酸性礦山廢水地球化學(xué)工程防治技術(shù)

酸性礦山廢水地球化學(xué)工程防治技術(shù)

1關(guān)于工作臺(tái)1.1細(xì)菌鐵和硫氧基5.2%氧化應(yīng)環(huán)在地表暴露環(huán)境中，金屬鈣化采礦（或煤礦）的固體殘?jiān)òú傻V產(chǎn)生的廢物和采礦浪費(fèi)）中所含的硫酸鹽（如黃鐵礦）在氣氛中反應(yīng)生成硫酸。步驟如下。FeS2+7/2O2+H2O→Fe2++2SO2?4+2H+?Fe2++1/4O2+H+→Fe3++1/2H2O?Fe3++3H2O→Fe(OH)3(s)+3H+?FeS2+14Fe3++8H2O→15Fe2++2SO2?4+16H+.FeS2+7/2Ο2+Η2Ο→Fe2++2SΟ2-4+2Η+?Fe2++1/4Ο2+Η+→Fe3++1/2Η2Ο?Fe3++3Η2Ο→Fe(ΟΗ)3(s)+3Η+?FeS2+14Fe3++8Η2Ο→15Fe2++2SΟ42-+16Η+.在細(xì)菌(鐵和硫氧化細(xì)菌如T.ferrooxidans,T.hiooxidans)參與下,硫化物氧化產(chǎn)酸的速度可得到極大的提升。當(dāng)硫化礦固廢的成酸潛勢(shì)超過(guò)了自身和環(huán)境的中和/緩沖容量時(shí),就可排放出酸性礦山廢水(AcidMineDrainage,AMD)。1.2尾礦壩含銅廢水岸滲透膜污染作用AMD排放對(duì)礦山環(huán)境及尾礦庫(kù)設(shè)施可造成嚴(yán)重的污染和破壞。一方面,AMD中高濃度的H+會(huì)導(dǎo)致酶系統(tǒng)的失活,抑制植物的呼吸作用和根系對(duì)水分和營(yíng)養(yǎng)元素的吸收;并且AMD在排放遷移過(guò)程中可從尾礦/圍巖中淋溶出大量的金屬元素(在酸性條件下金屬硫化物和硫酸鹽的溶解度一般增大),加之尾礦中金屬硫化物氧化所釋放出來(lái)的金屬元素,形成毒性重金屬酸水污染羽,直接危及礦區(qū)(及下游地區(qū))生態(tài)系統(tǒng)。另一方面,酸水對(duì)尾礦壩的粘土隔水層及防滲帷幕具有較強(qiáng)的腐蝕作用,并且酸水作用可使尾礦壩構(gòu)筑材料結(jié)構(gòu)疏松、強(qiáng)度降低(酸水可導(dǎo)致粘土材料顆粒間物理化學(xué)連接力的降低乃至介質(zhì)的“空化擴(kuò)容”和防滲水玻璃的溶解、老化;以及酸水中的SO2?442-與尾礦壩材料中的Ca、Mg結(jié)合生成的含水硫酸鹽產(chǎn)生結(jié)晶膨脹作用:當(dāng)SO2?442-生成CaSO4·2H2O時(shí),體積增大1倍;形成MgSO4·7H2O時(shí),體積增大430%),影響尾礦壩體的穩(wěn)定性,產(chǎn)生管涌滲漏導(dǎo)致潰壩危險(xiǎn)。1.3尾礦mdd研究在地質(zhì)環(huán)境研究上的應(yīng)用進(jìn)展較AMD已成為世界礦業(yè)所面臨的最重要和復(fù)雜的環(huán)境問(wèn)題之一,備受關(guān)注。自上世紀(jì)70年代以來(lái),西方礦業(yè)大國(guó),如加拿大和澳大利亞等國(guó)不惜投入重金用于AMD的研究與防治;AMD一直是學(xué)界所關(guān)注的研究熱點(diǎn),有關(guān)國(guó)際性專題研討會(huì)定期召開(kāi)(如每2～3年召開(kāi)的“減少AMD國(guó)際會(huì)議”和“澳洲AMD研討會(huì)”等)。相比之下,在我國(guó)有關(guān)AMD研究較晚(始于上世紀(jì)90年代早期),并且主要表現(xiàn)在對(duì)AMD及重金屬釋放機(jī)制與預(yù)測(cè)理論研究方面:(1)通過(guò)尾礦中金屬元素的賦存狀態(tài)及地球化學(xué)行為、硫化物氧化作用研究,探討在自然條件下酸化尾礦AMD和重金屬釋放遷移的機(jī)制及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)(這個(gè)部分研究最為活躍,如文獻(xiàn)[11,12,13,14,15,16,17]);(2)通過(guò)尾礦—水相互作用的模擬實(shí)驗(yàn),考察尾礦酸化的環(huán)境條件和動(dòng)力學(xué)機(jī)理(如文獻(xiàn));(3)利用地球化學(xué)研究方法對(duì)尾礦酸化進(jìn)行預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)(如文獻(xiàn)),而在AMD預(yù)防和治理技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用方面幾為空白。我國(guó)礦產(chǎn)資源的品位大多較低,且總的回收利用率也不高,在礦山開(kāi)采和選礦過(guò)程中產(chǎn)生出大量的固廢。如有色金屬硫化物礦山每采出1t礦石平均約產(chǎn)生1.25t廢石,廢石年產(chǎn)生量高達(dá)1.06億t,建國(guó)以來(lái)廢石累計(jì)量高達(dá)21.5億t;加之,每選1t礦石平均約產(chǎn)出0.92t尾砂,尾砂年產(chǎn)生量達(dá)7780萬(wàn)t,累計(jì)量約11億t,尾砂利用率僅為6%。如此巨量的礦山固廢大多未經(jīng)處理直接堆放在一些自然場(chǎng)地或尾礦庫(kù)中,不可避免地會(huì)帶來(lái)一系列的環(huán)境問(wèn)題。例如,廣西大廠錫礦、湖北大冶銅綠山銅礦、江西德興銅礦,以及廣東凡口、大寶山、樂(lè)昌鉛鋅礦等等,近年來(lái)有關(guān)AMD(及重金屬)污染事件頻發(fā),礦區(qū)及周邊的環(huán)境日趨惡化[15,21,23,24,25,26]。我國(guó)金屬硫化礦固廢的AMD污染問(wèn)題已經(jīng)凸顯,研究采取合理有效的防治措施,具有必要性和緊迫性。2積極應(yīng)對(duì)md釋放的危險(xiǎn)由于受介質(zhì)酸緩沖容量的影響,AMD通常在硫化礦固廢堆放之后(即在固廢所含堿性物質(zhì)消耗殆盡之后)一段時(shí)間發(fā)生,并且AMD一旦發(fā)生,其對(duì)環(huán)境的影響可持續(xù)到礦山關(guān)閉后的很長(zhǎng)時(shí)期。例如,西澳黑天鵝鎳礦AMD發(fā)生在固廢堆放3年之后;西班牙RioTinto礦山源污染持續(xù)可達(dá)2000年以上。因此AMD是一種延緩性(化學(xué)定時(shí)炸彈)和持續(xù)性的地球化學(xué)災(zāi)害。AMD釋放的持續(xù)性決定了對(duì)其治理是長(zhǎng)期性的,酸水的收集和處理的累計(jì)費(fèi)用高昂。在澳大利亞,每年僅花費(fèi)在生產(chǎn)礦山地管理潛在產(chǎn)酸廢棄物的費(fèi)用達(dá)6000萬(wàn)澳元,廢棄礦山地治理費(fèi)用估計(jì)為10萬(wàn)澳元/hm2。另?yè)?jù)Feasby和Treblay1995年估計(jì),加拿大固廢酸水排放責(zé)任總費(fèi)用介于20億至50億加元之間(在加拿大,礦山產(chǎn)生70億t金屬礦和工業(yè)礦物尾礦,以及60億t廢石中,分別約有15億t和7.5億t可產(chǎn)酸)。因此,對(duì)于具有潛在AMD釋放危險(xiǎn)的硫化礦固廢采取有效的預(yù)防和控制措施,防患于未然顯得尤為重要。對(duì)于新近產(chǎn)生的硫化礦固廢,進(jìn)行AMD釋放危險(xiǎn)評(píng)價(jià)預(yù)測(cè),可為采取有效的AMD防控措施提供依據(jù);而對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)AMD的固廢,尋求一個(gè)高效、低成本、安全及操作簡(jiǎn)便的治理方法/處理技術(shù),則具有很高的價(jià)效技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。3錫礦固結(jié)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的預(yù)測(cè)技術(shù)對(duì)硫化礦固廢AND釋放危險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià)預(yù)測(cè),目前國(guó)際上主要采用靜態(tài)溶浸測(cè)試及動(dòng)態(tài)淋溶測(cè)試兩種方法。3.1靜態(tài)溶浸測(cè)試stic測(cè)試3.1.1尾礦ph值測(cè)定該測(cè)試方法是在尾礦樣品中加入適量的純水,用攪棒攪成漿糊狀,然后測(cè)其pH值。當(dāng)PastepH小于5,表明尾礦已發(fā)生酸化;當(dāng)PastepH大于7,表明尾礦中還存在活性碳酸鹽。3.1.2aba估算方法該方法假定樣品中所含的硫化物都為黃鐵礦(磁黃鐵礦),黃鐵礦與O2和H2O反應(yīng)后生成硫酸(即兩份硫化物硫產(chǎn)生兩份H2SO4,如前述反應(yīng)式)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試可得到下述參數(shù):(1)產(chǎn)酸潛力AP(AcidPotential):AP=w(S)×30.06。式中w(S)為樣品中硫的總含量(%),通過(guò)分析獲得;系數(shù)30.06由FeS2的分子量通過(guò)轉(zhuǎn)換因子求得(在美國(guó)該系數(shù)取值為31.25)。(2)酸中和能力ANC(AcidNeutralizationCapacity):在稱量樣品中加入過(guò)量的標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液,并加熱接近沸騰狀態(tài)(未沸騰),冷卻后用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液返滴定剩余的HCl,通過(guò)酸堿平衡計(jì)算得到ANC值。根據(jù)AP和ANC可得到判別值凈產(chǎn)酸潛力NAPP(NetAcidProductionPotential,NAPP=AP-ANC)和酸勢(shì)率APR(AcidPotentialRatio,APR=ANC/AP),參照表1進(jìn)行樣品酸堿估算。上述ABA估算方法是最早由Sobek等人提出并建立起的標(biāo)準(zhǔn)方法(EPA-600/2-78-054),現(xiàn)在仍然是美國(guó)、加拿大研究AMD的常用方法及有效的工具。該法優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定,成熟。但其局限性表現(xiàn)在:由于在測(cè)ANC過(guò)程中采用了加熱方法,而可能使ANC值偏高;再者,由于用總硫來(lái)計(jì)算AP,忽略了樣品中本身含有的硫酸鹽態(tài)硫以及有機(jī)態(tài)的硫,這也可使AP值偏高。鑒于此,不少研究者對(duì)ABA估算方法進(jìn)行了改進(jìn),如ModifiedABA法和Carb-NP法(CarbonateNeutralizationPotential碳酸鹽-NP)等。在前一種方法中,AP由S2?222-形態(tài)硫計(jì)算,在測(cè)定ANC過(guò)程中去掉了加熱步驟,從而克服了Sobek方法的缺點(diǎn),使結(jié)果更接近實(shí)際情況;在后者中,假定樣品中的碳酸鹽以碳酸鈣為主參加中和酸的反應(yīng),通過(guò)測(cè)定總無(wú)機(jī)碳(TIC),計(jì)算出Carb-NP(Carb-NP是碳酸鹽對(duì)酸中和能力ANC的最大理論值)。這些改進(jìn)方法仍有待進(jìn)一步完善。此外,有人還提出另一種預(yù)測(cè)AMD的方法,即直接用硫酸滴定來(lái)確定樣品酸的消耗能力。但測(cè)定過(guò)程比ABA更耗時(shí),而且成本較高,因此應(yīng)用不廣泛。3.1.3凈nag網(wǎng)絡(luò)體育(1)固廢酸-金屬淋濾nag法該方法由Fimkelman和Giffin(1986)提出,其基本原理為:樣品中的硫化物被雙氧水氧化后所產(chǎn)生的硫酸與樣品中的堿性物質(zhì)發(fā)生中和反應(yīng),剩余的硫酸則為凈產(chǎn)酸量NAG。在實(shí)驗(yàn)中,取一定量的H2O2加入到定量的樣品中,待氧化反應(yīng)完全、冷卻后,測(cè)試溶液pH值,得到NAG-pH值。然后,用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH=7.0,通過(guò)化學(xué)計(jì)量關(guān)系計(jì)算得到NAG值。根據(jù)表2可判斷樣品的產(chǎn)酸潛力。NAG是較理想的判斷AMD的參數(shù)。與ABA法相比,使用NAG法的樣品運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間比較短,可用于固廢的初步篩選鑒別和快速評(píng)價(jià),以及預(yù)測(cè)固廢酸-金屬淋濾的速度;通過(guò)NAG測(cè)試可得知硫化物被完全氧化后所產(chǎn)生的酸容量及pH值。此外,對(duì)于ABA法判斷為產(chǎn)酸不確定的樣品,用NAG法或可得到明確判斷。對(duì)于NAG法也不能確定產(chǎn)酸與否的樣品(NAG-pH≥4),則需進(jìn)一步做動(dòng)態(tài)淋溶測(cè)試研究。(2)溫度、ph隨時(shí)間變化圖在上述NAG測(cè)定過(guò)程中,連續(xù)測(cè)定不同時(shí)間下的溫度及pH,以溫度、pH值對(duì)時(shí)間(分鐘)繪圖,得到溫度、pH隨時(shí)間的變化趨勢(shì)圖。用此法可以預(yù)測(cè)硫化礦固廢在被氧化的過(guò)程中pH隨時(shí)間的變化特征。上述的幾種測(cè)試方法各具優(yōu)缺,在實(shí)際應(yīng)用中往往采用兩種以上的方法來(lái)互相驗(yàn)證,提高測(cè)試結(jié)果的可信度。3.2動(dòng)態(tài)淋溶測(cè)試靜態(tài)測(cè)試是在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上進(jìn)行樣品鑒定,并假定可將此時(shí)間點(diǎn)的測(cè)試結(jié)果外推至將來(lái)。其中,最重要的假設(shè)之一是,酸生成和中和組分是反應(yīng)性的并且具有同等的反應(yīng)速度。然而,研究表明實(shí)際情況并不總是與假設(shè)相吻合。因此,在靜態(tài)測(cè)試的基礎(chǔ)上還需進(jìn)行動(dòng)態(tài)淋溶測(cè)試。通過(guò)動(dòng)態(tài)淋溶測(cè)試可獲得如酸生成和中和的相對(duì)速度、AMD開(kāi)始的時(shí)間,以及污染重金屬元素釋放的順序等信息。動(dòng)態(tài)測(cè)試包括室內(nèi)動(dòng)態(tài)測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)測(cè)試兩類。3.2.1室內(nèi)動(dòng)態(tài)濕測(cè)試(1)濕池測(cè)試速率傳統(tǒng)的濕池設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,即用200g樣品撒在透氣良好的測(cè)箱底部,每周用水自上而下進(jìn)行沖淋。通過(guò)每周沖淋獲得樣品中原生礦物的反應(yīng)速率:速率(mg/(kg·周))=[濃度(mg/L)×沖淋液體積(L)]/[樣品質(zhì)量(kg)×沖淋周數(shù)]。由于樣品中存的可溶性次生礦物被淋洗需要數(shù)周時(shí)間,因此,濕池測(cè)試的早期數(shù)據(jù)不應(yīng)用于計(jì)算反應(yīng)速率。濕池測(cè)試時(shí)間在20～40周不等,與固廢中硫化物及堿性礦物成分有關(guān)。Caruccio1995年對(duì)傳統(tǒng)的濕池測(cè)試程序進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和改進(jìn)(如改善空氣流通并且將樣品懸浮在多孔板上等)。(2)淋溶柱及裝樣量淋溶柱法尚未標(biāo)準(zhǔn)化,已見(jiàn)報(bào)道的淋溶柱大多用PVC管制做,柱體直徑76mm、102mm或152mm,高度從1m到大于3m;裝樣量從1kg至大于20t不等?？煞譃橄鲁錃饬苋苤拖鲁渌苋苤鶅深?。通常每周注入水模擬降雨或滴水,并且于每周或每月定期取樣測(cè)試分析,觀測(cè)淋溶液的pH、Eh,以及金屬濃度等隨時(shí)間的變化。淋溶柱測(cè)試時(shí)間可長(zhǎng)大50～70周。(3)淋濾液測(cè)試方法Soxhlet反應(yīng)器技術(shù)是由RentonJJ等所設(shè)計(jì)的。當(dāng)樣品在Soxhlet反應(yīng)器中循環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí),樣品粉碎并從粉碎樣品中滲出淋濾液。淋溶水被放置在儲(chǔ)集器內(nèi),經(jīng)蒸發(fā)后通過(guò)一個(gè)冷凝器冷凝。冷凝液滴撒在樣品上并接著流回儲(chǔ)集器。在64～192h后,對(duì)淋濾液分析測(cè)試一系列參數(shù)。在測(cè)試期間,樣品溫度保持在105℃。這個(gè)測(cè)試方法的特點(diǎn)是:易操作、運(yùn)轉(zhuǎn)周期短;但測(cè)試儀器昂貴,并且在較短時(shí)間內(nèi)樣品充分氧化,與野外實(shí)際情況不相符合。Soxhlet反應(yīng)器測(cè)試被認(rèn)為極大地高估了樣品的酸化潛力。(4)動(dòng)態(tài)測(cè)試方法樣品被置于一個(gè)1L的錐形燒瓶?jī)?nèi),內(nèi)置600mL水或營(yíng)養(yǎng)液。在不同初始的pH值、接種和溫度條件下,對(duì)一系列樣品進(jìn)行測(cè)試。樣品被培養(yǎng)至3個(gè)月,淋濾液每周提取分析并且兩周為一套參數(shù)。該方法具有樣品運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間短,并且數(shù)據(jù)可被用于數(shù)學(xué)模擬;但其測(cè)試結(jié)果的解釋復(fù)雜并且測(cè)試所需時(shí)間長(zhǎng)。實(shí)踐表明,將淋濾液測(cè)試結(jié)果與實(shí)際AMD化學(xué)進(jìn)行比較,上述動(dòng)態(tài)測(cè)試方法中,精度最高的是濕池,而Soxhlet反應(yīng)器精度最差,淋溶柱法(搖瓶法)介于其間。尾礦研究顯示,對(duì)于具有高ANC和高S樣品,所有測(cè)試方法所給的檢測(cè)結(jié)果類似。3.2.2酸水排放化學(xué)預(yù)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)淋溶動(dòng)態(tài)測(cè)試的設(shè)計(jì)是為了在野外條件下提供初始的礦物反應(yīng)速度及酸水排放化學(xué)預(yù)測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)測(cè)試是比較精確的預(yù)測(cè)AMD方法,但費(fèi)時(shí)長(zhǎng)并且解釋困難(因?yàn)樯婕暗酱罅康沫h(huán)境變化的不確定性因素)。包括倉(cāng)室法和礦坑壁測(cè)點(diǎn)法兩種。(1)自然滲濾水的表征在固廢(礦石)露天堆放倉(cāng)室或堆體之下裝設(shè)隔水膜,并安置排水管道以便收集降水的自然滲濾水并進(jìn)行分析。此方法的益處在于:由于樣品體積大,一般水流速度低,可能估算次生礦物的控制速率;測(cè)試圖表也可用于對(duì)選擇的治理方案(如覆蓋、堿性物質(zhì)混合等)進(jìn)行評(píng)價(jià);排水的Ca和Mg濃度可被用于計(jì)算有效的ANC。(2)單位面積酸釋放速度的測(cè)試礦坑壁測(cè)點(diǎn)法的監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置于采坑壁上礦石及巖石的出露表面,通過(guò)定期收集降水的沖洗液進(jìn)行測(cè)試分析,可得到單位面積酸產(chǎn)生速度和釋放速度。此法費(fèi)用低并且效果良好。對(duì)于任何動(dòng)態(tài)測(cè)試程序,獲得結(jié)果并對(duì)其進(jìn)行分析是一項(xiàng)耗時(shí)的工作,這就限制了其普遍施行。總體看來(lái),靜態(tài)測(cè)試可能更為實(shí)用,可較快地提供有關(guān)固廢酸化及其防治的可能性等信息。4礦渣固全處理技術(shù)4.1加藥治理方法和內(nèi)容分析目前國(guó)際上主要還是針對(duì)硫化礦固廢AMD的形成機(jī)理采用各種原位防控和治理方法。即在硫化礦固廢堆放地/原位,通過(guò)實(shí)施地球化學(xué)工程,密閉覆蓋以隔絕硫化礦固廢與O2和H2O接觸,以及加入堿性材料以中和酸性水(H+),是為防控和治理/修復(fù)AMD(及重金屬污染)的基本途徑。4.2固廢覆蓋技術(shù)在硫化礦固廢堆放的同時(shí),間層掩覆堿性材料(如石灰石、磷灰石、骨炭、都市有機(jī)垃圾,以及赤泥等),并在固廢堆放結(jié)束后,用黏土做頂部覆蓋層并夯實(shí),以封閉固廢,防止地表水和大氣氧滲入,阻止硫化物氧化(產(chǎn)酸)作用。采用這種方法可從源頭上預(yù)防和控制AMD,達(dá)到“一勞永逸”的效果。此外覆蓋技術(shù)還有許多優(yōu)點(diǎn):簡(jiǎn)便易行——覆蓋材料的掩覆可與固廢堆放同時(shí)進(jìn)行;就地取材——許多金屬硫化礦的圍巖為石灰?guī)r,可直接用作掩覆材料;“以廢治廢”——可利用其他工業(yè)廢料,如赤泥(為煉鋁工業(yè)廢料,是一種具有強(qiáng)堿性的黏土質(zhì)材料,是中和酸水和吸附毒性重金屬的優(yōu)質(zhì)材料)。再者,覆蓋區(qū)土地還可開(kāi)發(fā)利用(如建高爾夫球場(chǎng)等)。固廢覆蓋技術(shù)已為世界許多金屬硫化物礦山所采用。采用這項(xiàng)技術(shù),首先要對(duì)硫化礦固廢進(jìn)行AMD評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)(即靜態(tài)溶浸測(cè)試和/或動(dòng)態(tài)淋溶測(cè)試),估算固廢堆的產(chǎn)酸量和酸生成的速度、釋放重金屬的種類和順序,從而選擇使用酸中和覆蓋材料的種類和使用量(覆蓋層厚度)。4.3prbs的應(yīng)用滲透反應(yīng)柵(PRBs,PermeableReactiveBarriers)技術(shù):一般是在硫化礦固廢AMD污染羽的下緣,通過(guò)地下工程(地溝或鉆井)將反應(yīng)材料放置于透水層中,利用地下水的自然流動(dòng)梯度,使污水在流經(jīng)由反應(yīng)材料構(gòu)成的“柵欄”時(shí),其中的污染物被攔截清除(反應(yīng)材料通過(guò)升高酸水的pH值、化學(xué)反應(yīng)生成難溶物,使有害元素沉淀),從而使污水安全排放(圖1)。根據(jù)AMD污染羽的深度、污水排放量的大小以及地形條件,滲透反應(yīng)柵可分為3類(圖2)。第一類為常用的地溝充填型PRB類(圖2a),適用于污染羽較淺、污水排放量不大并且地形較為平緩的條件,此類可進(jìn)一步分為兩類,即厭氧型地溝(地溝掩埋于地下,與大氣隔絕。如厭氧石灰石地溝ALDs,產(chǎn)堿率高,并且能減少金屬氧化物和氫氧化物沉淀,適用于處理低金屬濃度的AMD)和充氧型地溝(地溝暴露地表。適用于處理含氧的高金屬濃度的AMD)。第二類為井孔灌注型PRB(圖2b),即通過(guò)鉆井將堿性材料置于透水層污染羽部位。通常在AMD污染羽的下方,垂直地下水流向布置多孔攔截污染物,如隊(duì)列式(排孔整齊平行、孔點(diǎn)錯(cuò)位排列)、斜列式(排孔斜列平行、孔點(diǎn)錯(cuò)位排列)、雁列式(排孔順污染羽形態(tài)流向呈雁行排列),以及后置抽孔式(即在排孔后設(shè)置污水抽孔)和中心抽孔式(即在環(huán)形分布排孔的中央設(shè)置污水抽孔)等。井孔灌注型PRB可用于處理低流量深層地下水污染,并且置于孔管中的堿性材料易于更換。第三類為復(fù)合型PRB,即將地溝與污水抽提(虹吸)地表處理相結(jié)合(圖2c),可用于處理流量大且金屬濃度高的AMD。在AMD發(fā)生的礦區(qū),對(duì)地下水污染的治理/修復(fù),過(guò)去通常采用“泵抽-治理”法,即用水泵將污水抽送至污水處理廠進(jìn)行處理排放。這種傳統(tǒng)方法需要長(zhǎng)年抽提和處理大量的污染地下水,累積費(fèi)用昂貴,其效果卻并不顯著。與之相比較,PRBs技術(shù)的優(yōu)越性突顯。