阜新礦區(qū)煤矸石對(duì)地下水污染及綜治措施初探
阜新礦區(qū)曾是我國(guó)重要的產(chǎn)煤基地,建國(guó) 50多年來(lái),阜新礦區(qū)生產(chǎn)煤炭約5.2×108t,為國(guó) 家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活做出了很大貢獻(xiàn)。但由 于受資金、生產(chǎn)規(guī)模、現(xiàn)有技術(shù)水平限制,以及 對(duì)短期利益的盲目追求,造成被開(kāi)采出的煤矸 石排放沒(méi)有規(guī)劃,堆滿了整個(gè)礦區(qū),日積月累形 成了矸石山,不僅侵占了大量耕地,而且矸石山 長(zhǎng)期接受大氣降水,形成的淋濾液帶有各種有 害元素滲入地下含水層,造成地下水污染,各種 衛(wèi)生指標(biāo)嚴(yán)重超限,對(duì)人體造成危害。所以研究 阜新礦區(qū)煤矸石對(duì)地下水的污染及治理措施, 關(guān)系到礦區(qū)人民的生活和身體健康,凈化環(huán)境, 變害為寶,即迫切又重要。
1 阜新礦區(qū)矸石山堆放現(xiàn)狀
據(jù)調(diào)查,阜新礦區(qū)從新邱一海洲一東梁~艾 友、清河門都有矸石的堆放,占地總面積約 40km2,總堆積量約13億m3,據(jù)統(tǒng)計(jì),阜新礦區(qū) 堆積量達(dá)1×108m3以上的大型矸石山3座,堆 積量0.1x108m3以上的中型矸石山5座,堆積量 0.01x108m3的小型矸石山5座,不具規(guī)模的矸 石山340余座。(見(jiàn)圖1)其中海洲露天礦矸石 山遠(yuǎn)近聞名,占地總面積達(dá)18.40m2,堆積量84 億m3,堆積厚度在4560m。雖然礦區(qū)煤炭開(kāi)采 量逐年減少,但必競(jìng)還有孫家灣立井、五龍立 井、艾友立井等國(guó)有煤礦及一些地方小礦在生 產(chǎn),矸石的排量仍在1 80萬(wàn)噸/左右,矸石山還 在增長(zhǎng)。雖然近年來(lái)阜薪礦區(qū)對(duì)煤矸石進(jìn)行了 處理及利用,但處理率及利用率不足50%。
2阜新礦區(qū)矸石山對(duì)地下水污染
2.1矸石山對(duì)地下水污染過(guò)程及危害
矸石山接受大氣降水,形成了淋濾液,由于 本區(qū)地下徑流條件較好,地下水交替積極,所以 淋濾液很容易滲入地下含水層。由于風(fēng)化和雨 水淋溶,促進(jìn)了有害重金屬的活性,矸石山被溶 解析出的有害元素有Cd(鎘)、Pb(鉛)、Hg(汞)、 Cr(鉻)、Cu(銅)、Zn(鋅)、Al(鋁)、Ca(鈣)等-還有 一些酸性物質(zhì),它們的重性很大,能在環(huán)境中蓄 積于動(dòng)植物體內(nèi),對(duì)人體健康產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)的不良 影響。
2.2阜新礦區(qū)矸石山對(duì)地下水污染現(xiàn)狀及程度評(píng)價(jià)
通過(guò)調(diào)查.礦區(qū)內(nèi)受矸石山淋濾液污染的 主要河流有北沙河、長(zhǎng)營(yíng)子河、細(xì)河、轉(zhuǎn)角廟河、 五道橋河、伊嗎圖河、清河、湯頭河等,還有部分 民井、魚塘及水庫(kù),有害物質(zhì)通過(guò)地表滲入地 下.使地下水遭受嚴(yán)重污染,距矸石山越近,水 位越高,污染程度越嚴(yán)重,民井、魚塘均有異味, 居民對(duì)此反映強(qiáng)烈。近年來(lái)通過(guò)對(duì)部分觀測(cè)點(diǎn) 地下水樣的各項(xiàng)化學(xué)指標(biāo)檢測(cè)得知:總硬度 1016.8mg/l(超標(biāo)2.26倍);礦化度1831.25mg/l (超標(biāo)1.83倍);硝酸鹽320.OOmg/l(超標(biāo)16倍); 亞硝酸鹽1.6mg/l(超標(biāo)80倍);硫酸根410 mg/l (超標(biāo)1.64倍);氯離子378.86 mg/l(超標(biāo)1.5 倍)。
2.3阜新礦區(qū)地下水污染的特點(diǎn)
礦區(qū)內(nèi)矸石山淋濾液對(duì)地下水體的污染與 其它類污染源污染地下水體有幾個(gè)不同特點(diǎn):
①隱蔽性。即使地下水遭到了較嚴(yán)重的污 染,但它還是無(wú)色無(wú)味,不易簽別,有毒有害的 地下水,對(duì)人體的影響往往是巨性的長(zhǎng)期效應(yīng)。
②難以逆轉(zhuǎn)陛。地下水一旦遭到污染,就難 以恢復(fù),僅靠含水層本身自然凈化,所需時(shí)間太 長(zhǎng),某些污染可被土壤和含水層介質(zhì)吸附后發(fā) 生解吸,再吸附。
③運(yùn)移牲。淋濾液進(jìn)入地下含水層后,隨地 下水的運(yùn)移,使污染面積越來(lái)越大。
④長(zhǎng)期性。矸石山的堆積往往歷經(jīng)數(shù)十年、 上百年,淋濾液的下滲也是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程,要從 矸石山頂逐漸淋濾經(jīng)土壤層滲至含水層,這一 過(guò)程,也需數(shù)十年至百年。
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(duì)地下水的污染會(huì)導(dǎo)致 數(shù)種甚至達(dá)十余種元素超標(biāo)。
3 防止矸石山對(duì)地下水污染的措施
3.1 行政措施
建立—套嚴(yán)格的行政措施和管理體制來(lái)規(guī)范矸石山的堆放行為,要定期組織檢查矸石山對(duì)地下水污染程度,并開(kāi)展治理工作,盡量將因矸石山淋濾造成地下水污染的災(zāi)害程度減至最好小。
3.2 技術(shù)措施
在選擇排放地點(diǎn)時(shí),必須搞清其地質(zhì)條件及水文地質(zhì)條件,要選擇透水性差,裂隙不發(fā)育的基巖、粘土巖、亞粘土巖及潛水位埋深較大的地方進(jìn)行排放,這樣淋濾液的污水不容易滲入地下水呈,即使有少量滲入,也具有凈化空間,凈化時(shí)間和凈化能力,不可設(shè)在可供飲水的含水層地區(qū), 矸石山的底部最好鋪制人工隔水層。
3.3污染含水層的治理
選擇針對(duì)清除污染物的試劑投入含水層 內(nèi),分解有害物質(zhì),目前阜新礦區(qū)內(nèi)已考慮用高 錳酸鉀除砷,利用臭氧分解油質(zhì)有機(jī)物,利用氧 化還原環(huán)境除去鐵、錳,減少溶解有機(jī)碳的含 量,同時(shí)又可促使氰的分解等。還有利用微生 物分解地下水中的某些有機(jī)成份,降低或清除 污染濃度。
4 煤矸石的綜合利用
消滅矸石山,最好的辦法是減少煤矸石排 放量,對(duì)煤矸石進(jìn)行綜合利用,使其變害為寶, 煤矸石的利用途徑很多,適合阜新礦區(qū)的可分 為三類。
4.1 煤矸石的熱能利用
①經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單水洗或機(jī)械篩選回收煤炭。 ②用煤矸石摻煤炭作為沸騰爐燃料,使其 不經(jīng)篩選就可以使用。 ③清河門二井、艾友立井、海洲露天的煤矸 石含碳量較高。適合加工粉末,制做蜂窩煤。
4.2煤矸石的化學(xué)利用
煤矸石中含有硅、鋁、鐵、鈦、錳、鎳、釩、鉬、 汞等多種元素,對(duì)于阜新礦區(qū)來(lái)說(shuō),有大量的矸 石山資源,進(jìn)行全面的煤矸石成份分析,選出合 理的工藝流程進(jìn)行化工生產(chǎn),定能達(dá)到回能能 源,化廢為寶,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的目的。
4.3煤矸石的建材利用
煤矸石作為建筑材料,是當(dāng)前煤矸石綜合 利用的主要途徑,根據(jù)煤矸石中C、Si02、A1203 含量不同,可燒制不同型號(hào)的磚,目前阜新市就 有建筑商利用煤矸石制做空心磚,阜新礦業(yè)集 團(tuán)用煤矸石制做普通磚,已投入建材市場(chǎng)。
5 建議
辜新礦區(qū)矸石山形成的淋濾液不僅污染了 地表水,更主要是嚴(yán)重的污染了地下水,給人民 的生活及身體健康帶來(lái)嚴(yán)重危害,對(duì)阜新地區(qū) 的環(huán)境造成污染,建議這一問(wèn)題應(yīng)受到政府部 門及阜礦集團(tuán)的高度重視,為減弱地下水的污 染、對(duì)矸石山的防治及綜合利用加強(qiáng)研究及探 討,并制定出有效措施,使矸石山淋濾液對(duì)地下 水造成污染的現(xiàn)象得以解決。
參考文獻(xiàn)
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