方案的制定提供了一定的科学依据。
关键词 选矿厂；地下水；环境质量；模糊数学；综合评价
中图分类号 S181.3；P641；X824 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）36-162-02
Abstract[Objective]The aim was to assess the groundwater environmental quality of a dressing plant in Bozhu Town by fuzzy mathematics and comprehensive index method.[Method]Based the hydrogeological characteristics of a dressing plant in Bozhu Town and the monitoring data of groundwater in the plant and drillings in the lower reaches， 19 evaluation factors were chosen， and the environmental quality of the groundwater in this area was assessed by the method of fuzzy mathematics and comprehensive index evaluation according to the national Groundwater Environment Quality Standard.[Result]The groundwater of the dressing plant was polluted， and the environmental quality was worse.[Conclusion]The research could provide scientific basis for the establishment of treatment scheme of heavy metals in this dressing plant.
Key words Dressing plant； Groundwater； Environmental quality； Fuzzy mathematics； Comparative analysis
地下水作为重要的供水水源，其水质的好坏至关重要。天然状态下，地下水具有一定的自净能力，人为活动或者地质成矿作用会使得地下水中的平衡遭到破坏。进行地下水质量评价可有效地了解该地区目前的地下水质量现状，为合理地开发和利用地下水资源，防止地下水污染，保障附近居民身体健康等提供了一定的指导作用。
薄竹镇某铁锰选矿厂位于一岩溶洼地内，且其尾矿堆放在岩溶洼地内，并无任何防渗措施。笔者采用模糊数学法和综合指数评价的方法，对该选矿厂周边地下水的状况进行评价，为政府制定该选矿厂下一步的重金属治理实施方案提供一定的依据。
1 研究区概况
薄竹镇位于滇东高原南缘，属构造侵蚀、溶蚀山地及峰丛洼地地形，区内出露三叠系飞仙关组粉砂岩、永宁镇组泥灰岩、个旧组灰岩、白云岩，含水层组类型包括基岩裂隙水和碳酸盐岩类裂隙溶洞水。
该选矿厂位于一山间岩溶洼地处，四周环山，植被较为发育，西侧山坡上种植有玉米、水稻等作物，南侧和北侧山坡上见有深灰色石芽发育，东侧为一采石场。该点出露地层为T2g中三叠统个旧组灰岩，含水层组类型为碳酸盐岩类裂隙溶洞水，地层富水性强。其选矿设备放置于公路西侧山坡上，产生的矿渣公路边和洼地底部，并无任何防渗措施。洼地长轴175°，长约90 m，宽约40 m，深约8 m，洼地底部废水深约2 m。第一堆矿渣剖面呈直角三角形，体积为3.5×2.5×2.0 m3，堆放于洗矿池下部；第二堆矿渣在第一堆矿渣的330°方向，长约4 m，宽约2 m，沿山坡堆放，山坡坡度为41°；第三堆矿渣呈锥形堆放于公路边，矿渣长18.6 m，高5 m，宽6 m。
2 评价因子及其标准的确定
2.1 评价因子的选择
为了较为全面地监测该选矿厂对周围地下水的影响，在其所在洼地内呈“十”字状布设5个监测孔（ZK01～ZK05），在洼地长轴方向的下游布设1个监测孔（ZK06），各监测孔自孔口至基岩以下10 m均下套管隔水，尽量避免雨天矿渣的溶滤水从钻孔直接汇入污染地下水。对每个钻孔均做抽水试验，并采集地下水样，对pH、总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、铁、锰、铜、锌、汞、铅、挥发性酚类、阴离子合成洗涤剂、硝酸盐、氨氮、氟化物、氰化物、砷、硒、鎘、铬（六价）、铅等指标进行测定。由于氰化物、挥发性酚类低于检出限，因此不列入评价范围，选取总硬度、亚硝酸盐、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、铁、锰、铜、锌、汞、阴离子合成洗涤剂、硝酸盐、氨氮、氟化物、氰化物、砷、硒、镉、铅、铬（六价）、铅等作为评价因子。
2.2 评价标准的确定
依据《地下水环境质量标准》（GB/T 14848-93）[1]（表1），分别采用模糊综合评价方法和综合指数法对各泉点的水质进行分析评价。
3 评价方法
3.1 综合质量评价法
依据《地下水环境质量标准》（GB/T 14848-93），以地下水水质调查分析资料或水质监测资料为基础，对地下水质量进行单项评价和综合评价。
3.1.1 单项污染指数评价。 首先进行单项组分评价，将各评价因子按《地下水环境质量标准》中I～V类标准，对所评价因子划分所属类别，并遵循不同类别标准相同时从优不从劣的原则。
3.1.2 综合指数评价。
3.2 模糊数学法
模糊综合评价法考虑了水质界限的模糊性，通过函数关系，将反映各种水质污染问题的实测值转化为反映水质质量优劣程度的质量值。相对传统的综合指数法而言，该方法计算原理清晰，尽量减小了人为因素的影响，评价结果较为合理，得到了越来越广泛的应用[2-3]。
模糊数学法是利用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑与被评价事物相关的各个因素或主要因素，对其所做的综合评价。其具体步骤如下：①建立水质评价因子集合及等级集合；②建立单因子评价矩阵；③确定各因素权重；④建立水质评价模型，计算评价结果[4-8]。
4 评价结果与分析
4.1 超标现象
依据《地下水环境质量标准》（GB/T 14848-93），ZK01水样中总硬度、硫酸盐、氨氮、锰浓度严重超标，低于Ⅴ类水标准值，溶解性总固体、亚硝酸盐浓度低于Ⅳ类水标准值；ZK02水样中锰、亚硝酸盐超标，总硬度低于Ⅳ类水标准值；ZK03水样中总硬度、硫酸盐、氨氮浓度超标；ZK04水样中硫酸盐、氟化物严重超标；ZK05水样中总硬度、硫酸盐、氨氮、氟化物、锰严重超标，低于Ⅴ类水标准值；ZK06水样中亚硝酸盐严重超标，其余检测项目均达到Ⅲ类及以上地下水标准要求。
4.2 地下水环境质量状况
依据环境质量评价中的模糊综合评价中常使用的加权平均型模型，在19种因子的共同作用下，确定水质级别的隶属度，依据最大隶属度原则得到模糊综合评价的结果。为了增强模糊数学法的实用性和可比性，采用综合指数法对研究区的水质进行了分析比较。由表2可知， 该选矿厂所在洼地周围地下水已经受到了严重污染，整体质量较差～极差，模糊數学法评价洼地内地下水水质仅为Ⅲ～Ⅴ类水，综合指数法评价其地下水环境质量为较差～极差；洼地下游的监测孔地下水水质用模糊数学法评价结果为Ⅰ类水，综合指数法评价结果为较差，相对洼地内监测孔的水质较好，说明该选矿厂的废渣已经严重污染了其所在区域的地下水，其污染羽逐渐向下游扩展，下游的地下水水质已经有所污染。
对比以上两种评价方法的评价结果，可以看出模糊数学法得出的结果相对较好，综合指数法单项组分各类别之间的取值偏差较大，提高了超标单项组分的分值。而模糊数学法运用最大隶属度原则和加权平均法，具有较强的综合性，在一定程度上避免了综合指数法的不合理性；综合指数法可以较为明确地突出超标因子的状况。在进行地下水质量综合评价时，将二者综合考虑，可增强评价结果的合理性，最大限度地减小人为误差。
5 结论
采用模糊数学法和综合指数法，评价薄竹镇某选矿厂所在洼地的地下水环境质量，结果表明，该区地下水已经受到了严重污染。若这些矿渣一直堆放于此，矿渣中的重金属元素随溶滤作用下渗，进入地下水，严重影响该区域的地下水环境质量。因此，建议政府相关部门对该选矿厂制定专项污染治理实施方案进行治理。
参考文献
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[2]贺仲雄.模糊数学及其应用[M].天津：天津科技出版社，1983.
[3]万金保，李媛媛.模糊综合评价方法在鄱阳湖水质评价中的应用[J].上海环境科学，2007，26（5）：215-218.
[4]曾永，樊引琴，王丽伟，等.水质模糊综合评价方法与单因子指数评价法比较[J].人民黄河，2007，29（2）：64-65.
[5]周沛洁，李峰，李保珠，等.模糊数学法在深部矿坑水环境质量评价中的应用[J].环境保护科学，2012，38（2）：86-89.
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[7]沈继红，付肖燕，赵玉新.模糊综合评估模型的改进[J].模糊系统与数学，2011，25（3）：127-132.
[8]常明庆，王平，李娟，等.地下水环境质量评价常用方法对比分析[J].人民黄河，2010，32（4）：74-76.
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