北方某尾矿库周边地下水水质调查与运移模型

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当地尾矿库已经运行了50多年,主要用于收集废水和尾矿选矿的可用资源,另一方面尾矿库由于结构缺陷带来了环境风险。早期尾矿库坝体、坝基和池底未做防渗措施而产生渗漏,泄漏的废水污染周围地下水,影响5000多居民的生活。调查尾矿库的污染可以为风险管理提供信息以及污染的修复和在全国范围内建设尾矿库的一个数据库。  本文试图调查在尾矿库周边地下水18个监测井中确定地下水中的污染因子,依据环境污染的调查方法,结合研究区自然地质环境背景以及历史数据,采用实地采样的方法对地下水水样进行检测,采用地下水内梅罗指数评价方法和地下水对人体健康风险评价的方法评价地下水的污染程度,健康风险值采用平均暴露剂量及参考剂量RFDi计算,利用MATLAB编程求解地下水运移扩散模型的方法确定尾矿库地下水污染范围。取得结论有(1)根据国家标准及地下水背景值筛选出主要的超标污染物有Cl-、SO42-、NH3-N、溶解性总固体(TDS)、Mn2+、B2+、Zn2+、总硬度、亚硝酸盐、放射总α以及226Ra、Na+、K+、Mg2+、Sr2+含量值较高。(2)稀土元素含量较低,数量级在10-6(mg/L)到10-2(mg/L)之间,通过对稀土元素归一化处理发现地下水中稀土元素为轻稀土元素富集,贫化重稀土元素,大部分采样点Ce表现为负异常,Eu表示正异常。(3)经过水质分析、历史资料等对污染物进行溯源初步得出地下水中污染物来源于尾矿库渗漏。(4)根据水质评价方法对尾矿库周边地下水采样点水质进行评价,超标污染物水质评价结果为水质极差的有GW-1、GW-5、GW-10、GW-13、GW-15、 GW-17。利用健康风险评价公式进行评价得出Cu、Zn、Pb、Fe、Mn、Hg、NH3-N、F-的数量级在10-8~10-10之间,低于健康风险值10-5,可见对个人的健康影响较小。Cl-在GW-16、GW-17采样点健康风险值得数量级在10-5,对人体健康存在风险,Cr6+的风险值的数量级为10-4与10-5之间,GW-4、GW-14风险值较高。对人体的危害较为严重,需要引起的高度重视。As3+的风险值在10-5与10-6之间,存在危害风险。(5)通过MATLAB编程求解尾矿库周边地下水一维扩散模型,最终污染范围确定为纵向扩散范围为从尾矿库建立50年里污染物由尾矿库迁移到距离尾矿库中心4 km,横向扩散为600 m。计算运移结果与水质分析结果具有一致性。
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