有关酸性矿井水的几个问题探讨
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© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net第卷第期煤矿环境保护有关酸性矿井水的几个问题探讨张仁瑞陈槐荫
中国矿业大学综合系
摘要本文通过对我国酸性矿井水状况的大量调研和水质实测对酸性矿井水的组成特性进行了
探讨分析了值与酸度与总铁与的关系得出了酸性矿井水中的酸度
主要
是金属盐水解而形成的强酸酸度非常小等结论此外本文还对酸性矿井水监测分析中的几个值
得注意的问题进行了分析和探讨关键词酸性矿井水组成特性监测分析
酸性矿井水是部分煤矿比较突出的环境问题受到世界各国的广泛关注要寻找一个更适合我国国情的酸性矿井水控制与治理方法首先必须比较透彻地了解和掌握酸性矿井水的组成
特性和形成机制包括酸性矿井水的组成酸性矿井水中的细菌数量及分布特性等为此我们
课题组对我国酸性矿井水状况进行了大量调研和实测取得了大量的基础数据在此基础上我
们对酸性矿井水的组成特性等几个问题进行了探讨现总结如下
水源细菌多少对水质的影响表
一多细菌水源少细菌水源
佰怀下二下二气,万万二丁气,一下厂乙二,一下二屯丁了一万石气二气,
侧点侧氨艺侧点乙浏息侧点艺
值酸度」
〔】一
酸性矿井水的组成特性
酸性矿井水是硫铁矿在有水有氧的条件下氧化形成的主要含有
十
一以及其它金属离子如
,
等游离的硫酸极少可以忽略不计
见
后在酸性矿井水研究中其主要指标为
值酸度等酸性水中细菌多少对酸性水的
水质影响极大由于氧化亚铁硫杆菌能迅速地将
氧化成十因此在有较多细菌存在时水质高“低从而使酸度增高值降
低
表为水源细菌多少对水质变化的典型情况我们共测了近个水源点的水质情况根
据测试数据作
图一图
注单位值除外
值酸度的关系
图所示值与酸度有较好的相关性
理
论上讲酸度与其它指标有以下关系
八凡〕田〕
式中一酸度十〕仁叶〕一分别表示和“离
子浓度
自度
、丫﹃叫喇
。匕一一一一一
二二
泛冰
一
讲
图一酸度关
系© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
张仁瑞等
有关酸性矿井水的几个问题探讨
儿一
十一产一
‘甲‘﹂
砚扣
毛图全一二关系名七
上式可得
一仁飞这就是说由于其它金属离子形成的酸度是
阳与高的这与国外凋查的情况是相似的值与总铁的关
系
值与总铁的关系明显地表现为二条曲
乡蜻
作为水源水值与总铁有很好的相关性卜下而一条价线的关性亦较好两
条曲线
百以下区另匕而为从水源点般为采空
区
的
出水点或大巷边缘的出水点刚流出的情况此
。巧就是在较高值的情况下水中的十还没
开始沉积也没有与巷道的其它物质少量的石
灰石中和溶解的还没逸出故酸度较高
‘汁也高下面的曲线的水源水一般都经过较
长时间的表面径流此时因的逸出流经碱
性物质使沉积或其它还不清楚的原因使酸性水的酸度下降“十下降但由于卜发生水解反应使游离的增加值并未降
低
故。一也表现为较好的相关性这一现象
与我们以下所测的一种情况相吻合即某一
矿
井
集水井水抽到地面后流经一段时间再测其酸度两者相差较大值十的关
系
从监测数据来看值与之间
在
时没有任何相关性这是因为当值
时艺十才开始水解在酸性范围内“一
的
量与值无关但根据不同的水源水质分析结
果可以得出以下结
论
多细菌时值低酸度高此时十低在飞左右
采空区细菌很少时一般由于之一
部分氧化为,故浓度表现为较大的离
散性从一不等工作面的煤泥水立极
高
。。。
这是因为艺还没有被氧化且具有较大的
溶解性值与日」的关系
只一
离子在一时开始水解在二
时接近全部水解我们所测得数值与理论较
﹄系
一一…
驭的肠。
戈禅图,一
关系
三〕
一游离浓度
。卜
。一由于成它属离子产生的酸度
。飞厂
游离氢离子形成酸度很小可以忽略若
以
多细菌水下凉的第测试点为例将该点的值代入© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第卷第期煤矿环境保护吻合由于一水解时值较低故一般酸性水中浓度不太高当“斗氧化为浓度较高时十开始沉淀由于沉淀时酸度从高到低和从低到高浓度变化过程稍有不同故十与值的关系不如总铁与值相关性好对酸性矿井水水质的总体认识酸性矿井水中的酸度主要是金属盐水解而形成强酸酸度非常小据测定酸性矿井水中阴离子主要是“一一及其它阴离子很少氧化过程中形成的游离酸或与原水中的一作用或在流动过程中与碳酸钙作用使酸性矿井水中酸度和溶解固体含量升高故由游离强酸引起的强酸酸度是很少的以硫酸为例当硫酸的浓度为时一酸性矿井水一般达不到这样低的值此时硫酸形成的酸度也仅为。、当值一时酸度而酸性矿井水在一时酸度可达。。见表因此酸性水酸度主要由金属盐水解形成硫酸酸度可以忽略不计从形成酸度的角度讲和其它金属离子的作用是相同的但限于监测之不便现在大多数仍以作为主要指标采空区出水和巷道墙壁渗水中形成的酸度不能忽视因游离酸与碳酸钙的作用以超饱和的方式存在但当水源水流出后随着水的流动不断逸出形成的酸度下降而导致总酸度降低在一酸度一一十的关系曲线中只有值与的关系变化突然这是因为十水解在值以下十与密切相关在值为时基本完全水解故曲线较陡峭而在与酸度的关系中十形成的酸度占的比例不是很大按式计算有细菌水源形成的酸度占故酸度变化不如十变化大所以曲线较平滑在与总铁关系中由于其中含有十沉淀在的范围内与无关故变化也不大酸性矿井水监测中的几个问题酸性矿井水的常规监测项目有“十
总酸度硬度一等这些项目的
测定虽有现成的方法但多适用于一般水质的分
析对于酸性矿井水不能完全照搬主要问题是在酸性矿井水中酸度特高一此重金属离子特
别是大量铁离子的存在对各项测定有干扰作用不同测定项目其干扰情况不同在酸度测定中“离子因形成红综色氢氧化铁沉淀而影响滴
定终点的观察在硬度测定中铁离子将直接与
作用在“一的测定中沉淀吸
附铁离子沉淀物发黄而影响测定结果不同测定中由于铁的影响不同要求除铁的程度各
异
在酸度测定中一般经加热煮沸过滤即可而在硬度测定中则要求去除的愈彻底愈好另外硬度测定中还要除和其它金属离子酸度测定时铁的去除酸度测定时除铁有两种方法水加热法根据美国《水和废水的标准监测法》中介绍加热时可使沉淀下来反应式如下于二已
十
过滤洗涤残留物该过程不影响测定结果
当水中含有较高的离子时加热能
加
速“的氧化
驾
生成的离子继续前式反应水中剩余的二价铁在用滴定时发生以下反应
因此用加热法去除铁时不会产生误差只
不过此法除铁不够彻底但基本上可消除因生成红棕色氢氧化铁沉淀而对终点观察的影响在此法中通常采用加热煮沸和稀释试液的方法以促使的水解沉淀氢氧化钠滴定除铁法此法是吸取一定量的水样后以酚酞为指示剂用氢氧化钠标准溶液滴定至接近终点即酚酞变红片刻又退去时记下此时消耗氢氧化钠