关闭煤矿区河流底泥污染物释放对上覆水水质的影响.docx

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关闭煤矿区河流底泥污染物释放对上覆水水质的影响

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???????????????????????作者：邓为难刘方张玲李准

【摘要】通过对贵州省贵阳市花溪区麦坪乡关闭的煤矿区的河流底泥进行静置和扰动模拟释放实验，探讨河流底泥污染物的释放规律及其对上覆水水质的影响。研究结果表明：扰动条件下和静置条件下上覆水中pH值都随释放时间的增加呈下降趋势；静置和扰动条件下上覆水的电导率值、SO42-、Fe、Mn的浓度随释放时间的增加都呈上升趋势。关闭煤矿区污染河流底泥的污染物释放对上覆水水质的影响十分显著。

【关键词】河流底泥污染物释放上覆水水质

煤矿在开采过程中，产生酸性矿排水（AMD）。AMD具有低pH值和较高的矿化度特征，其有很强的溶解性和侵蚀性。一些有害物质还会在河流底泥中沉积，河流底泥中各种污染物长时间释放同样又会影响水体的水质。目前对煤矿酸性废水影响河流水质方面进行了较多的研究，对关闭煤矿区河流底泥中各种污染物释放对水体质量的影响研究还很少。本文对麦坪乡关闭8年的煤矿区的河流进行调查。对河流底泥污染物释放过程中水体的pH、电导率、SO42-、Fe、Mn等变化规律进行研究，为关闭煤矿区污染河流的治理提供科学依据。

1材料与方法

1.1样品的采集

实验用的河流沉积物是2008年3月采集于麦坪乡关闭的煤矿区。试验用的河流底泥为表层0-10cm的壳状物，用干净无污染的采样铲从表层轻轻采集，放入密封袋中保存。底泥带回到实验室后，自然风干，然后用研钵碾碎过2mm的土壤筛，之后密封保存待用。

1.2实验方法

实验所采用的方法是静置和扰动模拟释放实验，实验的具体操作为每天定时把装有底泥和水的三角瓶放在振荡器上振荡5min，振荡强度相同。实验进行时分别取20g的样品和200ml的蒸馏水，使底泥与水样按1：10的体积进行，在第1d、3d、7d、16d、26d、39d、54d和74d时对底泥的溶液进行过滤，过滤得到水样，分别对水样的pH、电导率、SO42-、Fe、Mn进行分析。pH采用玻璃电极法测定，电导率采用电导率仪法测定，SO42-采用络酸钡比色法测定、Fe采用邻菲啰啉分光光度法测定，Mn采用高碘酸钾氧化光度法测定。

2实验结果与分析

2.1污染物的释放量

静置和扰动条件下河流底泥的上覆水中污染物浓度随时间的变化见图1。

注：电导率单位为us/cm，其它均为mg/L.

2.2煤矿水污染河流底泥污染物释放对上覆水水质的影响与评价

图2.扰动和静置条件下底泥释放对上覆水PH的影响

图3.扰动和静置条件下底泥释放对上覆水SO42-的影响?

图4.扰动和静置条件下底泥释放对上覆水Fe的影响

图5.扰动和静置条件下底泥释放对上覆水Mn的影响

由图2可见，静置条件下上覆水的pH值一直稍高于或接近于扰动条件；其变化规律是：pH随着释放时间的增长而逐渐降低，在第54d后基本达到稳定；这是因为随着时间的增长，底泥逐渐被稀释，释放物质增多。图3表明，扰动条件下和静置条件下SO42-的浓度不断递增，在50d后，静置条件下释放的SO42-浓度就要远远高于扰动。

河流底泥在静置和扰动的释放过程中，Fe、Mn随着释放时间的增长其物质浓度都在不断增加，其中扰动条件下上和静置条件下覆水中Fe的最高含量分别为2.25mg/L、4.1mg/L，最低含量分别为0.3mg/L、1.1mg/L。静置条件下和扰动条件下覆水中Mn的最高含量分别为10mg/L、5.6mg/L，最低含量分别为3.2mg/L、1.4mg/L，静置条件下Mn浓度变化较大;说明超过一定的时间阶段，静水中Fe、Mn释放的影响都要大于动水；而且时间越长Fe、Mn就越容易难释放出来。另外，扰动下河流底泥上覆水电导率低于静置条件下的电导率。

3结论

静置和扰动条件下煤矿水污染河流底泥不同污染物的释放出现明显的差异，污染物pH都随释放时间的增加呈下降趋势，静置和扰动条件下上覆水的电导率值、SO42-、Fe、Mn的浓度随释放时间的增加都呈上升趋势。

以GB3838-2002《地表水环境质量标准》为评价标准（Ⅰ-Ⅴ类水体pH值为6-9，Ⅱ-Ⅲ类水体SO42-标准限值为250mg/L，Fe为0.3mg/L，Mn为0.1mg/L）。扰动条件下河流底泥上覆水的pH范围超出地表水环境质量标准的范围。动水时河流底泥上覆水中SO42-的浓度最大值超过标准值将132.5mg/L；动水时河流底泥上覆水中Fe的浓度最大值超过标准值13倍多；动水时河流底泥上覆水中Mn的浓度最大值超过标准值100倍。可见，煤矿废水排入的河流