煤矸石環境污染監測技術研究
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煤矸石長期露天堆放，因氧化、風化和自燃，產生大量揚塵、SO2、CO、CO2、H2S、煙塵等有害氣體，嚴重污染礦區及周邊地區的大氣環境，危害周圍居民的身心健康。在礦區，除煤矸石產生的空氣污染外，還有煤礦井下開采產生的污染，工業鍋爐、窯爐及居民燃燒產生的污染，交通運輸和公路揚塵等。因此，礦區大氣污染是由多種因素綜合造成的。所以，單獨對矸石山上方及周圍進行空氣質量的監測意義不大，比較好的方法是對礦區大范圍進行空氣污染監測。關于空氣質量監測，現在有三種技術路線。一是瞬時采樣法，監測項目主要為SO2、NOX和TSP;二是24h連續采樣—實驗室分析法，監測項目有TSP、PM10、Pb、SO2、CO、NOX、NO2等;三是空氣質量自動監測系統，監測項目有PM10、SO2、NO2、NO、O3、CO、濕度、溫度、風向、風速等。礦區環境污染一般屬于重度污染，可以采用24h連續采樣—實驗室分析法，有條件的建議采用空氣質量自動監測系統，甚至可以采用遙感遙測技術。
2煤矸石環境污染土壤監測
土壤污染是指進入土壤的污染物超過土壤的自凈能力，而且對土壤、植物和動物造成損害時的狀況。土壤污染物大體可分為有機污染物和無機污染物，無機污染物包括重金屬Hg(汞)、Cd(鎘)、Cu(銅)、Zn(鋅)、Cr(鉻)、Pb(鉛)等非金屬As(砷)、Se(硒)、放射性元素等;有機污染物包括有機農藥、酚類有機物、氰化物、石油等。土壤污染具有隱蔽性、潛伏性、難恢復性、持久性、判定的復雜性等特點。煤矸石屬煤礦固體廢棄物，其中含有微量有害元素，包括As、Cr、Cu、Zn、Hg、Cd、Pb等。大量露天堆放的煤矸石，會迅速風化，并通過降雨、風揚等作用向周邊地區擴散從而導致了一系列的重金屬環境污染問題。重金屬可遷移性差，不易降解，并可通過食物連的富集作用危害人體健康。煤矸石土壤污染監測，主要是采用火焰原子吸收分光光度計測定其中的重金屬(Cd、Cr、Zn、Pb、82Cu)含量。我國現行的《土壤環境質量標準》(GB15618—1995)是1995年7月份頒布執行的。標準中規定了土壤中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn及Ni總量和BHC、DDT的三級環境質量標準。如兗州礦區某煤礦，根據污染源的分布，在矸石山周圍各個方向上布設采樣點。其中，土壤采樣點21個，矸石山表面2個，剖面采樣點1個。監測結果表明，矸石山周圍200m范圍內的土壤受到了重金屬的污染，Cd的平均含量是其背景值的23．8倍，Zn為1．4倍，Pb為1．5倍，Cu為1．4倍。
3煤矸石環境污染水體監測
人類活動和自然過程對地表和地下水水質的污染，依排放方式可分為點源和非點源。點源主要是由工礦企業廢水和城鎮生活污水形成;非點源也稱面源，指在較大面積內，溶解性或固體污染物在降雨徑流等作用下，通過地表或地下涇流進入受納水體造成的污染。矸石山污染屬于非點源。煤矸石露天堆放，經日曬、雨淋、風化、分解，產生大量的酸性水或攜帶重金屬的離子水，下滲損害地下水質，外流導致地表水的污染。在煤矸石中，除含有SiO2和Al2O3以及鐵、錳等常量元素之外，還有其他微量的有毒重金屬元素，經過風化及大氣降水的長期淋溶作用，這些元素會形成硫酸或酸性水及離解出各種有毒有害元素滲入地下，導致地表水體及淺層地下水的污染，形成淋溶酸性水，從而影響水環境。根據煤矸石的性質及其對水體污染的特點，在矸石山周圍進行水體污染監測時，監測項目主要包括pH值、F和重金屬含量。監測分析方法主要采用標準分析方法，這是較經典、準確度較高的方法。其中，對水體中有害重金屬元素的測定，主要是采用分光光度法、原子吸收分光光度法等。如兗州礦區為了研究煤矸石中有害微量元素對塌陷區水環境的影響，對礦區充填煤矸石的塌陷區內水樣進行了采集。測試結果表明，除Pb元素在個別區域超標外，其余均不超標;F元素明顯超標。但與地面水環境質量標準Ⅴ類相比，重金屬元素和F均不超標。全部水樣pH值均大于7，顯堿性。
4結語
(1)對煤矸石空氣污染的監測，宜與礦區空氣污染監測一起進行，從宏觀上監測礦區的空氣質量。監測方法以常規方法布點監測為主，有條件的可采用自動監測系統，甚至采用遙感遙測技術。
(2)以矸石山為中心，在矸石山的周圍土壤的污染最為嚴重，遠離矸石山的地方土壤污染逐漸減輕。對土壤污染的監測，主要采用火焰原子吸收分光光度計測定其中的重金屬含量。
(3)煤矸石經日曬、風化、分解、雨淋，產生大量的酸性水或攜帶重金屬的離子水，導致地下水質或地表水的污染。水污染監測方法主要采用標準分析方法，對水體中有害重金屬元素的測定，主要是采用分光光度法、原子吸收分光光度法等。
作者：姜明滕永海單位：龍口市高新技術創業服務中心煤科集團唐山研究院有限公司
