国外修复案例精选丨人工湿地法辅助修复锰铝等重金属污染矿区

1.场地名称：铜盆地矿区

2.位置：Ducktown, Tennessee

3.执行时间：1998年起至案例发布

4.工作授权：无

5.目标：人工湿地法辅助修复受锰、铝等重金属污染的矿区

6.工程类别：现场示范

7.目标污染物：重金属：铁、锰、铜、锌、铝，及其浓度

8.污染来源：铜矿、硫矿开采

9.技术介绍：人工湿地法

人工湿地系统包括1998年建设的一套厌氧单元和一个混凝土引水坝、2003年增建的两套好氧单元和一个石灰石-岩石滤床。

混凝土引水坝的作用是，将McPherson Branch河水引入人工湿地，形成沉淀塘以便在河水进入人工湿地之前移除其中的淤泥。

1998年在McPherson Branch河西岸、混凝土引水坝上游70米安装了一个衬垫，其作用是防止水渗透到与 McPherson Branch河平行的道路下方的采矿废弃岩石中，同时起到排水作用。

湿地结构：土工合成材料膨润土垫（GCL）、上覆0.7m厚农用石灰强化土层；0.7m厚2.5cm粒径石灰石碎石层（CaCO3最低含量75%）；干草捆；0.15m厚菇渣堆肥层。

石灰石-岩石滤床和好氧单元的主要作用是：为人工湿地流出物（出水）充氧，促使其中的硫化氢挥发，对金属沉淀物起到进一步的沉积作用。

人工湿地面积2英亩。人工湿地平均进水流量291gpm，平均出水流量241gpm。

10.受污染介质类型及处理量：厌氧人工湿地平均进水流量241gpm

11.管理要求及目标：满足美环保署公共给水系统标准二级最高污染浓度控制目标值（MCL）; 重金属铁、锰、铜、锌、铝等的修复目标值：Fe (0.3 mg/L), Mn (0.05 mg/L), Cu (1.0 mg/L), Zn (5 mg/L), Al (0.05 – 0.2 mg/L)

12.效果：人工湿地建成后，1999年启动成效评估研究，2003年结束。研究结果显示，人工湿地降低了McPherson Branch河水的酸性和大部分重金属的浓度，但锰的浓度没有降低。该研究同时发现，水的硬度有所提高，硫酸盐浓度有所降低。2003年增建了两套好氧单元和一个石灰石-岩石滤床，以帮助降低锰浓度。至2006年，流出物（出水）中的重金属浓度分别为（略，见上），除锰外，所有重金属浓度均降低至了MCL标准以下。也即虽然增加了好氧单元和滤床，但锰超标的问题彼时尚未得以解决。

13.投资：人工湿地1998年的建设费用100万美元，包括废弃材料移除费用和厌氧单元建设费用。2003年好氧单元增建费用30万美元，包括两套单元的安装费用、岩石滤床增建费用、厌氧湿地McPherson Branch下游部分的恢复费用。

14.综述:矿区地理位置及历史背景（从事铜矿和硫矿采矿、硫酸生产）；由于采矿活动导致35英亩的场地受到污染。

矿区调查和修复由USEPA、田纳西州环保局和OXY USA三方协作完成，2001年签署谅解备忘录（MOU），GSHI公司对修复工作进行了指导。

人工湿地的安装方和安装位置。湿地选址在受高度侵蚀的集水区，靠近原矿石焙烧区。1998年在McPherson Branch河上安装了人工湿地的厌氧单元，湿地建设费用和废弃材料移除费用合计约100万美元。

人工湿地建设完成后，1999年至2003年对修复成效进行了监测，除锰之外均达标，水酸性有所降低。

为进一步降低锰浓度，2003年花费30万美元增建好氧单元和岩石滤床，其中包括部分湿地恢复费用。

人工湿地平均流出（出水量）291 gpm，除锰外，铁、铜、锌和铝的浓度达标。另外水的酸性有所降低，处理后水的PH值由3.82增加至6.50。

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