阜新礦區煤矸石對地下水污染及綜治措施初探
阜(fu)(fu)新礦區(qu)曾是(shi)我國重(zhong)要的(de)(de)(de)產煤(mei)基地(di),建國 50多年來,阜(fu)(fu)新礦區(qu)生(sheng)(sheng)(sheng)產煤(mei)炭約5.2×108t,為國 家經濟建設和人(ren)民(min)生(sheng)(sheng)(sheng)活做(zuo)出了(le)很大(da)貢獻。但由 于受資(zi)金、生(sheng)(sheng)(sheng)產規模(mo)、現有(you)(you)(you)技術水(shui)平限制(zhi),以及(ji) 對(dui)短(duan)期(qi)(qi)利益(yi)的(de)(de)(de)盲目追求(qiu),造成(cheng)(cheng)被(bei)開采出的(de)(de)(de)煤(mei)矸(gan)(gan) 石排放(fang)沒有(you)(you)(you)規劃,堆滿了(le)整個(ge)礦區(qu),日積月累形 成(cheng)(cheng)了(le)矸(gan)(gan)石山(shan),不僅侵占了(le)大(da)量耕地(di),而且矸(gan)(gan)石山(shan) 長期(qi)(qi)接受大(da)氣降水(shui),形成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)淋濾液帶有(you)(you)(you)各種有(you)(you)(you) 害(hai)(hai)元素滲(shen)入地(di)下(xia)(xia)含水(shui)層,造成(cheng)(cheng)地(di)下(xia)(xia)水(shui)污染,各種 衛生(sheng)(sheng)(sheng)指(zhi)標嚴重(zhong)超限,對(dui)人(ren)體造成(cheng)(cheng)危(wei)害(hai)(hai)。所以研究 阜(fu)(fu)新礦區(qu)煤(mei)矸(gan)(gan)石對(dui)地(di)下(xia)(xia)水(shui)的(de)(de)(de)污染及(ji)治理措施, 關系到礦區(qu)人(ren)民(min)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)活和身體健康,凈化環境, 變害(hai)(hai)為寶,即迫(po)切又重(zhong)要。
1 阜新礦區矸石山堆放現狀
據調查,阜新礦(kuang)區(qu)(qu)從新邱一(yi)海洲一(yi)東梁~艾 友(you)、清河(he)門都有(you)矸(gan)(gan)石(shi)(shi)(shi)的堆(dui)(dui)放,占地(di)(di)總(zong)(zong)面(mian)積(ji)(ji)(ji)約 40km2,總(zong)(zong)堆(dui)(dui)積(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)約13億m3,據統(tong)計,阜新礦(kuang)區(qu)(qu) 堆(dui)(dui)積(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)達1×108m3以(yi)上的大型矸(gan)(gan)石(shi)(shi)(shi)山3座(zuo),堆(dui)(dui) 積(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)0.1x108m3以(yi)上的中型矸(gan)(gan)石(shi)(shi)(shi)山5座(zuo),堆(dui)(dui)積(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang) 0.01x108m3的小型矸(gan)(gan)石(shi)(shi)(shi)山5座(zuo),不具規模的矸(gan)(gan) 石(shi)(shi)(shi)山340余座(zuo)。(見圖(tu)1)其(qi)中海洲露天礦(kuang)矸(gan)(gan)石(shi)(shi)(shi) 山遠(yuan)近聞名,占地(di)(di)總(zong)(zong)面(mian)積(ji)(ji)(ji)達18.40m2,堆(dui)(dui)積(ji)(ji)(ji)量(liang)(liang)84 億m3,堆(dui)(dui)積(ji)(ji)(ji)厚度在4560m。雖(sui)然礦(kuang)區(qu)(qu)煤(mei)炭開采 量(liang)(liang)逐年減少(shao),但必競還有(you)孫家灣立(li)井(jing)、五龍立(li) 井(jing)、艾友(you)立(li)井(jing)等國有(you)煤(mei)礦(kuang)及一(yi)些地(di)(di)方小礦(kuang)在生 產,矸(gan)(gan)石(shi)(shi)(shi)的排(pai)量(liang)(liang)仍在1 80萬噸/左右,矸(gan)(gan)石(shi)(shi)(shi)山還 在增長。雖(sui)然近年來阜薪礦(kuang)區(qu)(qu)對煤(mei)矸(gan)(gan)石(shi)(shi)(shi)進行了 處理及利用,但處理率及利用率不足50%。
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2阜新礦區矸石山對地下水污染
2.1矸石山對地下水污染過程及危害(hai)
矸(gan)石山接受大氣降水,形成了淋濾(lv)(lv)液,由(you)于(yu) 本區地(di)下徑流條(tiao)件較好,地(di)下水交替積極,所以 淋濾(lv)(lv)液很(hen)容易滲入地(di)下含(han)水層。由(you)于(yu)風化和雨 水淋溶,促(cu)進了有害(hai)(hai)重金屬的(de)活(huo)性,矸(gan)石山被(bei)溶 解析出的(de)有害(hai)(hai)元素有Cd(鎘)、Pb(鉛)、Hg(汞(gong))、 Cr(鉻)、Cu(銅)、Zn(鋅)、Al(鋁)、Ca(鈣)等-還(huan)有 一些(xie)酸性物(wu)質,它們的(de)重性很(hen)大,能(neng)在環境(jing)中蓄 積于(yu)動(dong)植物(wu)體內,對人體健康產生(sheng)長(chang)遠的(de)不良(liang) 影響。
2.2阜(fu)新(xin)礦區矸石山對地下水污染現狀(zhuang)及程度評價
通過(guo)調查.礦(kuang)區內受矸石(shi)山(shan)(shan)淋(lin)濾液污染(ran)的(de) 主要(yao)河(he)(he)流有(you)(you)北沙河(he)(he)、長營子(zi)河(he)(he)、細河(he)(he)、轉角廟河(he)(he)、 五道橋河(he)(he)、伊(yi)嗎(ma)圖河(he)(he)、清(qing)河(he)(he)、湯頭河(he)(he)等,還有(you)(you)部分(fen) 民井(jing)(jing)、魚塘及水(shui)庫,有(you)(you)害物質通過(guo)地表滲(shen)入地 下(xia).使地下(xia)水(shui)遭受嚴(yan)重(zhong)污染(ran),距(ju)矸石(shi)山(shan)(shan)越近(jin),水(shui) 位越高(gao),污染(ran)程度越嚴(yan)重(zhong),民井(jing)(jing)、魚塘均有(you)(you)異味(wei), 居民對(dui)此反映(ying)強烈。近(jin)年來通過(guo)對(dui)部分(fen)觀測點 地下(xia)水(shui)樣的(de)各項化(hua)學指標(biao)檢測得知:總硬度 1016.8mg/l(超標(biao)2.26倍);礦(kuang)化(hua)度1831.25mg/l (超標(biao)1.83倍);硝酸(suan)鹽320.OOmg/l(超標(biao)16倍); 亞硝酸(suan)鹽1.6mg/l(超標(biao)80倍);硫酸(suan)根410 mg/l (超標(biao)1.64倍);氯離子(zi)378.86 mg/l(超標(biao)1.5 倍)。
2.3阜新礦區地下水污染的特點(dian)
礦區內矸石(shi)山淋濾液對地下(xia)水體的污(wu)染(ran)(ran)與 其它類污(wu)染(ran)(ran)源污(wu)染(ran)(ran)地下(xia)水體有幾(ji)個不同特點(dian):
①隱(yin)蔽性。即使地下(xia)水(shui)遭到了較(jiao)嚴(yan)重的(de)污 染,但它(ta)還(huan)是無色無味,不(bu)易(yi)簽別,有毒(du)有害(hai)的(de) 地下(xia)水(shui),對人體的(de)影響往(wang)往(wang)是巨性的(de)長期效應(ying)。
②難(nan)以逆轉陛。地下水一旦遭到污(wu)染,就難(nan) 以恢復,僅靠含水層本身自(zi)然(ran)凈化,所(suo)需時間太 長,某些污(wu)染可被土(tu)壤和含水層介質吸(xi)(xi)附后發 生(sheng)解吸(xi)(xi),再吸(xi)(xi)附。
③運移(yi)牲。淋濾液進(jin)入地下(xia)含水層后(hou),隨地 下(xia)水的運移(yi),使污染(ran)面積(ji)越來越大。
④長期性。矸(gan)石(shi)山的堆(dui)積往(wang)往(wang)歷經(jing)數十年(nian)、 上百年(nian),淋濾液的下(xia)滲也是一(yi)個長期過程(cheng),要從 矸(gan)石(shi)山頂逐漸淋濾經(jing)土壤(rang)層滲至(zhi)含水層,這一(yi) 過程(cheng),也需數十年(nian)至(zhi)百年(nian)。
⑤污染離子多樣性。矸石山污染的地下水, 與工廠排出的廢液、廢渣等較單一的有害元素 不同,矸石山的淋濾液對地下水的污染會導致 數種甚至達十余種元素超標。
3 防止矸石山對地下水污染的措施
3.1 行政(zheng)措施
建立—套嚴(yan)格的(de)行政措施和管理體制來規范矸石山的(de)堆(dui)放行為,要定期組(zu)織檢查(cha)矸石山對地下(xia)水污染(ran)程度,并開(kai)展治理工作(zuo),盡量將因(yin)矸石山淋濾(lv)造成地下(xia)水污染(ran)的(de)災害程度減至最(zui)好(hao)小。
3.2 技術措(cuo)施
在(zai)選(xuan)擇(ze)排放地(di)(di)點(dian)時(shi)(shi),必須搞清(qing)其地(di)(di)質(zhi)條(tiao)件及水(shui)文地(di)(di)質(zhi)條(tiao)件,要(yao)選(xuan)擇(ze)透水(shui)性差(cha),裂隙(xi)不發(fa)育(yu)的(de)基(ji)巖、粘(zhan)土巖、亞粘(zhan)土巖及潛水(shui)位埋深較大的(de)地(di)(di)方進行排放,這樣淋濾液的(de)污水(shui)不容易滲入地(di)(di)下(xia)水(shui)呈,即(ji)使(shi)有少量滲入,也具有凈(jing)(jing)化(hua)空間,凈(jing)(jing)化(hua)時(shi)(shi)間和凈(jing)(jing)化(hua)能力,不可(ke)設在(zai)可(ke)供飲水(shui)的(de)含水(shui)層地(di)(di)區(qu), 矸石山的(de)底部最好(hao)鋪制人工隔水(shui)層。
3.3污染含水層的治理
選擇(ze)針(zhen)對清除(chu)(chu)污染物的(de)(de)試劑投入含(han)水層 內(nei),分(fen)(fen)解(jie)(jie)有害物質,目(mu)前阜新(xin)礦區內(nei)已考慮用高 錳(meng)酸鉀除(chu)(chu)砷,利用臭(chou)氧分(fen)(fen)解(jie)(jie)油質有機(ji)(ji)物,利用氧 化還原環(huan)境除(chu)(chu)去鐵、錳(meng),減少(shao)溶解(jie)(jie)有機(ji)(ji)碳的(de)(de)含(han) 量,同時又可促使氰的(de)(de)分(fen)(fen)解(jie)(jie)等。還有利用微生 物分(fen)(fen)解(jie)(jie)地下水中的(de)(de)某些有機(ji)(ji)成份,降低(di)或清除(chu)(chu) 污染濃度。
4 煤矸石的綜合利用
消滅(mie)矸石(shi)山(shan),最好的辦(ban)法是減少(shao)煤(mei)矸石(shi)排 放(fang)量,對煤(mei)矸石(shi)進行綜(zong)合利用,使其(qi)變(bian)害為寶, 煤(mei)矸石(shi)的利用途徑很多(duo),適合阜(fu)新礦區(qu)的可分 為三(san)類(lei)。
4.1 煤(mei)矸(gan)石的熱能利用
①經過簡單水洗或機械篩選回收煤(mei)(mei)炭(tan)。 ②用(yong)煤(mei)(mei)矸石摻(chan)煤(mei)(mei)炭(tan)作為沸騰爐燃(ran)料(liao),使其 不經篩選就可以使用(yong)。 ③清河門二井、艾友立井、海洲露天的煤(mei)(mei)矸 石含碳量較高。適合加工粉末,制(zhi)做蜂窩煤(mei)(mei)。
4.2煤矸石的化學利(li)用(yong)
煤矸(gan)石中含有硅、鋁、鐵(tie)、鈦、錳、鎳、釩、鉬、 汞等多(duo)種元素,對(dui)于阜(fu)新礦(kuang)區(qu)來說,有大量(liang)的(de)(de)矸(gan) 石山資源,進行(xing)全面的(de)(de)煤矸(gan)石成份(fen)分析,選出合 理的(de)(de)工藝流程進行(xing)化(hua)工生(sheng)產,定能達(da)到(dao)回(hui)能能 源,化(hua)廢為寶,創造(zao)經濟效益的(de)(de)目的(de)(de)。
4.3煤(mei)矸石的建材利用
煤(mei)矸(gan)石(shi)(shi)作為建筑材料,是當前(qian)煤(mei)矸(gan)石(shi)(shi)綜(zong)合 利用(yong)的(de)主要途徑,根據煤(mei)矸(gan)石(shi)(shi)中C、Si02、A1203 含量不同,可燒制(zhi)不同型號(hao)的(de)磚,目前(qian)阜(fu)新市(shi)(shi)就 有建筑商利用(yong)煤(mei)矸(gan)石(shi)(shi)制(zhi)做(zuo)空心磚,阜(fu)新礦(kuang)業集 團(tuan)用(yong)煤(mei)矸(gan)石(shi)(shi)制(zhi)做(zuo)普通磚,已投(tou)入(ru)建材市(shi)(shi)場。
5 建議
辜新(xin)礦區矸(gan)石山(shan)形成(cheng)的(de)(de)淋濾液(ye)不僅污染了(le) 地表水(shui),更主(zhu)要是嚴重(zhong)的(de)(de)污染了(le)地下水(shui),給人民 的(de)(de)生活及身體健康(kang)帶來嚴重(zhong)危害,對阜新(xin)地區 的(de)(de)環境造成(cheng)污染,建議這(zhe)一問題應受到政府部 門及阜礦集團的(de)(de)高(gao)度重(zhong)視(shi),為減弱地下水(shui)的(de)(de)污 染、對矸(gan)石山(shan)的(de)(de)防(fang)治及綜合(he)利(li)用加強研究及探 討,并制(zhi)定(ding)出有效措施,使矸(gan)石山(shan)淋濾液(ye)對地下 水(shui)造成(cheng)污染的(de)(de)現象得以(yi)解(jie)決。
參考文獻
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