煤礦開采區(qū)域中水污染現(xiàn)狀及防治措施分析

劉富平

（忻州市生態(tài)環(huán)境局東部區(qū)域監(jiān)測技術(shù)保障中心代縣分中心，山西 忻州 034200）

引言

煤礦開采時會對地層中的水體帶來較大影響，使得污染物進入水體造成水污染。煤礦開采的水污染治理措施中，可以運用化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)、物理技術(shù)以及運用預(yù)防技術(shù)進行水體凈化，這對于煤礦開采的健康有序進行以及生態(tài)環(huán)境保護有著積極的意義。本文對水污染治理技術(shù)進行探究，旨在為水體保持提供有效思路。

1 煤礦開采的水污染類型

1.1 井巷串水污染

煤礦開采過程中，由于煤礦井串巷，會導(dǎo)致水層中出現(xiàn)煤炭等污染物質(zhì)。由于煤礦開采時，排水是重要的環(huán)節(jié)。礦井中會形成排水層，排水時礦井的周圍巖層的地下水會明顯降低，在煤礦井中就會出現(xiàn)排水洼溝狀態(tài)。這種排水洼溝會與煤礦井巷之間連通。當(dāng)煤礦排水結(jié)束后，地下水會受到力學(xué)作用，出現(xiàn)上漲并彌補缺失的水層[1]。在這個過程中，地下水就會進入煤礦井的洼溝區(qū)域，與煤炭進行融合，煤炭也會隨之進入地下水，最終導(dǎo)致水污染情況。

1.2 煤矸石淋濾滲污染

煤礦開采中的水污染，還有煤礦區(qū)域的生化情況相關(guān)。由于煤炭所處的煤層區(qū)域中，會存在大量自然生長的植被或者生物，這些植被與生物在煤炭開采過程中，由于出現(xiàn)死亡枯萎，導(dǎo)致植被或者生物體腐爛變質(zhì)，最終形成酸性物質(zhì)。這些酸性位置會淋濾滲透到煤層中。酸性物質(zhì)與煤層內(nèi)地下水進行的結(jié)合，導(dǎo)致了水污染問題。

1.3 地表水涌入污染

煤炭開采區(qū)域地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在一部分地表水系較為充沛的地區(qū)，水污染發(fā)生情況也較為嚴(yán)重。地表水經(jīng)過的區(qū)域，會存在著泥土、雜質(zhì)等污染，同時也會受到周圍地區(qū)生活用水、自然降水等因素的影響，水質(zhì)情況較難控制。這些地表水在流經(jīng)煤礦開采區(qū)域時，由于礦井一般處于較深位置，地表水會涌入到礦井中[2]。地表水的涌入，會對煤礦區(qū)域的地下水造成污染。地表水滲入地下水層中，會形成水位補給趨勢。地表水沿著地層擴散，會對整個水系層都帶來較大的污染。

1.4 頂托補給水污染

煤礦開采過程中，很多時候需要在地勢較高的區(qū)域進行礦井挖掘，由于礦井位置較高，在開采時容易影響到第四系水。煤礦地勢高，就以為著水壓承載壓力大。較大的水壓會對較低的地勢區(qū)域煤礦形成水位補給。由于高處水流經(jīng)過煤礦礦井時，會帶入煤炭等雜質(zhì)，導(dǎo)致水污染。

2 水污染造成的危害分析

煤礦開采的水污染,對社會生活很多方面都會產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。污水會污染河流湖泊，而人們在日常飲水時，污染物會影響到水質(zhì)，如重金屬等。長期飲用受到污染的水源，人體健康就會出現(xiàn)問題。重金屬會積聚于人體內(nèi)無法排除，造成重金屬中毒。很多污染物還具有致癌作用，人體在污染水源的危害下，癌細(xì)胞也會大量繁殖。如煤礦開采的水污染中，汞含量和鉛含量等都會嚴(yán)重超標(biāo)，這些因素會造成人體細(xì)胞出現(xiàn)癌變，導(dǎo)致人們生命健康的重大損失。

煤礦開采的水污染，除了污染水源以外，還會對土壤環(huán)境帶來破壞。土壤受到污染水源的侵蝕，容易出現(xiàn)鹽堿化和毒性化問題，導(dǎo)致土壤退化，莊稼減收，畜牧養(yǎng)殖也會受到上述污染的危害，導(dǎo)致畜牧肉類安全水平降低，從而也會直接影響到人們飲食健康，造成疾病發(fā)生幾率的提高。煤礦開采的水污染，還會影響到空氣質(zhì)量。很多的污染物深入到地下，植物吸收后也會在植物體內(nèi)形成聚集，植物在光合作用下，進行與外界氣體的交換，一些污染成分就會隨之進入空氣當(dāng)中，帶來污染。如硫元素會形成酸雨，酸雨又會加重河流湖泊和土壤的污染程度，從而形成一種惡性循環(huán)，最終對人類、對生態(tài)環(huán)境都帶來難以消除的危害。

3 煤礦開采的水污染治理途徑

3.1 運用化學(xué)技術(shù)進行改善

化學(xué)技術(shù)在治理煤礦水污染時，需要結(jié)合污染類型和原因，通過針對污染物質(zhì)的化學(xué)特點進行分析，從而找到適合的化學(xué)技術(shù)工藝進行污染應(yīng)對?；瘜W(xué)技術(shù)的運用，需要經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)試驗，對結(jié)果進行綜合評定后再大范圍使用。在礦井區(qū)域中，劃定一個具備典型污染特征的區(qū)域，在該區(qū)域進行污染物質(zhì)的提取和檢驗，對于能夠進行化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)，可以通過化學(xué)試劑進行改善?；瘜W(xué)藥劑與污染物質(zhì)間，需要具有化學(xué)活性。當(dāng)水污染情況出現(xiàn)后，化學(xué)藥劑在使用上，還要關(guān)注到藥劑量。嚴(yán)重污染區(qū)域可以適當(dāng)增加化學(xué)藥劑的投入。化學(xué)藥劑可以是固體、液體等形態(tài)[3]。化學(xué)藥劑的反應(yīng)原理，是與污染物結(jié)合后，出現(xiàn)化學(xué)性質(zhì)改變，使污染物析出水源或者轉(zhuǎn)化為沒有污染性的物質(zhì)。化學(xué)技術(shù)在煤礦水污染治理中的應(yīng)用范圍較廣，這與化學(xué)藥劑種類多，并且能夠較好的針對不同水污染進行選擇的優(yōu)勢相關(guān)?；瘜W(xué)技術(shù)將被污染的水源進行改善，使其實現(xiàn)凈化效果。

3.2 運用生物技術(shù)進行改善

生物技術(shù)處理水污染是一種新的水凈化方式。生物技術(shù)主要是利用生物方式，對水污染中污染物進行修復(fù)，使其失去污染能力。生物技術(shù)發(fā)展較快，在煤礦水污染處理中，可以采用的工藝技術(shù)包括了，生物過濾、生物交換、生物反應(yīng)等方式。生物過濾是應(yīng)用生物過濾膜，對水中的污染物質(zhì)進行析出。應(yīng)用生物過濾技術(shù)，需要將生物過濾系統(tǒng)在煤礦開采過程中進行運用。生物過濾系統(tǒng)可以植入煤礦區(qū)域的水層中，在水層流動的過程中完成污染區(qū)過濾。生物交換技術(shù)，是基于生物體對水中的離子進行交換。生物反應(yīng)技術(shù)，主要是通過生物體附著于污染物上，改變其性質(zhì)來達(dá)到凈化水源的目的。生物技術(shù)中，最常見的就是還原菌技術(shù)，這種技術(shù)結(jié)合了化學(xué)中的硫酸鹽成分，將水源中的硫酸鹽進行析出和反應(yīng)，形成能夠氧化的硫化氫物質(zhì)。在含有硫化氫的水中加入氧氣，使其形成氫氣排出水體，同時形成的硫物質(zhì)可以被過濾出水體。生物技術(shù)方式的污水處理效率高，而且不會造成二次污染，在處理煤礦水污染方面有著較大的應(yīng)用發(fā)展空間。

3.3 運用物理技術(shù)進行改善

物理技術(shù)處理煤礦水污染，是較為簡單的一種方式，物理技術(shù)主要是基于對水體中污染物進行沉降過濾來實現(xiàn)凈化。物理技術(shù)可以結(jié)合沉降設(shè)施，將污染水中的污染物質(zhì)進行沉淀。物理技術(shù)考慮結(jié)合電離技術(shù)，使污染物析出并凝聚成能夠較好過濾的絮狀物質(zhì)。

3.4 運用預(yù)防技術(shù)進行改善

上述三種處理煤礦水污染的方式，都是在污染發(fā)生后的補救和修復(fù)措施。在現(xiàn)代煤礦開采中，為了降低污染水源造成的隱患，并節(jié)約治理成本，要重視預(yù)防污染的技術(shù)應(yīng)用。預(yù)防技術(shù)是針對于煤礦開采的實際情況，通過對可能出現(xiàn)的污染渠道進行分析，進行有針對性的預(yù)防技術(shù)應(yīng)用。預(yù)防技術(shù)就是在水污染發(fā)生前，就將污染源頭進行控制。如對于煤礦開采區(qū)域的環(huán)境進行治理，將植被和微生物等進行有效清理，避免其酸化污染問題。還要在開采煤炭時，做好礦井中的隔離措施，避免礦井內(nèi)出現(xiàn)井巷串水、煤矸石淋濾滲、頂托補給、地表水涌入等情況。在預(yù)防技術(shù)中，監(jiān)測措施也是必不可少的。監(jiān)測措施要實時收集煤礦井內(nèi)及周邊環(huán)境的水體情況，一旦出現(xiàn)污染將進行報警。在煤礦開采結(jié)束后，需要及時對礦井內(nèi)的洼溝區(qū)域進行填埋，避免水體積聚于此再次被污染。

4 結(jié)語

煤礦開采是國家資源的開發(fā)利用基礎(chǔ)，煤礦開采過程中的水污染問題，引起了社會的廣泛關(guān)注。由于煤礦開采規(guī)模大，對水環(huán)境造成的影響也日益嚴(yán)重。加強水污染分析和治理，是科學(xué)開采煤炭資源，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要需求。煤礦開采的水污染情況，需要結(jié)合污染因素，采用科學(xué)有效的措施進行應(yīng)對。