孫紅福,趙峰華,張 璐,劉一鳴,曹松華,張 偉

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院,北京 100083)

重慶西部干旱區(qū)煤礦礦井水水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

孫紅福,趙峰華,張 璐,劉一鳴,曹松華,張 偉

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院,北京 100083)

為了提高重慶西部干旱區(qū)煤礦礦井水綜合利用水平,緩解該區(qū)居民用水嚴(yán)重短缺狀況,必須對(duì)該區(qū)的礦井水水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)研究。利用Aq.QA水化學(xué)軟件和模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)重慶西部干旱地區(qū)煤礦礦井水、礦區(qū)飲用水和水庫(kù)水體的水質(zhì)特征進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià),并結(jié)合煤礦地層特點(diǎn)對(duì)礦井水水質(zhì)成因進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明:91%的礦井水水化學(xué)類型為Cl－Na型,礦區(qū)飲用水和水庫(kù)水樣均為SO4－Ca型;礦井水中共有9個(gè)離子超過(guò)國(guó)家生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)的限制,其中Cl－, Na+和Fe離子超標(biāo)情況最為嚴(yán)重;礦井水中較高含量的Fe離子來(lái)自須家河組地層內(nèi)菱鐵礦結(jié)核的溶解,而嚴(yán)重超標(biāo)的Cl－和Na+可能來(lái)自于須家河組地層部分地段巖鹽的溶解;10個(gè)V級(jí)水質(zhì)的礦井水包括4個(gè)微咸水、3個(gè)咸水和1個(gè)鹽水水樣,2個(gè)礦區(qū)飲用水為Ⅲ級(jí)水質(zhì)淡水,2個(gè)水庫(kù)水樣和廣順縣城飲用水為I級(jí)水質(zhì);模糊綜合評(píng)價(jià)法能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)不同類型的水體,且能揭示每個(gè)水體的主控污染因子,但無(wú)法對(duì)礦化度大于1 000 mg/L的水體進(jìn)行深度評(píng)價(jià)。

重慶西部;干旱區(qū);礦井水;水質(zhì)評(píng)價(jià);模糊綜合評(píng)價(jià)

Key words:Western Chongqing;arid area;mine drainage;water quality assessment;fuzzy comprehensive evaluation

重慶西部干旱區(qū)缺水情況非常嚴(yán)峻,為了保障旱區(qū)群眾基本生活用水,我國(guó)在西部干旱區(qū)開(kāi)展了大規(guī)模的“紅層”找水工程[1－4];然而重慶西部干旱區(qū)分布有數(shù)量較多的煤礦[5],這些煤礦每天都會(huì)排放掉大量的礦井水,將本區(qū)寶貴的地下水資源白白浪費(fèi)。如果能夠?qū)⑦@些煤礦礦井水資源化,將大大緩解干旱區(qū)農(nóng)村人畜飲用水困難。但是在煤礦礦井水資源化的過(guò)程中,必須首先對(duì)其進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià),然后才能有針對(duì)性地選取最佳的水處理工藝[6－8]。

目前,地下水和礦井水水質(zhì)評(píng)價(jià)的常用方法包括綜合污染指數(shù)法、函數(shù)評(píng)價(jià)法、概論統(tǒng)計(jì)法、灰色聚類法和模糊綜合法[9－11]。其中綜合污染指數(shù)法主要針對(duì)評(píng)價(jià)污染物濃度不大或者對(duì)水質(zhì)評(píng)價(jià)要求不高的情況,較適合大范圍的水質(zhì)評(píng)價(jià)和粗略的水質(zhì)評(píng)價(jià);函數(shù)評(píng)價(jià)法算法復(fù)雜,評(píng)價(jià)結(jié)果有時(shí)會(huì)被夸大,沒(méi)有大范圍推廣應(yīng)用;概論統(tǒng)計(jì)法和灰色聚類法對(duì)評(píng)價(jià)樣品的數(shù)量要求較高,任務(wù)量較大;模糊綜合評(píng)價(jià)法重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“主因素”的影響,突出實(shí)測(cè)值大的指標(biāo)對(duì)水質(zhì)影響的程度,并考慮到了水質(zhì)界限的模糊性,通過(guò)函數(shù)關(guān)系,把反映各種水質(zhì)污染問(wèn)題的實(shí)測(cè)值轉(zhuǎn)化為反映水質(zhì)質(zhì)量?jī)?yōu)劣程度的質(zhì)量值,評(píng)價(jià)結(jié)果可比性強(qiáng)且更為合理[12－15]。根據(jù)樣品數(shù)量和特征筆者采用Aq.QA水化學(xué)軟件和模糊綜合法對(duì)重慶西部干旱區(qū)煤礦礦井水水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

1 樣品采集與實(shí)驗(yàn)

1.1 樣品的采集和測(cè)試

研究區(qū)為重慶西部干旱地區(qū)(圖1),位于永川、大足和榮昌3縣交界處,該區(qū)域覆蓋多個(gè)中小型煤礦,2011年4月初分別到研究區(qū)西部的3個(gè)煤礦采集了4個(gè)礦井水水樣(WK－1,YK－1,YK－2和ZK－1)和1個(gè)廣順縣城飲用水水樣(GZ－1)作為對(duì)比樣品;2012年4月初再次到該研究區(qū)東部和南部的5個(gè)煤礦采集樣品,共采集了7個(gè)礦井水水樣(WK－3, YK－4,YK－5,CK－2,XK－1,ZK－2和ZK－3),以及2個(gè)礦區(qū)附近水庫(kù)的水樣(WZ－2和ZZ－1)和2個(gè)礦區(qū)飲用水水樣(WZ－2,CZ－1)作為對(duì)比樣品,樣品編號(hào)和說(shuō)明見(jiàn)表1。

圖1 研究區(qū)分布示意Fig.1 Distribution of study area

表1 重慶市西部干旱區(qū)水樣采樣點(diǎn)和編號(hào)Table 1 Sampling site and number of water samples in the arid area of Western Chongqing

每個(gè)水樣采集500 mL,采集水樣所用聚乙烯塑料瓶均需用3%的HNO3浸泡24 h,然后用去離子水清洗干凈備用。水樣采集后現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定其pH值和氧化還原電位(Eh),并盡快將其送回實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室用0.45 μm聚酯纖維濾膜過(guò)濾水樣并將其分成2份:一份加HNO3至pH＜2,用電感耦合等離子質(zhì)譜儀(ICP－MS)測(cè)定主要金屬陽(yáng)離子的含量;另一份不加酸,用離子色譜(IC)測(cè)定陰離子含量。采用國(guó)標(biāo)法即二苯碳酰二肼分光光度法測(cè)定水樣中的六價(jià)鉻。處理過(guò)的水樣均需低溫保存。

1.2 評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

利用Aq.QA水化學(xué)軟件繪制的Piper圖分析水樣的水化學(xué)類型、硬度、鹽度等參數(shù)。利用模糊綜合評(píng)價(jià)法對(duì)各礦井水的水質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)選取16個(gè)主要因子(F－,Cl－,NO,SO,Fe,Mn,Ba,Cu, Ni,Zn,Mo,Co,Cd,Pb,Cr6+,總硬度)進(jìn)行地下水環(huán)境評(píng)價(jià)。采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848—93)作為本次研究的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),將地下水質(zhì)量劃分為5類:Ⅰ類,主要反映地下水化學(xué)組分的天然低背景含量,適用于各種用途;Ⅱ類,主要反映地下水化學(xué)組分的天然背景含量,適用于各種用途;Ⅲ類,以人體健康基準(zhǔn)值為依據(jù),主要適用于集中式生活飲用水水源及工、農(nóng)業(yè)用水;Ⅳ類,以農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水要求為依據(jù),除適用于農(nóng)業(yè)和部分工業(yè)用水外,適當(dāng)處理后可作生活飲用水;Ⅴ類,不宜飲用,其他用水可根據(jù)使用目的選用。

2 結(jié)果與討論

2.1 礦井水水質(zhì)特征和成因

由重慶西部煤礦礦井水、水庫(kù)水和飲用水水質(zhì)分析結(jié)果(表2)可以發(fā)現(xiàn),煤礦礦井水、水庫(kù)水和飲用水的pH為7.25～8.19,均為中性和弱堿性的水體。與國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB 5749—2006)相比,超標(biāo)離子共有9個(gè),4個(gè)超標(biāo)陰離子包括Cl－,F－, NO,,5個(gè)超標(biāo)陽(yáng)離子分別為Na+,Fe,Ba,Ni和Mn。

表2 重慶西部干旱區(qū)煤礦礦井水、水庫(kù)水和飲用水水質(zhì)分析結(jié)果Table 2 Water quality analysis results of coal mine drainage,reservoir water and drinking water in the arid area of Western Chongqing

在超標(biāo)陰離子中,Cl－超標(biāo)的水樣最多,共有8個(gè)礦井水水樣(WK－1,WK－3,YK－1,YK－4,YK－5, ZK－1,ZK－2和ZK－3),超標(biāo)倍數(shù)為3.82～41.10;F－超標(biāo)的水樣共有4個(gè)(WK－1,WK－3,YK－2和ZK－1),最大超標(biāo)倍數(shù)為12倍;NO超標(biāo)的3個(gè)水樣分別為WK－1,ZK－1和CK－2,超標(biāo)倍數(shù)分別為2.0,7.5和4.6;只有1個(gè)礦井水水樣(XK－1)的SO24－超標(biāo)。

超標(biāo)陽(yáng)離子中,Na+超標(biāo)的水樣共有7個(gè)(WK－1,WK－3,YK－1,YK－5,ZK－1,ZK－2和ZK－3),超標(biāo)倍數(shù)為2.25～25.97;Fe離子超標(biāo)的水樣共有11個(gè),除7個(gè)礦井水水樣(WK－3,YK－4,YK－5,CK－2,XK－1,ZK－2和ZK－3)外,還有2個(gè)水庫(kù)水樣(WZ－2和ZZ－1)和2個(gè)礦區(qū)飲用水水樣(YZ－3和CZ－1),礦井水中Fe離子超標(biāo)倍數(shù)為2.05～9.44,水庫(kù)水樣和飲用水中Fe離子超標(biāo)倍數(shù)為1.35～2.09;Ba離子超標(biāo)的3個(gè)礦井水水樣為YK－1,YK－5和ZK－1,其超標(biāo)倍數(shù)分別為1.55,2.84和2.58;Ni離子超標(biāo)的3個(gè)礦井水水樣(YK－1,ZK－1和XK－1),最大超標(biāo)倍數(shù)為6.75;只有一個(gè)礦井水水樣(XK－1)中Mn離子超標(biāo)4.68倍。

重慶西部干旱區(qū)的6個(gè)煤礦均在開(kāi)采三疊系須家河組(T3xj)的煤炭,須家河組為一套河流湖泊相含煤碎屑沉積巖,厚614.6～764.7 m,按其巖性自下而上分為6段:1,3和5段為含煤段,分別對(duì)應(yīng)下組煤、中組煤和上組煤;2,4和6段為砂巖含水層段。其中在1,4,5和6段地層中含有較多的菱鐵礦結(jié)核。重慶西部榮昌縣地表水、大氣降雨和地下水氧同位素分析測(cè)試結(jié)果表明該地區(qū)地下水的補(bǔ)給來(lái)源主要來(lái)自大氣降水[16－17]。文中6個(gè)煤礦的主要充水水源均為大氣降水,大氣降水通過(guò)煤層采空區(qū)及斷裂帶滲入礦井或補(bǔ)給含水層后對(duì)礦井充水。大氣降水在下滲和流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)不斷與流經(jīng)的圍巖相互作用,將圍巖中遷移性強(qiáng)的離子不斷送入地下水中,Cl－和Na+是遷移性最強(qiáng)的離子,水質(zhì)分析結(jié)果表明這2個(gè)離子在大多數(shù)礦井水中超標(biāo)最嚴(yán)重,表明須家河組地層中很可能含有一定量的巖鹽,巖鹽的溶解增加了礦井水中Na+和Cl－的濃度。礦井水中超標(biāo)的Fe離子來(lái)自菱鐵礦結(jié)核的溶解;F－濃度超標(biāo)可能是須家河組的部分地段含有磷灰石等含氟礦物造成。

由重慶西部干旱區(qū)采集的16個(gè)水樣Piper圖(圖2)可看出:11個(gè)煤礦礦井水水樣中有9個(gè)礦井水的水化學(xué)類型為Cl－Na,另外2個(gè)礦井水水樣(XK－1,YK－2)分別為SO4－Ca和HCO3－Ca水化學(xué)類型;2個(gè)水庫(kù)水樣(WZ－2,ZZ－1)和2個(gè)礦區(qū)飲用水水樣(CZ－1,YZ－3)為均為SO4－Ca水化學(xué)類型,廣順縣城飲用水水樣的水化學(xué)類型為HCO3－Ca。

圖2 重慶西部干旱區(qū)礦井水、水庫(kù)和飲用水水樣的Piper圖Fig.2 Piper graph of mine drainage,reservoir water and drinking water in the arid area of Western Chongqing

Aq.QA水化學(xué)軟件對(duì)重慶西部干旱區(qū)煤礦礦井水、水庫(kù)和飲用水水樣的分析結(jié)果(表3)表明:9個(gè)礦井水的礦化度均非常高,其中ZK－1水樣的礦化度高達(dá)16 644 mg/L,達(dá)到鹽水的水質(zhì)劃分標(biāo)準(zhǔn)(＞1 000 mg/L);YK－5,YK－1,ZK－2和WK－3礦井水達(dá)到咸水的標(biāo)準(zhǔn)(3 000～10 000 mg/L);WK－1,YK－4, ZK－3和XK－1礦井水為微咸水(1 000～3 000 mg/L);剩下的2個(gè)礦井水水樣、2個(gè)水庫(kù)水樣和3個(gè)飲用水水樣礦化度均低于1 000 mg/L,為淡水。鹽水、咸水和微咸水不能作為飲用水,若被用作灌溉用水,其鹽度對(duì)土壤和農(nóng)作物的危害非常大,因此必須對(duì)這些被污染的水體進(jìn)行處理后才能利用。

表3 重慶西部干旱區(qū)水樣的Aq.QA軟件分析結(jié)果Table 3 Aq.QA software analysis results of water samples in the arid area of Western Chongqing

6個(gè)煤礦均位于重慶西部紅層區(qū)內(nèi),對(duì)重慶西部紅層淺層地下水的勘查研究[1,5]表明:重慶西部紅層淺層地下水以礦化度＜1 000 mg/L的HCO3－Ca型淡水為主,咸水(包括微咸水)呈星點(diǎn)狀分布,極個(gè)別點(diǎn)出現(xiàn)鹽水,微咸水及咸水出現(xiàn)的概率為5%～13%;紅層淺層地下水的礦化度隨埋深的增加而增加,局部點(diǎn)有咸淡水界面,而在區(qū)域上沒(méi)有統(tǒng)一的咸淡水界面;重慶西部紅層的咸水均為埋藏型,埋深在20～ 125 m,淺層咸水主要出現(xiàn)在上沙溪廟組(J2s)。

重慶西部煤礦須家河組礦井水礦化度的變化特點(diǎn)與該區(qū)淺層地下水比較相似,ZQ煤礦+200水平的礦井水ZK－3礦化度為1 853.0 mg/L,明顯低于－70水平的礦井水的礦化度(6 593.0 mg/L);須家河組內(nèi)的上組煤比下組煤標(biāo)高大約相差260 m,WG煤礦上組煤礦井水WK－1的礦化度(2 952.0 mg/L)顯著低于該礦下組煤礦井水WK－3的礦化度(4 049.0 mg/ L)。YC煤礦新排放的上組煤礦井水YK－1的礦化度(7 223.0 mg/L)低于該礦新排放的下組煤礦井水YK－5的礦化度(9 078.0 mg/L)。礦井水礦化度增加的原因可能是隨著埋深的增加,地下水的循環(huán)交替條件變差造成的,另外不同層位的巖鹽含量也會(huì)強(qiáng)烈地影響地下水的礦化度。

另外,共有6個(gè)礦井水水樣的總硬度大于國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB 5749—2006)最大值450 mg/ L,其中2個(gè)礦井水水樣(ZK－1和XK－1)的總硬度均大于1 000 mg/L,為特硬水;2個(gè)礦井水水樣(YK－1, YK－5)為超高硬水(700～1 000 mg/L),2個(gè)礦井水水樣(ZK－2,ZK－3)為高硬水(450～700 mg/L)。

2.2 基于模糊綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行的水質(zhì)評(píng)價(jià)

2.2.1 因子集和評(píng)價(jià)集的建立

評(píng)價(jià)項(xiàng)目及其限值標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表4,建立因子集u= {F－,Cl－,NO,SO,Fe,Mn,Ba,Cu,Ni,Zn,Mo,Co, Cd,Pb,Cr6+}。根據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 14848—93),評(píng)價(jià)等級(jí)分5個(gè)等級(jí),組成的評(píng)價(jià)等級(jí)集合:V={Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,Ⅴ},各等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)限值見(jiàn)表4。

表4 地下水質(zhì)量分類標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Standard for classification of groundwater quality mg/L

2.2.2 模糊評(píng)價(jià)矩陣的建立

以WK－1為例,根據(jù)各個(gè)評(píng)價(jià)因子的隸屬函數(shù)及其實(shí)測(cè)值,求出各評(píng)價(jià)因子對(duì)于各級(jí)水的隸屬度,并組成模糊矩陣R,即

2.2.3 評(píng)價(jià)因子的權(quán)重矩陣的建立

WK－1評(píng)價(jià)因子的權(quán)重計(jì)算結(jié)果A=(0.253, 0.546,0.095,0.076,0,0,0.016,0.001,0.011,0, 0.002,0,0,0,0),各采樣點(diǎn)的權(quán)重計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

2.2.4 模糊綜合評(píng)價(jià)

以WK－1水樣為例,根據(jù)模糊綜合評(píng)價(jià)法的原理,B=A·R=(0.012,0.042,0.145,0.002,0.799)。

根據(jù)水樣對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)因子權(quán)重值(表5)可揭示10個(gè)V級(jí)水質(zhì)礦井水水樣的主要污染因子,其中WG煤礦礦井水中主要污染因子為Cl－和F－,對(duì)應(yīng)的權(quán)重值a分別為0.546,0.253;YC煤礦3個(gè)混合礦井水中Cl－為主要污染因子,權(quán)重值a分別為0.653, 0.676和0.833,F－和Fe為次要污染因子,權(quán)重值a分別為0.283和0.175;ZJ煤礦礦井水中F－為主要污染因子,權(quán)重值a為0.724;CH煤礦礦井水NO為主要污染因子,其權(quán)重值a為0.506;XX煤礦礦井水中SO和Fe離子為主要污染因子,對(duì)應(yīng)的權(quán)重值a分別為0.448和0.377;ZQ煤礦2個(gè)礦井水中Cl－超標(biāo)嚴(yán)重,為主要污染因子,權(quán)重值a分別為0.806和0.464。

表5 重慶西部干旱區(qū)水樣評(píng)價(jià)因子的權(quán)重值結(jié)果Table 5 The weight values of sample evaluation factor in the arid area of Western Chongqing

在WK－1樣品的模糊評(píng)價(jià)隸屬度矩陣(0.012, 0.042,0.145,0.002,0.799)中0.799數(shù)值最大,根據(jù)最大隸屬度原則,即哪一級(jí)水質(zhì)的隸屬度最大,則水質(zhì)污染就是哪一級(jí),故WK－1的水質(zhì)評(píng)價(jià)等級(jí)為V級(jí)。重慶西部干旱區(qū)的16個(gè)水樣的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果(表6)顯示,11個(gè)煤礦礦井水水樣中有10個(gè)水樣的水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果為V級(jí),只有1個(gè)礦井水水樣(YK－2)為Ⅲ級(jí)水質(zhì);2個(gè)礦區(qū)飲用水水樣(YZ－3和CZ－1)為Ⅲ級(jí)水質(zhì),而2個(gè)水庫(kù)水樣和廣順縣城飲用水水樣為I級(jí)水質(zhì)。對(duì)于礦化度較高的V級(jí)煤礦礦井水,必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后才能使用。反滲透膜處理法能夠很好地處理高礦化度的礦井水[18－20],不僅出水水質(zhì)能夠達(dá)到國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB 5749—2006)的要求,并且運(yùn)行維護(hù)成本相對(duì)較低,是高礦化度礦井水資源化的最佳處理方法。

模糊綜合水質(zhì)評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際情況和Aq.QA水化學(xué)軟件分析的結(jié)果比較一致,能夠很好地區(qū)分不同類型的水體,同時(shí)能夠獲得各個(gè)水樣的主控污染因子;但對(duì)于礦化度超過(guò)1 000 mg/L的微咸水、咸水和鹽水水樣無(wú)法很好地區(qū)分評(píng)價(jià),因此需要借助Aq.QA水化學(xué)軟件等其他手段對(duì)污染較重的水樣進(jìn)行深度評(píng)價(jià)。

表6 重慶西部干旱區(qū)水樣的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果Table 6 The fuzzy comprehensive evaluation results of water samples in arid area of Western Chongqing

3 結(jié) 論

(1)重慶西部干旱區(qū)絕大多數(shù)煤礦礦井水礦化度和硬度均非常高,礦井水的礦化度隨埋度的增加而增加;依據(jù)礦化度對(duì)其進(jìn)行分類:1個(gè)為鹽水、4個(gè)為咸水、4個(gè)為微咸水,2個(gè)為淡水。煤礦礦井水中共有9個(gè)離子超過(guò)國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的限值,分別為Cl－,F－,NO,SONa+,Fe,Ba,Ni和Mn,其中Cl－,Na+和Fe離子超標(biāo)情況最為嚴(yán)重,超標(biāo)離子可能來(lái)自須家河組地層中的巖鹽、菱鐵礦和磷灰石等礦物的溶解。91%的礦井水的水化學(xué)類型為Cl－Na型,2個(gè)礦區(qū)飲用水和2個(gè)水庫(kù)水樣均為SO4－Ca型水體,廣順縣城飲用水為HCO3－Ca型。

(2)對(duì)重慶西部干旱區(qū)的16個(gè)水樣的模糊綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明:10個(gè)礦井水均為污染嚴(yán)重的V級(jí)水質(zhì),2個(gè)礦區(qū)飲用水和1個(gè)礦井水為輕度污染的Ⅲ級(jí)水質(zhì),2個(gè)水庫(kù)水樣和廣順縣城飲用水為清潔的I級(jí)水質(zhì)。模糊綜合評(píng)價(jià)法能夠很好地區(qū)分污染較重的礦井水、污染較輕的礦區(qū)飲用水和清潔的飲用水,但對(duì)于礦化度大于1 000 mg/L的礦井水則無(wú)法進(jìn)一步評(píng)價(jià)。

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Comprehensive assessment of coal mine drainage quality in the arid area of Western Chongqing

SUN Hong-fu,ZHAO Feng-hua,ZHANG Lu,LIU Yi-ming,CAO Song-hua,ZHANG Wei
(College of Geoscience and Surveying Engineering,China University of Mining and Technology(Beijing),Beijing 100083,China)

In order to raise the utilization level of coal mine drainage and alleviate domestic water shortages in the arid area of Western Chongqing,water quality of coal mine drainage in this district must be comprehensively evaluated.Water quality of coal mine drainage,mine drinking water and reservoir water were comprehensive evaluated by Aq.QA water chemistry software and fuzzy comprehensive evaluation method.The results show that hydrochemistry type of 91%mine drainage are Cl－Na type,mine drinking water and reservoir water are SO4－Ca type.There are 9 ions in mine drainage over the national standard of drinking water limit,and the degree of exceed the standard for Cl－,Na+and Fe ions are most serious.The high content Fe ion in mine drainage is derived from dissolution of siderite concretion in the Xujiahe formation,and dissolution of rock salt in the Xujiahe formation may cause the high content of Cland Na+ions in mine drainage.Ten mine drainage of V grade water quality includes four brackish water,three salt water and one brine.Two mine drinking areⅢgrade freshwater,and two reservoir water and one drinking water of Guangshun country are I grade freshwater.Fuzzy comprehensive evaluation method can evaluate different types water accurately,and reveal the main pollution factors of every water.Hovever,fuzzy comprehensive evaluation method can’t further evaluate the mine drainage with salinity over 1 000 mg/L.

X751

A

0253－9993(2014)04－0736－08

孫紅福,趙峰華,張 璐,等.重慶西部干旱區(qū)煤礦礦井水水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)[J].煤炭學(xué)報(bào),2014,39(4):736－743.

10.13225/j.cnki.jccs.2013.0510

Sun Hongfu,Zhao Fenghua,Zhang Lu,et al.Comprehensive assessment of coal mine drainage quality in the arid area of Western Chongqing [J].Journal of China Coal Society,2014,39(4):736－743.doi:10.13225/j.cnki.jccs.2013.0510

2013－04－19 責(zé)任編輯:韓晉平

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41102096);國(guó)家國(guó)際科技合作資助項(xiàng)目(S2012GR0036);重慶市科技攻關(guān)計(jì)劃資助項(xiàng)目(2011GGC493)

孫紅福(1977—),男,河南鶴壁人,講師,博士。E－mail:shf_cumtb@163.com