background image

受到广泛的关注。近年来,国内学者针对煤炭开发活动排放煤矸石所带来的环境问题开展了
相关研究工作。经风化、淋溶后,煤矸石中有害重金属和可溶性盐活性增强,部分被溶解并
随降水形成地表径流或地下水进入水体、土壤,对所在矿区水体和土壤造成污染。余运波等
观测到煤矸石堆放区水体的

pH 为 4.43 -7.93,总硬度和 SO42-浓度高,微量有毒有害组分

(Be, V, Mn, Sr, Mo, Ni, F 等)存在超标或浓度过高现象。不仅煤矸石堆周边土壤中 S,F,Hg
含量显著高于对照,而且煤矸石风化形成的土壤中,重金属

Zn, Pb, Cu, Cd 也有明显积累,

并己经受到一定程度的污染。郭慧霞等以焦作矿区煤矸石和土壤为研究对象,进行室内模拟
淋溶试验,发现煤矸石淋出液呈中性偏弱碱性,

SO42-、总硬度、Zn, Mn 等组分己经出现超

标,

Cr, Pb, Cu, Cd 则未检出;再淋滤试验前期,风化煤矸石淋出液中的污染组分含量要高

于新鲜煤矸石淋出液中的含量,土壤对污染物组分有很大的吸附能力,约

50%的污染组分

被吸附;随着淋滤的进行,煤矸石中污染组分随水淋出的含量迅速下降并逐渐稳定下来,
此时由于低浓度淋滤液进入土壤,使土壤中发生了污染组分的解吸,导致淋滤液中污染组
分含量升高;土壤对污染组分的吸附解析与

pH 值、土壤组成类型、土壤中污染物含量、土壤

的吸附容量、煤矸石淋出液中污染物浓度等有关。杨建、陈家军等对焦作演马矿煤矸石堆周围
土壤中重金属的空间分布特征进行了检测和分析,发现土壤受到了不同程度的污染,重金
属的含量在平面上与煤矸石堆的距离成负相关,在剖面上与深度关系不明显;土壤中重金
属污染分布特征与地势高低、风向和土壤性质有关。

 

  关于煤矸石山周边土壤中微生物量的研究基本是找不到的。只有相关的

pH 变化和重金

属污染对土壤微生物的有关报道。张彦等研究表明,沈阳张士灌区长期污水灌溉造成的原位
农田土壤重金属污染,土壤微生物生物量随土壤重金属含量增加呈下降趋势。尹军霞等用传
统的微生物培养法,研究了不同浓度的外源重金属

Cd 对油菜土壤微生物区系的影响发现,

Cd 浓度的不同真菌和细菌分别表现不影响、刺激和抑制。 
  

3 煤炭开采对周边土壤环境的影响 

  煤矸石经雨水淋溶进入水域或渗入土壤,会影响水体和土壤,并被植物根部所吸收,
影响农作物的生长,造成农业减产和产品污染。大气和水携带的矸石风化物细粒可漂撒在周
围土地上,污染土壤,矸石山的淋溶水进入潜流和水系,也可影响土壤。因此,煤矸石经过
淋溶会严重影响土壤环境。我国煤矸石大多采用露天堆放,其自身理化性质决定了煤矸石山
堆放场形成过程中的主要环境胁迫因子有:

(1)物理结构不良,持水保肥能力差;{2)极端贫

瘠,

N, P, K 及有机质含量极低,或是养分不平衡;(3)重金属含量过高,影响植物各种代谢

途径,抑制植物对营养元素的吸收及根系的生长;

(4)极端 pH,煤矸石硫化物氧化产生硫

酸,严重时

pH 接近 2,酸性条件又进一步加剧重金属的溶出和毒害,并会导致养分不足。

这些不利因素单独或集中同时出现,导致矸石山堆放场废弃地大多为不毛之地。

 

  煤矸石是伴随着煤层的形成而产生的,因此矸石中微量元素的来源与煤相似,在煤矸
石中,微量有毒元素都有无机态或有机态的可能性,只是结合的程度不同。有毒微量元素若
以有机态存在为主时,即微量有毒元素以碳氢键与有机物大分子相结合,一般不易淋溶出
来;若以无机态或吸附态形式存在为主时,即微量有毒元素以盐类或其它化合物结合时,
在淋溶作用下,有毒微量元素易分解出来。另外,煤矸石中有毒微量元素的状态同时受煤矸

pH 值和氧化还原电位的制约及其它化合物种类的影响,不同状态的有毒微量元素在适

当的环境条件下是可以相互转化的。因此,有毒微量元素在煤矸石中的贮存状态就成为有毒
微量元素化学活性大小的关键所在。

 

  煤矸石经雨水淋溶进入水域或渗入土壤,会影响水体和土壤,并被植物根部所吸收,
影响农作物的生长,造成农业减产和产品污染。大气和水携带的矸石风化物细粒可漂撒在周
围土地上,污染土壤,矸石山的淋溶水进入潜流和水系,也可影响土壤。煤矸石中有毒微量
重金属元素随之迁移至土壤中,对土壤造成污染。