矸石风化,煤炭学报

煤矸石浸泡污染物溶解释放规律研究——阜新市新邱露天煤矿不同风化煤矸石在不同固液比条件下浸泡实验 0引言煤矸石是煤炭工业的副产物。 世界上几个主要的产煤大国,如美国、法国、德国等矸石的堆积量达到15亿t以上。

而在我国,现有煤矸石山1500多座,矸石堆放总量已经超过30亿t以上,且随着煤炭采选工业的发展而以每年约10%的速度增加。 煤矸石已成为我国累积储存量、占地面积最广的固体工业废物。 据统计,仅辽宁阜新矿区采矿形成了堆积量1×108m3以上大型矸石山2座;堆积量0·1×108m3以上中型矸石山6座;堆积量0·01×108m3以上小型矸石山4座;不具规模的矸石山340多座。

矿区内煤矸石总量占地面积约为32·135km2,总堆积量为12·9085×108m31,2。

对社会生产和人民生活造成极大危害,从而引起了世界各国的重视3,4。 环境中的无机汞在各种生物和非生物作用下能转化为脂溶性强、毒性更大的甲基汞1,2。 更为重要的是,甲基汞具有很强的生物积累和生物放大效应,即使环境中很低浓度的甲基汞都能通过生物积累和生物放大作用在食物中聚集,威胁到人体健康。 如在贵州万山汞矿区,矿山复垦农田稻米中甲基汞的含量高出了稻田土壤甲基汞几十倍,甚至近百倍,达到144μg3,已经远远超过国家食品中汞限量卫生标准(≤0.02 mg/Kg,总汞)。

从这些例子可看出,汞在环境中的毒性,并不是由其总量所控制,而是与其形态及生物可利用性有关。 这些都促使了人们对汞在各种环境系统中迁移和转化的研究和重视。

矸石 风化

煤矸石山所产生的环境问题很早引起了国外学者的关注4,5,6。 至上世纪90年代以来,随着我国对各种矿山环境的重视,国内学者也开展了大量煤矸石自然风化过程及环境效应的研究7,8,9。

煤矸石中含有大量的有毒有害的微量元素,其含量往往高于同层煤中微量元素含量10,11。 在表层,阴A样地三项水分参数含量分别为阴D样地的1.5、2.2和1.75倍,但与对照农田相比,仍存在显著差异(P0.05)。 风化物总孔隙度和毛管孔隙度也随着排矸年限的增加而增大,而非毛管孔隙度和容重则减小,风化物逐步成土熟化。

贵州作为一个产煤大省,其部分产区煤中汞含量异常高1,但其固系废物煤矸石在堆放以及资源化利用过程中汞的环境效应研究却很缺乏。 从煤矸石释放出来的汞在环境中迁移、转化,可形成毒性更强的甲基汞,并在食物链中放大、富集,对自然生态系统和人体健康造成威胁2,3;同时,一部分汞可参与大气循环,成为重要的大气汞人为释放源。 因此,开展贵州煤矸石堆放以及复垦过程中的环境效应研究有着重要的理论和现实意义。

煤矸石山所产生的环境问题很早引起了国外学者的关注4,5。 至上世纪90年代以来,随着我国对各种矿山环境的重视,国内学者也开展了大量煤矸石自然风化过程及环境效应的研究6,7,8。 煤矸石中含有大量的有毒有害的微量元素,其含量往往高于同层煤中微量元素含量9,10。