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煤矸石路基对地下水的影响研究

罗丰尊  
【摘要】:我国是世界最大的煤炭生产国和消费国。根据有关部门统计,目前我国历年累计堆放的煤矸石总积存量约为45亿吨,年排出量3亿吨,其中每年排放的可用于发电的煤矸约2亿吨。堆积排放煤矸石,既浪费了国家资源,又会占用大量土地,生态环境也因此受到了污染和破坏。采用煤矸石做为路基填料既能解决高速公路征地取土困难,又能大量消耗积累的煤矸石,将产生巨大的经济效益、环境效益和社会效益,但煤矸石的有害物质可能会渗流导致地下水污染,从而影响人类健康。近十年来,人们的环境保护意识日益加强,煤矸石的利用也越来越受重视。煤矸石受水淋溶作用对地表水、土壤和地下水的污染是环境污染的主要问题之一。煤矸石通过长期的风化、降雨淋溶等作用,发生一系列的物理、化学变化,使得其中大量的可溶性无机盐和重金属元素随淋溶水进入地下水和农田,会给附近居民的生活带来严重的影响。 本文针对邢汾高速公路,对煤矸石公路对地下环境的影响进行分析。首先,利用实验室浸泡实验分析煤矸石在地下水的作用下重金属和无机盐的含量变化。在浸泡前期,各重金属元素和无机盐浓度增加速度比较高;在浸泡中期,重金属元素浓度变化不稳定,且时有上升时有下降,在这期间主要是煤矸石内部各种物理以及化学作用起作用;后期会出现浓度峰值。其次,用淋溶试验来模拟在降雨过程中对于不同的重金属和无机盐,污染程度会有所不同。并提出在淋溶过程中,Cr、Fe、硫酸盐变化速率比较快;而Cu、As、氯离子、硝酸盐的变化趋势为先快后慢; Mn、Zn的浓度则呈不稳定上升变化。 再次,对邢汾高速公路建立模型进行数值分析。经过对邢汾高速公路建立模型进行数值分析,可以看出,煤矸石公路在降水过程中,会使得地下环境造成污染,且随着时间的推移污染会先上升后下降。随着降雨淋溶作用,溶质污染物会在土层中从污染表层不断向下迁移。在运动过程中,随着土层深度的增加,达到的浓度峰值逐渐降低。在剖面污染区内,中间污染浓度比较大,溶质浓度的分布呈现正态分布状态。最后,通过采集检测分析两种不同时期煤矸石公路沿线地下水中的重金属及无机盐含量。将其与煤矸石山下地下水监测结果对比,用于研究时间因素对污染程度的影响程度。


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