卓琼芳,
黄大伟,
潘超逸,
冯立师,
虢清伟,
常莎,
生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所),广州 510530
作者简介: 邴永鑫(1986—),男,硕士,工程师。研究方向:水环境应急处置技术与应用,环境风险评估与管理。E-mail:bingyongxin@scies.org.
通讯作者: 常莎,changsha@scies.org
中图分类号: X507
Emergency disposal of a sudden water environmental accident with antimony pollution caused by leakage of tailings pond
BING Yongxin,ZHUO Qiongfang,
HUANG Dawei,
PAN Chaoyi,
FENG Lishi,
GUO Qingwei,
CHANG Sha,
South China Institute of Environmental Sciences, Ministry of Ecology and Environment(Research Institute of Eco-environmental Emergency, Ministry of Ecology and Environment), Guangzhou 510530, China
Corresponding author: CHANG Sha,changsha@scies.org
CLC number: X507
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摘要:2015年11月,由于E省某尾矿库2#排水井拱圈盖板破裂,导致大量尾矿浆从涵洞口喷出,进入A河,并沿河顺流进入B河、C江,使得C江沿线部分水厂停水。在此次突发事件中,E、F、G省采用断污染源、截污、清淤、投药降污、水库调蓄、水利稀释、饮水保障等工程手段,经过71 d的应急处置,受污染河道全线达标。通过现场试验,确定了0~2 ℃条件下应对锑污染的河道投药降污技术。在硫化钠、聚合硫酸铁投药技术的基础上,通过硫化钠+聚合硫酸铁(硫化钠法)混凝沉降法,使得锑去除率分别从12.3%、36.8%提高到95.1%。
关键词: 尾矿库泄露/
应急处置/
锑/
混凝沉降
Abstract:In November 2015, due to the rupture of the arch cover plate of the 2# drainage well in a tailings reservoir in E province, a large number of tailings were ejected from the culvert hole and entered A river with a distance of hundreds of meters and entered B river downstream, resulting in the stop of water supply in some water plants along C river. This paper gives a comprehensive introduction to the causes, emergency measures and disposal effects of the incident. In this event, after 71 days of emergency disposals, including cutting of pollution sources, establishing pollutant intercepting dam, adding chemicals to settling antimony, reservoir storage, water dilution, drinking water security protection, etc., water of the whole line of polluted river reached the standards. Through field experiments, a new breakthrough for dealing with the antimony pollution under 0~2 ℃ has been made on the basis of sodium sulfide, polymerized ferric sulfate technology. The removal rates of antimony were increased from 12.3% and 36.8% to 95.1% by sodium sulfide and polymeric ferric sulphate (sodium sulfide method) respectively.
Key words:tailings pond lealcago/
emergency treatment/
antimony/
coagulating sedimentation.
图1尾矿库2#排水井破损现场照片
Figure1.Photo of the damage site of 2# drainage well in tailing pond
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图2尾矿库排水系统示意图
Figure2.Highlight of the drainage system of the tailings reservoir
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图3F省B河投药降污效果图
Figure3.Pollution reduction effect map of chemical dosing in B River in F Province
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图4水厂除锑工艺效果图
Figure4.Effect map of antimony removal in I water plant
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表3E、F、G三省锑的迁移过程
Table3.Migration process of antimony in E, F and G provinces
省份 | 流域 | 断面 | 里程/km | 污染前锋 | 污染峰团 | 开始持续 达标时刻 | |||||
到达 时刻 | 距事发 时间/h | 到达 时刻 | 距事发 时间/h | 峰值质量 浓度/ (mg?L?1) | 超标 倍数 | ||||||
E省 | A河 | 事发点 | 0 | 23日21时20分 | 0 | 23日21时50分 | 0.5 | 2.8 | 559 | 处理后达标 | |
A河与B河交汇口 | 23 | 24日5时 | 7.5 | 24日12时 | 15.5 | 2 | 399 | 2016年1月25日20时 | |||
B河 | 大桥1 | 43 | 24日15时 | 18 | 25日0时 | 27.5 | 1.18 | 235 | 2016年1月1日0时 | ||
大桥2 | 68 | 24日23时 | 26 | 25日7时30分 | 35 | 1.16 | 231 | 无监测数据 | |||
大桥3 | 80 | 25日10时 | 37 | 26日10时 | 62 | 0.9 | 179 | 无监测数据 | |||
出E省断面 | 107 | 25日19时 | 46 | 26日20时 | 72 | 0.61 | 121 | 2016年1月25日20时 | |||
F省 | B河 | E省、F省交界处 | 117 | 26日2时 | 53 | 27日12时 | 88 | 0.62 | 123 | 2016年1月28日20时 | |
F1水库坝首 | 132 | 27日4时 | 79 | 29日12时 | 136 | 0.244 3 | 47.86 | 2016年1月28日20时 | |||
C江 | B河汇入C江下游1 km处 | 148 | 11月28日12时 | 112 | 11月30日10时 | 158 | 0.238 | 46.6 | 2016年1月4日10时 | ||
F2水库库首 | 212 | 12月1日22时 | 194 | 12月3日8时 | 228 | 0.041 | 7.2 | 12月24日18时 | |||
出F省断面 | 252 | 12月4日6时 | 250 | 12月5日23时 | 291 | 0.028 5 | 4.7 | 12月26日12时 | |||
C江 | F省、E省交界处 | 262 | 12月4日18时 | 267 | 12月12日18时 | 454 | 0.020 9 | 3.18 | 12月26日0时 | ||
I水厂上游2公里断面 | 318 | 12月7日2时 | 317 | 12月8日3时 | 343 | 0.0210 | 3.2 | 12月24日8时 | |||
注:污染前锋是指第一次出现超标的情况;污染峰团是指污染物浓度最高的情况;E省数据为监测与模拟结果,F省、G省数据为应急监测结果。 |
省份 | 流域 | 断面 | 里程/km | 污染前锋 | 污染峰团 | 开始持续 达标时刻 | |||||
到达 时刻 | 距事发 时间/h | 到达 时刻 | 距事发 时间/h | 峰值质量 浓度/ (mg?L?1) | 超标 倍数 | ||||||
E省 | A河 | 事发点 | 0 | 23日21时20分 | 0 | 23日21时50分 | 0.5 | 2.8 | 559 | 处理后达标 | |
A河与B河交汇口 | 23 | 24日5时 | 7.5 | 24日12时 | 15.5 | 2 | 399 | 2016年1月25日20时 | |||
B河 | 大桥1 | 43 | 24日15时 | 18 | 25日0时 | 27.5 | 1.18 | 235 | 2016年1月1日0时 | ||
大桥2 | 68 | 24日23时 | 26 | 25日7时30分 | 35 | 1.16 | 231 | 无监测数据 | |||
大桥3 | 80 | 25日10时 | 37 | 26日10时 | 62 | 0.9 | 179 | 无监测数据 | |||
出E省断面 | 107 | 25日19时 | 46 | 26日20时 | 72 | 0.61 | 121 | 2016年1月25日20时 | |||
F省 | B河 | E省、F省交界处 | 117 | 26日2时 | 53 | 27日12时 | 88 | 0.62 | 123 | 2016年1月28日20时 | |
F1水库坝首 | 132 | 27日4时 | 79 | 29日12时 | 136 | 0.244 3 | 47.86 | 2016年1月28日20时 | |||
C江 | B河汇入C江下游1 km处 | 148 | 11月28日12时 | 112 | 11月30日10时 | 158 | 0.238 | 46.6 | 2016年1月4日10时 | ||
F2水库库首 | 212 | 12月1日22时 | 194 | 12月3日8时 | 228 | 0.041 | 7.2 | 12月24日18时 | |||
出F省断面 | 252 | 12月4日6时 | 250 | 12月5日23时 | 291 | 0.028 5 | 4.7 | 12月26日12时 | |||
C江 | F省、E省交界处 | 262 | 12月4日18时 | 267 | 12月12日18时 | 454 | 0.020 9 | 3.18 | 12月26日0时 | ||
I水厂上游2公里断面 | 318 | 12月7日2时 | 317 | 12月8日3时 | 343 | 0.0210 | 3.2 | 12月24日8时 | |||
注:污染前锋是指第一次出现超标的情况;污染峰团是指污染物浓度最高的情况;E省数据为监测与模拟结果,F省、G省数据为应急监测结果。 |
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表13种试验方法及除锑效率
Table1.Three experimental methods and antimony removal efficiency rates
试验方法 | 试验条件 | 锑质量浓度/(μg·L?1) | 锑去除 率/% | |||
pH | 投加方法 | 初始值 | 处理后的值 | |||
投加硫化钠 | 8~9 | 加30倍锑质量含量的硫化钠,充分搅拌60 min | 1 000 | 876.16 | 12.38 | |
投加聚合硫酸铁 | 8~9 | 加50倍锑质量含量的三价铁盐混凝剂聚合硫酸铁,充分搅拌40 min | 1 000 | 631.08 | 36.89 | |
投加“硫化钠+ 聚合硫酸铁” | 8~9 | 加30倍锑质量含量的硫化钠,充分搅拌60 min;加50倍锑质量 含量的三价铁盐混凝剂聚合硫酸铁,充分搅拌40 min | 1 000 | 49.00 | 95.1 |
试验方法 | 试验条件 | 锑质量浓度/(μg·L?1) | 锑去除 率/% | |||
pH | 投加方法 | 初始值 | 处理后的值 | |||
投加硫化钠 | 8~9 | 加30倍锑质量含量的硫化钠,充分搅拌60 min | 1 000 | 876.16 | 12.38 | |
投加聚合硫酸铁 | 8~9 | 加50倍锑质量含量的三价铁盐混凝剂聚合硫酸铁,充分搅拌40 min | 1 000 | 631.08 | 36.89 | |
投加“硫化钠+ 聚合硫酸铁” | 8~9 | 加30倍锑质量含量的硫化钠,充分搅拌60 min;加50倍锑质量 含量的三价铁盐混凝剂聚合硫酸铁,充分搅拌40 min | 1 000 | 49.00 | 95.1 |
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表2本次事件主要应急原位除锑工程与技术方法汇总表
Table2.Summary of engineering and technical methods for emergency site in situ antimony removal
行政区 | 地点 | 时间 | 锑超标 倍数 | 流量与 水温 | 处理工艺 | 主要参数 | 现场处理 效率与效果 | 备注 |
E省 | A河汇入B河前约1 km | 2015年12月 4—12日 | 20~40 | 1.8 m3?s?1 夜间水温 <6 ℃ | 弱酸性铁盐 混凝沉淀法 | 加盐酸或硫酸调节pH至 6.0,投加聚合硫酸铁 180 mg?L?1 | 平均64.6% | 加温溶药。水温 <2 ℃时效果差 |
2015年12月 12—20日 | 5~20 | 1.4 m3?s?1 夜间水温 <0 ℃ | 硫化钠+聚 合硫酸铁 | 硫化钠20 mg?L?1,聚 合硫酸铁150 mg?L?1 | >85% | 加温溶药。适应低温,产泥量少,淤泥不易复溶 | ||
A河汇入B河前约15 km | 2015年12月6日— 2016年1月31日 | <5 | 1.0 m3?s?1, 全天水温 <0 ℃ | 硫化钠+聚 合硫酸铁 | 硫化钠14 mg?L?1,聚 合硫酸铁120 mg?L?1 | >95%, 达标 | 加温溶药,增加沉淀时间。适应低温环境,产泥量少,淤泥不易复溶 | |
A河汇入B河前约2 km | 2015年12月20日— 2016年1月31日 | <5 | 1.0 m3?s?1, 全天水温 <0 ℃ | 硫化钠+聚 合硫酸铁 | 硫化钠14 mg?L?1,聚 合硫酸铁120 mg?L?1 | >95%, 达标 | 加温溶药,增加沉淀时间。适应低温环境,产泥量少,淤泥不易复溶 | |
尾矿库涵洞 下方 | 2016年1月 10日之前 | 200 | 200 m3?d?1 夜间水温 <0 ℃ | 氢氧化钠+聚 合硫酸铁 | 加氢氧化钠调节 pH9.0~9.5,聚合 硫酸铁750 mg?L?1 | >95%,超 标倍数<3 | 3~4 d需清理1次污泥,仅可白天高温时运行,不适应低温,淤泥易复溶 | |
2016年1月 10日之后 | 200 | 200 m3?d?1 全天水温 <0 ℃ | 硫化钠+聚 合硫酸铁 | 硫化钠75 mg?L?1,聚 合硫酸铁300 mg?L?1 | >95%,超 标倍数<3 | 7 d清理1次污泥,可全天运行,适应低温和高浓度处置,淤泥不易复溶 | ||
B河B1水电站 | 2015年12月 3—5日 | 5~15 | 15~20 m3?s?1 | 弱酸性铁盐 混凝沉淀法 | 加盐酸调整pH到5.0,投加聚合硫酸铁100 mg?L?1,混凝沉淀后加液体烧碱回调pH到7.7 | — | 沉淀池拦水坝按照流域整体水利调度于12月4日被拆除,未进行对比 监测 | |
F省 | B河F1水库 下游 | 2015年11月30日 —12月4日 | 7~51 | 15~20 m3?s?1 | 弱酸性铁盐 混凝沉淀法 | 加盐酸调整pH到5.0,投加聚合硫酸铁100 mg?L?1,混凝沉淀后加液体烧碱回调pH到7.7 | 平均50% | |
G省(H市) | I水厂 | 从12月7日7时开始 运行,至12月29日 结束 | 2.34 | 平均 0.42 m3?s?1 | 弱酸性铁盐 混凝沉淀法 | (1)配水井处投加盐酸,将原水调整为pH 5.0~5.3;(2)絮凝池前端投加聚合硫酸铁,在絮凝池出水端监测pH 5.3~5.8;(3)经过2级沉淀后,在出水端投加食品级碳酸钠(食用纯碱),确保滤池出水端pH 7.8左右。 | 平均80%, 达标 | 出厂锑浓度 持续<4 μg?L?1 |
行政区 | 地点 | 时间 | 锑超标 倍数 | 流量与 水温 | 处理工艺 | 主要参数 | 现场处理 效率与效果 | 备注 |
E省 | A河汇入B河前约1 km | 2015年12月 4—12日 | 20~40 | 1.8 m3?s?1 夜间水温 <6 ℃ | 弱酸性铁盐 混凝沉淀法 | 加盐酸或硫酸调节pH至 6.0,投加聚合硫酸铁 180 mg?L?1 | 平均64.6% | 加温溶药。水温 <2 ℃时效果差 |
2015年12月 12—20日 | 5~20 | 1.4 m3?s?1 夜间水温 <0 ℃ | 硫化钠+聚 合硫酸铁 | 硫化钠20 mg?L?1,聚 合硫酸铁150 mg?L?1 | >85% | 加温溶药。适应低温,产泥量少,淤泥不易复溶 | ||
A河汇入B河前约15 km | 2015年12月6日— 2016年1月31日 | <5 | 1.0 m3?s?1, 全天水温 <0 ℃ | 硫化钠+聚 合硫酸铁 | 硫化钠14 mg?L?1,聚 合硫酸铁120 mg?L?1 | >95%, 达标 | 加温溶药,增加沉淀时间。适应低温环境,产泥量少,淤泥不易复溶 | |
A河汇入B河前约2 km | 2015年12月20日— 2016年1月31日 | <5 | 1.0 m3?s?1, 全天水温 <0 ℃ | 硫化钠+聚 合硫酸铁 | 硫化钠14 mg?L?1,聚 合硫酸铁120 mg?L?1 | >95%, 达标 | 加温溶药,增加沉淀时间。适应低温环境,产泥量少,淤泥不易复溶 | |
尾矿库涵洞 下方 | 2016年1月 10日之前 | 200 | 200 m3?d?1 夜间水温 <0 ℃ | 氢氧化钠+聚 合硫酸铁 | 加氢氧化钠调节 pH9.0~9.5,聚合 硫酸铁750 mg?L?1 | >95%,超 标倍数<3 | 3~4 d需清理1次污泥,仅可白天高温时运行,不适应低温,淤泥易复溶 | |
2016年1月 10日之后 | 200 | 200 m3?d?1 全天水温 <0 ℃ | 硫化钠+聚 合硫酸铁 | 硫化钠75 mg?L?1,聚 合硫酸铁300 mg?L?1 | >95%,超 标倍数<3 | 7 d清理1次污泥,可全天运行,适应低温和高浓度处置,淤泥不易复溶 | ||
B河B1水电站 | 2015年12月 3—5日 | 5~15 | 15~20 m3?s?1 | 弱酸性铁盐 混凝沉淀法 | 加盐酸调整pH到5.0,投加聚合硫酸铁100 mg?L?1,混凝沉淀后加液体烧碱回调pH到7.7 | — | 沉淀池拦水坝按照流域整体水利调度于12月4日被拆除,未进行对比 监测 | |
F省 | B河F1水库 下游 | 2015年11月30日 —12月4日 | 7~51 | 15~20 m3?s?1 | 弱酸性铁盐 混凝沉淀法 | 加盐酸调整pH到5.0,投加聚合硫酸铁100 mg?L?1,混凝沉淀后加液体烧碱回调pH到7.7 | 平均50% | |
G省(H市) | I水厂 | 从12月7日7时开始 运行,至12月29日 结束 | 2.34 | 平均 0.42 m3?s?1 | 弱酸性铁盐 混凝沉淀法 | (1)配水井处投加盐酸,将原水调整为pH 5.0~5.3;(2)絮凝池前端投加聚合硫酸铁,在絮凝池出水端监测pH 5.3~5.8;(3)经过2级沉淀后,在出水端投加食品级碳酸钠(食用纯碱),确保滤池出水端pH 7.8左右。 | 平均80%, 达标 | 出厂锑浓度 持续<4 μg?L?1 |
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[1] | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 地表水环境质量标准: GB 3838-2002[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2012. |
[2] | 中华人民共和国卫生部, 中国国家标准化管理委员会. 生活饮用水卫生标准: GB 5749-2006[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007. |
[3] | 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 锡、锑、汞工业污染物排放标准: GB 30770-2014[S]. 北京: 中国环境科学出版社, 2014. |
[4] | 世界卫生组织. 饮用水水质准则[M]. 4版. 上海: 上海交通大学出版社, 2014. |
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收稿日期:2020-09-10
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网络出版日期:2021-09-23
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某尾矿库泄漏次生突发水环境锑污染事件的应急处置
邴永鑫,卓琼芳,
黄大伟,
潘超逸,
冯立师,
虢清伟,
常莎,
通讯作者: 常莎,changsha@scies.org
作者简介: 邴永鑫(1986—),男,硕士,工程师。研究方向:水环境应急处置技术与应用,环境风险评估与管理。E-mail:bingyongxin@scies.org 生态环境部华南环境科学研究所(生态环境部生态环境应急研究所),广州 510530
收稿日期: 2020-09-10
录用日期: 2021-04-26
网络出版日期: 2021-09-23
关键词: 尾矿库泄露/
应急处置/
锑/
混凝沉降
摘要:2015年11月,由于E省某尾矿库2#排水井拱圈盖板破裂,导致大量尾矿浆从涵洞口喷出,进入A河,并沿河顺流进入B河、C江,使得C江沿线部分水厂停水。在此次突发事件中,E、F、G省采用断污染源、截污、清淤、投药降污、水库调蓄、水利稀释、饮水保障等工程手段,经过71 d的应急处置,受污染河道全线达标。通过现场试验,确定了0~2 ℃条件下应对锑污染的河道投药降污技术。在硫化钠、聚合硫酸铁投药技术的基础上,通过硫化钠+聚合硫酸铁(硫化钠法)混凝沉降法,使得锑去除率分别从12.3%、36.8%提高到95.1%。
English Abstract
Emergency disposal of a sudden water environmental accident with antimony pollution caused by leakage of tailings pond
BING Yongxin,ZHUO Qiongfang,
HUANG Dawei,
PAN Chaoyi,
FENG Lishi,
GUO Qingwei,
CHANG Sha,
Corresponding author: CHANG Sha,changsha@scies.org
South China Institute of Environmental Sciences, Ministry of Ecology and Environment(Research Institute of Eco-environmental Emergency, Ministry of Ecology and Environment), Guangzhou 510530, ChinaReceived Date: 2020-09-10
Accepted Date: 2021-04-26
Available Online: 2021-09-23
Keywords: tailings pond lealcago/
emergency treatment/
antimony/
coagulating sedimentation
Abstract:In November 2015, due to the rupture of the arch cover plate of the 2# drainage well in a tailings reservoir in E province, a large number of tailings were ejected from the culvert hole and entered A river with a distance of hundreds of meters and entered B river downstream, resulting in the stop of water supply in some water plants along C river. This paper gives a comprehensive introduction to the causes, emergency measures and disposal effects of the incident. In this event, after 71 days of emergency disposals, including cutting of pollution sources, establishing pollutant intercepting dam, adding chemicals to settling antimony, reservoir storage, water dilution, drinking water security protection, etc., water of the whole line of polluted river reached the standards. Through field experiments, a new breakthrough for dealing with the antimony pollution under 0~2 ℃ has been made on the basis of sodium sulfide, polymerized ferric sulfate technology. The removal rates of antimony were increased from 12.3% and 36.8% to 95.1% by sodium sulfide and polymeric ferric sulphate (sodium sulfide method) respectively.