煤矸石堆放對土壤、水體和植物的環(huán)境影響——案例研究.pdf

1、采礦活動對礦區(qū)整體環(huán)境產(chǎn)生了極大影響。本文以內(nèi)蒙烏海礦區(qū)和蘇北大屯礦區(qū)為例，利用ICP-MS、XRF等測試方法，結(jié)合淋濾實驗，重點探討了采煤活動（煤矸石堆放）對礦區(qū)土壤、水體以及植物的環(huán)境影響。其中以烏海礦區(qū)為例主要探討煤矸石堆放對土壤和植物的環(huán)境影響，而以地表、地下水資源豐富的大屯礦區(qū)孔莊礦為例重點討論了煤矸石的水巖地球化學作用及其對礦井水的環(huán)境影響。主要研究成果與認識如下：
　　（1）明確了研究區(qū)受煤矸石堆放影響下土壤及水體中

2、微量元素的富集和污染特征。發(fā)現(xiàn)烏海礦區(qū)土壤中Mo、Cu、As、V和Pb元素明顯富集，重金屬元素Pb、Cr、Cd、Hg和Cu為土壤污染元素，地下水、地表水中主要污染元素有As、Ni、Pb、Mn。大屯礦區(qū)礦井水中Hg、Se、P、Cd、Pb和SO42-元素含量超過地表水環(huán)境質(zhì)量標準I類，可能對區(qū)域水系產(chǎn)生影響。
　?。?）揭示了烏海礦區(qū)矸石山周圍土壤中微量元素的時空分布特征。在時間上，近10年來礦區(qū)土壤中Co、Cu、Mo、Mn、Zn、B

3、等元素呈富集態(tài)勢；垂直方向上，Hg、Pb、Zn、Mo、Se元素含量隨土壤深度（0-15cm）的增加而減少，而As、Cu、Ni、Cr等元素含量隨土壤深度增加而增加；平面上，土壤中所研究的12種元素含量與距矸石山遠近關(guān)系呈現(xiàn)先減小（距離矸石山1-2m）后增大（2-10m），然后趨向平穩(wěn)的趨勢。
　?。?）確定了矸石山對土壤的環(huán)境地球化學影響的路徑以及影響范圍。研究發(fā)現(xiàn)矸石山的淋濾作用影響土壤中元素含量的范圍約為矸石山周圍10m范圍內(nèi)，

4、且在2m范圍內(nèi)影響作用最大；矸石山中元素揮發(fā)作用對矸石山周圍土壤影響范圍可達3-5km。
　　（4）探討了煤矸石的水巖地球化學作用。煤矸石的7天浸泡實驗表明As、Cr、Cd、Pb元素含量在水中含量增加幅度較大，但 Hg元素易被礦物吸附，在第7天濃度下降，并基本上降至初始濃度；環(huán)境敏感性元素如As、Cd、Pb、Hg的釋放規(guī)律與S元素的釋放規(guī)律相似，呈現(xiàn)先增加，后減少，再增加趨勢。
　?。?）探討了烏海礦區(qū)四合木的元素地球化學特

5、征，揭示了煤炭（母巖）—土壤—植物（四合木）三者之間元素地球化學聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)烏海特有樹種-四合木種群的局限分布與地下的煤炭資源的分布具有一致性的巧合；四合木中Mo等元素含量明顯偏高（與植物體平均值比較），而Mo等元素在土壤、煤矸石、煤層中也均有較高的富集因子，元素相關(guān)性顯示四合木的成株、幼苗與選煤廠矸石相關(guān)性不大，而與煤層頂?shù)装逵休^大的正相關(guān)性，且成株較之幼苗相關(guān)性更大，四合木（特別是成株）較長的根系以及煤層較淺的埋深可能促進了他們之