煤礦工業(yè)場地土壤污染評價(jià)及再利用研究

【摘要】：煤礦是我國重要的能源資源，在我國一次能源結(jié)構(gòu)中占68.0%，然而煤礦開采會(huì)造成大量的土地?fù)p毀，1987-2009年損毀土地100萬hm2，約占礦產(chǎn)資源損毀土地的59.5%。這說明煤礦損毀土地已成為我國土地復(fù)墾最重要的對象之一，而煤礦工業(yè)場地作為煤礦的核心組成部分主要通過占用和污染損毀土地。礦產(chǎn)資源整合、資源枯竭（閉坑）和歷史遺留等產(chǎn)生的大量廢棄煤礦工業(yè)場地，而土地用途轉(zhuǎn)換和二次開發(fā)利用必須首先進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評價(jià)，這對煤礦工業(yè)場地土壤環(huán)境評價(jià)提出了迫切需求。目前我國場地污染評價(jià)方面的研究主要集中在焦化廠、農(nóng)藥廠、鋼鐵廠等遺留場地，而對煤礦工業(yè)場地的研究則非常缺乏。 在界定工業(yè)場地內(nèi)涵和分類的基礎(chǔ)上總結(jié)煤礦工業(yè)場地6個(gè)共性特征，為本研究結(jié)果的推廣和應(yīng)用提供依據(jù)。在前期調(diào)研和土壤污染環(huán)節(jié)分析的基礎(chǔ)上，初步篩選煤礦工業(yè)場地特征污染物。依據(jù)土壤采樣規(guī)范，在工業(yè)場地內(nèi)外共采集剖面土壤25個(gè)樣點(diǎn)（81個(gè)混合點(diǎn)位）69個(gè)土壤樣品。 首先，研究煤礦工業(yè)場地及周邊土壤污染總體分布特征。將煤礦工業(yè)場地及周邊劃分為區(qū)位空間和水流空間，區(qū)位空間分為核心區(qū)、輔助區(qū)、排土場地、原地貌1和原地貌2，水流空間分為上游、中游、下游1和下游2。結(jié)果表明無機(jī)物在不同分區(qū)的水平和垂向空間分布差異不明顯，PHs和PAHs有機(jī)物的差異性大于無機(jī)物。 其次，研究工業(yè)場地內(nèi)不同功能區(qū)土壤污染分布特征。工業(yè)場地劃分為污水處理廠、洗煤廠、維修廠、油庫、炸藥廠和辦公區(qū)7個(gè)不同功能區(qū)，采用時(shí)空替代法將工業(yè)場地生產(chǎn)時(shí)間劃分為1987年和2001年。研究結(jié)果表明土壤有機(jī)物PHs和PAHs在不同功能區(qū)之間的差異性顯著大于無機(jī)物，有機(jī)物在1987年顯著高于2001年，而無機(jī)物在兩個(gè)時(shí)間段之間差別明顯，這說明有機(jī)物的污染累積和疊加效應(yīng)大于無機(jī)物。 再次，利用地累積、單因子和內(nèi)梅羅污染指數(shù)評價(jià)土壤污染。地累積和單因子評價(jià)土壤重金屬污染存在偏差，工業(yè)場地內(nèi)外總金屬污染指數(shù)差異不明顯，Hg和Zn相對污染較大。場地內(nèi)土壤PHs和PAHs單因子指數(shù)顯著高于場地外，場地內(nèi)土壤存在重度有機(jī)污染。內(nèi)梅羅污染指數(shù)也表明場地內(nèi)PHs和PAHs顯著高于場地外，場地內(nèi)各功能區(qū)的污染指數(shù)排序?yàn)檎ㄋ帍S＞洗煤廠＞維修廠＞油庫＞污水處理廠＞矸石電廠＞辦公區(qū)。在基礎(chǔ)上，典型污染物Hg、PHs和PAHs中的BaP、CHR繪制了污染超標(biāo)、污染等級和污染空間插值分布圖。 最后，初步設(shè)計(jì)工業(yè)場地再利用功能布局。根據(jù)煤礦工業(yè)用地特征提出了煤礦工業(yè)場地利用3個(gè)演變階段、4個(gè)演變類與3個(gè)演變過程，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行利益訴求和功能效益分析。通過解譯1986-2013年6期遙感影像，結(jié)合平朔煤礦生產(chǎn)歷史，分析煤礦工業(yè)場地的時(shí)空演變特征。對工業(yè)場地再利用進(jìn)行SWOT分析，最后提出基于功能分區(qū)的再利用布局。 【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)（北京）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X52;X82

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