砷是影响人类健康的重要元素,是一种常见的环境毒物和人类致癌物。云南省是我国重要的有色金属基地,冶炼历史悠久,同时也是全国砷污染防控14个重点省份之一。砷污染具有的长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点,同时受资源分布、产业结构影响,云南省砷污染防控形势十分严峻。云南南华县某砷矿区自1953年开始冶炼砒霜。由于企业的生产工艺技术差、环保治污能力低下等原因,该矿山在砒霜生产过程中对周边环境的污染非常严重,虽然几经整改仍然不符合相关环保政策的要求,最终在2000年被彻底关停。南华砷矿山关闭后,在矿区附近堆存大量的砷废渣没有得到有效处理和处置。大量堆存的砷渣已经给矿区周边的水和土壤造成了不同程度的污染,环境质量明显下降。为了防止砷污染范围的进一步扩大,保护红河及下游地区的生态环境和百姓的生命财产安全,必须对矿区的砷污染进行有效治理。为解决该矿区遗留的砷污染问题,本文首先对该矿区砷渣的理化性质及污染状况进行调查和分析,在此基础上对砷渣和废水的处理方案进行研究。最后,针对矿区砷污染特点提出了综合治理及环境管理方案。主要研究结论如下:(1)矿区含砷废渣主要集中堆放在5个区域,5个区域废渣及渣堆周边污染土壤体积约为25.2万m3,面积约为36626.69 m2,重量达41.7万吨。废渣浸出毒性检测结果表明,该渣属于危险废物,需进行安全处置;对5个堆场的砷渣中砷形态进行分析发现,该区域的砷主要以残渣态为主,但是酸溶态砷含量也较高,这说明该区域砷有较强的环境迁移能力,存在对周边环境产生污染危害的风险;(2)对该矿区附近水体水质监测结果表明,附近水体已经受到不同程度污染,其中龙潭河和新村小河中的砷含量已经严重超标,这些水体已经丧失了原有水质功能;对矿区还没有封堵的2个矿洞进行调查发现,矿坑涌水中砷含量高,其中1号矿坑涌水砷最大值为22.3 mg/L,超过国家标准445倍,2号矿坑涌水砷含量为22.9 mg/L,超过国家标准457倍;(3)根据相关调查和研究结果,拟采用药剂稳定化/固定化+安全填埋的方法对矿区砷废渣进行安全处置。采用水泥和石灰两种材料对矿区砷渣进行固定化实验研究结果表明,水泥更适合作该矿区砷渣的固定化药剂;对砷渣进行稳定化处理实验结果表明,硫酸亚铁更适合作矿区砷渣稳定化试剂,其稳定化反应优化条件为:Fe:As=2,pH值控制在8±0.5,反应时间60 min左右,水灰比0.4,水泥掺量40:60(水泥:砷渣),搅拌时间15 min;(4)采用负载FeCl3的方法对活性炭进行改性,最佳改性条件为:改性反应温度55℃、FeCl3浸渍液浓度1 mg/mL、改性反应时间7h;利用改性活性炭对含砷废水进行处理的实验结果表明,平衡时间、溶液pH值、溶液中砷初始浓度以及溶液的固液比都对吸附净化效果有影响;(5)对砷渣和含砷废水处理过程中所涉及的化学反应和转化机理进行了分析。(6)从法律、制度、技术、行政及经济五个方面提出环境管理的措施,使项目更具可行性。通过以上措施对矿区的砷渣和废水进行治理后,矿区周边以及下游地区的土壤和水体的污染趋势将得到控制,相关的环境风险将明显降低。研究的措施经济、有效,不仅能直接实现对矿区砷渣的安全处理与处置,同时也为云南其他地区危险废物的处理和处置提供了必要的借鉴依据,其研究成果具有显著的社会、经济和环境效益。