高潜水位采煤沉陷区水质评价与污染因子识别

作者：胡林; 陈永春^*; 徐燕飞; 李兵; 王锦; 安士凯; 陈晨; 孙宏杰; 苗伟

来源：煤田地质与勘探, 2023, 51(11): 83-91.

• 采煤沉陷区
• 高潜水位
• 水质评价
• 污染因子识别
• 富营养化评价
• 淮南矿区

淮南矿区潜水位高，采煤沉陷区范围广、面积大、水质监测数据缺失，水环境问题较突出，开展大尺度的沉陷区水质评价及污染因子识别，对于区域水环境治理工作意义重大。通过采集、测试研究区175个样点的水样，采用内梅罗污染指数法对沉陷区水域进行水质评价，采用综合营养状态指数法进行水体富营养化状态评价。结果表明：(1)开放型沉陷区Cu、As和Cr的水质评价等级为优良，DO、COD、NH3-N、Hg、F-评价等级为良好，TN、TP评价等级为较好。封闭型沉陷区，对标地表水Ⅲ类标准，Cu、Cr水质评价等级为优良，NH3-N、Hg、As、DO为良好，COD、TN为较好，TP、F-为较差；对标地表水Ⅴ类标准，NH3-N、Hg、As、Cu、Cr的评价等级为优良，DO、COD、TP、TN为良好，F-为较好。(2)研究区综合营养指数范围为40～90，平均68.61，属于中度富营养，沉陷区水体营养水平适中。175个水样中，轻度富营养占比8.57%，中度富营养占比51.43%，中营养占比2.29%，重度富营养占比37.71%。(3)对标《地表水环境质量标准》，常规指标中DO、NH3-N超过Ⅴ类占比极小，而COD、TP、TN超过Ⅴ类占比较大；研究区所有水域均无重金属超标现象，测试结果极佳；无机阴离子指标F-超过Ⅴ类占比较大。开放型沉陷区水域水质状况整体优于封闭型。对于开放型水域，张集、潘一沉陷区TP、F-指标均较差；对于封闭型水域，潘一、潘三、顾桥、顾北、张集沉陷区TP指标较差，F-污染分布呈现地域特征，淮河以北普遍较差，淮河以南普遍优良。所有水域的Cr、Cu、Hg、As、NH3-N、TN、COD、DO指标均处于“优良-较好”区间内；开放型水域的F-、TP指标均处于“优良-较好”区间内；封闭型水域中潘集片区F-和凤台颍上片区TP均处于“较差”区间内；区域污染程度表现为凤台颍上片区>潘集片区>老矿区。(4)从保护煤矿区生态环境的角度出发，综合考虑2种污染因子识别方法的特性，最终确定淮南矿区采煤沉陷区污染因子有COD、TP、TN和F-。本次水质评价工作识别了淮南采煤沉陷区污染因子，为地方政府和企业制定生态环保决策提供重要数据支撑。