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煤矸石井下填充过程中对地下水环境有机污染的影响研究

作　者: 何莎莎
导　师: 邓寅生
学　校: 河南理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 煤矸石矿井填充地下水多环芳烃多氯联苯多元统计分析
分类号: X523
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

本文在总结国内外对煤矸石研究成果的基础上,以平煤十二矿以及焦作演马矿两个煤矿煤矸石为研究对象,通过煤矸石矿井填充对地下水环境有机影响的静态浸溶和动态溶出两组试验,分别模拟后期采空区完全饱水条件和填充初期的少量顶板水淋滤条件,测定了pH、COD、BOD5、DO、高锰酸盐指数、氨氮、硝酸盐氮、总氮、总磷、挥发酚以及多环芳烃类和多氯联苯类物质等12种指标的淋溶特性。结果表明,总氮溶出量较大,是影响地下水的主要污染因子;通过多元统计分析表明需要特别重视的检测项目有:DO、pH值、有机综合指标、硝酸盐氮、多环芳烃以及多氯联苯。本文同时运用了多元统计方法中的非参数检验和因子分析等方法,在统计分析软件SPSS13.0环境支持下,对煤矸石淋出实验结果进行综合评价。针对室内模拟试验结果,结合评价指标选择原则,本文选择常规有机指标(pH、DO、COD、BOD5、高锰酸盐指数、硝酸盐氮、总氮、氨氮、总磷)、特定有机指标多环芳烃类指标(萘、苊、芴、菲和蒽)和多氯联苯类指标(PCB28、PCB52、PCB118、PCB153)作为指标变量进行了非参数检验以及因子分析,同时进行综合评价。利用因子分析对溶出水样进行综合评价分析,通过综合评价分析得到:总氮和pH值都单独作为主因子被提取;常规有机指标综合得分都不超标;粒径小的矸石D样淋出水样的综合得分比较高,对地下水的污染影响比较大;焦作演马矿的常规有机指标综合得分值高于平煤十二矿的得分值,污染较为严重;无论是淋溶还是浸泡萘、苊、芴、菲和蒽、PCB28、PCB52、PCB118、PCB153都是重要的污染因子;两地相比较看多环芳烃和多氯联苯污染程度相当。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 引言  9-19
  1.1 选题的理论意义和实用价值  9-10
  1.2 研究现状及存在的问题  10-14
    1.2.1 国外研究现状  11-12
    1.2.2 国内研究现状  12-13
    1.2.3 存在的主要问题  13-14
  1.3 论文研究内容与方法  14-15
  1.4 研究技术路线  15-16
  1.5 论文研究基础  16-19
2 研究区概况  19-29
  2.1 煤矸石特征总述  19-20
    2.1.1 煤矸石及其对环境的污染效应  19
    2.1.2 矸石山淋滤液对地下水的污染特征  19-20
  2.2 平顶山研究区概况  20-24
    2.2.1 平顶山研究区的自然状况  20-22
    2.2.2 平煤十二矿煤矸石的排放及特征  22-24
  2.3 焦作研究区概况  24-29
    2.3.1 焦作研究区自然状况  24-25
    2.3.2 焦煤集团演马矿基本情况  25-26
    2.3.3 演马矿煤矸石现状及存在的问题  26-29
3 室内模拟试验与常规有机污染指标检测  29-53
  3.1 样品采集与制备  29-30
    3.1.1 矸石样品的采集与制备  29
    3.1.2 水样的采集与制备  29
    3.1.3 石英砂的处理  29-30
  3.2 淋溶试验  30-40
    3.2.1 试验设计  30-31
    3.2.2 试验方法  31
    3.2.3 平煤十二矿煤矸石淋溶试验结果及分析  31-36
    3.2.4 焦作演马矿煤矸石淋溶试验结果及分析  36-40
  3.3 浸泡试验  40-47
    3.3.1 试验设计  40-41
    3.3.2 平煤十二矿煤矸石浸泡试验结果及分析  41-44
    3.3.3 焦作演马矿煤矸石浸泡试验结果及分析  44-47
  3.4 室内模拟试验结果分析  47-53
    3.4.1 有机污染综合指标影响分析  47-50
    3.4.2 营养盐类指标影响分析  50-51
    3.4.3 样品粒径影响分析  51
    3.4.4 确定影响分析因子指标  51-53
4 多环芳烃及多氯联苯的国内外研究现状  53-77
  4.1 多环芳烃  53-66
    4.1.1 多环芳烃的理化性质及种类  54-55
    4.1.2 多环芳烃污染来源  55-56
    4.1.3 煤矸石中的多环芳烃  56-57
    4.1.4 多环芳烃的危害  57-59
    4.1.5 多环芳烃的生成机理  59-60
    4.1.6 多环芳烃类污染物分析方法研究现状  60-61
    4.1.7 环境中存在的多环芳烃类污染物  61-64
    4.1.8 多环芳烃的防治  64-66
    4.1.9 多环芳烃研究存在的主要问题  66
  4.2 多氯联苯  66-77
    4.2.1 多氯联苯的理化特性  66-67
    4.2.2 多氯联苯的环境危害  67-69
    4.2.3 多氯联苯在环境中的迁移转化行为  69-72
    4.2.4 多氯联苯的降解方法  72-73
    4.2.5 多氯联苯分析方法  73-75
    4.2.6 多氯联苯研究存在的主要问题  75-77
5 特定有机污染物指标检测试验  77-89
  5.1 多环芳烃类物质的浸泡和淋溶水样检测试验  77-84
    5.1.1 模拟试验  77-78
    5.1.2 分析试验  78-81
    5.1.3 试验数据与图表分析  81-83
    5.1.4 结论  83-84
  5.2 多氯联苯类物质的浸泡和淋溶水样检测试验  84-89
    5.2.1 模拟试验  84
    5.2.2 分析试验  84-86
    5.2.3 试验数据与图表分析  86-88
    5.2.4 结论  88-89
6 多元统计分析及综合评价模型的建立  89-131
  6.1 多元统计的非参数检验  89-90
    6.1.1 非参数检验方法概要  89-90
    6.1.2 非参数检验一般模型  90
  6.2 多元统计中的因子分析  90-96
    6.2.1 因子分析概要  90-91
    6.2.2 因子分析的一般模型  91-93
    6.2.3 因子分析中的几个重要统计量的意义  93-94
    6.2.4 主因子数的确定  94
    6.2.5 因子旋转  94-95
    6.2.6 因子得分  95-96
  6.3 SPSS 统计分析软件简介  96-97
  6.4 综合评价  97-131
    6.4.1 综合评价概要  97-98
    6.4.2 因子分析在综合评价中的应用  98-99
    6.4.3 淋溶试验常规有机指标综合评价模型  99-110
    6.4.4 浸泡试验常规有机指标综合评价模型  110-116
    6.4.5 特定有机物PAHs 淋溶试验综合评价模型  116-120
    6.4.6 特定有机物PAHs 浸泡试验综合评价模型  120-123
    6.4.7 特定有机物PCBs 淋溶试验综合评价模型  123-126
    6.4.8 特定有机物PCBs 浸泡试验综合评价模型  126-131
7 结论与展望  131-133
参考文献  133-141
附录  141-142
致谢  142-143
详细摘要  143-145

煤矸石井下填充过程中对地下水环境有机污染的影响研究

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