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预付账款蒋 晶1，柴 森2
（1.山西省第二水文地质工程地质队检测中心，山西 侯马 043007；2.内蒙古大学生态与环境学院，内蒙古 呼和浩特 010070）
摘 要：山西多数矿区处于干旱、生态脆弱的黄土高原地区，地下水资源较为短缺。随着煤炭矿区的大面积开采，地下水用量逐年递增，地下水资源遭到严重的破坏。因此，对地下水水质检测常量分析可有效降低地下水重金属污染范围扩大，缓解该地区地下水供给紧张，降低环境污染。通过对山西大同矿区地下水进行重金属污染与水质检测常量分析，探索地下水水质提升的新思路，为完善地下水用水安全提供理论依据与建议。
关键词：
地下水；重金属污染；水质检测；常量分析中文分类号：R123.1 文献标识码：A 文章编号：
11-5004（2020）19-0143-2收稿日期：
豹团网2020-10作者简介：蒋晶，女，生于1971年，汉族，江苏连云港人，大专，工程师，研究方向：水质检测。
水作为人们生活与工作正常运行的保障资源，其质量状况
影响着人们正常用水安全。尤其对于水资源短缺的山西省内大部分矿区，实施矿区地下水资源特征研究与水质检测常量分析，一定程度上缓解矿区及城市地下水供给紧张状况，也可以较大程度降低矿区开采对水资源的威胁，促进该地区经济快速发展。随着工业化经济的迅猛发展，矿产资源的利用开发促进了当地社会经济发展的同时带动了当地居民生活水平的有效提高。但是，大力开发当地矿产资源一定程度上导致矿山环境受到严重污染，破坏了当地自然资源的平衡，尤其是地下水资源受到重金属的污染。由于矿山大量开采使得原有深埋于山体中的矿石裸露于地表之上，提升了矿石中的大量重金属元素向周围环境释放的可能性；开采矿产所产生的废渣、废水渗透进周围地表，与地下水、土壤结合，给当地的生态环境造成重金属污染，并经由地下水系统进入人们日常生活，最终将危害人们身体健康。
从地下水重金属污染特征角度进行分析，对矿石产量大省的山西大同进行研究，并对该水质进行检测，通过利用常量分析手段对地下水进行研究总结。
1 地下水重金属污染特征1.1 地理位置分析
山西省作为金属矿石开采大省，一直关注于地下水资源的污染与防治工作。由于其地下水资源各市区分布不均，全省每年约有90亿立方米的地下水资源，开采量仅占总量四分之一，随着山西各地经济的不断发展，其地下水资源的开发也在不断加大，地下水重金属污染比重也在不断提升。金属矿石开采一定程度上改变了矿石含水层及其地下水原有的流动性条件和地表河流流动条件，出现了地下水断流、含水层水量下降等环境问题。矿产资源的过度开发引起地下水资源循环遭到破坏，导致地表河流水量降低、水位下降甚至枯竭，这将使得该地区居民使用水资源困难。随着矿山矿产的不断开采，地下水资源所面临的问题日渐严峻。另一方面，工业废水也造成该地区重金属污染范围扩大，大量的细菌和有害物质进入河流，汇入地下水循环系统，造成大面积地下水重金属污染，也在一定程度上造成了该地区环境污染。
大同市由于落后的矿产开发技术与相对松散的管理技术水
平使得该地区出现严重的地下水污染问题。矿产资源在开采、选矿、冶炼、运输的过程中，不能避免产生废水、固体废物等含有重金属的污染物。据资料表明，从矿山中开采出的金属原石到进入冶炼工
程的过程中产出约80%的金属废弃物，大多数金属矿山堆积了大量的废弃物，给周围环境积聚了巨大的污染物质。由于金属废弃物堆积时间过长，一部分重金属污染物经由雨水、河流进入到地下水循环系统，随着流动的地下水向周围环境扩散，造成大面积区域重金属污染，并逐步危及人们身体健康。1.2 地下水重金属污染途径
金属矿区地下水重金属污染途径一般是污染物经由土壤进入到地下水循环系统所经过的途径，针对地下水重金属污染途径的分析有利于进一步确定该矿区地下水污染的影响因素，进而深入分析研究金属污染在地下水循环系统的特征。
重金属污染物经由雨水的作用，在地表堆放的废弃物或是周期性有害成分通过间歇渗入到土壤含水层。这种间歇渗入多呈现不饱和水状态渗流形式，经由明显的季节性变化，浅层地下水均会受到重金属的污染。连续渗入则是重金属有害污染随各种渗透液渗入土壤含水层，连续渗入呈现连续流动渗入形式，其污染对象同样作用在浅层含水层。而越流型则是重金属污染物通过土壤层级之间进行渗入到不同含水层，一般是通过人为的方式或者金属矿石开采引起的地下水流动条件的改变，使得金属污染物经由大面积含水层流转至其他层级间。这种金属污染途径扩大了污染面积却无法确认污染物来源，一定程度上难于查明污染的具体来源和污染范围，给后续的工作提升了一定难度。
1.3 地下水重金属污染特征分析
由于含水层隐藏在土壤包气带下，而大同地区矿山众多，不同区域的包气带深度不同，地下水的位置也各不相同。一方面来说，地下水与地表河流在一定程度上是互不联系的；另一方面，地下水又与河流之间相互补给。地下水流速慢、隐蔽性高，故地下水重金属污染具有隐蔽性、延时性、复杂多变性与不可逆性四大特征。
由于地下水存在于包气带下，当地下水受到周围环境中的重金属污染时，人们很难从外在现象特征得知该地区地下水是否遭到重金属污染，只能依靠专门的水质检测才能得知重金属污染程度。重金属污染物渗入进土壤后，需要一段时间迁移至含水层才会造成该区域地下水重金属污染。而重金属污染后的地下水通过人们的饮用或使用途径进入人体，残留在人体各个脏器中，在较短时间内不会对人体显现出重金属危害，表现出其延时性。重金属污染物进入到土壤—地下水的过程中发生迁移
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转化；重金属污染物中含有的离子间相互作用络合成络合离子，提升了重金属污染的复杂程度。特别是汞这一类重金属，其离子状态进入地下水循环系统会与内部微生物作用形成重金属混合物，提升危害系数。虽然地下水自身具有一定的自净力，但重金属污染超过其地下水的阈值时则仍然显示地下水重金属污染。在较短时间内降低地下水的重金属污染即使花费巨大的资金治理该区域，其效果仍是微乎其微。因此，由于地下水重金属污染的不可逆性，预防重金属污染的发生才是治理该区域污染的最有效方法。
中知网2 大同市金属矿区地下水水质检测常量分析
山西大同四面环山，其金属矿山地层含水性能较差，地下水主要由降水或越流水补给。地下水主要受到其山区地形、地貌构造与水文多方面影响。据研究资料表明，大同矿区地下水由北至南形成一个较为完整且独立的地下水循环系统。该系统将接受雨水补给后从东部沿地表层补给矿区内部的同时与片麻岩形成隔水边界；越流水通过潜流方法汇聚矿区盆地，提升地下水含量。针对大同地区地下水水质进行检测，并通过检测结果进行水质常量分析。
2.1 地下水水质样品采集与水质检测
为了更好地对大同市矿区进行重金属污染分析以及水质检测，文章依据调研成果，选取大同市地区煤峪口矿、达子沟矿、燕子山矿、白洞矿、同忻矿五处矿区进行地下水水质样品采集，对其PH值、水体温度、水质导电性、固体总含量进行测定，后将五份样品放置10min后，吸取水质检测样本5ml的水于试管中，进行水质常量检测，并按照100:1的比例添加浓 HNO3，使样品溶液离子化，利用等离子谱对水质检测常量样品中的常规离子（如：SO42-、NO3-、Mg2+、Na+等）进行酸碱中和检测方法进行测定；对于水质中重金属微量元素（铁、锰）利用离子发射质谱仪进行检测。利用相关常量检测仪器检测水质样品中一般化学指标（如：溶解氧、悬浮物、磷、亚硝酸盐、重金属含量等）[4,5]
。
氨基酸合成图1 水质检测流程
根据上述流程完成地下水水质样品采集与水质检测，并对其展开相应的分析。
2.2 地下水含有重金属水质检测常量结果分析
五都镇中学根据《地下水资源质量标准》，检测结果中含有大量重金属锰元素与铁元素。虽然锰作为人体必需的微量元素，但过多的锰元素会对人体造成很多不利的影响；铁也是含量较多的微量元素之一，同时铁元素是人体细胞、血红蛋白的组成成分。
表1 大同五处煤矿水样检测结果
水质检测项目煤峪口矿达子沟矿白洞矿燕子山矿同忻矿PH值7.997.577.947.967.84
悬浮物无有有有无
锰含量%15.7613.2414.2211.6510.46
铁含量%15.94 16.93 16.70 16.36 16.10
亚硝酸盐
（mg/L）23.5425.6692.2188.4656.45
溶解氧量
（mg/L）11 5.127.1316.41 3.44
通过上表中得出结论可知，大同市矿区地下水中含有锰、铁两种重金属元素，随着大量雨水冲刷地层表面，将锰、铁两种重金属元素带入土壤中，并随着地下水流动至周边区域，使得整个地下水系重金属元素超标。特别是其中的铁元素，在地下水中被化学物质氧化成Fe3+，使得地下水水质浑浊、度
升高，严重时使得水体发臭，一定程度上给大同当地乃至周围居民增加了用水难度，需引起重视。
3 结束语
地下水作为人们日常工作生活不可或缺的物质，地下水重金属污染已经成为大同矿区地区乃至整个煤矿行业亟待解决的问题，由于大力开采煤炭矿产，该地区地下水资源污染日趋严重，周围居民的生活、生产用水也遭到一定程度的污染，一旦水质遭到污染，将会给使用者带来巨大的危害。因此，加强对矿区矿产资源开采排污管理及地下水净化处理，可一定程度降低地下水重金属污染问题，改善地下水水质状况。同时，应健全该区域地下水水质检测与监测平台建设，定期对水质进行检测分析，提高地下水水质管理透明度，加大社会对地下水监管力度，保障居民安全用水。
参考文献
[1] Shi Weiwei,Wang Danyi,Zhang Chunwei.Application of PRB remediation
technology in groundwater pollution of heavy metals[J].Environment and Develop ment,2018,30(04):123+125.
[2] 叶金利，田路萍，吴文卫，黄小凤.云南会泽者海镇典型矿区场地重金属污染
特征及健康风险评价[J].环境监测管理与技术,2019,31(03):36-40.
[3] 段淑倩.山东金岭矿区地下水水质变化特征分析[J].世界有金
属,2018(12):222+224.
[4] 王成，李顺湘，邓祥义.银山矿区水环境中重金属污染以及健康风险评价[J].
工业安全与环保,2020,46(10):67-72.
[5] 郝喆，孙鸿昌，许春东，张搏，陈红丹.海州露天矿及周边水环境重金属调查与
评价[J].环境科学导刊,2020,39(05):80-85.
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