煤矸石中含有大量的有機成分，同時富含金屬、鹼土金屬和硫化物等，是無機鹽類污染源，可通過大氣降水淋濾而污染環境。煤矸石從地下運到地表棄置，所處環境的急劇變化使其風化作用加強，促進了可溶性成分的溶解，加重了矸石山的環境污染。
基本介紹
- 中文名：煤矸石污染
- 外文名：Pollution of coal gangue
- 占原煤產量：15％～20％
- 危害表現：自燃危害、地質災害
- 來源：露天剝離
- 學科：煤礦工程
煤矸石的來源,煤矸石的危害,
煤矸石的來源
煤矸石的主要來源有：露天剝離以及井筒和巷道掘進過程中開鑿排出的矸石；在採煤和煤巷掘進過程中，由於煤層中夾有矸石或削下煤層底板，使運到地面上的煤炭中含有矸石；煤炭洗選過程中排出的矸石。
煤矸石產生量占原煤產量的15%～20%。我國能源結構是以煤炭為主，2009年我國煤炭產量30.5億噸，新增煤矸石約4.3億噸。2008年我國煤矸石利用率為58%，其餘部分就近自然混雜堆積。全國已有2000多座煤矸石山，目前貯存煤矸石超過50億噸。煤矸石已成我國積存量和年產生量最大、占用土地最多的一種工業廢渣，分布在全國產煤的省市與地區，如烏魯木齊、陽泉、平頂山、撫順、阜新、瀋北、徐州、寶坻等。
煤矸石的危害
大量的煤矸石露天堆放形成矸石山，其中的有害成分和化學物質可以進入大氣、土壤、地表、地下水，造成環境污染；通過環境介質直接或間接進入人體，威脅人體健康。
煤矸石的危害主要表現在下述幾方面：
(1)自燃危害。煤矸石中所含的硫化鐵等物質被空氣氧化時，不斷釋放熱量，熱量逐漸積累導致溫度不斷升高。當溫度達到燃點時(煤的燃點一般為360℃)，矸石中的殘煤及其他可燃物便可自燃。煤矸石中含有殘煤、碳質泥岩和廢木材等可燃物，其中C、S可構成煤矸石自燃的物質基礎。煤矸石通常露天堆放，日積月累，矸石山內部的熱量逐漸積累。當溫度達到可燃物的燃燒點時，矸石堆中的殘煤便可自燃。自燃後，矸石山內部溫度為800～1000℃，使矸石融結並放出大量的CO、CO2、SO2、H2S、NOx等有害氣體，其中以SO2為主。一座矸石山自燃可長達十餘年至幾十年。這些有害氣體的排放，不僅降低矸石山周圍的空氣品質，影響礦區居民的身體健康，還常常影響周圍的生態環境，使樹木生長緩慢、病蟲害增多、農作物減產甚至死亡。我國國有煤礦有大小矸石山2000多座，大約有1/3的矸石山發生過自燃現象，釋放出大量有害氣體，如SO2、COx、H2S、NOx等，並伴有大量煙塵，對礦區環境造成了嚴重污染。有資料表明：凡煤層含硫在3%左右，其中硫鐵礦占40%以上的煤矸石，並有硫鐵礦結核出現，都會引起自燃。自燃時排放出的有害氣體，不僅嚴重污染大氣環境，而且有毒氣體還可造成人員窒息死亡。
(2)對生態環境及土地資源的破壞。目前我國規模較大的煤矸石山有2000多座，累計堆存煤矸石50億噸以上，並以每年1.5億～2.0億噸的速度增加，占地面積約1.5 ×108m2，且以每年4×106m2的速度增長，這對於人均耕地不足1×103m2的我國而言，威脅是顯而易見的。矸石的堆放不僅埋壓或破壞了原地貌植被，而且排放過程中產生的粉塵、自燃時產生的有毒物質對植物的生存也有較大影響，主要表現在植物生長緩慢、生長量降低，草地植被種類減少、病蟲害增多等，這對礦區的生態環境造成了嚴重危害。
(3)煤矸石淋溶水污染。煤矸石受到降雨噴淋或長期處於浸漬狀態，矸石中的粉塵會成為水中懸浮物，有害成分溶解後進入水體、土壤，對水環境和土壤環境造成二次污染。當酸性較強的淋溶水進入水體時，對生物產生很強的衝擊力，能消滅或抑制水中微生物的生長，妨礙水體自淨。煤矸石中除含有SiO2、Al2O3以及Fe、Mn等常量元素之外，還有其他痕量元素，如Pb、Cr、Hg、As、Cd等，這些元素多為有毒重金屬元素，進入水體或滲入土壤後，會嚴重破壞土壤或水環境，危害農作物和水產養殖業。
(4)地質災害。煤矸石堆大多具有坡度陡、結構鬆散、防範措施少的特點，丘陵地區的部分煤礦甚至把煤矸石沿山坡隨意堆放，因此還存在著很大的崩塌、滑坡和土石流隱患。矸石堆放時的自然安息角（在堆放時能保持自然穩定狀態的最大角度）為38°～40°，如果堆積過高、坡度過大或受到人為開挖、爆炸或暴雨侵蝕時，易形成坍塌、滑坡、土石流等災害。礦山排出的大量礦渣及尾礦的堆放，除了占用大量土地，嚴重污染水土資源及大氣外，還經常發生塌方、滑坡、土石流等。另外，在尾礦和矸石堆中含有許多有害的乾燥廢渣物，在颳風的日子裡，隨風吹到城市和居民區，影響人民生活和身體健康。在我國礦山經常發生的地質災害現象中，還有瓦斯突出和爆炸、礦床尾岩變形、頂板冒落等。
