煤炭基地水污染研究

2010年11 月地下水Nov. ,2010第32卷第6期Ground waterVol.32 NO.6煤炭基地水污染研究馮建國',李云峰”,屈卉^ ,張茂省’(1.山東科技大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與工程學(xué)院,山東青島266510;2.長(cháng)安大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,陜西西安710054;3.西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,陜西西安710054)[摘要]為提高煤炭的持續、穩定供給能力,我國煤炭基地建設已經(jīng)啟動(dòng)。由以往國內外煤炭開(kāi)發(fā)的經(jīng)驗可知,煤炭基地的開(kāi)發(fā)建設過(guò)程中極有可能發(fā)生水污染問(wèn)題。在充分分析煤炭基地水污染相關(guān)問(wèn)題的基礎上,本文重點(diǎn)論述了煤炭基地水污染的概念、煤炭基地水污染研究的特點(diǎn)、煤炭基地水污染研究的階段劃分和煤炭基地水污染研究理論體系雛形,為相關(guān)問(wèn)題的進(jìn)一步研究奠定基礎。[關(guān)鍵詞] 煤炭基地;水污染;階段劃分;理論體系[中圖分類(lèi)號] X131.2[文獻標識碼] A [文章編號] 1004 - 1184(2010)06 - 0076 -03Research on W ater Pollution in the Coal BaseFENG Jian - guo' ,LI Yun - feng ,QU Hui2 ,ZHANG Mao - sheng'(1. College of Geosciences and Technology, SUST, Qingdao266510, Shandong,2. College of environmental scienceand engineering, Chang an University， Xian710054， Shaanxi3. Xian Institute of Geology and Minerals Resources,Xian710054, Shaanxi)Absrtact: To improve sustainably and steadily supplying capacity, the coal base construction has been operated in Chi-na. According to some experience before at home and abroad, during the exploitation and utilization of the coal base construc-tion, it is very possible that the water pollution is existed. The article is based on the relative isue of fully analysis on waterpollution in the coal base and mainly discusses concept and studied characters, section division and the studied theory systemof water pollution in the coal base, laid the studied foundation futhermore.Keywords:The coal base, water pollution, section division and, theoretical system體規劃，建設大型煤炭基地,對維護國家能源安全、滿(mǎn)足經(jīng)濟1問(wèn)題的提出社會(huì )發(fā)展需要、調整和優(yōu)化煤炭生產(chǎn)結構、促進(jìn)資源地區經(jīng)煤炭基地是我國對增強煤炭資源保障能力,在煤炭資源濟社會(huì )發(fā)展,具有十分重要的意義。相對富集的地區，以大型煤埃企業(yè)為主體.綜合開(kāi)發(fā)煤炭及歷史經(jīng)驗表明,在煤炭的開(kāi)發(fā)和利用過(guò)程中會(huì )不可避免共生或伴生資源,實(shí)現上下游產(chǎn)業(yè)聯(lián)營(yíng)和集聚，最終建成煤的出現水污染問(wèn)題12-6]。對于大型煤炭基地而言,煤炭生產(chǎn)炭調出、電力供應、煤化工和資源綜合利用基地。2006集中、煤炭利用集中,水污染問(wèn)題更應該加以重視。在這樣年,國家發(fā)展改革委員會(huì )將位于內蒙古和陜西的神東、陜西的背景和前提下.研究煤炭基地水污染問(wèn)題就顯得尤為迫切陜北陜西和甘肅黃隴(華亭)、山西晉北晉中.晉東、山東魯和重要,具有很強的理論價(jià)值和現實(shí)意義。西、安徽兩淮、河北冀中、河南、云貴、蒙東(東北)、寧夏寧東2煤炭基地水污染的概念規劃建設為大型煤炭基地。這13個(gè)煤炭基地由98個(gè)礦區組成,分布在14個(gè)省,總面積287143km',煤炭保有儲量6908水污染問(wèn)題是一個(gè)包含范圍非常廣的問(wèn)題。由于地下水億t,占全國煤炎儲量的70%。和地表水之間往往存在比較密切的水力聯(lián)系.而煤炭蔫地開(kāi)2007年11月國家發(fā)展和改革委員會(huì )發(fā)布《煤炭產(chǎn)業(yè)政發(fā)有可能造成地下水和地表水的同時(shí)污染。分析煤炭基地策》,明確陜北、神東、晉北等5個(gè)大型煤炭基地主要負責向水污染的概念,可以先從地下水污染的概念人手。華東、華北、東北供給煤炭,并作為“西電東送"北通道電煤基2.1地下水污染地,可適度提高生產(chǎn)和供應能力。這是國家對煤礦建設的總關(guān)于“地下水污染”的涵義,在現有的國內外文獻中有多中國煤化工[收稿日期] 2010-08 -02[基金項目]山東科技大學(xué)科學(xué)研究'春蕾計劃'項月,編號“200.MHC N M H G調查局國土資源大調查項目"陜北能源基地地下水勘察”("中國地調局項目編號1212010535207" )貸助。[作者簡(jiǎn)介]馮建國(1976- -),男,河北盧龍人,工學(xué)博士,主要從事水文學(xué)及水資源方面的教學(xué)與研究工作。76第32卷第6期地下水2010年11月種多樣的提法,至今還沒(méi)有公認的定義17-10]。然的影響的確是巨大的,而且是迅速的.逐步加劇的,廢水、有些人認為,要對地下水污染下一個(gè)切合實(shí)際的定義就.廢氣、廢渣無(wú)時(shí)無(wú)刻不在產(chǎn)生和排放(堆放)。另一方面,自必須涉及到水質(zhì)標準問(wèn)題。德國教授馬瑟斯( C. Mathess,，然界的一 些現象和地球的活動(dòng)也會(huì )造成-些污染,如地震導1960)提出如下的定義:所謂污染地下水是指地下水由于人通優(yōu)質(zhì)水 含水層和劣質(zhì)水含水層,火山爆發(fā)將地殼中的一些類(lèi)活動(dòng)的影響使其溶解的或懸浮的有害成份的濃度超過(guò)了有毒有害物質(zhì)帶人水體等,雖然這些事件不是經(jīng)常發(fā)生,但國家或國際規定的飲用水最大允許濃度。是對于發(fā)生地區而言,其帶來(lái)的危害是非常嚴重的,甚至是韋德G.指出,因為水有眾多的用途,所以對水污染所下災難性的。房佩賢在討論地下水水質(zhì)惡化時(shí)，將污染物質(zhì)來(lái)的定義,只與水的某種特定的應用有關(guān)，當水不適于做某種源分成天然污染源和人為污染源兩大類(lèi)。所以,單純從人類(lèi)特定用途的時(shí)候，則定義它被污染了。也就是說(shuō),被定義為.活動(dòng)的角度定義地下水污染顯然是不全面的。受污染的飲用水，只是不適于飲用,卻有可能完全可以用作(2)應該從概念上區分地下水污染與地下水水質(zhì)惡化。灌溉用水或發(fā)電廠(chǎng)的冷卻水。也就是說(shuō)，不應僅僅以飲用水地下水污染是對地下水水質(zhì)狀況的一-種界定,即對地下水是標準作為判斷地下水污染的依據。否遭受污染的判斷結果,對于特定用途的地下水而言,只存按照巴肯和基(BuchangandKey,1956)及邁爾德和巴爾在兩種可能,已經(jīng)污染和未污染。而地下水水質(zhì)惡化是一個(gè)威德( Milole and Malwide , 1970)等人對污染地下水所下的定過(guò)程,也就是通常所說(shuō)的水質(zhì)變差了,重點(diǎn)突出一個(gè)“變"字。義來(lái)看,所謂地下水的污染是指由于人類(lèi)活動(dòng)直接或間接的當然,這種變化過(guò)程可能很快,幾小時(shí)、幾天之內某種水化學(xué)影響,致使水的可能利用范圍與原來(lái)的水質(zhì)相比受到了全部組分依度增加成百上千倍,也可能變化的很緩慢,幾個(gè)月、幾.或部分的限制。法國的費里德( Fried, 1975)也下過(guò)類(lèi)似的定年的時(shí)間才增 加幾倍。地下水水質(zhì)惡化到一定程度便是地義:污染是指水的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)的改變,因而限制或下水污染。從某種意義上講,地下水水質(zhì)惡化是地下水污染妨礙它在各方面的正常應用。.的前提。當然也不排除在地下水水質(zhì)惡化之前,地下水已經(jīng)張永波等人認為:地下水的污染是指由于人類(lèi)活動(dòng)使地屬于“污染水”的可能。下水的物理、化學(xué)和生物性質(zhì)發(fā)生改變,因而限制或妨礙它(3)地下水污染應該是區域性的,至少是大面積的。不在各方面的正常應用。.能因為幾個(gè)平方米范圍內的地下水中某種或某些組分超過(guò)美國學(xué)者D. W. Miller等在論文中提到:“Conlamination了特定的標準值,就說(shuō)地下水污染了(雖然從定義上:講,這種和pllution這兩個(gè)詞是同義詞,意思是指由于人類(lèi)活動(dòng)的結提法是正確的)。這就如同在幾個(gè)平方米范圍內作地下水系果使天然水水質(zhì)變到其適用性遭釗破壞的程度....地下水統防污染性能分區一樣,缺乏實(shí)際意義。通過(guò)含水層運動(dòng)的天然結果,也會(huì )使- - 種或多種組分的濃度(4)判斷地下水是否遭受污染的標準是因諸多影響因素增加，這種現象稱(chēng)為“礦化'?！倍兓?不同目的、不同地區、不同時(shí)間,評價(jià)標準可能不R.A.Freeze和J.A.Cnerry認為:凡由于人類(lèi)活動(dòng)而導致同甚至有較大的差別。判斷地下水水質(zhì)惡化的標準是背景:進(jìn)入水環(huán)境的溶解物,不管其濃度是否達到使水質(zhì)明顯思化值,在某些情況下,地下水污染的判斷標準和地下水水質(zhì)惡的程度都稱(chēng)為污染物(Contamination)，而把污染(pollution)-化的判晰標準(即背景值)可以是一致的。詞作為污染濃度已經(jīng)達到人們不能允許程度的狀況的一個(gè)2.2 水污染專(zhuān)門(mén)術(shù)語(yǔ)。在<中華人民共和國水污染防治法>中,對水污染的定義林年豐在《環(huán)境水文地質(zhì)學(xué))中認為:“凡是在人類(lèi)活動(dòng)是:“水污染是指水體因某種物質(zhì)的介人，而導致其物理、化學(xué)、的影響下,地下水質(zhì)變化朝著(zhù)水質(zhì)惡化方向發(fā)展的現象,統生物或者放射性等方面特征的變化,從而影響水的有效利用,稱(chēng)為地下水污染。不管此種現象是否使水質(zhì)惡化達到影響危害人體健康或者破壞生態(tài)環(huán)境.造成水質(zhì)惡化的現象?！笔褂玫某潭?只要這種現象一發(fā)生,就應視為污染。至于在劉培桐等人認為,當污染物進(jìn)入河流、湖泊、海洋或地下天然環(huán)境中所產(chǎn)生的地下水某些組分相對富集及貧化而使水等水體后,其含最超過(guò)了水體的自然凈化能力,使水體的水質(zhì)惡化的現象,不應視為污染,而應稱(chēng)為‘天然異常'?！彼|(zhì)和水體底質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變李廣賀也認為,只要地下水水質(zhì)朝著(zhù)惡化的方向發(fā)展,化,從而降低了水體的使用價(jià)值和使用功能的現象.稱(chēng)為水就視為地下水污染，而不管水質(zhì)是否達到影響使用的程度。國家環(huán)境保護總局編寫(xiě)的《中國環(huán)境影響評價(jià)》(培訓教作者給水污染下的定義為:由于某種原因,當一定區域材)中對地下水污染的定義是:地下水的污染物質(zhì)超過(guò)了地水體的水質(zhì)超過(guò)了為某-.應用目的而確定的水質(zhì)標準的現.下水的自?xún)裟芰?從而使地下水的組成及其性質(zhì)發(fā)生變化的現象2.中國煤化工作者認為地下水污染應從以下幾個(gè)方面來(lái)認定:JTYHCN MH G虧染的定義，可以表述(1)地下水污染是人類(lèi)活動(dòng)直接或間接影響的結果,同為:由于煤炭基地內煤炭的開(kāi)采、運輸、轉化、利用以及農業(yè)時(shí)也應包括自然界本身對水質(zhì)的影響。歷史表明,人類(lèi)對自生產(chǎn)、生活等人為原因,使得- - 定區域水體的水質(zhì)超過(guò)了為77第32卷第6期地下水2010年11月某一應用目的而確定的水質(zhì)標準的現象.稱(chēng)為煤炭基地水污化肥 、農藥、污水濰溉等,會(huì )對水體產(chǎn)生污染,應加以重視。染?？梢钥闯?煤炭基地水污染強調的是人為污染。5煤炭基地水污染研究理論體系3煤炭基地水污染研究的特點(diǎn)煤炭基地水污染研究是-項綜合性的工作。把煤炭基地煤炭基地的重要標志就是大規模的能源開(kāi)采、轉化、輸水污染研究全部工作納入一個(gè)體系當中,并稱(chēng)之為“煤炭基.出,供應一個(gè)或幾個(gè)大區域的能源需求,同時(shí)產(chǎn)生環(huán)境污染地水污染研究理論體系”,該體系由五大模塊組成,分別是:等負效應。煤炭基地水污染就是重要的污染之一。煤炭基模塊一水污染背景條件研究;地水污染研究的特點(diǎn)是:模塊二水污染現狀研究;(1)污染區范圍大煤炭基地的范圍至少在千平方公里模塊三水污染機理研究;數量級,因此研兗煤炭基地水污染問(wèn)題必須從區域的角度出模塊四水污染發(fā)展趨勢研究;發(fā),研究成果應具有全局意義。模塊五水污染防治對策研究。(2)污染時(shí)間跨度長(cháng)煤炭基地開(kāi)發(fā)是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程，對于煤炭基地水污染研究來(lái)說(shuō),這五個(gè)模塊同等重要。需要幾十年甚至上百年的時(shí)間,煤炭基地水污染研兗應貫穿在研究的時(shí)間次序上，這五個(gè)模塊一般可以依次開(kāi)展,但整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程,不是一項短時(shí)就能完成的工作。其中也會(huì )出現少量的交叉。從研究的目的上講,這五個(gè)模塊之(3)污染垂向空間廣煤炭基地水污染問(wèn)題的研究涉及間具有相對獨立性,但是其中的有些內容又是密切相連的。到大氣、包氣帶含水層、地表水、地下水，垂向空間分布上非6結語(yǔ)常廣。(4)影響因素多煤炭基地水污染問(wèn)題涉及眾多影響因在我國煤炭基地開(kāi)發(fā)這一背景下,本文對煤炭基地水污素,水污染程度與污染源、污染途徑、煤炭基地自然地理、水染的概念煤炭基地水污染研究的特點(diǎn)、煤炭基地水污染研文地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、經(jīng)濟狀況等密不可分。究的階段劃分和煤炭基地水污染研究理論體系錐形進(jìn)行初步研究,并分別展開(kāi)論述,為煤炭基地水污染問(wèn)題的進(jìn)一步4煤炭基地水污染研究的階段劃分研究奠定基礎。煤炭基地的建設不是一蹴而就的,要經(jīng)過(guò)儲量勘察、規劃、開(kāi)發(fā)等-系列的過(guò)程。因此,應該分兩大階段研究煤炭參考文獻.基地水污染問(wèn)題。[1]馬麗,李字,金鳳君.我國主要煤炭基地的生態(tài)脆弱性評價(jià)與類(lèi)型分析[J].能源環(huán)境保護,2009 ,23(4) :56 -60.首先是煤炭基地的規劃階段,主要任務(wù)是開(kāi)展煤炭基地[2] Wilkes s. STaR rises on old mine ite[J]. Materials Word ,003,水污染背景條件研究,研究對象包括地表水.地下水、含水11(10):25 -26.層、包氣帶,其目的是掌握煤炭基地水污染方面的基本條件[3] Mandal N K, Verma P K. Impact of coal mine efluent on physico -與環(huán)境,其數據資料可作為煤炭基地水化學(xué)組分的本底值，chemical characteristics of pond water in coalfield area of Godda Dis-同時(shí)為煤炭基地的規劃及大規模開(kāi)發(fā)提供水質(zhì)方面的信息trict, Jharkhand [J] . Nature, Environment and Pollution Technolo-支持。gy,2002,1(3):231 -234.其次是煤炭基地的大規模開(kāi)發(fā)階段.該階段的任務(wù)以水[4]張福存.能源基地地下水污染及防治措施[J].長(cháng)春科技大學(xué)學(xué)污染監測及水污染相關(guān)研究為主,監測數據為水污染現狀研報,1998 ,28(2):191 - 194.201.兗水污染發(fā)展趨勢研究及水污染防治研究提供依據,本階[5]邵鍘.曹首英.煤礦礦區環(huán)境污染現狀及控制對策[].工業(yè)安段的具體研究對象有四個(gè):全與環(huán)保,2002 ,28(10) :26 -28.煤炭開(kāi)采的污染:主要任務(wù)是對煤炭開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的[6]戴雪玲,劉大錳.煤炭開(kāi)發(fā)中的環(huán)境污染及防治措施[J].煤炭固態(tài)、液態(tài)有毒有害物質(zhì)的監測,目的在于掌握這些有害物科學(xué)技術(shù),2005 ,33(5):67 -69.71.質(zhì)是否進(jìn)入到了水體之中,進(jìn)入了多少,進(jìn)人的方式、過(guò)程是[7] C.韋德著(zhù),劉煜宗,王菊先譯.能源與環(huán)境變化[M].北京:科學(xué)出版社,1983:176.怎樣的,對水質(zhì)會(huì )產(chǎn)生哪此影響。煤炭轉化和利用的污染:在煤炭基地內能源就地利用，[8]張水波.時(shí)紅,王玉和.地下水環(huán)境保護與污染控制[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2003:39 ,40-45,51-55 ,90 - 103,相關(guān)企業(yè)大發(fā)展階段,主要任務(wù)是對企業(yè)在能源利用過(guò)程中113- 123.產(chǎn)生的固態(tài)、液態(tài)有害物質(zhì)的監測，目的在于掌握這些有害[9]李廣賀,張旭.張思聰,等.水資源利用與保護[M].中國建筑物質(zhì)對水體污染的影響。中國煤化工煤炭基地建設人員產(chǎn)生的廢水、垃圾的污染:煤炭基地[10]與治一 焦作市實(shí)證研究建設需要大量的.各個(gè)層次的人員以及為之服務(wù)的醫院、學(xué)CNMH Go0.2-7.校、管理等部門(mén),這些部門(mén)的排污狀況也是研究的重點(diǎn)。[11]劉培桐,醉紀渝,王華東.環(huán)境學(xué)概論[ M].北京:高等教育出.農業(yè)生產(chǎn)的污染:農業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,由于不合理的使用版社:69 -76.78