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矿产资源的开发和防护是当今世界各国的主要趋势。尾矿库重金属渗漏引起的地下水污染是其中比较有代表性的一类污染。通过学习国内外有关设置防护距离的技术方法,了解防护距离的有关概念和设置防护距离的基本步骤。比较现行其他两种防护距离计算过程,归纳出防护距离计算的情景设定,从而确定地下水防护距离计算模型中的相关参数。
本文以广东大宝山多金属矿尾矿库为例,以矿区水文地质条件为基础,预测计算其尾矿库重金属渗漏的地下水防护距离。通过分析模型中的相关参数,找出影响尾矿库地下水污染的主要因素,提出有关防护措施。得到以下结论:
(1)目前我国防护距离的研究集中在对工业企业无组织排放的大气污染源的设置,对地下水防护距离的尚未形成一个统一的标准。当前对地下水的防护措施主要是制定水资源利用的相关检测和评价标准,限制地下水资源的无序开发。
(2)从目前两种防护距离的设置要求出发,辨析防护距离的实质内涵。对比分析卫生防护距离和大气防护距离的计算模型,和模型使用的基本条件,归纳计算防护距离的一般步骤和原则。
(3)以对广东大宝山多金属矿区域自然环境、水文条件和地质结构的调查结果为基础,分析尾矿库所处的水文地质单元、地势条件及岩层性质。
(4)丰水期尾矿库地下水主要来自大气降水;枯水期尾矿库地下水则来自上游地下水,并是下游地表水的主要补给源,说明枯水期时尾矿库渗漏液对地下水存在较大威胁。
(5)针对尾矿库地质岩性特点,进行水文地质条件概化,运用地下水一维水动力弥散定浓度边界模型,计算地下水防护距离。将尾矿库渗漏概化为恒定连续的污染源,设定渗漏时间即为尾矿库的使用时间,得出大宝山凡洞村尾矿库重金属渗漏的地下水防护距离为6400m。
(6)从模型中涉及的主要参数出发,讨论浓度限制标准、纵向弥散系数、水流速度、有效孔隙度的取值范围和依据。针对“十二五”重金属防治规划中关注的五类重金属,分别计算各个重金属对应的地下水防护距离。
(7)根据量化模型的计算结果进行图表分析,分析得出地下水含水层渗透系数是影响尾矿库地下水防护距离的关键因素。
当渗透系数≥10-4cm/s,防护距离显著提高,此时防护距离的一般规律为:
①k≥10-4cm/s且k<10-3 cm/s,防护距离至少为30m;
②k≥10-3cm/s,防护距离至少为250m。
(8)尾矿库地下水污染防治重点在加强治理技术和检测手段的改进的开发,同时通过对地下水污染机制的理论研究,在环境管理中提出明确治理方法和治理需达到的要求,科学的保护地下水资源。