浅谈铁矿项目地下水环境影响评价相关问题

张晓

河北冀都环保科技有限公司 河北 石家庄 050000

铁矿采选行业是能源支柱性产业，在快速推进国民经济快速的同时，成为行业发展的一部分，为行业发展付出沉重的代价，尤其是对地下水资源与地下水环境造成的破坏。矿产采选活动忽视了对地下水的有效保护，导致我水环境逐渐恶化严重影响人们的生活质量，导致水资源的短缺，水资源污染破坏影响生态环境的同时，进一步影响到人们的生产与生活质量。多年来环境影响评价工作的有序开展，针对性为水资源环境做出指导。但是结合现状，我国缺乏没有对应的规范和标准指导地下水环境评价， 导致环境影响评价工作存在诸多问题，侧重点不同，评价单一，方式参差不齐，难以为现阶段的铁矿地下水保护工作提供依据。

1 地下水环境评价影响研究意义

从20世纪70年代以来，我国环境评价制度先后经历孕育、正式施行、快速发展的几个阶段，长时间以来工业经济快速发展造成了社会污染的加剧，人们对环境污染认识逐渐深入，地下水环境评价的工作内容的逐步延伸、拓展。尤其是《中华人们共和国环境影响评价法》正式施行以后，在舆论监督方面起到一定的威慑作用。但是实际上，地下水环境影响评价始终是重要的薄弱环节，钢铁、冶炼、化工行业是我国经济发展支柱。在近代经济促进社会经济快速发展的同时，我国也付出了巨大的代价，尤其是破坏地下水环境。铁矿采选活动中忽视环境保护一味进行开发，导致地下水环境恶化、水资源短缺，造成资源浪费现象。2011年国家环保部正式出台《环境影响评价技术导则地下水环境》，且在施行以后，实现了地下水环评工作统一指导，这对新时期指导地下水资源与环境保护工作具有重要意义。因此本文结合最新的导则，探析铁矿开采项目地下水实际评价工作的提出、铁矿开采项目的地下水环境影响研究。2021年，生态环境部办公厅发布了《关于公开征求国家生态环境标准《环境影响评价技术导则 地下水环境（修订征求意见稿）》意见的函》文件，主要是针对环境影响评价进行分析。从各方面来看，由于《导则》的工作程序、评价内容适合铁矿开采项目。

铁矿开采项目地下水环境评价影响任务主要是预测和评价矿井开发对水资源产生的影响，针对铁矿开采项目的进行过程，从开发到最终的生产环节，都需要贯彻开发与保护理念，既要进行开发也要做好环境的保护，根据评价内容针对性进行保护，为矿区合理建设提供参考依据。20世纪50年代开始，水环境质量评价逐步受到国外学者的重视。1965年美国俄亥俄州的R.K.Horotn提出水质评价的质量指数法，该方法标志着水质评价工作的开始。随后R.M.Brown于1970年提出水质现状评价质量指标；N.L.Nemerow在《河流污染的科学分析》中提出另外一种指数的计算方式——内梅罗法，对纽约州一些地面水的污染情况进行指数计算。国内环境评价指标起始于70年代，关伯仁提出国内第一个综合水质污染情况与综合评价水污染的指——综合污染指数，该方法充分考虑水环境质量污染的有害污染因子、一般污染因子，改善传统评价中存在缺陷的情况。80年代地下水环境质量评价方式是简单的给定临界判指数法，这种评价结果有一定的主观性，具体使用受到限制，世界各国专家与学者和对水质评价方法进行深入的研究，提出了很多方法与模型。常见评价方式有综合指数评价法、模糊评价法、神经网络法等[1]。

2 铁矿开采对地下水的影响

2.1 对地下水质的影响

（1）矿井水主要是铁矿开采中排出的充水，铁矿矿井的污染和矿区内水文地质、铁矿物成分、采矿技术等相关，根据井水含有污染的特征大致上可以分为以下几类：①酸性矿井水是指采铁活动破坏了铁层现场环境，让原本的环境完成氧化环境，岩层与岩石中的硫化物与矿井水、空气接触之后产生反应，生成硫酸与氢氧化铁让水质呈现酸性，让PH值小于6，开采深度增加PH值会减小，而 我国南方铁矿多是酸性井水，酸性井水不仅仅会导致管道腐蚀，腐蚀水泵、钢轨等，通过裂缝带渗透到低下造成地下水污染。②高矿化度矿井水，这是指每次矿化物溶于水中，导致矿井水的矿化度偏高，这种情况多出现在北方矿区内。这种矿井水水质多呈现中性、偏碱性，带有苦涩味，因此也被称为苦咸水，这一类水中含有Ca2+、Mg2+、Na+等离子，因此水中的硬度较高。高矿化度矿井水对生态环境有一定危害，表现在河流水含盐量上升，土壤逐步盐碱化，农作物减产等，甚至还会影响到地方经济的发展。③含悬浮物矿井水，这种矿井水主要污染物主要是来自矿井水流经过采掘工作面的时候带入的矿渣、矿粉等悬浮物，这种物质下矿井水多呈现灰黑色，浑浊度高，水质呈现中性，金属离子含量微弱，且不含有毒离子。另一方面这种矿井水内含有大量细菌，主要是来自井下工人的生产与生活。悬浮物矿井水主要分布在北方矿区、华东、东北的大部分矿区。这种污染物成分简单，使用混凝、沉淀、过滤等工艺进行处理，处理后的矿井水可以作为生活饮用水和井上、井下工业用水中。④含特殊污染物的矿井水，这种水含有微量元素和放射性元素，如放射性矿井、高氟矿井水等。铁矿开采中由于采矿活动对岩层产生扰动，导致底板松动，可为矿井下的下渗提供了条件，如果孔隙较大，渗透性强的岩层底板，造成下层水的污染。

2.2 对地下水含水层的影响

铁矿开采对地下水环境受到多种因素的影响。铁矿开采分为建设、生产运营、服务期几个阶段，建设时期井筒开挖会穿越地面到矿层之间的含水层与隔水层，最终在井下形成纵横交错的巷道，这些含水层原本属于自然饱和状态，含水性强，在这种阶段下铁矿开采会对地下水产生极大的破坏。运营期间采铁活动对地下水的影响是开采工作不断推移，采矿区域上覆含水层产生裂缝，导致水向下渗漏成为矿井水，水不断被排出，矿层上的水位下降，最终形成地下水不断下降，在这种情况下地下水的破坏是连续性的。服务后期井下成为采空区，井筒被封堵，采空区顶板塌陷增加大量垂向长裂缝，这些裂缝渗到采空区形成采空积水，这些采空积水犹如被污染的底峡水库，无法直接提供给当地居民的生产生活用水。

2.3 铁矿开采对不同地下含水层的破坏

自然的状态下矿层与其上覆盖的含水层之间有隔水层，地下水之间没有直接的联通情况。如果进行采矿活动的时候，地下地质受到影响，井筒开挖会破坏这一层尚未连接的含水层，水源渗透，随着采矿工作面不断推进，矿区内部受到水源的侵蚀出现坍塌现象。采矿区的矿层顶板受到地质和地下水的影响，在渗透和荷载下发生垮落，在矿层以上的含水层形成导水裂缝，打通地质之间的隔断让地层产生水力联系。同时，矿层以上各个含水层之间的隔水层被打断，水层之间形成联系变成透水层，矿层中含有的水、矿产、地质内的松散岩类物质都会伴随着水的动力流向矿井内，借助矿道被排出去形成地上水，这一部分水质有污染性，矿井水不断疏排水，形成以开采点为中心的区域性地下水位漏斗。矿层与熔岩含水层之间，如果矿层底板高于熔岩含水层，铁矿开采活动则会对底板产生扰动导致底板松动，矿井积水有可能下渗到含水层中。矿层底板高低于下伏岩溶水含水层的时候，采矿区成为带压开采区，矿层与底板强岩熔化承压含水层之间有隔水岩体，在矿压和水压的作用下会产生矿井突水，加大排水量，不仅仅浪费资源，甚至造成水位下降，减少水对泉域的补给[2]。

3 铁矿项目地下水环评等级与范围的确定

3.1 等级确定

铁矿项目地下水环评等级的确定，目前铁矿行业对地下水环评分类是根据铁矿开采对地下水的影响程度、影响方式来划分的，也就是分区域确定采选建设项目的类别。铁矿开采范围主要影响是对地下水水质的影响，根据污染程度来确定项目等级。如排土场、尾矿库以及铁矿工业场地主要影响的地区，则可以确定为一类项目。铁矿开采项目地下水环评具体工作开展中，首先判断地下水环评工作等级，之后按照等级来分别展开铁矿项目地下水环评工作。

3.2 范围确定

铁矿项目地下水环评范围确定的时候需要根据自然边界来确定，对于铁矿周围有山脉、河流等自然景观相对明显的地区，则可以根据自然边界来去确定环评范围。对于自然边界不明显但供水含有含水层的导通影响的铁矿，这种铁矿项目在进行环评范围确定的时候，可以根据公式计算法来确定范围。如果上述两个方面都不适合，则可以根据查表法来进一步确定[3]。

4 铁矿项目地下水环境调查

4.1 调查要点

调查铁矿地下水环境现状也就是在进行铁矿建设之前，详细了解清楚评价范围内的地下水环境情况，包含区域内的水文地质、矿区环境。具体来讲调查内容应包含以下内容：①水文地质条件调查，包含气象、水文、土壤、场地周围的植被情况，包含气带岩性、结构、厚度等。地层岩性、地质与构造、矿产资源等；含水层的岩性与分布、埋藏条件和渗透性；调查隔水层的岩性与厚度；调查隔水层的渗透性等；研究集中供水水源地与水源井的分布情况；矿井涌水量；敏感地下水目标调查、开发与利用、居民供水与环境水文地质调查等。②地下水污染调查，调查评价需包含铁矿项目产生或者是排放同种特征因子的地下水污染源调查。如果是一级、二级改建和扩建项目，针对有可能造成地下水污染的主要装置与设施附近开展整体的水污染调查。铁矿开采项目地下水污染源调查包含工农业调查、生活污染源调查等，各种污染源的排放，针对生产方式、产生量、去向、处理、综合利用等各方面进行详细调查。③地下水环境状态监测，主要是通过地下水水质、水位的监测，了解掌握评价区域内地下水水质情况、流场，为地下水环境现状评价提供的资料。地质环境监测的主要目标是含水层有潜水以及可能受到铁矿开采的影响，进而影响到有价值的含水层。排土场周围应设置监测地下水质、水位的监测点，井口站点用以监测地下水位。如果井口周围没有重要监测点，可减少水位、监测点数，或者是改建矿井后进行水质的监测。④环境水文地质勘察与试验的调查开展，目的是查明环境水文地质存在的问题，获取预测评价中必要的水文地质参数，如果区域内调查到的水文地质勘察成果中包含环境水文地质资料评价要求的时候，则不用开展此项调查[4]。

4.2 预测评价要点

（1）预测范围与时段，地下水环境影响预测范围、调查评价范围相一致，预测时段应选择可能产生污染的关键时段。铁矿项目服务年限长，服务范围广，加上地表沉陷、地下水、 生态环境等影响均有显著的滞后性，因此建议对铁矿项目地下水环评工作分阶段进行，在进行地下水预测的时候，可以按照远粗近细的原则来预测。（2）井工开采预测，要明确铁矿开采是否对水源、湿地、有供水意义的含水层所产生的影响提出相关的措施，进一步明确资源来源。预测不同阶段不同含水层的影响的范围、水位升降，在进行预测的时候使用可用的数值模型。根据勘察资料预算出铁矿开采导水裂缝发育高度，分析铁矿开采裂缝可能导致的含水层。（3）露天铁矿开采影响预测，在进行露天铁矿开采的过程中，破坏了铁系上的覆水层，开采作业的推进还包含内排土作业，这样让矿区模型建立过程中出现含水层的变化。因此建议在进行露天开采的时候使用解析法、预测法来进行，使用解析法预测的时候注意关注周边的保护目标，针对重要的泉域、水源地、湿地做好监测。（4）场地污染影响，铁矿生产区域，对排土场、工业场地进行重点调查、预测，针对排土场进行调查预测，重点分析铁矿生产现场的矸石淋溶对地下水产生的影响。在分析中，可使用数值法与解析法，根据不同评价等级重点分析矸石淋溶对有供水意义的含水层的影响。通过详细分析地下水的污染途径，对包气带防污性能、周边地下水补给条件等，分析场地结构、岩性等，综合分析铁矿结构，得到具体铁矿开采影响因素。

5 防治地下水资源破坏的措施

根据地下水现状调查、影响结果分析，提出有针对性的可落实以及和避免、缓减地下水资源破坏的对策措施，是当前铁矿行业可持续发展的体现，是进行地下水环境影响评价工作的意义与重点。铁矿项目地下水保护措施有：控制污染源头、分区防治、地下水污染监控、风险事故紧急响应等措施。地下水环评工作开展需要针对性采取切实有效的地下水环境保护措施，这是非常重要的环节。因此铁矿项目地下水保护措施有：①铁矿区域内生活垃圾、其他固体废弃物进行妥善的处理；②加强对铁矿区域内生活污水的处理，处理后的污水再次合理利用，最大程度限制“三废”的排放；③对生活污水、矿坑涌水处理系统设置好调节池、蓄水池，针对铁矿排土场区域设置防渗处理，给系统预留出足够的事故调节池，避免事故发生后造成二次污染情况；④矿区内工业场地、生活区域需要硬化防渗，从而避免影响到地下水水质。针对地下水环境保护而言，矿井建设与生产过程中，必须对地下水环境做好监测，尤其是进行敏感区域的监测，针对可能造成污染、影响的区域，尤其是影响到附近居民饮水井的地区，需要制定紧急供水装置。

6 结语

综上，铁矿开采项目建设与生产过程中，需要重视地下水环境的保护工作，针对开采现场的生产，建设生态文明矿井。基于最新的《环境影响评价技术导则地下水环境》修订施行，可更好指导并规范铁矿项目地下环评工作的开展，提高了铁矿区域地下水环评工作的开展，对新时期的铁矿作业有良好的指引、保护作用。