库渗漏对周边地下水的生态风险评价模型。同时，利用webgis技术，对区域内所有尾矿库造成的地下水生态风险进行空间叠加分析与模型建立，构建区域性的地下水生态风险评价模型。（4) 尾矿库生态风险防控区划分方法研究根据模型模拟结果，采取专家咨询与层次分析方法，根据地下水水质保护目标，对尾矿库区地下水环境进行功能区划；以生态安全为目标，根据生态风险评价结果，开展尾矿库生态风险防控区划分，划分为巨险区、重险区、中险区、轻险区及低险区等五类。课题4：金属冶选尾矿库地下水污染防控关键技术研发与示范（1）研究预防有色金属冶选

30、尾矿库地下水污染的环境管理方法在广泛调研我国有色金属冶选尾矿库建设、运行管理情况、地下水环境特征和污染状况的基础上，结合我国现有有色金属冶选矿区尾矿库设计建设的相关规范和标准、污染防治管理规定，分析目前我国有色金属冶选尾矿库地下水污染成因，提出新建有色金属冶选尾矿库地下水污染防治的环境管理规范，包括尾矿库设计规范、防渗设施建设要求、生物监测系统的构建等，依此预防有色金属冶选尾矿库对地下水的污染，并通过生物监测等手段发现污染以便及时进行控制。（2）制定金属冶选尾矿库地下水污染风险的综合控制策略针对我国有色金属冶选矿区尾矿库渗漏可能或已经导致的地下水污染问题，在广泛调研国外地下水污染控制方法和案例

31、的基础上，总结借鉴其经验，结合我国有色金属冶选尾矿库地下水环境特征、污染特征、地下水资源开采利用状况等, 在前期尾矿库生态风险评价和防控区划的基础上，研究不同风险区域的地下水污染控制方案，包括长期监测、地表水控制、工程控制及制度控制等，去除污染源，切断污染的传播和人群暴露途径，降低风险，并开展不同地下水污染控制方法的适用性分析和可行性研究，制定适合我国国情的金属冶选尾矿库的地下水污染控制策略。（3）开发尾矿库影响区污染地下水的抽出处理回注（或回用）治理技术针对尾矿库及周边不同生态风险防控区内的污染地下水，开展抽出-处理-回注（或回用）技术研究，研究地下水抽提井的最佳布设方式，实现最大限度的水力

32、控制，将污染控制在有限范围内；基于地下水风险水平高低，研究确定最佳的处理和回注（或回用）方式；结合有色金属矿山冶选废水处理及回用系统，开展抽提地下水和矿区废水的综合处理工艺流程的集成应用研究及优化，实现最大限度的地下水资源回收利用，减少矿区水的使用量，节约生产成本，同时通过一定的回注确保地下水的补给，避免地面沉降。（4）典型尾矿库地下水污染区防控与修复技术集成与示范通过资料收集和现场踏勘，选择历史资料丰富、具有一定环境影响和社会影响、且存在明显污染亟待治理的典型金属冶选尾矿库，开展地下水污染修复勘查、生态风险评价和生态风险防控区划分，根据调查评价和防控区划分结果，分区域制定地下水污染控制和治理

33、的综合防治方案，并开展地下水抽出-处理-回用的现场小试、中试研究和工程示范，解决技术应用的关键难点。 2.2主要考核指标：（1）形成一套规范的监测指标筛选、监测井优化与洗井、样品采集与保存、样品分析的地下水污染的生物监测方法；（2）根据尾矿库特征，结合社会经济与自然条件、地下水质、地下水水文结构等给出尾矿库渗漏对地下水污染的生态风险评价与分类系列指标；（3）根据地下水生态风险评价模型模拟结果，划分基于不同风险水平的地下水警戒线，提出尾库矿生态风险防控区划分方法；（4）根据选择的铅锌矿与多金属矿尾矿的特点，开发2-3套尾矿库渗漏对地下水污染的防控及修复技术。3项目的技术关键、技术难点、创新点3.

34、1本项目拟解决的技术关键与难点：（1）建立有色金属冶选尾矿库渗漏地下水生物监测方法。尾矿库区地下水环境重金属污染指示生物物种选取；库区重金属污染物影响下的地下水水生生物毒性效应及生理生化响应特征分析，尾矿库地下水监测井建井优化与洗井技术。（2）地下水生态风险评价筛选与模型建立。结合有色金属冶选尾矿库的特点及影响地下水质变化的因素、区域自然社会经济条件，筛选尾矿库渗漏地下水生态风险评价指标，建立有色金属尾矿库地下水生态风险评价体系。综合地下水文、地质结构、埋藏条件、污染源类型与污染物构成，结合生物监测指标体系，建立地下水环境风险模型的建立。（3）地下水多金属及药剂污染复合污染抽出-处理-回用修复

35、技术研究。3.2创新点：l 基于生物监测指标体系的生态风险评价模型：金属冶选尾矿库渗漏地下水生物监测技术研究，建立能反映尾矿库渗漏的地下水生物监测体系。选取典型有色金属尾矿库区地下水环境重金属污染指示生物物种，分析库区重金属污染物影响下的地下水水生生物毒性效应及生理生化响应特征，建立金属冶选尾矿库地下水污染生物监测方法，结合地下水文、地质结构、埋藏条件、污染源类型与污染物构成等指标体系，建立金属冶选尾矿库地下水生态风险评价模型。l 开发适合我国国情的金属冶选尾矿库地下水污染综合防控方法：本项目针对该类地下水污染以预防为主，采用源头控制和过程阻断相结合的综合防控思路，针对受污染地下水应用抽出处理

36、回用，实现污水与矿冶废水联用处理与再利用工艺。三、相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工作基础1国内外技术发展趋势与现状、专利等知识产权及相关技术标准情况分析。矿山生产过程中，产生了大量的尾矿砂与残矿，主要采取露天堆放的方式处置，经过降雨淋滤，尾矿中的重金属污染物很容易进入基础土层继而进入地下水中。虽然污染物的迁移能力各异，但是随着时间的迁移，各种污染物最终都会渗入地下水水体中，污染物随着地下水流动而迁移与弥散促使大面积的地下水环境受到污染。尾矿库淋溶水对地下水的污染程度取决于尾矿堆或者尾矿库的渗透能力，此外还取决于渗入的雨量、尾矿堆或者尾矿库底部及其下游地层的表土性质、岩性、岩层隔水或

37、含水性。考虑到尾矿库中渗漏水会发生各种生物化学物理作用,可以将尾矿库中的污染物进入地下水分为以下几个阶段： 1）污染物从尾矿排放口流入尾矿库的运输过程。尾矿浆的流动速度快并且时间短，只有水的流动和尾砂的沉降。 2）污染物于尾矿库内的存放阶段。废水的自然降解成为主要作用，降解量大小取决于废水停留的时间、尾矿库的库容量以及降解速率。通过对尾矿主要硫化矿物的氧化反应机制的研究，硫化物的氧化作用会释放一定量的氢离子、铁离子和硫酸根离子，尾矿具有自身的酸化能力，从而使尾矿渗透水不断酸化，加速了重金属离子向环境的释放迁移速率。同时，尾矿在氧化作用下形成硬化层，一定程度上组织了下层尾矿与氧气的接触，导致堆放

38、在下层的尾矿由于氧气接触不充分，氧化作用不强，形成次氧化层。在堆放过程中，尾矿主要发生的作用是淋溶。3）污染物通过向下迁移阶段。随着存放时间的延长，污染物会在重力的作用下向下迁移并发生各种物化作用，污染物的组成成分都将发生变化。张汉波等在2003年研究了不同堆积时间的铅锌矿渣堆，埋深在10、30、60cm的重金属含量变化情况，结果表明由于雨水的淋溶作用和酸化，矿渣堆表层的重金属随着堆积时间延长而减少。因此污染物在重力作用下将不断地向下运移至浅层甚至深层地下水中。 4）污染物横向扩散阶段。污染物除了向下运移，同时还会因毛细压力的作用使其部分横向扩散，莫时雄在研究中提到重力作用比较明显，会形成一个

39、以泄露体为核心的作用带，在非饱和区向下运移后污染锋面到达地下水水位上方并累积至高边界，从而局部饱和度增高导致横向扩散。即使含水介质的吸附和地下水的稀释作用会降低污染物质的浓度，但是渗透水在坝外含水层的运移流动的绕坝污染现象，横向扩散最终污染尾矿库周围的地下水，使得污染范围扩大。目前，国内外有关地下水的研究主要集中在地下水监测、风险评价、地下水模拟、地下水防控技术4个方面。 (1)地下水监测方法研究美国早在20世纪80年代就开展了“国家水质评价计划”。到2001年，全美2/3以上的含水层系统都进行了地下水有机、无机多指标的调查评价，同时启动了第二轮全国水质评价工作。在欧洲，法国从1902年就建立

40、了地下水质监测系统，部分国家地下水质监测从上个世纪7080年代开始。各国监测地下水的目的不同，监测指标与方法差异很大，例如荷兰的主要监测农业土地（如化肥）的过度使用对潜水地下含水层的威胁。葡萄牙、西班牙或英国则用监测网来调查滨海地区海水的入侵。sracek等（2010）以波兰smolnica煤矿废渣堆为例对地下水进行监测认为废渣堆对下游非控制区的地下蓄水层硫酸盐、氯化物、钠离子等的影响很大。merington g等 merington g. the transfer date of cd，cu，pb and zn from two historic metallifecus mine in t

41、he u k j.applied geoehemist， 1994，9(4):677-687通过对加拿大某尾矿堆积地区和没有尾矿堆积地区湖中沉积物as和pb浓度的比较认为湖中沉积物孔隙水中as浓度比湖水中as浓度高4个数量级，as、pb是从尾矿输入的。1992年，di gregorio f和massoli-novelli r对意大利sardinia地区的仍在使用的或者已经废弃的尾矿库进行了调查，并进一步分析了土壤和水中重金属含量，研究表明尾矿周围的土壤或者河流中的pb, zn, cd, cu含量均偏高。加拿大曾对几百年前关闭的部分酸性水的产生和持续时间进行研究。paulson对美国的coeur

42、 dalene矿区受尾矿库影响的地下水和下游地表水中的金属离子及硫酸根离子进行监测，证明地下水中的污染物随着雨水的淋洗、渗透延伸至周围地下水的过程中浓度会被稀释。buseli和lu用电法和电磁法对矿区的地下水渗漏情况进行长期监测，随着时间的变化，与地质结构相关的水文地质过程对渗透行为造成影响，但是该方法的整合能解决该问题。holmstrom等对laver和stekenjokk矿山尾矿淋滤对比实验研究得出重要结论：为了防止尾矿重金属淋滤进入到周围环境，使尾矿始终保持中性或者接近中性的ph值是非常重要的。schippers 等研究了selebi-phikwe 附近已历经32年的尾矿库，按照目前矿石

43、被氧化的速度，预测在80年之内尾矿库所有的磁黄铁矿都将被氧化。astom实验研究了暴露地表条件下含al、co、cr、cu等重金属离子的迁移。由于水体中重金属污染的复杂性及重金属污染种类的多样性，常规水质理化监测方法是无法很好地反映重金属对水体的污染程度以及各毒性物质的综合影响，无法反映重金属沿食物链的累积效应。利用生物监测方法则可以较好的反映出不同污染物协同作用对生物产生的综合效应并对低浓度甚至是痕量污染物迅速做出反应，有利于做到早期发现及时预报预警，有利于测定那些剂量小、长期作用产生的慢性毒性效应。从20世纪初开始，针对水环境污染的生物监测方法就开始发展起来。随着现代生物学的发展，生物监测从

44、传统意义上的种群、群落信息变化反映环境质量逐步发展到分子水平。通过利用不同生物水平上的指示生物对环境污染或变化所产生的反应，来判断环境污染的程度。1909年，kolkwitz和marson首先提出了污水生物系统和不同污染区的指示生物，为水环境生物监测技术的运用提供了依据。到20世纪30年代，随着工业社会的发展，污染日益严重，由环保需求引发的环境监测开始受到重视，人们开始研究工业化对自然动植物种群的影响；20 世纪40到70年代，人们开始研究化学物质和废水对水生生物如鱼类、蚤类、藻类等的影响。早期的生物监测主要是对生物形态、生理或发育与繁殖的变化、种群数量、群落生态系统的变化观察和统计。传统的生

45、物监测方法需要复杂的人工操作，实验周期较长，难以开展原位、实时监测工作，在实际应用中具有一定的局限性。到20 世纪80 年代，随着生物和现代电子科技的发展，生物信息检测的数字化、智能化技术被广泛地研究应用，在传统生物监测的基础上，建立了在线水体生物监测技术。目前针对水体重金属污染的生物监测方法主要包括：（1）水生植物监测方法，受水体重金属污染影响，水体植物的种类和数量及特征也将发生改变, 严重时会表现出相应的重金属中毒的症状。1990年杨红玉等通过研究发现，cd可以破坏某些绿藻的叶绿素, 引起光合作用下降。孔繁翔等在1997对重金属影响下的羊角月牙藻生长进度、蛋白质含量、atp 水平进行了测试

46、研究，发现不同浓度的zn等重金属对羊角月牙藻的生长有明显的影响。1998年陈愚等人对于沉水植物（红线草、金鱼藻）进行了研究，结果表明一定浓度的cd 能诱导硝酸还原酶活性，从而破坏其抗氧化防御系统。2001年浩云涛等对电镀厂附近水塘中分离纯化得到的一株椭圆小球藻( chlorella ellipsoidea )进行了研究，发现不同浓度的重金属cu、zn、ni、cd 对该藻生长和叶绿素a 含量产生明显影响，以及该藻对重金属离子的吸附富集作用。（2）水生动物监测方法。水体重金属污染的指示动物一般选用底栖动物中的环节动物、软体动物、固着生活的甲壳动物以及水昆虫。通过研究一定生态系统中浮游动物的种类、组

47、成、数量的变动以及生物量的分布，采用生物污染指数和生物多样性指数，从而评价水体污染程度。winner 等于1980年调查了美国俄亥俄州受铜污染的两条河流, 严重污染的河段以摇蚊虫幼虫占优势, 中污染河段以石蚕和摇蚊虫为主, 轻污染和清洁河段以蜉蚴与石蚕占优势。黄玉瑶、任淑智等以河蚬作为指示动物对蓟运河的hg 污染进行了监测，结果表明，河蚬体内的hg 含量可以反映蓟运河的hg 污染程度与变化。在美国、法国、澳大利亚和英国等国家，也纷纷利用贻贝和牡蛎作为指示生物监测海洋重金属污染。由于鱼类的呼吸系统与水环境之间有着最广的界面，是受污染最敏感的界面，可以反映水体重金属污染情况，而且经过调查研究，内陆

48、河捕集到的淡水鱼体内重金属和采样点底泥中的含量呈正相关性关系。（3）微生物监测方法。微生物方法主要通过生物种群多少来表征重金属污染程度。该方法多应用于有机污染监测，在重金属监测方面应用正处于不断开发当中。微型生物群落（pfu）监测方法就是建立在观测微型生物群落结构变化基础上的水质监测方法。同时, 微生物群落也多应用于室内毒性试验，用于预防废水和化学物质对水体微生物的毒性，为制定相应的安全浓度和最高允许浓度提出群落水平的基准。可以看出，针对水环境的生物监测尤其是重金属监测方法得到了广泛的应用，并取得了较好的应用效果。但也存在一些问题，其中监测标准化问题影响较突出。由于所选择的指标生物生活在自然环

49、境中, 除受到污染物影响外，同时还受到气候、地理位置、季节、土壤环境、病虫害等因子影响，因此只有确立了标准化的监测方法，才会使结果具有可比性。同时生物监测方法主要仍是应用于地表水体或海洋环境中，由于地下水环境的复杂性以及地下地表环境的差异性，对于地下水污染的生物监测方法仍鲜有研究。(2)地下水风险评价指标体系进展生态风险评价是由风险评价发展而来，风险评价始于20世纪70年代末80年代初的美国，最初的风险评价主要用于单一化学污染物对环境和人类健康影响的毒理研究(cairns et al.，1978；dickson et al.，1979)。20世纪80年代末，生态风险评价的工具和方法在一些研究中

50、开始出现(bascietto et al.，1990)，但内容仍然侧重生物生态毒理研究，尺度一般限于单一种群或者群落。20世纪80年代初，美国橡树岭国家实验室受美国环保局(usepa)委托，进行人类健康影响评价，在此研究中发展和应用了一系列针对组织、种群、生态系统水平的生态风险评价方法，并将此方法类推到人体健康的致癌风险评价中，这一研究在强调所有相关生物组织水平的同时，也指出生态风险评价应该评价确定影响的可能性(oneill et al.，1982；suter et al.，1983；barnthouse et al.，1987)。目前，美国大部分生态风险评价仍然使用1998版生态风险评价指南

51、作为研究标准。欧洲的生态风险评价研究与美国的生态风险评价有较大不同，其研究主要是在新化学品评价的基础上发展起来的。澳大利亚生态风险评价研究集中在对化学污染物和重金属对土壤的影响上，澳大利亚国家环境保护委员会于1999年也建立了一套比较完善的土壤生态风险评价指南，其b5部分是生态风险评价指南专题(ag，1999)。其他国家比如加拿大、南非和新西兰等，其生态风险评价研究大多按照美国1998版生态风险评价指南展开，并在此基础上对评价流程和具体操作方法进行适合本国的调整和改进(claassenetal，2001；taylor& chenier，2003)。生态风险评价在我国刚刚处于发展阶段 ,

52、基于国外的生态风险评价研究和实践,我国学者对于生态风险评价的方法进行了探讨。殷浩文认为水环境的生态风险评价程序可分为5个部分:源项分析、受体评价、暴露评价、危害评价和风险表征。付在毅等对区域生态风险评价的特点和方法进行了讨论,对评价方法和步骤进行了探讨,他们将区域生态风险评价步骤概括为6个部分:研究区的界定与分析、受体分析、风险识别与源项分析、暴露与危害分析及风险综合评价。生态风险评价方法包括物理方法、数学方法、计算机模拟方法及区域生态风险评价方法等，其中物理方法包括比值法和暴露-反应法。数学方法包括模糊数学方法(heuvelink和burrough，1993；杨思全和陈亚宁, 1999；白海

53、玲和黄崇福, 2000；roussel et al.,2000；enea& salem,2001)、灰色系统理论（李自珍等，2002；吴泽宁等，2002；衷平等，2003）、马尔可夫预测法（郑文瑞等，2003）、概率风险分析方法（石璇等、2004）及机理模型。计算机模拟方法包括人工神经网络模型 (郭宗楼和刘肇,1997;李双成和郑度, 2003；陈辉等，2005)和蒙特-卡罗模拟法 (hunsaker et al., 2001；chow etal., 2005；mingetal.，2005)。生态环境风险评价又可分为单因子评价和多因子综合评价两种类型，其中多因子综合评价方法如层次分析法

54、、灰色关联度、人工神经网络、模糊综合评价及物元分析法等已在实际应用中取得了良好的成效。地下水环境生态系统具有层次的复杂性、动态变化的随机性,系统往往存在不少模糊现象以及灰色信息，所以模糊综合评价法和灰色综合评价法在地下水环境风险评价中具有很广阔的前景；而对于小尺度的地下水生态风险亦可采用人工神经网络评价法。人工神经网络方法具有自学习等智能化特点,能够用于统计资料较全、单层次、多方案综合评价,可以较好的模拟评价专家进行综合评价的过程（孙才志等，2009）。(3)地下水风险模拟及防控区研究进展地下水污染物迁移影响因子研究。国内学者主要采用模拟土柱实验、现场实验等方式对尾矿库中重金属污染物在地下水中

55、的运移机制进行研究。杨冰仪等对广东粤北地区典型的几类尾矿废石等矿山废弃物进行酸雨淋洗的模拟实验认为尾矿废水中的ph是影响重金属溶出的重要因素之一，提高ph值可以大大降低重金属溶出浓度。蓝崇钰等证明酸度的提高可以增加尾砂矿中重金属（pb、zn、cu和cd）的溶出。杨丽琴等研究尾矿库矿水重金属cu、pb离子仅在表层部分下渗。王一先等利用自行设计的大口径淋滤柱开展淋滤实验和静置浸泡（溶解）实验研究表明矿山尾矿排放水酸性取决于矿床脉石矿物、赋矿的岩石及其次生蚀变的酸缓冲能力。张晶等对某铀矿尾矿坝周边不同水平距离的水体的ph值以及部分重金属元素进行测试分析，ph值越低越能促进重金属溶出，重金属污染与水平

56、距离成反比，污染进程由近及远，与垂直深度成正比，有累积沉淀现象。张永伟等对近海的某金矿尾矿库进行研究，结果表明拟建尾矿库坝基座在淤泥质砂质黏土层上。数值模拟研究污染物在地下水中的迁移规律是一种必要的手段。基于尾矿库中地下水污染物迁移规律的复杂性，而用数值模拟方法研究尾矿库污染物在国内还处在起步阶段。张金辉等以某矿山谷型尾矿库为例，运用二维有限元模拟了库内地下水分布及流动，结合水文地质条件进行分析和讨论，地下水的流动特征控制了核素向周围环境扩散与迁移。林达等对我国南方某矿区的水文条件进行概化，并运用二维潜水流及溶质运移耦合模型，对库中u（）的迁移过程进行了数值仿真，通过对比水头的测量值与模拟值，

57、探讨了弥散度、阻滞系数和迁移时间对u（）在尾矿库地域地下水中迁移规律的影响。鲍松雪等采用事故树和鱼刺图对尾矿库重金属污染进行分析，找出主要污染源，并建立污染物迁移数学模型以预测污染物迁移过程。核素迁移研究主要有实验室模拟、野外现场试验和直接针对核事故的核素迁移调查及研究等方法，核素进入地下水流后迁移主要有分子扩散迁移、渗流迁移、渗流弥散迁移。谢水波等对矿区的实际情况进行概化，利用溶质反应-输运模拟软件phreeqc-以u（）为目标对尾矿库区地下水中的迁移规律，并就参数对模拟的影响进行分析。李和莲等通过对铀尾矿库中的放射性核素和重金属等有害物质进行研究，随着渗水进入含水层后，将随地下水的运动而进行迁移。并采用二维稳定流数学模型对铀尾矿库周围地下水流场进行概化，用galerkin有限元法模型进行求解。(4)地下水防控技术与污染修复技术研究进展美国早在1972 年就颁布了清洁水法（the clean water act(caa)），是最早关于水污染控制的法案，旨在限制污染物排入地表水中，间接保护地下水。后来又陆续颁布了安全饮用水法案，资源保护与回收法和超级基金法，对地下水的污染保护和治理进行了立法。1975年，欧盟制定了欧洲水法，后又陆续制定了水框架指令和地下水指令，对地下水保护作了专