【正文】 向擴(kuò)散顯著；不同組分由于各自特征的巨大差異，污染程度也有很大差別。近年來(lái)，礦產(chǎn)開(kāi)采產(chǎn)生的礦井水引起的環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)研究課題，較為活躍的領(lǐng)域，與國(guó)外有關(guān)方面相比有很大差距，隨著礦業(yè)開(kāi)發(fā)的迅速發(fā)展，這就需要政府增大科研資金投入，盡快組織科技力量對(duì)礦區(qū)環(huán)境礦井水的污染進(jìn)行攻關(guān)，吸收國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，迅速提高我國(guó)對(duì)礦區(qū)環(huán)境危害研究與治理水平。目前常常是礦產(chǎn)開(kāi)采以前，位于礦區(qū)周圍的溪溝保持常年有水，自大規(guī)模開(kāi)采后，大部分原常年有水河段，現(xiàn)己變成季節(jié)性河段，僅在其中下游接納大量礦坑水后才恢復(fù)常年水流。礦產(chǎn)開(kāi)采對(duì)地表水資源的破壞集中表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先是流域水文下墊面的破壞。其次是河川基流大幅度減少。如酸性礦井水污染地表水體，破壞生態(tài)環(huán)境含硫酸鹽酸性廢水不經(jīng)處理直接排入地表水體污染。由于酸性礦井水的pH值較低，通常pH，導(dǎo)致魚類、藻類、浮游生物等絕大多數(shù)水生生物死亡，既減少了水生生物的數(shù)量，也限制了生物的多樣性。2）礦井水引起地下水位下降在含礦產(chǎn)資源的地層，特別是礦產(chǎn)層圍巖中通常有一定量的礦床充水，采礦時(shí)這些地下水和某些地表水可持續(xù)流入采礦井巷，形成礦床涌水，因此改變了地下含水層的補(bǔ)給、徑流、排泄方式，而深部開(kāi)采為了維持采礦的正常進(jìn)行，地下水位急劇下降，相應(yīng)地所形成的地下水降落漏斗范圍和幅度也越來(lái)越大，地下水的流場(chǎng)也發(fā)生了明顯的變化。地下開(kāi)采破壞了原有的力學(xué)平衡，使得上覆巖層產(chǎn)生移動(dòng)變形和斷裂破壞。3）污染地下水系統(tǒng)如硫酸鹽廢水潛伏周期長(zhǎng)，雖然有自然的稀釋作用，即在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)有明顯的負(fù)面作用，但是一旦大面積形成污染，則其治理難度很大。硫酸鹽廢水污染作用會(huì)很容易積累，即使自然界中存在某些生物降解作用確實(shí)可以轉(zhuǎn)化硫酸鹽，但是自然作用相對(duì)可能形成的大面積的污染是微不足道的，酸性水大量排放到地表，并且泄入河流、湖泊或潛水中，造成水體污染。另外，受酸性礦井水污染的地表水，如果直接補(bǔ)給淺層地下水，將導(dǎo)致地下水不同程度的污染，主要表現(xiàn)在鐵離子和硫酸根離子超標(biāo)，且地下水污染的治理尤為困難[6]。礦區(qū)開(kāi)發(fā)后，大量的高礦化度礦井水外排對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)為礦區(qū)原本潛水位高，高礦化度礦井水排放河溝中，將有礦井水水滲漏，致使沿河兩側(cè)淺層地下水位抬高，且含鹽量增加[7]。對(duì)于來(lái)就受干旱、風(fēng)沙氣候和土壤鹽堿化影響的地區(qū)，而且地下水位較高時(shí)。一方面由于土壤水分含量高，濕度大，易于產(chǎn)生大的華塊，形成粘閉現(xiàn)象，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極為不利；另一方面土壤中鹽分的增多，既影響了耕地的物理性質(zhì)，又影響了上壤養(yǎng)分對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)的有效性，造成減產(chǎn)；且某些鹽類的離子過(guò)量時(shí)，會(huì)直接對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生毒害作用。 對(duì)周邊居民生活及健康影響礦產(chǎn)資源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，對(duì)水文地質(zhì)環(huán)境與自然生態(tài)狀況已產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，并造成了一系列不良后果，使本來(lái)就已經(jīng)十分緊張的區(qū)域水資源供需矛盾更加尖銳，對(duì)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展亦產(chǎn)生了深刻而廣泛的影響。2)惡化井下施工環(huán)境，危害人體健康如酸性礦井水在向深部排泄過(guò)程中，可能發(fā)生脫硫酸作用，生成的硫化氫毒性很強(qiáng)，其含量達(dá)萬(wàn)分之一時(shí)，就能聞到難聞的氣味。達(dá)千分之一時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致死亡。3 礦井水綜合利用技術(shù) 國(guó)內(nèi)外礦井水利用技術(shù)現(xiàn)狀目前，我國(guó)在利用技術(shù)上，一般都能做到因地制宜。但是我國(guó)礦井水的利用率還很低，有意識(shí)的礦井水綜合利用技術(shù)起步較晚，根據(jù)不同具體情況，我國(guó)礦井水的綜合利用技術(shù)現(xiàn)狀也不同。國(guó)外把處理礦井水作為環(huán)境保護(hù)工作的重點(diǎn)，認(rèn)為礦井水是一種伴生資源而不是負(fù)擔(dān)，礦井水涌出愈大，盈利愈多，經(jīng)濟(jì)效益也就愈大。許多國(guó)家對(duì)礦井水進(jìn)行適當(dāng)處理后，一部分達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，排入到地表水系。日本礦井水除部分用于洗礦外，大部分礦井水經(jīng)沉淀處理去除懸浮物后排入地表水系。如：英國(guó)礦井水綜合利用技術(shù)主要解決以下三大問(wèn)題：①是對(duì)含懸浮物的礦井水進(jìn)行沉降處理；②是對(duì)礦井水中鐵化合物的去除；③是礦井水中溶解鹽的去除，采用化學(xué)試劑中和處理以及反滲透、凍結(jié)法進(jìn)行脫鹽處理。俄羅斯煤礦環(huán)保研究院研制了用氣浮法凈化礦井水，采用凈化水部分循環(huán)工作方式，循環(huán)水在壓力箱中剩余壓力作用下充滿空氣，較好地形成輕浮選劑。此法可使雜質(zhì)團(tuán)粒的沉淀速度提高數(shù)倍，并對(duì)排除乳化于水中的石油產(chǎn)物和其污染物有效[5]。此法具有投資省、運(yùn)行費(fèi)低、易于管理等突出的優(yōu)點(diǎn)，引起了人們的極大興趣。但由于礦井水成份的復(fù)雜性和地域的特點(diǎn)等因素，現(xiàn)有的處理與回用工藝技術(shù)還不夠完善和成熟。 礦井水利用技術(shù)分類礦井水水質(zhì)由于受礦區(qū)水文地質(zhì)條件、井下開(kāi)采運(yùn)輸、圍巖與煤質(zhì)等多種因素影響，其處理工藝選著可根據(jù)以下幾類：一般懸浮物礦井水、高礦化度礦井水．酸性礦井水和潔凈礦井水等[9]，另外，礦井水在流經(jīng)采礦工作面、巷道以及采空區(qū)時(shí)，受到人類活動(dòng)的影響，巖粉，煤粉和其它有機(jī)物進(jìn)入水體，使水質(zhì)復(fù)雜。 含一般懸浮物的礦井水，一般水質(zhì)為中性，礦化度小于l000mg／L，金 離子微量或未檢出，或基本上不含有毒有害離子，懸浮物的主要成分是粒徑極為細(xì)小的煤粉和巖塵[6]。目前，對(duì)于礦化度不高而懸浮物含量較高的礦井水的處理，有較成熟可行的經(jīng)驗(yàn)，一般采用混凝，沉淀 (或浮升)以及過(guò)濾，消毒等工序處理后，其出水水質(zhì)即能達(dá)到生產(chǎn)使用和生活飲用標(biāo)準(zhǔn)的要求。潔凈礦井水經(jīng)簡(jiǎn)單處理后作為某些工業(yè)用水，或經(jīng)消毒處理后供生活飲用。采取清污分流法，設(shè)備投資少，運(yùn)行成本低，并可減少礦井污水處理量及外排量。1)常規(guī)處理。圖1給出在含懸浮物礦井水處理中常用的基本工藝流程。夏暢斌等考慮利用煤矸石制成一種PSA高效混凝劑來(lái)處理礦井水；徐海宏等選用無(wú)機(jī)高分子絮凝劑聚合氯化鋁(PAc)、聚合硫酸鐵(PFs)與有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)復(fù)配使用來(lái)處理礦井水。井下水倉(cāng)混凝沉淀處理是使礦井水在井下水倉(cāng)停留較長(zhǎng)時(shí)間(大于30分鐘)，在距離水倉(cāng)前50m左右的排水溝中投藥，并在溝中鋪設(shè)大塊矸石，人為制造水力湍流，使混凝劑充分混合反應(yīng)；在水倉(cāng)設(shè)置多層擋板，清水溢流后從集水井外排；實(shí)行井下主副水倉(cāng)定期交替清泥，從而取得了更好的處理。將礦區(qū)塌陷坑改造成氧化塘，利用自然條件下的微生物處理原理凈化礦井水(如圖2)。圖2 氧化塘凈化礦井水工藝流程Figure 2 oxidation pond mine water purification process 酸性礦井水的利用技術(shù)目前，對(duì)酸性礦井水的處理方法很多，一般多采用石灰石或者石灰為中和劑進(jìn)行處理。1)石灰石中和法。見(jiàn)圖3所示滾筒中和法處理酸性礦井水的工藝流程。見(jiàn)圖4所示為升流過(guò)濾為中和處理單元的處理工藝流程圖3 石灰石滾筒中和—曝氣—混凝沉淀聯(lián)合處理工藝流程Figure 3 limestone rollers and aeration a joint deal with coagulation and sedimentation process圖4 升流過(guò)濾中和處理單元處理工藝流程Figure 4 liters flow filtration and processing unit to deal with process2)石灰中和法。使用時(shí)需先將石灰(CaO)調(diào)制成石灰乳后形成熟石灰(Ca(OH)2)，其具體工藝流程見(jiàn)流程圖5所示。該法是將石灰石中和法與石灰中和法經(jīng)優(yōu)化組合而形成一種處理工藝，因而兼具前兩種工藝的優(yōu)點(diǎn)，其工藝流程見(jiàn)圖6所示。在此條件下Fe離子水解并產(chǎn)生沉淀，形成的絮狀物可以起到混凝作用，有利于懸浮固體的去除。石灰乳法是將生石灰加水配制成5％左右的石灰乳后，加入中和池內(nèi)進(jìn)行中和反應(yīng)。但在處理水量大時(shí)因石灰的用量大，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高。生物化學(xué)中和法是利用氧化亞鐵硫桿菌在酸性條件下將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+，然后用石灰石進(jìn)行中和，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)酸性礦井水的除鐵以及中和處理。圖7 生物—化學(xué)聯(lián)合處理工藝流程 biological to deal with chemical process6)粉煤灰中和法。該處理方法尚處于試驗(yàn)階段，但粉煤灰的來(lái)源廣泛，取材容易，價(jià)格低廉，用它處理酸性礦井水，無(wú)疑又開(kāi)辟了一條以廢治廢、充滿希望的環(huán)保之路。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，脫鹽后的水可以作為生活飲用水。采用一般的處理方法將其所含的懸浮物去除后排入水體，依靠水體的稀釋作用降低鹽類物質(zhì)的濃度。2)深度處