一种评估废弃矿区综合环境污染风险的方法与流程

1.本发明涉及废弃矿区治理技术领域，更具体的说是涉及一种评估废弃矿区综合环境污染风险的方法。


背景技术：

2.硫铁矿和伴生硫铁矿是我国重要的自有硫资源。矿山开采活动所产生废弃矿硐、废石堆、尾矿等是造成矿区及其周围生态环境恶化的主要污染源。含金属硫化物废石、尾矿能够在氧气、水和微生物等作用下产生大量酸性矿山排水，并通过地表径流或下渗作用等引起周围土壤、地表水和地下水质量退化，影响植物和农作物正常生长，甚至破坏区域生态系统，导致重大潜在环境风险。
3.矿区环境污染治理涉及污染源头减量、污染过程控制等多种技术，不同技术的适用范围、综合费用、时间周期、二次污染防范和长期有效性均有较大差异。目前，酸性矿山废水的的治理可分为主动和被动方法两种。主动治理即在废水中加入氢氧化钠、石灰石等各种中和剂直至其满足排放标准，其相较被动治理对污染水体的净化效果较好，但治理所需费用较高，需持续的化学试剂加入。被动治理多以外界环境的改变为主，如改变源区氧化还原条件或利用有机质促使金属硫化物沉淀，但其适用条件具有一定的局限性。矿山环境污染点多面广、持续时间长、修复治理成本高，因此，有必要对矿区内综合环境风险进行分类分级，以利于精准施策、近远结合，推进系统治理工作的开展。
4.目前关于的矿区环境风险评估研究多集中于土壤污染、酸性废水、尾矿库等某一方面，但尚未建立确定统一的矿区环境风险评价标准和方法，且很少有从整个矿区角度出发并同时考虑废弃矿硐、废石堆、尾矿的总体风险进行量化的风险评估。因此应将评估理论和方法进一步深化，使其能适应不同的背景条件，满足复杂环境下矿区污染治理与风险管控的管理要求。
5.当前废弃矿区环境污染风险管控无侧重点，造成了极大的财力人力浪费，由于不同污染源对环境影响不同，在现有条件下缺乏一种对矿区综合环境风险评估方法，有必要构建一套综合环境风险评估指标体系，在分析废弃矿硐及废石堆环境风险基础上，进一步对废弃矿点综合环境风险进行评价，根据“精准治污、科学治污、依法治污”的要求，进而为有针对性提出“一堆一策、一硐一策”风险管控策略提供理论指导。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种评估废弃矿区综合环境污染风险的方法，对矿区综合环境风险进行分类分级，并判断风险等级，选择合适的处理方式，将有限的资源用于对风险更高的废弃矿点进行治理。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
8.一种评估废弃矿区综合环境污染风险的方法，包括以下步骤：
9.步骤1：分析影响废弃矿硐、废石堆以及废弃矿点对环境产生污染风险的指标，筛
选出关键指标；
10.步骤2：根据层次分析法法计算步骤1中各关键指标的权重；
11.步骤3：对步骤1中各关键指标进行评分：
12.步骤4：根据步骤2和步骤3的结果计算目标废弃矿硐、废石堆以及废弃矿点的综合得分，分值越大，其风险等级越高，分值越小，风险等级越低。
13.本发明在合理借鉴国内外关于矿区综合环境污染风险评价的相关研究成果的基础上，基于“污染源-污染途径-污染受体”的总体思路，以污染源及环境敏感度作为准则层进一步筛选二级指标层，分别建立废弃矿硐、废石堆以及废弃矿点的环境风险评价指标体系和分级标准，旨在为开展废弃矿区生态修复及风险管控方案设计及实际工作提供参考依据。
14.优选的，所述关键指标包括两个一级指标，其分别为污染源指标和环境敏感度指标。
15.优选的，两个所述一级指标具体细分为若干个二级指标；
16.其中，所述废弃矿硐的污染源指标分为涌水类型、水质复杂程度、相对高程、构造强弱、涌水ph值指标；
17.所述废弃矿硐的环境敏感度指标分为含水层厚度、含水层渗透系数、矿硐到地表水距离、地下水污染程度、地表水污染程度、最近居民距离、500米内居民数指标；
18.基于矿区特征污染源以及地表水、地下水、土壤等环境要素的调查分析结果，根据矿硐积水来源及特点，将涌水类型分为无水型、有积水无涌水型、季节性涌水型以及持续涌水型。废弃矿硐距离矿区出口越近，由地下水补给和溪水倒灌补给的可能性越大，同时也是距离敏感点越近，环境风险越大。地下水含水层厚度对涌水的可能补给量有较大影响，地下水含水层厚度越大，地下水可能进入矿体的水量越大，环境风险越大。而含水层渗透系数直接影响地下水在含水层中流动速度的大小，渗透系数越高，地下水流动速度越快，涌水量可能越大，风险越高。污染物迁移路径和迁移扩散的能力直接影响到敏感受体。因此，对于废弃矿硐产生酸性废水的主要影响因素，筛选涌水类型、水质复杂程度、相对高程、构造强弱、涌水ph值等5个二级指标；对于废弃矿硐环境敏感度，筛选含水层厚度、含水层渗透系数、矿硐到地表水距离、地下水污染程度、地表水污染程度、最近居民距离、500米内居民数等7个二级指标。
19.所述废石堆的污染源指标分为废石堆存量、占地面积、污染负荷、地形坡度、充水因素、水浸ph值、水浸铁离子浓度指标；
20.所述废石堆的环境敏感度二级指标与所述废弃矿硐的环境敏感度指标保持一致；
21.基于矿区特征污染源以及地表水、地下水、土壤等环境要素的调查分析结果，根据废石堆的堆存特征和充水特点，将废石堆充水类型分为谷坡覆盖型不含水型、谷坡覆盖型含水型、废石堆前缘过水型、矿硐涌水流入废石堆型以及中间过流型。废石堆的固有属性，堆存体积、占地面积、地形坡度等因素直接影响周边环境风险大小。因此，对于废石堆淋溶酸性废水污染物释放量和污染负荷，主要考虑废石堆存量、占地面积、污染负荷、地形坡度、充水因素、水浸ph值、水浸铁离子浓度等7个二级指标；废石堆环境敏感度二级指标则与废弃矿硐保持一致。
22.所述废弃矿点的污染源指标分为水质复杂程度、酸性废水排放量、最低ph值、高风
险矿硐占比、中风险矿硐占比、高风险废石堆占比、中风险废石堆占比指标；
23.所述废弃矿点的环境敏感度指标分为地下水污染程度、地表水污染程度、周边土壤环境质量、最近居民距离和500米内居民数指标。
24.对于废弃矿点的污染源风险评价则综合了废弃矿硐和废石堆的影响因素，包括水质复杂程度、酸性废水排放量、最低ph值、高风险矿硐占比、中风险矿硐占比、高风险废石堆占比、中风险废石堆占比等7个二级指标。矿硐涌水和废石堆淋溶酸性废水的排放进入周边地表水、土壤、地下水环境造成污染，受影响河道的感官也对周边人居造成影响，因此，废弃矿点环境敏感度进一步筛选了地下水污染程度、地表水污染程度、周边土壤环境质量、最近居民距离和500米内居民数等5个二级指标。
25.优选的，步骤2中所述层次分析法为：先对所述一级指标计算其权重，然后对由一级指标细分的二级指标均计算其权重。
26.优选的，步骤3中所述评分分别如下表所示：
[0027][0028]
[0029][0030]
[0031][0032]
优选的，步骤4中所述综合得分通过以下方法得到：先由二级指标的权重和评分计算两个一级指标的分值，后根据两个一级指标的分值和权重计算废弃矿点对环境产生污染风险的分值。
[0033]
由于各矿区的水文地质条件、开采规模、矿硐涌水量等因素不一，在应用提出指标体系于废弃矿区综合环境污染风险评价中时，应根据实际情况增减指标或调整指标定义方式，建立完善三要素的风险指标体系，形成酸性涌水产生后造成环境污染的机理模型，是针对不同风险因地制宜施策的重要依据。
[0034]
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0035]
本发明根据其最终的计算值，得出不同废弃矿点的风险值的高低，根据“精准治污、科学治污、依法治污”的要求，有针对性提出“一堆一策、一硐一策”的环境风险管控策略，充分利用有限资源对现有环境风险进行综合治理或风险管控。针对中高风险矿硐可采用强化封堵等技术，低风险矿硐可采用简易封堵技术，针对中高风险废石堆可采用集中堆存处置等治理技术，并同步严格管控，有效降低环境风险。
附图说明
[0036]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0037]
图1为本发明实施例的影响废弃矿硐对环境产生污染风险的指标选择图；
[0038]
图2为本发明实施例的影响废石堆对环境产生污染风险的指标选择图；
[0039]
图3为本发明实施例的影响废弃矿点对环境产生污染风险的指标选择图。
具体实施方式
[0040]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]
实施例1
[0042]
以我国西北某废弃硫铁矿区为例，基于对矿区内172个废弃矿硐及35个废石堆评价结果，进一步对12处废弃矿点环境风险进行分类分级。结果表明，该废弃硫铁矿区共识别出19个高风险矿硐，18个高风险废石堆和3处高风险矿点，亟需开展风险管控工作。
[0043]
具体方法如下：
[0044]
步骤1：分析影响废弃矿硐、废石堆以及废弃矿点对环境产生污染风险的指标，筛选出关键指标；
[0045]
步骤2：根据层次分析法法计算步骤1中各关键指标的权重；
[0046]
步骤3：对步骤1中各关键指标进行评分：
[0047]
步骤4：根据步骤2和步骤3的结果计算目标废弃矿硐、废石堆以及废弃矿点的综合得分，分值越大，其风险等级越高，分值越小，风险等级越低。
[0048]
其中，关键指标包括一级指标和二级指标，具体区分参见下表1：
[0049]
步骤2中层次分析法为：先对所述一级指标计算其权重，然后对由一级指标细分的二级指标均计算其权重。
[0050]
步骤3中评分如下表1、表2、表3所示：
[0051]
表1
[0052][0053][0054]
表2
[0055][0056][0057]
表3
[0058][0059]
步骤4中所述综合得分通过以下方法得到：先由二级指标的权重和评分计算两个一级指标的分值，后根据两个一级指标的分值和权重计算废弃矿点对环境产生污染风险的分值。
[0060]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0061]
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。