煤矸石环境污染监测技术研究
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煤矸石长期露天堆放，因氧化、风化和自燃，产生大量扬尘、SO2、CO、CO2、H2S、烟尘等有害气体，严重污染矿区及周边地区的大气环境，危害周围居民的身心健康。在矿区，除煤矸石产生的空气污染外，还有煤矿井下开采产生的污染，工业锅炉、窑炉及居民燃烧产生的污染，交通运输和公路扬尘等。因此，矿区大气污染是由多种因素综合造成的。所以，单独对矸石山上方及周围进行空气质量的监测意义不大，比较好的方法是对矿区大范围进行空气污染监测。关于空气质量监测，现在有三种技术路线。一是瞬时采样法，监测项目主要为SO2、NOX和TSP;二是24h连续采样—实验室分析法，监测项目有TSP、PM10、Pb、SO2、CO、NOX、NO2等;三是空气质量自动监测系统，监测项目有PM10、SO2、NO2、NO、O3、CO、湿度、温度、风向、风速等。矿区环境污染一般属于重度污染，可以采用24h连续采样—实验室分析法，有条件的建议采用空气质量自动监测系统，甚至可以采用遥感遥测技术。
2煤矸石环境污染土壤监测
土壤污染是指进入土壤的污染物超过土壤的自净能力，而且对土壤、植物和动物造成损害时的状况。土壤污染物大体可分为有机污染物和无机污染物，无机污染物包括重金属Hg(汞)、Cd(镉)、Cu(铜)、Zn(锌)、Cr(铬)、Pb(铅)等非金属As(砷)、Se(硒)、放射性元素等;有机污染物包括有机农药、酚类有机物、氰化物、石油等。土壤污染具有隐蔽性、潜伏性、难恢复性、持久性、判定的复杂性等特点。煤矸石属煤矿固体废弃物，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，会迅速风化，并通过降雨、风扬等作用向周边地区扩散从而导致了一系列的重金属环境污染问题。重金属可迁移性差，不易降解，并可通过食物连的富集作用危害人体健康。煤矸石土壤污染监测，主要是采用火焰原子吸收分光光度计测定其中的重金属(Cd、Cr、Zn、Pb、82Cu)含量。我国现行的《土壤环境质量标准》(GB15618—1995)是1995年7月份颁布执行的。标准中规定了土壤中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr、Zn及Ni总量和BHC、DDT的三级环境质量标准。如兖州矿区某煤矿，根据污染源的分布，在矸石山周围各个方向上布设采样点。其中，土壤采样点21个，矸石山表面2个，剖面采样点1个。监测结果表明，矸石山周围200m范围内的土壤受到了重金属的污染，Cd的平均含量是其背景值的23．8倍，Zn为1．4倍，Pb为1．5倍，Cu为1．4倍。
3煤矸石环境污染水体监测
人类活动和自然过程对地表和地下水水质的污染，依排放方式可分为点源和非点源。点源主要是由工矿企业废水和城镇生活污水形成;非点源也称面源，指在较大面积内，溶解性或固体污染物在降雨径流等作用下，通过地表或地下泾流进入受纳水体造成的污染。矸石山污染属于非点源。煤矸石露天堆放，经日晒、雨淋、风化、分解，产生大量的酸性水或携带重金属的离子水，下渗损害地下水质，外流导致地表水的污染。在煤矸石中，除含有SiO2和Al2O3以及铁、锰等常量元素之外，还有其他微量的有毒重金属元素，经过风化及大气降水的长期淋溶作用，这些元素会形成硫酸或酸性水及离解出各种有毒有害元素渗入地下，导致地表水体及浅层地下水的污染，形成淋溶酸性水，从而影响水环境。根据煤矸石的性质及其对水体污染的特点，在矸石山周围进行水体污染监测时，监测项目主要包括pH值、F和重金属含量。监测分析方法主要采用标准分析方法，这是较经典、准确度较高的方法。其中，对水体中有害重金属元素的测定，主要是采用分光光度法、原子吸收分光光度法等。如兖州矿区为了研究煤矸石中有害微量元素对塌陷区水环境的影响，对矿区充填煤矸石的塌陷区内水样进行了采集。测试结果表明，除Pb元素在个别区域超标外，其余均不超标;F元素明显超标。但与地面水环境质量标准Ⅴ类相比，重金属元素和F均不超标。全部水样pH值均大于7，显碱性。
4结语
(1)对煤矸石空气污染的监测，宜与矿区空气污染监测一起进行，从宏观上监测矿区的空气质量。监测方法以常规方法布点监测为主，有条件的可采用自动监测系统，甚至采用遥感遥测技术。
(2)以矸石山为中心，在矸石山的周围土壤的污染最为严重，远离矸石山的地方土壤污染逐渐减轻。对土壤污染的监测，主要采用火焰原子吸收分光光度计测定其中的重金属含量。
(3)煤矸石经日晒、风化、分解、雨淋，产生大量的酸性水或携带重金属的离子水，导致地下水质或地表水的污染。水污染监测方法主要采用标准分析方法，对水体中有害重金属元素的测定，主要是采用分光光度法、原子吸收分光光度法等。
作者：姜明滕永海单位：龙口市高新技术创业服务中心煤科集团唐山研究院有限公司
