煤矿技术大百科_部分13.pdf

计、系统实现和运行维护几个阶段。 在目前的开发中，应用快速原形法较多。图 “ 是以矿区环境保护管 理信息系统开发为例，说明环境管理信息系统开发的一般过程。 图 “ 矿区环境保护管理信息系统开发过程 第三节环境监测和评价 环境监测是运用现代物理、化学、生物等科学理论和技术手段，测定表 征环境质量状况的环境要素的数值，并对其进行解释、使用的全过程。是一 项人们对影响人类和生物的生存与发展的环境状况进行监视性的测定活动。 环境监测技术在二次世界大战以前尚未形成完整的概念和体系。自然科 学中各分支学科为完成各自的实验研究，纷纷运用各自的手段测取环境数 据，二战以后，随着环境问题日益成为全球性的重大问题，产生了环境科学 及其分支科学，环境监测理论与技术也被广泛重视，同时也成为研究环境问 题的重要手段。 世纪 年代，随着环境科学的迅速发展，环境监测技术 改变了以前定性、定量分析环境中基本化学物质的环境化学分析阶段，形成 了为研究环境质量变化的独立学科 环境监测学。这一理论形成后，对环 境监测的要求更加明确，不仅要反映化学污染的状况，而且还要反映包括物 理污染等各种污染形式在内的污染状况，即要求提供大范围的、长时间的代 表环境质量的各种标志数据。因此，随着环境监测学的产生，环境监测技术 日益系统化、条理化、科学化。 环境监测学包括布点技术、采样技术、分析技术、数据解释技术和综合 评价技术五大环节。由于污染物种类繁多、组成复杂、性质各异，要求环境 监测数据具有高灵敏度、高准确度和高分辨率。而且环境监测包括了对环境 污染的追踪和预报，需要有可靠、准确的数据对环境质量进行监督和鉴定。 这就要求环境监测具有自动化、标准化、计算机化的特点。同时环境监测涉 及到的知识面、专业面较宽，需要有足够的物理学、生物学、生态学、水文 学、气象学、地学、工程学等多方面知识。总之，环境监测的基本要求是准 确、精密、有代表性、可比性，同时具有及时、完整、系统和动态性等特 ’第四篇矿区生态与环境保护技术 征。 近年来，环境监测方法又有新的发展，如分区大气和分段水体的自动环 境监测；废水、废气排放口的自动排污监测；大范围、大尺度、快周期的航 空航天遥感监测；利用激光红外相干的遥测；以及监测反馈污染处理技术 （污水处理厂的自动监测包括自动添加药剂、自动调整工艺参数、闭路自动 调控等） 。另外，环境监测的范围也有所拓展，如利用色谱 质谱联用、核 磁共振谱、顺磁共振谱等技术对环境有机污染物的监测，已确认数百种有机 物（多环芳烃、有机氯化物、金属有机化合物等）为致癌、致畸、致突变物 质；开展对污染物的毒性与其存在的化学形态、价态、存在形式进行监测， 以探索污染物的迁移转化规律；监测痕量、超微量元素；开展生物监测，利 用生物的变异性、效应积累性以及生物的超敏感，监测生物由数量变化到质 量变化、由宏观不变到微观变化、由本代不变到子代变的状况来反映环境质 量的变化。 一、污染源自动连续监测技术 环境监测内容若按污染物污染过程的顺序分类，大体可分为污染源监 测、环境要素监测及环境影响监测三部分。我国目前进行的监测多属环境要 素监测，污染源监测还十分薄弱。污染源监测是对污染源的污染物进行定 点、定时监测，获取污染负荷变化的特征数据并及时反馈至管理部门，进行 污染源的治理。 污染源监测是煤炭环境保护工作的重要内容之一。煤炭工业的污染源量 大面广，尤其矿井连片矿区，某些污染源所引起的环境污染甚至超过一般城 市区域。因此，为及时、准确地掌握煤炭生产中污染源的监测数据、摸清污 染物的时空分布及迁移、转化、发展规律，采用污染源自动连续监测是十分 必要的。 污染源自动连续监测系统具有结构庞大而复杂、技术性强、准确性高、 操作简单、功能齐全等特点，对区域环境监测具有其独特的优越性。如大气 地面自动连续监测系统是由一个中心站和若干监测子站组成，对于污染源监 测，可将其中一个子站布设于污染源排放口附近的适当位置，子站将由大气 中采集样品的非电量信号转变为电信号，通过一系列处理送子站数据处理系 统，再通过无线电数传电台将数据信号进行调制后送到中心站，由中心站的 数据传电台接收，还原数据信号，送中心站计算机二次处理后暂存或通过外 部设备输出。整个系统的监测项目可包括污染物和气象要素几十项，子站计 “第四篇矿区生态与环境保护技术 算机每 “ 秒至 “ 秒对各监测通道参数扫描一次，由中心站再处理后，可编 制任意时间范围的均值报告。对于污染源，可编制单站或单通道运行报告、 污染物浓度报表、精度报表、污染指数报表、校正报表等，可打印浓度时间 曲线图、风速风向矢量玫瑰图、污染矢量玫瑰图、校正曲线图等。通过中心 站的图表资料，可以及时对区域内大气污染源的状况进行综合分析。长期图 表资料的积累，可便于管理者掌握大气污染源的污染物变化规律，以达到控 制和治理的目的。 由于污染源自动连续监测系统是高度自动化系统，技术性较强，具有现 代科学中多学科、多门类的科学知识，因此，如何确保该系统的正常运行， 确保数据的精度和可靠性，管理工作是相当重要的一个环节。为做好这一工 作，应对不同专业岗位上的操作人员进行分别培训，熟练掌握各系统的操 作、维护、保养等技术。整个系统的维护工作应建立严格的维护制度，其中 包括维护周期和维护方法等。 我国煤矿污染源自动连续监测尚处于起步阶段；相信通过对各大中城市 污染源自动连续监测技术的借鉴、调查与运用，结合国外关于污染源自动连 续监测技术的最新发展动态，必将在现行监测技术的基础上，使煤炭工业的 污染源自动连续监测技术发挥其独有的作用，产生深远的环境效益。 二、环境遥感技术 遥感（’ *,*-）是 “ 世纪 .“ 年代迅速发展起来的一门综合性探 测技术，它是建立在现代物理学的基础上，集空间技术、光电子技术和计算 机技术为一体，广泛应用于农业、林业、地质、海洋、水文、环境保护、城 市规划等各个领域。 遥感是指由不与研究的物体和现象发生直接接触的装置来获取环境资料 的一种方法。通常将从不同高度的遥感平台（人造卫星和飞机等）使用传感 器收集地物的电磁波信息，再把这些信息传输到地面并加以处理，通过解译 判读，从而达到对地面物体的识别与监测的全过程，称为遥感技术。 从理论上说，用于环境监测的遥感系统可以利用穿过地球大气层光谱中 的任何辐射。但实际上，由于传感器灵敏度和背景辐射的限制，已使遥感系 统的发展局限在一定的电磁波谱范围内。 电磁波谱有三个主要区域可用于遥感 （）紫外到近红外段，即摄影波段，包括可见光（波长为 “/0 1 /） ； 234第四篇矿区生态与环境保护技术 （）热红外段（波长为 “ “’） ； （）微波段（波长为 “’’ *’，频率为 “ ,-） 。 在这些光谱区域内，可以采用多种方法对目标成像。然而成像的数据并 非总是记录在胶片上，也使用各类电视摄像机和扫描仪以产生电输出，将数 据迅速向远距离传递，然后在其它地方或不同时刻重新组成为各种图象。遥 感成像方式一般可分为数字式和模拟式两类，各种常见遥感成像方式列于表 . / 中。 表 . / 常见遥感成像方式一览表 成像方式波段模拟数字 可见光 热红外 地面摄影 航空摄影 超高空摄影 机载多光谱扫描 光机式星载多光谱扫描 光电式星载多光谱扫描 微波 侧视雷达 机载合成孔径雷达 合成孔径雷达 星载合成孔径雷达 遥感技术中，传感器可以是主动式的或被动式的。 遥感获取数据的分析不仅要使用许多辨认和观察的方法，而且还需要利 用计算机对数据的本身进行分析，从而提炼出以图、表和技术报告形式提交 的最终资料。 “ 环境遥感技术研究的主要内容 环境遥感依地点、范围、目标的不同，其研究的主要内容也各不相同。 针对矿区的生态破坏和环境污染，环境遥感技术研究的主要内容包括以下几 点“采矿点的分布和面积、矿种、开采规模、性质以及开采量调查与计 算；矿区地形、地貌、土地利用、绿地植被、污染源分布及环境质量现状 调查；采矿对地表形态影响的调查及评价，主要包括植物和地貌破坏情 况、耕地的压废、土地利用类型的变化、塌陷区面积及分布、库塘淤积及水 土流失量计算等；大气污染、水体污染、热污染等扩散范围及影响程度调 查；固体废物（包括垃圾、废渣、煤矸石堆）的分布、数量、占地面积和 堆放量估算；’调查污染防治工程、水土保持措施以及治理效果和造成水土 流失的因素，以寻求更有效的防治措施。 环境遥感技术的基本工作方法 环境遥感工作的简单程序即是解译 / 验证 / 再解译的过程。其基本工作 方法为“应用卫星或航测照片进行调查，采用计算机处理等方法对成像像 0第四篇矿区生态与环境保护技术 片进行解译；根据初步解译结果，进行野外实地调查，如有重点地对不同 类型、不同规模、不同经营性质的采矿点造成的水土流失和地貌、林草、环 境的破坏情况以及是否采取水土保持措施进行实地调查；“收集地质、矿 管、水利、水保、环保、农业、林业等技术资料；根据野外实地调查及收 集的资料，再次详细解译卫星像片，确认像片上各判读要素准确无误后，转 绘成图。 环境遥感应用航天、航空遥感技术与地面监测技术相结合的方法能够克 服过去环境调查中存在的局限性，使环境调查更加准确、可靠、完整，并具 有图像信息易保存、易对比分析等优点。目前由于技术水平所限，遥感图象 信息还不能广泛利用，随着科学技术水平的发展，环境遥感将更趋先进和完 善。 三、环境评价技术 环境评价是对环境的优劣进行定量描述，即按照一定的评价标准和评价 方法对一定范围的环境质量进行定量的判定、解释和预测。环境评价按时间 可分为回顾评价、现状评价和影响评价三类。多年来的实践证明，它是正确 认识经济、社会和环境之间相互关系的科学方法，是正确处理经济发展与环 境保护关系的积极措施，也是强化环境管理的有效手段。 我国煤矿环境评价起步于 “ 世纪 “ 年代初期，开展得最多的是环境影 响评价。根据煤炭行业特点，评价内容主要侧重于生态环境、土地利用、大 气质量、地面水质、水土保持、社会环境等，在地表形态变化预测、矿区环 境容量研究、土地复垦、生态农业建设、水土流失及沙化预测、居住区环境 质量评价、环境经济评价等方面进行了大量有益的探索。 目前评价工作正处于从定性研究走向定量研究，从静态研究走向动态研 究，从战术上研究走向战略性研究的阶段。这主要表现在 （）评价对象的 侧重点由单个煤矿建设项目的环境评价转化为矿区开发的总体综合评价；由 对工程污染影响评价扩展到矿区的生态影响及区域承载能力评价，甚至扩展 到对煤炭工业政策的影响评价。对于资源开发、能源利用、废物的再生与回 用等方面的环境影响给予了越来越大的关注。 （）评价的范围由单纯考虑对 自然因素的影响发展到包括社会和经济影响在内的全面环境影响，出现了一 些新的环境影响评价内容，评价中越来越重视环境风险评价、景观影响评 价、人群健康影响评价、社会环境评价、环境经济损益分析等。 （）评价程 序由不系统、非正规的状态向系统化、规范化转变，形成了包括工程分析、 第四篇矿区生态与环境保护技术 环境分析、影响识别、现状评价、影响预测、环境对策分析、环境经济评估 等步骤完整的工作程序。 （）在评价理论和方法上，已不局限于环境监测数 据的指数评价，还进行了主客观相结合的生物学评价、卫生学评价、美学评 价等广泛的探索，提出了“污染度” ，应用热力学中“熵”的概念分析环境 变异，以干燥度和化学平衡指导环境区划。 （“）评价中应用的数学模型在不 断改进，逐步深化，并广泛地应用了计算机模拟和系统控制理论，从而更加 客观地反映了矿区的环境状况，提高了评价的科学性。 （）环境影响评价与 矿区环境规划紧密结合，使环境评价、规划、管理成为一个系列化的整体。 第四篇矿区生态与环境保护技术 第七章企业环境审计 企业实施清洁生产的重要前提是进行企业环境审计，也称之谓清洁生产 审计。环境审计是对企业现在的和计划进行的工业生产全过程的每个环节、 每道工序可能产生污染的情况进行定量审查，找出高耗、排污的原因，然后 提出对策、制定方案，防止污染的产生。 具体审计步骤如下核对有关单元操作、原材料、产品、用水、能源 和废物的资料。“确定废物的来源、数量以及类型；确定废物削减的目标； 制定经济有效的废物控制对策。提高企业对削减废物获得效益的认识和知 识。判定企业效率低的瓶颈部位和管理不善的地方。提高企业经济效益 和产品质量。 我国从 “ 世纪 “ 年代起已开始考虑推行清洁生产，在借鉴国外经验的 同时，结合我国国情、工业发展阶段、未来发展趋势，以及企业自身的条件 制定了治理措施。但真正在试点单位实施清洁生产始于 年，其主要程 序和组织措施分述如下 （）筹划与组织。成立清洁生产工作组，通过宣传、发动，取得企业领 导的支持。 （）预评估。核心内容是确定审计重点和设置预防污染目标。审计重点 是超标严重部位；污染物毒性大或污染难以处理的部位；生产效率低、构 成企业生产“瓶颈”的部位；容易迅速取得经济、环境效益的部位；能源、 水耗明显过大的部位；公众反映强烈的部位。 以上重点审计部位是企业产生污染物最多，污染物最难治理、生产效率 最低的关键部位。 （）评估。对审计重点进行物料平衡和分析物料损失及废物产生的原 因。其目的是为实现生产过程控制和生产过程优化提供依据；为确定简化工 艺流程、寻求最佳工艺、选择最优方案作准备。 （）确定解决方案。通过预评估、评估，基本摸清审计的重点问题，有 针对性地确定解决方案。方案包括一类为技术性不太强的无费、低费方 案；一类则为需要进行技术改造的方案。 （’）可行性分析。针对需要进行技术改造的方案，进行技术、经济与环 第四篇矿区生态与环境保护技术 境的可行性分析以确定最优实施方案。 （）实施。依据确定的最优实施方案，认真组织实施。 通过环境审计将给企业带来巨大的经济效益与环境效益节能，降 耗，减污，降低产品成本和废物处理费用，提高企业的经济效益。“使污染 物排放大为减少，末端处理和运行的负荷大大降低。避免和减少因泄漏、 焚烧产生的有害气体、污水处理产生的污染等造成的二次污染。提高产品 的竞争能力。实施清洁生产可以提高企业对环境产生最低限度影响的生产能 力和反复利用产品的能力，使企业生产和销售产品的机会增加。 此外，环境审计还有利于提高企业的整体素质。清洁生产是一个包 括工业生产全过程、涉及企业各部门的、庞大的系统工程，既有技术问题又 有管理问题，需要各方面的共同努力，因而对提高企业的整体素质是有利 的。“提高职工的环境保护意识和企业的管理水平。改善职工生产环境和 操作条件，减轻对职工健康的影响。 ““第四篇矿区生态与环境保护技术