论文部分内容阅读
多环芳烃(PAHs)分布广泛,存留时间长,对人类和动物具有致癌、致畸和致突变作用。矿井中煤及井下废弃物在地下水浸溶过程中会产生多环芳烃,矿井关闭后,矿井水中的多环芳烃有可能进入地下水系统或地表水体,从而对水环境构成潜在污染威胁,因此研究矿区煤及矿井水中多环芳烃的赋存特征具有重要的环境意义。以徐州矿区为例,通过对煤样、矿井水及井下废弃物中16种USEPA规定的优先控制PAHs进行测定,研究了PAHs的种类、含量、分布、来源及生态风险,同时模拟研究了废弃矿井中煤在封闭条件下PAHs的释放规律,得到以下结论:(1)徐州地区8个煤样中PAHs总浓度范围3.96ug/g~36.23ug/g,检出种类12~16种;煤矸石样品中PAHs总浓度为2.9ug/g,所含∑PAHs比煤样少;孔庄、权台和张双楼煤矿的煤样中三环、四环和五环的PAHs占主导;煤质特性,如碳含量、氢碳物质的量比、氧碳物质的量比和挥发分均对PAHs赋存有影响;旗山煤样和权台煤样二三环PAHs含量较高,旗山煤样和张双楼煤样中BaP含量较高,对环境危害较大。(2)矿区水体中PAHs的组成以二环、三环PAHs为主,四环、五环和六环PAHs含量较少;只有权台矿井水的BaP超出Ⅳ类地下水水质标准(DZ/T 0290-2015),张双楼塌陷湿地水样、张双楼矸石渗滤水均未超过地表水环境质量标准(GB3838-2002);根据以往研究成果及比值法,认为研究区矿井水中PAHs主要来源于大气降水及地表水补给、煤及煤矸石淋滤释放,也可能与井下人为排放废弃物有关;权台矿井水PAHs的生态风险较大,其它煤矿矿井水的生态风险较小。(3)井下淤泥中PAHs以高分子量PAHs为主导,权台矿的∑PAHs平均值高于旗山矿,高于新河矿;含量均超出EPA关于沉积物中PAHs的标准;腐殖酸和有机质促进了PAHs在淤泥中的吸附。孔庄矿井下残油样品中∑PAHs含量40.3ug/g,是孔庄矿井水PAHs含量的55倍。因此对于井下淤泥及残油中PAHs的污染应该引起高度重视。(4)分别用去离子水、矿井水开展了封闭条件下PAHs的浸溶模拟实验,模拟时间5个月,实验结果表明:无论是在矿井水还是在去离子水中,煤样中所含PAHs总量明显减少,浸出液中PAHs总量明显增加,其中低环PAHs比高环PAHs更容易释放,萘和苯并[a]芘均有所增加。封闭条件下,矿井水中PAHs存在升高的趋势,因此对关闭煤矿应关注矿井水中PAHs对地下水的污染风险。