基于韦伯-费希纳定律的淮南采煤沉陷水域水环境综合预警评价

在我国东部高潜水位地区,长期的地下煤炭开采造成地表形成大面积的沉陷水域,受周围人类活动的影响,沉陷水域水环境污染风险逐渐增大。以淮南潘集采煤沉陷水域为研究对象,根据韦伯-费希纳定律,选取与沉陷水域水环境关系密切的水质评价指标,分析不同时间段沉陷水域的水环境状况,通过图层叠加融合定量反映沉陷水域水环境质量时空变化及潜在水环境风险的发生时间和区域。研究结果显示,沉陷水域水质不容乐观,存在水质恶化的风险。从5月到11月,随着时间的变化,沉陷水域都呈现出中警以上的警情,在不同月份沉陷水域出现的警情区域也有所不同,其中沉陷水域的西部和中部警情出现的概率较大。在今后的水环境管理中需针对不同时间不同区域采取针对性的治理措施,避免水环境污染风险的发生。      

淮南塌陷塘重金属空间分布特征研究

长期地下煤炭开采在地表产生了大面积的塌陷塘,并造成了不同程度的水域污染。为研究塌陷塘重金属的分布特征及成因,选择了8种对环境影响较大的重金属元素（Fe,Mn,Zn,Cu,Cr,Cd,Pb,Ni）为研究对象,以淮南潘集一矿塌陷塘为研究区域,利用ArcGIS地统计模块中的协同克里格算法,通过水体实测光谱反射率作为协变量来估算水体中的重金属含量空间分布特征。结果表明:水体实测光谱与重金属含量有较好的关系,以水体光谱为协变量的协同克里格插值与单变量的普通克里格插值相比,8种重金属元素的预测值与实际值之间的均方根误差明显减少,证明水体实测光谱适合作为协变量来估计水体重金属的空间分布情况。综合分析发现,水体中的Cd,Pb,Cu,Ni主要来自水域西北部的煤矸石堆山,且Cd,Cu,Pb含量均超过了当地的背景值,对环境影响较大;Cr主要来自农业肥料、成土母质和周边道路旁的煤泥灰厂及煤矸石堆;Zn的来源主要是煤矸石、上游生活污水、农业肥料、土壤母质,由于其含量较低,对水环境质量的影响不大。      

淮南潘一矿采煤塌陷积水区水环境健康风险评估

以淮南潘一矿塌陷积水区为例,分析测试了塌陷积水区12个采样点水样中的7种重金属元素（Cr、Cd、Zn、Cu、Pb、Ni和Fe）的含量,采用美国环保局（USEPA）推荐的水环境健康风险评价模型,对重金属由食入途径进入人体所引起的健康风险进行评估和分析。研究发现,研究区水体中重金属致癌风险值为（5.06~8.06）×10-6/a,根据我国环境保护部推荐的健康风险标准,存在健康风险。其中,Cr的致癌风险占总致癌风险的98.52%。非致癌健康风险值在10-10/a的数量级,健康风险不明显,而非致癌健康风险的贡献大小顺序为,Cu > Pb > Fe > Cr > Cd > Ni > Zn。其中,Cu的贡献率最大,占非致癌总风险值的48.62%。同时还发现,研究区的重金属致癌风险占总健康风险的99.99%,这表明该区域总的水质健康风险几乎全部由致癌风险构成,而致癌风险中又几乎由Cr组成。