張曉

河北冀都環(huán)保科技有限公司 河北 石家莊 050000

鐵礦采選行業(yè)是能源支柱性產(chǎn)業(yè)，在快速推進國民經(jīng)濟快速的同時，成為行業(yè)發(fā)展的一部分，為行業(yè)發(fā)展付出沉重的代價，尤其是對地下水資源與地下水環(huán)境造成的破壞。礦產(chǎn)采選活動忽視了對地下水的有效保護，導(dǎo)致我水環(huán)境逐漸惡化嚴重影響人們的生活質(zhì)量，導(dǎo)致水資源的短缺，水資源污染破壞影響生態(tài)環(huán)境的同時，進一步影響到人們的生產(chǎn)與生活質(zhì)量。多年來環(huán)境影響評價工作的有序開展，針對性為水資源環(huán)境做出指導(dǎo)。但是結(jié)合現(xiàn)狀，我國缺乏沒有對應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準指導(dǎo)地下水環(huán)境評價， 導(dǎo)致環(huán)境影響評價工作存在諸多問題，側(cè)重點不同，評價單一，方式參差不齊，難以為現(xiàn)階段的鐵礦地下水保護工作提供依據(jù)。

1 地下水環(huán)境評價影響研究意義

從20世紀70年代以來，我國環(huán)境評價制度先后經(jīng)歷孕育、正式施行、快速發(fā)展的幾個階段，長時間以來工業(yè)經(jīng)濟快速發(fā)展造成了社會污染的加劇，人們對環(huán)境污染認識逐漸深入，地下水環(huán)境評價的工作內(nèi)容的逐步延伸、拓展。尤其是《中華人們共和國環(huán)境影響評價法》正式施行以后，在輿論監(jiān)督方面起到一定的威懾作用。但是實際上，地下水環(huán)境影響評價始終是重要的薄弱環(huán)節(jié)，鋼鐵、冶煉、化工行業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展支柱。在近代經(jīng)濟促進社會經(jīng)濟快速發(fā)展的同時，我國也付出了巨大的代價，尤其是破壞地下水環(huán)境。鐵礦采選活動中忽視環(huán)境保護一味進行開發(fā)，導(dǎo)致地下水環(huán)境惡化、水資源短缺，造成資源浪費現(xiàn)象。2011年國家環(huán)保部正式出臺《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境》，且在施行以后，實現(xiàn)了地下水環(huán)評工作統(tǒng)一指導(dǎo)，這對新時期指導(dǎo)地下水資源與環(huán)境保護工作具有重要意義。因此本文結(jié)合最新的導(dǎo)則，探析鐵礦開采項目地下水實際評價工作的提出、鐵礦開采項目的地下水環(huán)境影響研究。2021年，生態(tài)環(huán)境部辦公廳發(fā)布了《關(guān)于公開征求國家生態(tài)環(huán)境標(biāo)準《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 地下水環(huán)境（修訂征求意見稿）》意見的函》文件，主要是針對環(huán)境影響評價進行分析。從各方面來看，由于《導(dǎo)則》的工作程序、評價內(nèi)容適合鐵礦開采項目。

鐵礦開采項目地下水環(huán)境評價影響任務(wù)主要是預(yù)測和評價礦井開發(fā)對水資源產(chǎn)生的影響，針對鐵礦開采項目的進行過程，從開發(fā)到最終的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，都需要貫徹開發(fā)與保護理念，既要進行開發(fā)也要做好環(huán)境的保護，根據(jù)評價內(nèi)容針對性進行保護，為礦區(qū)合理建設(shè)提供參考依據(jù)。20世紀50年代開始，水環(huán)境質(zhì)量評價逐步受到國外學(xué)者的重視。1965年美國俄亥俄州的R.K.Horotn提出水質(zhì)評價的質(zhì)量指數(shù)法，該方法標(biāo)志著水質(zhì)評價工作的開始。隨后R.M.Brown于1970年提出水質(zhì)現(xiàn)狀評價質(zhì)量指標(biāo)；N.L.Nemerow在《河流污染的科學(xué)分析》中提出另外一種指數(shù)的計算方式——內(nèi)梅羅法，對紐約州一些地面水的污染情況進行指數(shù)計算。國內(nèi)環(huán)境評價指標(biāo)起始于70年代，關(guān)伯仁提出國內(nèi)第一個綜合水質(zhì)污染情況與綜合評價水污染的指——綜合污染指數(shù)，該方法充分考慮水環(huán)境質(zhì)量污染的有害污染因子、一般污染因子，改善傳統(tǒng)評價中存在缺陷的情況。80年代地下水環(huán)境質(zhì)量評價方式是簡單的給定臨界判指數(shù)法，這種評價結(jié)果有一定的主觀性，具體使用受到限制，世界各國專家與學(xué)者和對水質(zhì)評價方法進行深入的研究，提出了很多方法與模型。常見評價方式有綜合指數(shù)評價法、模糊評價法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法等[1]。

2 鐵礦開采對地下水的影響

2.1 對地下水質(zhì)的影響

（1）礦井水主要是鐵礦開采中排出的充水，鐵礦礦井的污染和礦區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)、鐵礦物成分、采礦技術(shù)等相關(guān)，根據(jù)井水含有污染的特征大致上可以分為以下幾類：①酸性礦井水是指采鐵活動破壞了鐵層現(xiàn)場環(huán)境，讓原本的環(huán)境完成氧化環(huán)境，巖層與巖石中的硫化物與礦井水、空氣接觸之后產(chǎn)生反應(yīng)，生成硫酸與氫氧化鐵讓水質(zhì)呈現(xiàn)酸性，讓PH值小于6，開采深度增加PH值會減小，而 我國南方鐵礦多是酸性井水，酸性井水不僅僅會導(dǎo)致管道腐蝕，腐蝕水泵、鋼軌等，通過裂縫帶滲透到低下造成地下水污染。②高礦化度礦井水，這是指每次礦化物溶于水中，導(dǎo)致礦井水的礦化度偏高，這種情況多出現(xiàn)在北方礦區(qū)內(nèi)。這種礦井水水質(zhì)多呈現(xiàn)中性、偏堿性，帶有苦澀味，因此也被稱為苦咸水，這一類水中含有Ca2+、Mg2+、Na+等離子，因此水中的硬度較高。高礦化度礦井水對生態(tài)環(huán)境有一定危害，表現(xiàn)在河流水含鹽量上升，土壤逐步鹽堿化，農(nóng)作物減產(chǎn)等，甚至還會影響到地方經(jīng)濟的發(fā)展。③含懸浮物礦井水，這種礦井水主要污染物主要是來自礦井水流經(jīng)過采掘工作面的時候帶入的礦渣、礦粉等懸浮物，這種物質(zhì)下礦井水多呈現(xiàn)灰黑色，渾濁度高，水質(zhì)呈現(xiàn)中性，金屬離子含量微弱，且不含有毒離子。另一方面這種礦井水內(nèi)含有大量細菌，主要是來自井下工人的生產(chǎn)與生活。懸浮物礦井水主要分布在北方礦區(qū)、華東、東北的大部分礦區(qū)。這種污染物成分簡單，使用混凝、沉淀、過濾等工藝進行處理，處理后的礦井水可以作為生活飲用水和井上、井下工業(yè)用水中。④含特殊污染物的礦井水，這種水含有微量元素和放射性元素，如放射性礦井、高氟礦井水等。鐵礦開采中由于采礦活動對巖層產(chǎn)生擾動，導(dǎo)致底板松動，可為礦井下的下滲提供了條件，如果孔隙較大，滲透性強的巖層底板，造成下層水的污染。

2.2 對地下水含水層的影響

鐵礦開采對地下水環(huán)境受到多種因素的影響。鐵礦開采分為建設(shè)、生產(chǎn)運營、服務(wù)期幾個階段，建設(shè)時期井筒開挖會穿越地面到礦層之間的含水層與隔水層，最終在井下形成縱橫交錯的巷道，這些含水層原本屬于自然飽和狀態(tài)，含水性強，在這種階段下鐵礦開采會對地下水產(chǎn)生極大的破壞。運營期間采鐵活動對地下水的影響是開采工作不斷推移，采礦區(qū)域上覆含水層產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致水向下滲漏成為礦井水，水不斷被排出，礦層上的水位下降，最終形成地下水不斷下降，在這種情況下地下水的破壞是連續(xù)性的。服務(wù)后期井下成為采空區(qū)，井筒被封堵，采空區(qū)頂板塌陷增加大量垂向長裂縫，這些裂縫滲到采空區(qū)形成采空積水，這些采空積水猶如被污染的底峽水庫，無法直接提供給當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活用水。

2.3 鐵礦開采對不同地下含水層的破壞

自然的狀態(tài)下礦層與其上覆蓋的含水層之間有隔水層，地下水之間沒有直接的聯(lián)通情況。如果進行采礦活動的時候，地下地質(zhì)受到影響，井筒開挖會破壞這一層尚未連接的含水層，水源滲透，隨著采礦工作面不斷推進，礦區(qū)內(nèi)部受到水源的侵蝕出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。采礦區(qū)的礦層頂板受到地質(zhì)和地下水的影響，在滲透和荷載下發(fā)生垮落，在礦層以上的含水層形成導(dǎo)水裂縫，打通地質(zhì)之間的隔斷讓地層產(chǎn)生水力聯(lián)系。同時，礦層以上各個含水層之間的隔水層被打斷，水層之間形成聯(lián)系變成透水層，礦層中含有的水、礦產(chǎn)、地質(zhì)內(nèi)的松散巖類物質(zhì)都會伴隨著水的動力流向礦井內(nèi)，借助礦道被排出去形成地上水，這一部分水質(zhì)有污染性，礦井水不斷疏排水，形成以開采點為中心的區(qū)域性地下水位漏斗。礦層與熔巖含水層之間，如果礦層底板高于熔巖含水層，鐵礦開采活動則會對底板產(chǎn)生擾動導(dǎo)致底板松動，礦井積水有可能下滲到含水層中。礦層底板高低于下伏巖溶水含水層的時候，采礦區(qū)成為帶壓開采區(qū)，礦層與底板強巖熔化承壓含水層之間有隔水巖體，在礦壓和水壓的作用下會產(chǎn)生礦井突水，加大排水量，不僅僅浪費資源，甚至造成水位下降，減少水對泉域的補給[2]。

3 鐵礦項目地下水環(huán)評等級與范圍的確定

3.1 等級確定

鐵礦項目地下水環(huán)評等級的確定，目前鐵礦行業(yè)對地下水環(huán)評分類是根據(jù)鐵礦開采對地下水的影響程度、影響方式來劃分的，也就是分區(qū)域確定采選建設(shè)項目的類別。鐵礦開采范圍主要影響是對地下水水質(zhì)的影響，根據(jù)污染程度來確定項目等級。如排土場、尾礦庫以及鐵礦工業(yè)場地主要影響的地區(qū)，則可以確定為一類項目。鐵礦開采項目地下水環(huán)評具體工作開展中，首先判斷地下水環(huán)評工作等級，之后按照等級來分別展開鐵礦項目地下水環(huán)評工作。

3.2 范圍確定

鐵礦項目地下水環(huán)評范圍確定的時候需要根據(jù)自然邊界來確定，對于鐵礦周圍有山脈、河流等自然景觀相對明顯的地區(qū)，則可以根據(jù)自然邊界來去確定環(huán)評范圍。對于自然邊界不明顯但供水含有含水層的導(dǎo)通影響的鐵礦，這種鐵礦項目在進行環(huán)評范圍確定的時候，可以根據(jù)公式計算法來確定范圍。如果上述兩個方面都不適合，則可以根據(jù)查表法來進一步確定[3]。

4 鐵礦項目地下水環(huán)境調(diào)查

4.1 調(diào)查要點

調(diào)查鐵礦地下水環(huán)境現(xiàn)狀也就是在進行鐵礦建設(shè)之前，詳細了解清楚評價范圍內(nèi)的地下水環(huán)境情況，包含區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)、礦區(qū)環(huán)境。具體來講調(diào)查內(nèi)容應(yīng)包含以下內(nèi)容：①水文地質(zhì)條件調(diào)查，包含氣象、水文、土壤、場地周圍的植被情況，包含氣帶巖性、結(jié)構(gòu)、厚度等。地層巖性、地質(zhì)與構(gòu)造、礦產(chǎn)資源等；含水層的巖性與分布、埋藏條件和滲透性；調(diào)查隔水層的巖性與厚度；調(diào)查隔水層的滲透性等；研究集中供水水源地與水源井的分布情況；礦井涌水量；敏感地下水目標(biāo)調(diào)查、開發(fā)與利用、居民供水與環(huán)境水文地質(zhì)調(diào)查等。②地下水污染調(diào)查，調(diào)查評價需包含鐵礦項目產(chǎn)生或者是排放同種特征因子的地下水污染源調(diào)查。如果是一級、二級改建和擴建項目，針對有可能造成地下水污染的主要裝置與設(shè)施附近開展整體的水污染調(diào)查。鐵礦開采項目地下水污染源調(diào)查包含工農(nóng)業(yè)調(diào)查、生活污染源調(diào)查等，各種污染源的排放，針對生產(chǎn)方式、產(chǎn)生量、去向、處理、綜合利用等各方面進行詳細調(diào)查。③地下水環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測，主要是通過地下水水質(zhì)、水位的監(jiān)測，了解掌握評價區(qū)域內(nèi)地下水水質(zhì)情況、流場，為地下水環(huán)境現(xiàn)狀評價提供的資料。地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測的主要目標(biāo)是含水層有潛水以及可能受到鐵礦開采的影響，進而影響到有價值的含水層。排土場周圍應(yīng)設(shè)置監(jiān)測地下水質(zhì)、水位的監(jiān)測點，井口站點用以監(jiān)測地下水位。如果井口周圍沒有重要監(jiān)測點，可減少水位、監(jiān)測點數(shù)，或者是改建礦井后進行水質(zhì)的監(jiān)測。④環(huán)境水文地質(zhì)勘察與試驗的調(diào)查開展，目的是查明環(huán)境水文地質(zhì)存在的問題，獲取預(yù)測評價中必要的水文地質(zhì)參數(shù)，如果區(qū)域內(nèi)調(diào)查到的水文地質(zhì)勘察成果中包含環(huán)境水文地質(zhì)資料評價要求的時候，則不用開展此項調(diào)查[4]。

4.2 預(yù)測評價要點

（1）預(yù)測范圍與時段，地下水環(huán)境影響預(yù)測范圍、調(diào)查評價范圍相一致，預(yù)測時段應(yīng)選擇可能產(chǎn)生污染的關(guān)鍵時段。鐵礦項目服務(wù)年限長，服務(wù)范圍廣，加上地表沉陷、地下水、 生態(tài)環(huán)境等影響均有顯著的滯后性，因此建議對鐵礦項目地下水環(huán)評工作分階段進行，在進行地下水預(yù)測的時候，可以按照遠粗近細的原則來預(yù)測。（2）井工開采預(yù)測，要明確鐵礦開采是否對水源、濕地、有供水意義的含水層所產(chǎn)生的影響提出相關(guān)的措施，進一步明確資源來源。預(yù)測不同階段不同含水層的影響的范圍、水位升降，在進行預(yù)測的時候使用可用的數(shù)值模型。根據(jù)勘察資料預(yù)算出鐵礦開采導(dǎo)水裂縫發(fā)育高度，分析鐵礦開采裂縫可能導(dǎo)致的含水層。（3）露天鐵礦開采影響預(yù)測，在進行露天鐵礦開采的過程中，破壞了鐵系上的覆水層，開采作業(yè)的推進還包含內(nèi)排土作業(yè)，這樣讓礦區(qū)模型建立過程中出現(xiàn)含水層的變化。因此建議在進行露天開采的時候使用解析法、預(yù)測法來進行，使用解析法預(yù)測的時候注意關(guān)注周邊的保護目標(biāo)，針對重要的泉域、水源地、濕地做好監(jiān)測。（4）場地污染影響，鐵礦生產(chǎn)區(qū)域，對排土場、工業(yè)場地進行重點調(diào)查、預(yù)測，針對排土場進行調(diào)查預(yù)測，重點分析鐵礦生產(chǎn)現(xiàn)場的矸石淋溶對地下水產(chǎn)生的影響。在分析中，可使用數(shù)值法與解析法，根據(jù)不同評價等級重點分析矸石淋溶對有供水意義的含水層的影響。通過詳細分析地下水的污染途徑，對包氣帶防污性能、周邊地下水補給條件等，分析場地結(jié)構(gòu)、巖性等，綜合分析鐵礦結(jié)構(gòu)，得到具體鐵礦開采影響因素。

5 防治地下水資源破壞的措施

根據(jù)地下水現(xiàn)狀調(diào)查、影響結(jié)果分析，提出有針對性的可落實以及和避免、緩減地下水資源破壞的對策措施，是當(dāng)前鐵礦行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的體現(xiàn)，是進行地下水環(huán)境影響評價工作的意義與重點。鐵礦項目地下水保護措施有：控制污染源頭、分區(qū)防治、地下水污染監(jiān)控、風(fēng)險事故緊急響應(yīng)等措施。地下水環(huán)評工作開展需要針對性采取切實有效的地下水環(huán)境保護措施，這是非常重要的環(huán)節(jié)。因此鐵礦項目地下水保護措施有：①鐵礦區(qū)域內(nèi)生活垃圾、其他固體廢棄物進行妥善的處理；②加強對鐵礦區(qū)域內(nèi)生活污水的處理，處理后的污水再次合理利用，最大程度限制“三廢”的排放；③對生活污水、礦坑涌水處理系統(tǒng)設(shè)置好調(diào)節(jié)池、蓄水池，針對鐵礦排土場區(qū)域設(shè)置防滲處理，給系統(tǒng)預(yù)留出足夠的事故調(diào)節(jié)池，避免事故發(fā)生后造成二次污染情況；④礦區(qū)內(nèi)工業(yè)場地、生活區(qū)域需要硬化防滲，從而避免影響到地下水水質(zhì)。針對地下水環(huán)境保護而言，礦井建設(shè)與生產(chǎn)過程中，必須對地下水環(huán)境做好監(jiān)測，尤其是進行敏感區(qū)域的監(jiān)測，針對可能造成污染、影響的區(qū)域，尤其是影響到附近居民飲水井的地區(qū)，需要制定緊急供水裝置。

6 結(jié)語

綜上，鐵礦開采項目建設(shè)與生產(chǎn)過程中，需要重視地下水環(huán)境的保護工作，針對開采現(xiàn)場的生產(chǎn)，建設(shè)生態(tài)文明礦井。基于最新的《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則地下水環(huán)境》修訂施行，可更好指導(dǎo)并規(guī)范鐵礦項目地下環(huán)評工作的開展，提高了鐵礦區(qū)域地下水環(huán)評工作的開展，對新時期的鐵礦作業(yè)有良好的指引、保護作用。