贵州典型煤矿区废水和矸石污染特征及生物毒性效应-环境工程专业论文.docxVIP

贵州 贵州典型煤矿区外排污染物的污染特征及生物毒性效应研究 贵州 贵州大学 2010 届硕士研究生学位论文 I I PAGE PAGE IV 贵州典型煤矿区废水和矸石污染特征及生物毒性效应 摘 要 贵州省作为我国重要的煤矿储地，煤矿资源得到了前所未有的开发，在产生 巨大的经济效益的同时，不可避免地带来一系列生态环境问题，其中煤矿开采酸 性废水和固体废物表现最为突出。煤矿废水成分复杂，具有很强的溶解性和侵蚀 性，硫酸盐浓度相对较高，携带大量的重金属和有害化学物质进入水体，会对矿 区环境造成极大的危害。煤矿固体废弃物在周围环境中多种条件的长期作用下， 特别是酸雨作用下，导致其中部分有害元素淋溶释放，进而渗透到土壤或水体中， 降低土壤功能、污染水质、影响生态环境和人体健康。因此，研究煤矿开采产生 的废水和其固体废物的污染特征及其生物毒性，对于矿山环境的保护和污染防治 具有十分重要的意义。 本文运用传统理化分析与生物监测相结合的研究方法，对贵州省水城县大河 边煤矿、黔西南安龙县戈塘镇青杠林煤矿、安龙县大坝村洪胜煤矿和贵阳花溪区 麦坪九架洞煤矿四个典型矿区的的水样和固体样品进行了研究。测定了水体的 pH、EC、TDS、Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Pb、As、Cr、Ca2+、Mg2+和 SO4 ，并 2- 用隆线溞对水样进行了急性生物毒性实验；根据 HJ T 299-2007，用 pH 为 3.2 的 浸提剂对固体样品振荡浸提，测定了浸出液中 Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Pb，用 隆线溞对浸提液进行了急性生物毒性实验；将固体样品用 pH 值为 6.8，6，5，4， 3，2 的浸提剂进行了标准振荡浸提，探讨 pH 值对浸出液的 pH、EC、Fe、Mn、 Cu、Zn、Cd、Pb 的影响。通过上述研究，为矿山环境的修复治理以及对生态环 境的影响提供理论依据，研究的主要结论如下： （1）煤矸石堆场径流水，洗煤厂排放废水，矿井水等则 pH 较低，含有高硫 酸盐和铁、锰。水体中 Ca 和 Mg 的含量都比较高， Cd、Pb、As、Cr 的含量较 低。麦坪九架洞水体 pH 最低，Fe、Mn 、SO42-的浓度最高，对周围水体污染严 重。 （2）水体对隆线溞急性生物毒性试验结果表明，煤矿废水对水生生物有较强 的生物毒性，其 24h LC50 的范围为 2.27％～80.09％，以麦坪九架洞水体的生物 毒性最大，其 24h LC50 分别为 2.27％。 （3）用 pH=3.20 的浸提剂对四个矿区的三种不同样品振荡浸提，其浸出液的 均为酸性。这些煤矿的煤矸石、煤泥和原煤均不是危险废物，但浸出液中的 Fe、 Mn 的含量相对较高，它们和 Cu、Zn 的浓度均不同程度超标。 （4）隆线溞的急性生物毒性试验表明，煤矿样品浸出液其 24h LC50 范围为 1.82 ％～83.16％。青杠林煤矸石浸出液的 24h LC50 为 1.82％，其对水溞的生物毒性 最大。三类不同样品的生物毒性大小为煤矸石 煤泥煤，不同煤矿区样品生物 毒性差异大。 （5）浸提剂 pH 对浸出液的 pH、EC 和重金属有较大的影响，强酸条件下有 利于样品中各种物质的溶解释放。总体趋势是浸提剂的 pH 值与样品中重金属 的浓度呈负相关关系，即低 pH 情况下有利于重金属的迁移及释放，浸出液中 浓度较高。 （6）煤矿开采给矿区沿途生态环境造成了严重危害，大坝村自然水体已受到 了煤矿开采的污染；青杠林煤矸石浸出液中的有害污染物的浓度最高，生物毒性 最大，其重金属的潜在浸出能力以及环境污染风险大。 关键词：煤矿酸性废水；煤矸石；浸出毒性；重金属；隆线溞；急性生物毒性； PAGE PAGE III PAGE PAGE IV Study on Contamination Characteristics and Biotoxic Effects of Drainage and Gangue in Typical Coal Mine Area, Guizhou Province Abstract Guizhou Province have known as ‘‘home of coal in southwest, China’’, and the coal resources were available to the public for many years, which had inevitably brought about a series of ecological and environmental problems. Coal Acid Mine Drainage (CAMD) and solid was