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水文地质工作在矿区环境污染调查中的应用论文

发布时间:2023-05-09 11:30:41 文章来源:SCI论文网 我要评论















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  摘要 :“绿水青山就是金山银山”充分体现了国家既要环境 好,也要经济发展的决心, 绿色发展成为国家长治久安的重要一 环。在环境治理问题中矿山的环境污染成为重点规整的区域之 一,而水文地质工作在矿区环境污染的调查中起着不可或缺的 作用,通过对土壤中地下水各项指标的监测来判断矿山污染区 的污染情况,为开采矿物的发展整改提供具体方向和可靠依据, 响应了国家的环境发展政策,提高了我国的治理土壤环境和水 环境的能力。

  关键词 :水文地质,污染区,发展应用

  如今绿色发展成为我国发展的主旋律,在各行各业积极响 应国家号召的绿色发展的背景下,如何对矿区污染进行环境治 理成为工业绿色转型的重点和难点。本文通过简要的介绍水文 地质工作的相关情况和矿区所面临的主要污染因素,具体分析 水文地质工作在矿区环境污染调查中的工作流程、内容和要点, 以此为矿山环境污染问题的解决提供相关参考,为建设绿色中 国而努力。

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  1 浅析水文地质工作以及矿区环境污染

  1.1 水文地质工作的概述

  水文地质工作是一个总的概述,其包括水文地质测绘、勘 探、试验和观测工作, 是指为了研究掌握自然界中不同土层的地 下水的情况,包括地下水的分布情况、地下水的质量、地下水的 含量、地下水的流向以及地下水的运动变化情况等, 对这些地下 水的数据资料进行分析,通过观察检测相关区域内的地下水资 源,有目的地对地下水形成发展的因素以及物理性质和化学成 分进行分析探讨,从而达到判断地下水资源在基础工程的施工 建设、工厂污染的环境勘测和矿山开采中的作用影响, 充分合理 的利用地下水所反映的信息资源,为其可能产生的负面影响提 供防治意见。通过水文地质工作,在建筑物的修建、煤炭矿井、 环境污染监测、地质灾害治理等各个方面提供科学全面的综合 性数据支撑, 成为这些活动开展的基础和保障。

  1.2 矿区环境污染的概述

  矿区是指统一规划和开发的特定地区如矿井和露天矿,还 包括完整全面的生产线、运输线、基本生活管理和服务区、通讯 调度等, 其范围通常决定于矿床的规模大小。矿区环境污染主要 是指在开山采矿等生产活动中的各种开采矿物步骤造成的污染以及生产废弃物、开采物储存运输、矿物堆积造成的污染破坏。

  矿区污染区形成的主要污染因素包括 :化学品污染、排气 污染、有害废水污染、有机物污染等。化学品造成的污染多发 于使用炸药进行开山采矿以及矿区火药厂运输存储火药的过程 中,炸药分为粉状、乳胶体、胶凝体等,使用炸药时一定会产生 化学污染气体。而矿区火药厂在化工原料运输、存放、堆积过程 中由于保存、管理方式不当或者人员操作问题导致化学用品的 泄漏, 从而渗透到土壤中造成化学污染。排气污染多出现于矿区 工业锅炉、窑炉使用过程中以及矿物开采排气中, 主要包括两类 有害气体 :一类是化学气体,如硫化物、臭氧、碳酸产物、氮化 物等,一类是烟尘物质,如粉尘、烟尘、大分子颗粒物等,通过 降雨与水相结合进入到土壤中, 造成土地废气污染。有害废水污 染是指在开山采矿过程中的矿物污染水、矿井水以及矿区冲刷 开采设备仪器的废水,大部分矿山在进行施工时都缺乏对矿区 废水的处理意识, 将废水排入矿区附近的河流, 导致被污染的河 流水渗透进入土壤, 造成土壤有害废水污染。有机污染是指矿区 的基本生活区产生的生活废水,水中相较于其他水资源来说含 有多种有机物和大量细菌, 随着水流渗透到土壤中, 造成土壤和 水资源的有机物污染。

  水文地质工作在矿区环境污染调查中的应用是通过水文地 质工作的相关内容和技术,判断矿区中的垃圾含量、垃圾种类、 工业污染品在土壤中的渗透程度, 土壤中是否重金属超标, 有机 物含量是否会引发土壤富营养化的现象,是否存在工业废水处 理不当问题。针对这些现象和问题, 将相关样本送到专门的检测 机构得出具体的数据结论,以此为依据科学系统的了解矿区环 境的具体污染程度, 通过检测的数据结果, 制定针对性的矿区土 壤净化、改善环境的方法措施。

  2 水文地质工作在矿区环境污染调查中的意义和作用

  2.1 水文地质工作在矿区环境污染调查中的意义

  随着社会的发展,国家越来越重视环境的治理问题,“绿水 青山就是金山银山”充分体现了环境好不仅有利于人民群众的 身心健康,也可以促进经济的发展,是国家长治久安的重要一 环。在环境治理问题中矿区的环境污染成为重点规整的区域之 一,而水文地质工作在矿区的环境污染调查中起着不可或缺的 作用,通过对土壤中地下水各项指标的监测来判断矿区污染区的污染情况, 为开山采矿的发展整改提供方向和可靠依据, 响应 了国家的环境发展政策,提高了我国的治理土壤环境和水环境 的能力。

  矿区虽然远离城乡但是大部分离乡村、农村的距离并不远, 近年来地球气候环境的恶化,极端高温和极端寒冷越来越常见, 一年四季都出现了大风天气,让矿区生活区域和工作区域产生 的有害废气传播的范围更广, 逐渐将污染范围扩大到乡村、农村 区域, 许多居民的健康安全受到威胁。矿区的一些化学废水渗透 进入土壤下的地下水,与河流相汇合,最终流入河里,造成河流 沿途土壤环境的污染。到目前为止, 矿区的环境污染问题仍然不 容小觑,因此水文地质工作在厂区污染区的调查是十分必要的。 首先可以通过对矿区污染区的水文地质勘测,送检后得到完整 的信息资源, 对这些数据信息进行分析处理, 可以确定地下土层 结构, 地下水的分布情况以及其运动方向, 有效的遏止矿区污染 区的进一步扩大, 从根源上防治污染的传播。通过开展相关的水 文地质工作, 让矿区附近人民群众的健康安全得到了保障, 改善 环境问题, 提高居民的幸福感, 创建和谐绿色文明的生活环境。

  2.2 水文地质工作在矿区环境污染调查中的作用

  通过对矿区污染区的水文地质调查工作,可以清晰明确的 观察到场所内不同土层中污染物的分布、污染物的含量、污染物 的种类、污染物的运动变化情况等,利用钻孔采样检测、渗水试 验等方式, 依据检测数据, 对矿厂污染区域内地下水的形成因素 以及流动方向进行正确实时的评价和预测。在矿区污染区的水 文地质调查工作中,还可以利用物探的相关技术辅助得出具体 的结论, 通过弥散实验等方式, 确切掌握矿山污染区域内的地下 水变化等具体情况, 通过数字岩心模拟, 扫描岩心样品分析相关 数据,明确该矿山污染区的污染物在地层内部的腐蚀情况和吸 附状况,要想有针对性的了解该污染地区具体的污染物渗透情 况和分布位置,可以绘制污染区内不同土层深度和土壤范围的 污染物衰减变化规律图像。

  通过开展矿区环境污染的水文地质调查工作,可以为污染 区的环境治理以及污染防治工作提供科学的数据信息,对地下 水以及污染物分布进行客观科学的综合性评价,利用对矿区污 染区进行水文地质工作,获取后期较为全面的风险评估报告, 根据风险评估报告筛选出最适合该污染区的治理方案和修复技 术,达到防治污染区污染的进一步扩大, 整改该矿区污染区的污 染情况, 为绿色发展保驾护航。

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  3 水文地质工作在矿区环境污染调查中的流程内容

  3.1 水文地质工作在矿区环境污染调查前的准备工作

  水文地质工作在矿区污染区调查前的准备工作主要包括 : 人员的组织、技术的准备等。首先要充分收集所调查的矿区污染 区的地理环境相关的信息资料,对该污染区存在一个系统性的 了解和认识, 必要时可以对其过去的调查文献进行研读, 将先前的文献资料作为一个参考,还可以自己亲自到野外现场进行大 概情况的实地考察,实地考察的范围应该全面涵盖矿区及其周 边环境, 重点考察有代表性的区域, 其中包括 :该矿区污染区的 气候条件、自然环境、地理情况、水文地质条件等,还可以从人 文环境入手,记录调查区的具体位置、矿区内的生活地区、周围 交通情况、附近居民活动情况等,通过这些信息的调查研究,对 目标区域有一个大概的认识,知道展开水文地质工作以及数据 分析的重点和难点,水文地质人员利用前期的准备内容编写设 计书有目的地展开调查活动。前期编写的设计书不应该只包括 矿区污染区的环境和人文内容,还要将开展勘探调查活动的经 费预算、需要的物资、参与调研的人员及其分工情况、工作布置 的具体方案、调查需要的主要技术和设备、工作进度计划划分、 目标地区的预期调查成果进行汇报。

  3.2 水文地质工作在矿区环境污染调查中的具体内容

  3.2.1 矿区污染区的土层调查

  对于矿区污染区的土层调查研究是开展目标区域环境治理 工作的基础, 首先由水文地质员工通过划分好的调查区域, 按照 操作要求钻孔取样, 将样本进行静力触探试验, 分析试验的数据 结果信息,对该划分区域内的土壤不同深度的污染情况整合分 类,根据污染物的种类进一步分析污染源的成因和污染因素的 来源。一般情况下矿区污染区的主要污染因素是开山采矿过程 中矿物、尾砂、冶炼废渣堆积造成的污染和矿区火药厂在相关化 学材料的运输、储存过程中的泄漏造成的污染, 要对矿物原料的 存放、加工区域和开采废物的堆积区域进行重点调查。通过土层 调查,水文地质技术人员可以观测到土层纵向深度以及横向广 度的污染物渗透和覆盖范围, 了解污染区的土壤结构、土壤中的 载荷性,绘制相关的平面图,将这些数据信息可视化,更加方便 快速的提供调查区域土壤特性的参考数据,有利于加快该地区 环境治理工作的开展。

  3.2.2 矿区污染区的地下水监测

  在矿区污染区的水文地质调查工作中,对地下水的各种状 况分析也是必不可少的一环,水文地质工作人员通过潜水赋存、 微承压水赋存、赋存土层等内容对污染区下的地下水进行相关 数据检测,尤其是针对地下水的水质、含量、水流流向、水流流 速以及水流流量进行分析,为该地区遭到污染的程度和污染的 范围做出科学的评定,提供合理有效的环境治理方案。此外,还 要利用技术人员实时监控井中的水位变化,通过对当地地理环 境的分析判断合理的设置取样点、滤孔的深度、位置等,以此来 全面的收集地下水的数据信息。

  3.2.3 分析矿区污染区污染物的分布

  分析矿区污染区污染物的分布,确定污染物的分布范围和 渗透深度,对于水文地质工作在污染区的调查中是重点也是难 点,其在该地区环境治理和污染物防治中起着重要作用。由于不 同地区的气候因素,将矿区冶炼和工业锅炉使用等产生的有害气体、污染颗粒通过风来传向更远的地方, 结合雨水降落到土壤 中,扩大了污染区域,此外,由于开采活动中被污染的废水直接 排放,矿物冶炼废弃物的堆放与地面直接接触从而导致污染物 渗透进入土壤下的地下水, 与地下河流相汇合, 造成地下水的污 染。因此在矿区污染区进行水文地质工作调查时要以横向扩散 为研究基础, 在横向扩散调查中开展纵向扩散调查, 从而确定污 染物的扩散范围,针对不同情况的污染程度采取不同的治理方 案,全面的防治污染物传播。

  3.2.4 分析矿区污染区的性质参数

  在矿区污染区的水文地质工作调查中主要会对理化系数、 弥散系数以及渗透系数这三类进行分析研究。理化系数主要是 指土壤中的理化参数,包括 :土壤的颗粒大小、土壤湿度、土壤 温度、土壤重金属含量等,针对不同地区的土壤、不同深度的土 壤,其理化参数不同 ;弥散系数是指通过弥散实验, 准确模拟相 同环境下不同土层中的污染物影响所导致含水量的变化,主要 是横向污染和纵向污染这两方面,然后利用数学建模的方式获 得弥散系数 ;渗透系数是指通过抽水试验和注水试验,开展水 文地质试验研究污染区域地下水的流向、流速、流量,从而获得 渗透系数。不同的参数信息可以为治理污染物提供科学的依据 和有效的方法。

  在户外实地勘测过程中,要按照科学的步骤进行,对各阶段 的工作进程进行总结分析, 准确的绘制相关的数据图, 加强对数 据图的分析利用, 科学的进行各工作的协调配合, 合理分配各阶 段的时间。

  3.3 水文地质工作在矿区环境污染调查中的室内工作

  室内工作是室外工作的补充整理。室内工作通过将户外实 地勘察获取到的样本资料进行校对、分析、整合,从而完善水文 地质工作调研报告成果。

  4 矿区环境污染调查中水文地质工作的要点

  对污染场地进行水文地质工作的关键部分主要包括两方 面 :一方面是对土壤的污染调查,另一方面是对水资源的污染 调查。其中常见的调查方法包括水文地质测绘、物探、钻探、抽 水试验、地下水位动态观测、同位素技术等。不同的技术适用的 情况也是不同的。水文地质测绘主要是侧重于地下水的各种情 况进行初步分析, 包括地下水的分布、类型、流向以及变化情况。 物探方法主要是侧重于判断含水层的位置以及水量的分布情 况,物探可以为水文地质工作的开展提供精确的信息, 为探孔的 设置提供可靠依据。钻探主要是通过获取土壤样本, 绘制土壤刨 面图, 从而得到相关的理化参数。抽水试验主要是用来获取地下 水水量计算的相关数据信息。地下水位动态观测主要是通过测 量结果来判断地下水的形成成因,分析地下水的水量、水质等, 以此来为地下水资源的开采以及保护提供科学依据。同位素技术主要是根据地下水中同位素的含量测定水体的年龄,研究水 体运移机制。

  除了以上常见的调查方法外,矿区环境污染调查中水文地 质工作的工作要点还包括 :

  4.1 勘测点的布置

  合理的布控勘测点的位置有利于节约资源成本,利用最少 的勘测点来勘测最全面的数据信息。在矿区污染区, 每个地段的 污染程度是不同的,应该根据不同的污染情况来设计不同的勘 测位点。通常情况下,勘测点应当建立在污染点上,并且勘测点 要分布在不同的污染区域内,以半米为半径的区域中需要布置 两个到五个勘测点不等,这样能够保证得到的勘测数据具有全 面性和科学性。

  4.2 样品的采样

  合格的样品采样需要满足所采样品性质稳定并且样品的采 集要全面均匀。采集具有稳定性的样品是为了防止在检测样品 前其的性质发生变化,从而影响对样品数据的分析判断。然而, 当不可避免地需要采集不具有稳定性的样品时,要根据样品的 特性采取合理的保存方式, 防止样品的性质发生改变。样品采集 的全面性是为了得到污染区充足全面的信息资料,在不同的污 染点都要进行样品采集, 获得不同地点的污染数据, 从而有针对 性的为不同污染地提供不同的治理方案。

  4.3 样品的保存

  样品的保存直接影响着检测结果,如果样品保存不当,其性 质容易发生变化,就会导致检测结论不准确,最终影响调查结 果。因此在样品保存时,要先对样品的性质进行大概的了解,例 如采集的土壤样品和水资源样品要注意样品的密封,防止空气 中的气体和水蒸气进入样品, 影响检测结果, 还要注意样品的存 放是否需要避光处理,样品存放适宜的温度等。此外,还要标注 清楚样品采集的地点、时间等关键信息, 同时注意样品的检测时 效,一般情况下两个小时内检测的效果是最接近事实的。

  5 结语

  矿区污染区的环境治理是工业绿色发展的转型的重要一环, 通过水文地质工作在矿区环境污染方面的调查研究,分析污染 区的土层结构、地下水的情况、污染物的分布以及样品检测后得 到的各种数据信息,充分具体的了解污染区域的土壤污染情况 和地下水污染情况,制定科学合理的污染物和环境治理的方案。 在运用科学技术进行调查研究时, 要合理布控勘测点的位置, 保 证监测数据的全面性, 同时注重样品的采集和保存方式, 减少不 必要的外界因素对样品性质的影响,为检测结果的准确性提供 依据。
 
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