您的位置: 旅游网 > 网红

酸性矿井对地下水和地表水的影响世界和平

发布时间:2020-02-15 00:55:08

酸性矿井对地下水和地表水的影响

缺水是许多矿面临的严重问题,另一方面很多煤矿又有大量的酸性矿井水(以下简称酸性水)外排。酸性水在没处理前一般是与地下水混合后排到水仓或地面,因此,地下水或地表水的水质与酸性水有密切的关系。酸性水对水体的影响可分为对阳离子和阴离子的影响。酸性水不管经处理还是未经处理,排入水体后,都产生污染。

1 酸性水对地下水的影响

1.1 酸性水对地下水阴离子的影响

一般为认为酸性水是在有水有氧的条件下,煤中伴生的硫铁矿(FeS2)氧化生成,即:

(1)

(2)

(3)

细菌的作用以及在干燥环境下的硫铁矿氧化[1]不在此讨论。值得注意的是,生成的H2SO4和Fe3+不但具有很强的酸性,还具有较强的溶解性,在酸性水流经的地方(与地下水有类似的地方,表现为阳离子很高),由于铝土矿的溶解(含有硅Si[2],使得与酸性水混合的地下水含有硅酸根(SiO23-)或偏硅酸根(HSiO-3)。  (3)式的反应也是酸性水产生的重要因素,该式的反应产生在酸性水没流到沟道之前,虽增加酸性水的酸度不多,但为(2)式的反应提供了条件。因此,在酸性水的突水点,即便有较高的Fe3+(有细菌存在),Fe2+浓度也较高。  由于酸性水强烈的酸性,它或与地下水中的HCO-作用,或与围堰中的其他碱性物资(以CaCO3表示)中和,碳酸(H2CO3或CO2)以超饱和的情势存在。我们已在监测中注意到了这个问题[3],HCO-在酸性水中是不存在的。如地下水与酸性水混合后,不表现为酸性,则地下水中可能有HCO-。其它阴离子如Cl-、NO-与地下水相似,含量较低。  综上所述,受酸性水污染的地下水中主要阴离子是SO24-,监测的数据表明,它与饮用水要求的常常不是一个数量级(饮用水要求250 mg/L,而酸性水中可达数千到几十万mg/L。目前采取的砂滤的方法滤除处理后酸性水中的悬浮物,一般不能正常运转(如陕西铜川矿务局李家塔煤矿),是因为SO24-太高,中和剂又是选用带Ca2+的碱性物质(电石渣和石灰石等),CaSO4也是以超饱和情势存在的,很容易引发滤料的板结。如何在处理过程中下降SO24-的浓度,是酸性水处理的一个困难。

1.2 酸性水对地下水阳离子的影响

酸性水的常规监测指标有:pH值、酸度、Fe2+、Fe3+、SO24-等。其他金属离子,如Mn2+、Zn2+、Al3+等,一是不参加氧化还原反应,对酸性水的影响较小;从产生酸度的角度看,它们比Fe2+、Fe3+等离子复杂很多。  地下水常规含有K+、Na+、Ca 2+、Mg 2+等阳离子,如地下水中含有锰和(或)铁,则称这种水为含锰地下水或含铁地下水。含锰或含铁地下水,当这些离子不高时,其处理方法是比较简单和成熟的,许多教科书中已有讲述,一般是用:曝气锰砂过滤法。值得注意的是,由于这时的pH值较高,且铁多以Fe2+的形式存在,只要将其变成Fe3+,通过静沉就可将其去除。通常情况下,地下水中其他离子,如Al3+、Mn2+、Zn2+等是不高的。  地下水一旦受酸性水的污染,情况就产生了巨大的变化,各种离子的浓度与水的pH值有密切的关系,根据溶度积原理,受污染的地下水中常见金属离子完全去除(10-5mol/L)时的pH值分别是:Fe2+pH=8.95,Fe3+pH=3.68,Al3+pH=4.71,Zn2+pH=8.04,Mn2+pH=10.14[4]。另外,Al3+和Zn2+表现为明显的两性,我们曾定性地测定处理过的酸性水,发现其仍含有大量的铝离子。在低pH值时,Fe2+是很难氧化成Fe3+的,故铁多以Fe2+的情势存在,其处理是非常因难的,其中的铝更是难以去除。

2 酸性水对地表水的影响

酸性水排入水体后造成的危害是严重的,它不但能使接收它的水体鱼虾绝迹和附近的土地寸草不生、食粮绝收,对地表水的影响可延绵数千英里[5]。由于Fe(OH)3(Yellow boy)的沉积,使接收它的水体两岸或底部变红。Zn2+、Mn2+可能超标(还可能含有大量的铝),该地表水已不能做饮用水的水源。  酸性水无论处理还是不处理终究都要排入地表水体。尤其是在处理进程中产生的沉泥(经常使用的方法是源源不断地向酸性水中投加碱性物质)其危害更大。有资料表明,沉泥的处置费用通常是酸性水处理费用的3倍以上。国外通常是将沉泥置于露天矿的废弃矿井里,并加以掩埋。国内则常对沉泥不加任何处理或处置,用泵将沉泥打到附近的矸石山上,在雨季又流到附近的水体中,其污染负荷并未减少,只是污染物的形态产生了变化。  酸性水对地表水的另外一影响也是不容忽视的,就是酸性水具有很强的混凝作用[6],这可通过接收它的水体清澈见底看出。如果酸性水中Zn2+、Mn2+不是很高,可斟酌接收酸性水的水体做饮用水的水源,这样可大大节约混凝剂的用量。

白带多了会怎么样
生理期怎样防止痛经
排卵期出血经量少吃什么药
关节积液腿麻木吃什么药
猜你会喜欢的
猜你会喜欢的