煤矸石淋溶微量元素对高速公路沿线土壤水环境污染的仿真研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第23卷第3期湖南科技大学学报(自然科学版)Vo1．23No．32008年9月JournalofHunanUniversityofScience＆Technology(NaturalScienceEdition)Sept．2008煤矸石淋溶微量元素对高速公路沿线土壤水环境污染的仿真研究靳明，阳军生(中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075)摘要：利用淋溶试验，模拟天然降雨，分析煤矸石路堤填筑过程中给高速公路沿线地下水造成的污染，获得了大量真实可靠的数据，得出了煤矸石淋

2、溶液中无机盐是是造成高速公路沿线地下水污染的主要原因．并基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学建立了描述微量元素在土壤一水环境系统中迁移的数学模型，并利用该模型对煤矸石淋溶微量元素在道路沿线土壤一水环境中的迁移规律进行了模拟分析，预测了污染物浓度变化规律及分布特征．图5，表2，参12．关键词：淋溶试验；耦合模型；煤矸石；地下水污染中图分类号：X131．2文献标识码：A文章编号：1672—9102(2008)03一O118一O5煤矸石是煤在形成过程中与煤伴生或共生的一趋势以及对土壤一水环境的影响．种坚硬岩石，主要有掘进井

3、巷时排出的煤矸石、选煤本文以济东高速公路河南获嘉境内煤矸石路堤排出的煤矸石和露天采煤产生的剥离矸石，是目前我为例，通过淋溶试验模拟天然降雨淋溶煤矸石，研究国最大的固体废弃物源．煤矸石作为土工充填材料在路堤填筑过程中煤矸石对地下水的污染影响，然后建国外已得到了广泛应用，已成为消耗煤矸石的主要途立煤矸石淋溶微量元素对土壤一水环境污染的耦合径．近年来，随着我国公路及铁路建设的飞速发展，需动力学模型，并利用该模型对煤矸石淋溶微量元素在要大量的路基填料，煤矸石作为路用填料有着广阔的道路沿线土壤一水环境中的迁移规律进行了模拟分应

4、用前景，在公路及铁路建设中使用煤矸石，不仅可析，预测了污染物浓度变化规律及分布特征．解决煤矸石占用土地、污染环境的问题，而且还可以1煤矸石对淋溶水水质污染影响的试节省大量土方，减少工程取土对沿线农田的占用m2】．验研究但是，不可忽略的是，矸石的应用是否会在道路沿线造成二次污染．因为煤矸石的主要成分除了硅、铝、铁1．1试验材料及其矿物化学成分的氧化物和可燃碳之外，还含有其他成分，特别是其中的重金属离子和硫化物将有可能在矸石的使用过济东高速公路河南获嘉境内煤矸石路堤所用煤程中带来新的环境污染问题．目前，有关矿区堆放煤矸石

5、主要来自公路沿线焦作l#、吴村、程村、李固4煤矸石对周围环境影响的研究成果很多，但路用煤矸矿的矸石山．煤矸石中矿物成分复杂，主要由石英、云石对道路沿线环境的污染问题一直未被广泛重视，且母类矿物、粘土矿物和褐铁矿组成．其中石英的质量以往的研究工作大部分集中在试验分析和环境评价分数一般为55％～70％，云母类矿物的质量分数为上oj，还没有从环境水文动力学的角度，研究煤矸石20％～25％，粘土矿物一般为4％～10％，褐铁矿为l％淋溶污染质在道路沿线地下水环境中的迁移规律，因～15％．粘土矿物根据x光粉晶衍射分析主要由高岭而

6、也就无法定量预测和预报污染质浓度分布范围与石、白云母、蒙脱石等石构成．表l给出了焦作地区4收稿日期：2007—12—26基金项目：河南省交通厅高速公路科研攻关项目(豫公路工(2oo5)7oo)作者简介：靳明(1975一)，男，河南郑州人，博士生，工程师，主要从事路基工程研究l18维普资讯http://www.cqvip.com种煤矸石的主要化学成分比例．性总固体、硫酸盐质量浓度高达1393mg／L、1535mg／L、840mg／t,，分别超出《生活饮用水卫生标准》表1煤矸石主要化学成分的质量分数(单位：0石)Tab．

7、1Chemicalcompositionofcoalgangue(Unit~％)(GB5479—2006)0．393倍、2．41倍、2．36倍．另外，程村煤矸石淋溶液在淋溶水量为480mL时，硫酸盐质量浓度达250mg／t,，李固煤矸石淋溶液在淋溶水量为360mL时，铁的质量浓度达0．356meCL，均接近或略超过《生活饮用水卫生标准》．但经过8次淋洗后，各项指标均未超出《生活饮用水卫生标准》的规定值．综上所述，煤矸石中无机盐雨淋下渗后，会对地1．2煤矸石中无机盐林溶试验下水pH值、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、铁等

8、产生从上述4个煤矿的矸石山，分别选取具有代表性影响．特别是吴村煤矸石淋溶液中的总硬度、溶解性的煤矸石样品，每种样品充分混合后分别过10mln筛总固体、硫酸盐质量浓度在淋溶的初始阶段严重超出备用．模拟自然降水对煤矸石中无机盐类的淋溶作《生活饮用水卫生标准》．用，在1000mL筒式分液漏斗底部铺设两层定量滤试验结果表明，初始淋溶阶段，随着淋洗次数增