煤矸石充填土壤中多环芳烃的迁移规律研究.pdf

★洁净利用与深加工★ 移动扫码阅读 引用格式乔元栋,罗化峰,宁掌玄,等􀆱煤矸石充填土壤中多环芳烃的迁移规律研究 [J]􀆱中国煤炭,２ ０ ２ ０,４ ６ ７ ７ ３－７ ８ 􀆱 Q i a oY u a n d o n g,L u oH u a f e n g,N i n gZ h a n g x u a n,e ta l 􀆱S t u d yo nt h em i g r a t i o nr u l eo fp o l y c y c l i ca r o m a t i c h y d r o c a r b o n s i nt h es o i l f i l l e dw i t hc o a l g a n g u e[J]􀆱 C h i n aC o a l,２ ０ ２ ０,４ ６７ ７ ３－７ ８ 􀆱 煤矸石充填土壤中多环芳烃的迁移规律研究 乔元栋１ 罗化峰１ 宁掌玄１ 程虹铭１ 冯美生２ 郭飞龙３ １ 􀆱山西大同大学煤炭工程学院,山西省大同市,０ ３ ７ ０ ０ ３; ２ 􀆱山西大同大学建筑与测绘工程学院,山西省大同市,０ ３ ７ ０ ０ ３; ３ 􀆱同煤集团忻州窑煤矿,山西省大同市,０ ３ ７ ０ ０ １ 摘 要 研究了煤矸石在不同埋藏时间和覆土深度过程中所含多环芳烃 P AH s的迁 移规律.研究结果表明,煤矸石所含多环芳烃随着埋藏时间和覆土深度的增加呈现出逐渐减 少的趋势,当埋藏时间达到１ ０a时,除了少量菲以外,基本上全部迁移到周围土壤中;煤 矸石中多环芳烃的迁移速率变化为中分子量物质＜小分子量物质＜高分子量物质;在淋溶作 用下,埋藏时间对优控P AH s迁移的影响与埋藏深度的增加相比对迁移的影响更大. 关键词 煤矸石 复垦土壤 多环芳烃 迁移规律 中图分类号 T D ８ ４ ９ 文献标识码 A 基金项目山西省教育厅科技处项目 ２ ０ １ ７ １ ６ ４ ,大同市应用基础研究计划项目 ２ ０ １ ７ １ ２ ８ S t u d yo nt h em i g r a t i o nr u l eo fp o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n s i nt h e s o i l f i l l e dw i t hc o a l g a n g u e Q i a oY u a n d o n g １, L u oH u a f e n g １, N i n gZ h a n g x u a n １, C h e n gH o n g m i n g １, F e n gM e i s h e n g ２, G u oF e i l o n g ３ １ 􀆱S c h o o l o fC o a lE n g i n e e r i n g,S h a n x iD a t o n gU n i v e r s i t y,D a t o n g,S h a n x i ０ ３ ７ ０ ０ ３,C h i n a; ２ 􀆱S c h o o l o fA r c h i t e c t u r a l a n dS u r v e y i n gE n g i n e e r i n g,S h a n x iD a t o n gU n i v e r s i t y,D a t o n g,S h a n x i ０ ３ ７ ０ ０ ３,C h i n a; ３ 􀆱X i n z h o u y a oC o a lM i n eo fD a t o n gC o a lM i n eG r o u p,D a t o n g,S h a n x i ０ ３ ７ ０ ０ １,C h i n a A b s t r a c t T h ea u t h o r ss t u d i e dt h em i g r a t i o n l a wo fp o l y c y c l i ca r o m a t i ch y d r o c a r b o n sP AH si nc o a lg a n g u ew i t hd i f f e r e n t b u r i a l t i m ea n dc o v e r i n gd e p t h 􀆱T h er e s u l t ss h o w e dt h a t t h eP AH s i nc o a l g a n g u ed e c r e a s e dw i t ht h e i n c r e a s eo fb u r i a l t i m ea n d c o v e r i n gd e p t h 􀆱 W h e nt h eb u r i a l t i m er e a c h e d１ ０y e a r s,a l l e x c e p tas m a l la m o u n to fp h e n a n t h r e n em i g r a t e dt ot h es u r r o u n d i n g s o i l;t h eo r d e ro f t h em i g r a t i o nr a t eo fP AH s i nc o a lg a n g u ef r o ms m a l l t ol a r g ew a sm e d i u m m o l e c u l a rw e i g h tm a t e r i a l,s m a l l m o l e c u l a rw e i g h tm a t e r i a l,h i g hm o l e c u l a rw e i g h tm a t e r i a l;u n d e re l u v i a t i o n,t h ei n f l u e n c eo fb u r i a l t i m eo nm i g r a t i o no fc o n Ｇ t r o l l e dP AH sw a sg r e a t e r t h a nt h a to fb u r i a l d e p t h 􀆱 K e yw o r d s c o a l g a n g u e,r e c l a m a t i o ns o i l,P AH s,m i g r a t i o n l a w 我国现有重点煤矸石山多达１ ０ ０ ０座,矸石堆 积量约３ ０亿t,然而煤矸石的利用率却较低 目前 不足１ ５％ .目前,煤矸石除少部分用于制砖或煅 烧水泥、发电、铺路、生产建筑材料、生产化工原 料、煤矸 石 充 填 外,绝 大 部 分 煤 矸 石 被 露 天 堆 存[ １－２].煤矸石长期堆放容易发生一系列物理化学 变化,导致煤矸石中有毒有害物质析出,这些物质 渗透到周围土壤和水体中,将会对生态环境和人体 ３７ 煤矸石充填土壤中多环芳烃的迁移规律研究 健康造成危害[ ３－４]. 近年来,作为一种新型煤矸石山处理方法,煤 矸石会被作为充填基质,覆盖一定厚度的黄土重构 土壤,从而减少地表沉陷,也可降低煤矸石占用土 地以及二次污染.然而,煤矸石作为充填基质,可 能会对浅层地下水造成污染.针对这一问题,许多 学者开展了广泛研究,如采用淋溶柱模拟酸雨动 态、静态或浸泡的方式对煤矸石中化学物质进行浸 出试验,揭示重构土壤中重金属及有机污染物的迁 移规律,特别是研究有害无机物质的含量,迁移转 化规律及其环境效应[ ５－１ ５].李娟娟等研究人员发 现重构土壤所种植的农作物,普遍遭受了重金属污 染[ １ ６];董雯红等研究人员发现重构土壤表层覆土０ ２ ０c m内,锌 Z n含量明显增高,覆土４ ０c m 处铜 C u和Z n含量也明显增高,而小麦根系中 重金属含量在２种充填重构土壤中的区别较小[ １ ７]; 王曦发现煤矸石是充填重构土壤中重金属含量高的 主要影响因素,其中镉 C d元素在土壤中的含 量明显增多,铅 P b和汞 H g在土壤中的迁 移较少,变化较小[ １ ８].由此可见,煤矸石在充填 过程中经过一定时间的淋溶,会向土壤中释放一定 量的有害无机物,造成环境污染.而对于煤矸石重 构土壤中有害有机污染物的分布赋存及迁移特征等 方面的研究则相对较少,然而有机污染物对人体有 致癌和致变隐患,其中芳烃物质对人体的危害首当 其冲,所以研究煤矸石重构土壤中芳烃的分布和迁 移规律,具有重要意义.高波[ １ ９]研究了关闭煤矿 井下多环芳烃的迁移规律及生物降解机理,结果表 明在模拟关闭煤矿缺氧Ｇ避光条件下,煤和煤矸石 中的多环芳烃将持续向地下井水中释放. 同煤集团忻州窑煤矿针对现存的占地面积为 １ ８ 􀆱 ２ ４万m ２、堆存量为６ ０ ０多万t的煤矸石山[２ ０], 按照重塑地貌、恢复植被的治理主线,采用自下而 上、推平堆积、分层碾压、黄土覆盖的排矸覆土方 法治理煤矸石山,从而实现矸石山的绿化、硬化和 美化.然而对于排矸覆土法治理后煤矸石山中所含 的易挥发、迁移、长期积累的有机烃类污染物 主 要是P AH s类对周围土壤的影响尚未展开系统 地研究.笔者从排矸覆土法治理后的煤矸石山采集 了不同覆土深度和埋藏时间的煤矸石,利用索氏抽 提法抽提出其中的有机物,并通过柱层析法富集抽 提物中美国国家环保局 U S E P A,简称E P A规 定的优先控制的１ ６种P AH s,利用气相色谱－质 谱联用仪 G C Ｇ M S测定芳烃物质中优控多环芳 烃的种类和含量,从而获得多环芳烃在复垦土壤中 的迁移规律,该研究结果将为煤矸石的土壤重构和 矿区生态环境修复提供技术参考. １ 试验材料 １ 􀆱 １ 样品 样品采自同煤集团忻州窑煤矿生态修复的煤矸 石山不同埋藏时间和深度的煤矸石 埋藏时间为 ２４a且埋藏深度为５ ０c m、埋藏时间为２４a且 埋藏深度为２ ０ ０c m、埋藏时间为５７a且埋藏深 度为５ ０c m、埋藏时间为５７a且埋 藏深度为 ２ ０ ０c m、埋藏时间为１ ０a且埋藏深度为１ ０ ０ ０c m 以 及 新 鲜 煤 矸 石, 样 品 编 号 分 别 为M g Ｇ ２ Ｇ ４ Ｇ ５ ０、M g Ｇ ２ Ｇ ４ Ｇ ２ ０ ０、M g Ｇ ５ Ｇ ７ Ｇ ５ ０、M g Ｇ ５ Ｇ ７ Ｇ ２ ０ ０、M g Ｇ １ ０ Ｇ １ ０ ０ ０和镁 M g .将样品破碎研磨至 ２ ０ ０目左 右,在２ ０ ０℃下烘干２h后装入密封袋中备用. １ 􀆱 ２ 试验方法 每个煤矸石样品取５ ０g,以二氯甲烷 分析纯 旋转蒸发提纯为溶剂,采用５ ０ ０m L索氏抽提器 抽提２ ４h,在抽提器底部的平底烧瓶内加入铜片 ５６片 ,抽提物内加入无水碳酸钠脱除所含水 分,经旋转蒸发仪浓缩定容至１m L,再经过１∶２ 质量比的氧化铝－硅胶层析柱分别采用正己烷、 二氯甲烷和甲醇洗涤分离出抽提物中的饱和烃、芳 香烃和极性物质.层析柱纯化的芳香烃经旋转蒸发 仪浓缩定容至１m L,放置于细胞瓶内储藏于冰箱 内备用. 采用A g i l e n t６ ８ ９ ０型气相色谱Ｇ质谱仪进行分 析,色谱柱采用弹性石英毛细管柱,起始温度为 ６ ０℃,停留５m i n后以升温速率为４℃/m i n升温 至２ ５ ０℃并保持１ ０m i n.载气为高纯N２,进样方 式为不分流,进样量为１μL,电离方式为电子轰 击源,电能量为７ ０e V,散发电流为１mA,根据 P AH s标准图谱和质谱数据库对检测物质做定性检 测,物质的定量使用外标法,标样为９ ９％的纯物 质配置而成. ２ 结果与讨论 ２ 􀆱 １ 不同埋藏时间和深度煤矸石中的P AH s种类 含量分析 对煤矸石进行索氏提取法提取的E P A优控 P AH s含量分析见表１. ４７ 中国煤炭第４ ６卷第７期２ ０ ２ ０年７月 表１ 索氏提取法提取E P A优控P AH s含量分析表 μg /g P AH s M g M g Ｇ ２ Ｇ ４ Ｇ ５ ０M g Ｇ ２ Ｇ ４ Ｇ ２ ０ ０M g Ｇ ５ Ｇ ７ Ｇ ５ ０M g Ｇ ５ Ｇ ７ Ｇ ２ ０ ０M g Ｇ １ ０ Ｇ １ ０ ０ ０ 萘 １ 􀆱 ８ ４１ 􀆱 ０ ４０ 􀆱 ９ ６０ 􀆱 ３ ７０ 􀆱 ２ ４＜D L 苊 ＜D L＜D L＜D L＜D L＜D L＜D L 二氢苊 ＜D L＜D L＜D L＜D L＜D L＜D L 芴 ０ 􀆱 ７ ２０ 􀆱 ４ ２０ 􀆱 ３ ８０ 􀆱 ２ ４＜D L＜D L 菲 ４ 􀆱 ０ ６１ 􀆱 ０ ６０ 􀆱 ３ ６０ 􀆱 ２ ８０ 􀆱 ２ ２０ 􀆱 １ ２ 蒽 ６ 􀆱 ８ ２３ 􀆱 ５ ０３ 􀆱 ０ ８１ 􀆱 ５ ２＜D L＜D L 荧蒽 １ 􀆱 ５ ２１ 􀆱 ４ ８０ 􀆱 ２ ４＜D L＜D L＜D L 芘 １ 􀆱 ８ ２１ 􀆱 ４ ８１ 􀆱 ３ ６１ 􀆱 １ ２０ 􀆱 ６ ４＜D L 苯并 [ a]蒽２ 􀆱 ３ ４０ 􀆱 ９ ４０ 􀆱 ７ ８０ 􀆱 ５ ４＜D L＜D L 屈 １ 􀆱 ２ ４１ 􀆱 ０ ２０ 􀆱 ９ ８０ 􀆱 ６ ４＜D L＜D L 苯并 [b]荧蒽 ３ 􀆱 ８ ２２ 􀆱 ８ ６１ 􀆱 １ ２１ 􀆱 ０ ５＜D L＜D L 苯并 [k]荧蒽 ０ 􀆱 ３ ８＜D L＜D L＜D L＜D L＜D L 苯并 [ a]芘０ 􀆱 ９ ０＜D L＜D L＜D L＜D L＜D L 茚并 [ １,２,３ Ｇ c,d]芘０ 􀆱 ５ ８＜D L＜D L＜D L＜D L＜D L 二苯并 [ a,h]蒽０ 􀆱 ５ ２＜D L＜D L＜D L＜D L＜D L 苯并 [ g,h,i]芘０ 􀆱 ４ ０＜D L＜D L＜D L＜D L＜D L 􀰒P AH s２ ５ 􀆱 １ ２１ ２ 􀆱 ７ ６８ 􀆱 ３ ０５ 􀆱 ３ ９０ 􀆱 ８ ６０ 􀆱 １ ２ 由表１可以看出,新鲜煤矸石抽提出了除苊和 二氢苊以外的其他１ ４种优控P AH s,这可能是由 于同煤集团忻州窑煤矿煤矸石中不含这２种P AH s 或其含量低于检测上限所造成的.新鲜煤矸石抽提 出的菲和蒽含量占到总P AH s含量的４ ０ 􀆱 ４％,说 明该煤矸石中这２种P AH s含量较高,可能与该 地区原煤中相关组分有关.不同埋藏时间和深度的 煤矸石有机物抽提出的各种优控P AH s含量以及 总量,都随着覆土覆盖时间的延长和埋藏深度的增 加呈现出逐渐减少的趋势.当煤矸石埋藏时间达到 １ ０a时,煤矸石中所含的优控P AH s除了少量的 菲以外,基本上全部低于最低检测量,这表明作为 充填基质复垦土壤的煤矸石中所含优控P AH s绝 大部分在淋溶作用下发生了析出和渗透迁移转化, 这些P AH s有机物极易对周边土壤和地下水产生 污染. ２ 􀆱 ２ 同一埋藏时间、不同覆土深度对煤矸石中 P AH s种类分布的影响 为了进一步详细讨论埋藏时间和覆土深度对煤 矸石中P AH s种类分布的影响,把优控P AH s分 成小分子量P AH s 三环的P AH s,简称LMW Ｇ P AH s 、 中 分 子 量P AH s 四 环 的P AH s, 简 称MMW Ｇ P AH s和高分子量P AH s 五环和六环 的P AH s, 简 称HMW Ｇ P AH s . 埋 藏 时 间 为 ２４a时不同覆土深度P AH s的分布如图１所示. 图１ 埋藏时间为２４a时不同覆土深度P AH s的分布 由图１可以看出,对于煤矸石的覆土埋藏时间 为２４a、埋藏深度分别为５ ０c m和２ ０ ０c m时, 小分子量P AH s的总量随着埋藏深度的增加分别 减少了５ ２ 􀆱 ７％和６ ２ 􀆱 ４％,这说明在埋藏时间相同 的条件下,当埋藏深度从５ ０c m增加到２ ０ ０c m时, 小分子量P AH s的总量多下降了９ 􀆱 ７％,尤其是菲 的含量下降最快,这表明煤矸石在覆土层内通过淋 溶和渗透作用,使得所含的小分子量P AH s逐渐 迁移到周围土壤中;中分子量P AH s的总量随着 埋藏深度的增加分别减少了２ ９ 􀆱 ０％和５ １ 􀆱 ４％,这 说明 在 埋 藏 时 间 相 同 的 条 件 下,当 埋 藏 深 度 从 ５ ０c m增加到２ ０ ０c m时,中分子量P AH s的总量 多下降了２ ２ 􀆱 ４％,尤其以苯并 [a]蒽和荧蒽的下 ５７ 煤矸石充填土壤中多环芳烃的迁移规律研究 降速度最快,与小分子量P AH s的最大下降量相 差１ １％,表明中分子量P AH s与小分子量P AH s 相比不易迁移到周围的土壤中;高分子量P AH s 的总量随着埋藏深度的增加分别减少５ ６ 􀆱 ７％和 ８ ３ 􀆱 ０％,这说明在埋藏时间相同的条件下,当埋藏 深度从５ ０c m增加到２ ０ ０c m时,高分子量P AH s 的总量多下降了２ ６ 􀆱 ３％,除了苯并 [b]荧蒽之外 所有的污染物低于最低检测量,与小分子量P AH s 和中分子量P AH s的 最 大 下 降 量 相 比 多 下 降 了 ２ ０ 􀆱 ６％和３ １ 􀆱 ６％,表明高分子量P AH s与小分子 量P AH s和中分子量P AH s相比,在淋溶作用下 更容易迁移到周围的土壤中.以上结果表明,煤矸 石中优控的P AH s在埋藏时间为２４a时,随着 埋藏深度的增加,各种P AH s逐渐迁移到土壤中, 其中高分子量物质与小分子量和中分子量物质相比 更易发生迁移,造成环境污染. 埋藏时间为５７a时不同覆土深度P AH s的 分布如图２所示. 图２ 埋藏时间为５７a时不同覆土深度P AH s的分布 由图２可以看出,对于煤矸石的覆土埋藏时间 为５７a、埋藏深度为５ ０c m和２ ０ ０c m时,小分 子量P AH s的总量随着埋藏深度的增加分别减少 了８ １ 􀆱 １％和９ ６ 􀆱 ４％,这说明在埋藏时间相等的条 件下,当埋藏深度从５ ０c m增加到２ ０ ０c m时,小 分子量P AH s的总量多下降了１ ５ 􀆱 ３％;中分子量 P AH s随 着 埋 藏 深 度 的 增 加 分 别 减 少６ ６ 􀆱 ８％和 ９ ０ 􀆱 ８％,这说明在埋藏时间相等的条件下,当埋藏 深度从５ ０c m增加到２ ０ ０c m时,煤矸石中所含有 的中分子量P AH s的总量下降了２ ４％,与小分子 量P AH s的最大下降量相差了５ 􀆱 ６％,表明中分子 量P AH s与小分子量P AH s相比迁移到周围土壤 中的速率较慢;高分子量P AH s的总量随着埋藏 深度从５ ０c m增加到２ ０ ０c m分别减少了８ ４ 􀆱 １％和 １ ０ ０％,这说明在埋藏时间相同的条件下,随着埋 藏深度的增加,煤矸石中高分子量P AH s向土壤 中迁移的量也逐渐增加.此外,除了苯并 [ b]荧 蒽,其他所检测的污染物都低于最低检测量,与小 分子量P AH s和中分子量P AH s的最大下降量相 比多下降了３ 􀆱 ６％和９ 􀆱 ２％,表明高分子量P AH s 与小分子量P AH s和中分子量P AH s相比在淋溶 作用下更容易全部迁移到周围的土壤中.以上结果 表明,煤矸石埋藏时间为５７a时,随着埋藏深 度的增加,煤矸石在覆土层内通过淋溶和渗透作用 使得所含P AH s 除了菲以外逐渐甚至全部迁移 到周围土壤中,从而造成环境污染. ２ 􀆱 ３ 同一覆土深度、不同埋藏时间对P AH s种类 分布的影响 覆土深度为５ ０c m时不同埋藏时间P AH s的 分布如图３所示. 图３ 覆土深度为５ ０c m时不同埋藏时间P AH s的分布 由图３可以看出,当煤矸石埋藏深度为５ ０c m 且埋藏 时 间 为２４a和５７a时,小 分 子 量 P AH s的总 量 随 着 埋 藏 时 间 的 增 加 分 别 减 少 了 ５ ２ 􀆱 ７％和８ １ 􀆱 １％,这说明在埋藏深度相同的条件 下,当埋藏时间从２４a增加到５７a时,小分 子量P AH s的总量多下降了２ ８ 􀆱 ４％,尤其是菲的 含量下降最快,表明煤矸石在覆土层内通过淋溶和 渗透作用使得所含小分子量P AH s逐渐迁移到周 围的土壤中;中分子量P AH s的总量随着埋藏时 间的增加分别减少了２ ９ 􀆱 ０％和６ ６ 􀆱 ８％,这说明在 埋藏深度相同的条件下,当埋藏时间从２４a增 加到５７a时,中分子量P AH s的总量多下降了 ３ ７ 􀆱 ８％,尤其以苯并 [a]蒽的下降速度最快,与 小分子量P AH s的最大下降量相差了１ ４ 􀆱 ３％,表 ６７ 中国煤炭第４ ６卷第７期２ ０ ２ ０年７月 明中分子量P AH s与小分子量P AH s相比不易迁 移到周围的土壤中;高分子量P AH s的总量随着 埋藏时间的增加分别减少了５ ６ 􀆱 ７％和８ ４ 􀆱 １％,这 说明在埋藏深度相同的条件下,当埋藏时间从２ ４a增加到５７a时,高分子量P AH s的总量多下 降了２ ７ 􀆱 ４％,除了苯并 [b]荧蒽之外所有的污染 物均低于最低检测量,与小分子量P AH s和中分 子量P AH s的 最 大 下 降 量 相 比 多 下 降 了３％和 １ ７ 􀆱 ３％,表明高分子量P AH s与小分子量和中分 子量P AH s相比,在淋溶作用下更容易全部迁移 到周围的土壤中.通过分析证明,煤矸石中优控的 P AH s在埋藏深度为５ ０c m时,随着埋藏的时间的 增加,各种P AH s逐渐迁移到土壤中,其中高分 子量物质与小分子量和中分子量物质相比更易发生 迁移,从而造成环境污染. 覆土深度为２ ０ ０c m时不同埋藏时间P AH s的 分布如图４所示. 图４ 覆土深度为２ ０ ０c m时不同埋藏时间P AH s的分布 由图４可 以 看 出, 煤 矸 石 的 埋 藏 深 度 为 ２ ０ ０c m且埋藏时间为２４a和５７a时,小分子 量P AH s的总 量随着 埋 藏 时 间 的 增 加 分 别 减 少 ６ ２ 􀆱 ４％和９ ６ 􀆱 ４％,这说明在埋藏深度相同的条件 下,当埋藏时间从２４a增加到５７a时,小分 子量P AH s的总量多下降了３ ４％,表明煤矸石在 覆土层内通过淋溶和渗透作用,使得所含小分子量 P AH s 除了菲以外逐渐全部迁移到周围土壤 中;中分子量P AH s随着埋藏时间的增加逐渐减 少了５ １ 􀆱 ４％和９ ０ 􀆱 ８％,这说明在埋藏深度相等的 条件下,当埋藏时间从２４a增加到５７a时, 煤矸石中所含有的中分子量P AH s的总量多下降 了３ ９ 􀆱 ４％,与小分子量P AH s的最大下降量相差 了５ 􀆱 ６％,表明中分子量P AH s与小分子量P AH s 相比不易迁移到周围的土壤中;高分子量P AH s 的总量随着埋藏时间的增加逐渐减 少了８ ３％和 １ ０ ０％,这说明在埋藏深度相同的条件下,当埋藏 时间从２４a增加到５７a时,高分子量P AH s 的总量多下降了１ ７％,除了苯并 [b]荧蒽之外所 有的污染物很快就低于最低检测量,与小分子量 P AH s和中分子量P AH s的最大下降量相比多下 降了３ 􀆱 ６％和９ 􀆱 ２％,表明高分子量P AH s与小分 子量和中分子量相比,P AH s在淋溶作用下更容易 全部迁移到周围的土壤中.以上分析表明,煤矸石 中优控的P AH s在埋藏深度为２ ０ ０c m时,随着埋 藏时间的增加,各种P AH s逐渐迁移到土壤中, 其中高分子量物质与小分子量和中分子量物质相比 更易发生迁移,从而造成环境污染. 通过不同埋藏时间和不同覆土深度对煤矸石所 含优控P AH s的迁移规律进行研究,结果表明埋 藏时 间 的 增 加 使 得 小 分 子 量P AH s、中 分 子 量 P AH s和高分子量P AH s迁移最大增加１ ５ 􀆱 ３％、 ２ ４％和１ ５ 􀆱 ９％; 埋 藏 深 度 增 加 使 得 小 分 子 量 P AH s、中分子量P AH s和高分子量P AH s迁移最 大增加３ ４％、３ ９ 􀆱 ４％和１ ７％,这说明埋藏时间对 优控P AH s的迁移影响与埋藏深度的增加相比对 各种P AH s的迁移影响要大,表明随着埋藏时间 的增加将有更多的优控P AH s迁移到周围的土壤 中,从而造成环境污染. ３ 结论 通过对比不同覆土深度和埋藏时间下煤矸石中 所含优控多环芳烃的含量,从而得到的煤矸石作为 复垦土壤充填基质在淋溶作用下所含多环芳烃的迁 移规律如下所述. １新鲜煤矸石抽提出除了苊和二氢苊以外的 其他１ ４种优控P HA s,其 中菲和蒽的 含量在总 P HA s含量中占到４ ０ 􀆱 ４％以上. ２新鲜煤矸石作为充填基质被覆土所覆盖之 后,在淋溶作用下,所含１ ４种优控P HA s的含量 随着埋藏时间和深度的增加呈现出逐渐减少的趋 势,当埋藏时间达到１ ０a时,煤矸石中所含的优 控P HA s除了少量菲以外,基本上全部迁移到周 围土壤中. ３在一定的埋藏时间和覆土深度条件下,随 着覆土深度和埋藏时间的增加,煤矸石中所含的 P AH s量逐渐减少,迁移速率变化为中分子量物质 ７７ 煤矸石充填土壤中多环芳烃的迁移规律研究 ＜小分子量物质＜高分子量物质. ４在淋溶作用下,埋藏时间对优控P AH s 迁移的影响与埋藏深度的增加相比对迁移的影响 更大. 参考文献 [ １] 李向东,冯启言,秦胜,等􀆱矸石山植被恢复对土 壤中重金 属的 影响 [J]􀆱洁 净 煤 技 术,２ ０ ０ ８,１ ４ ４ １ ０ １－１ ０ ３ 􀆱 [ ２] 杨越．我国煤矸石堆存现状及其大宗量综合利用途 径 [ J]．中国资源综合利用,２ ０ １ ４６ １ ８－２ ２ 􀆱 [ ３] 付天岭,吴永贵,欧莉莎,等􀆱不同氧化还原环境 对煤矸石污染物质释放的影响 [ J]􀆱环境科学学 报,２ ０ １ ２,３ ２ １ ０ ２ ４ ７ ６－２ ４ ８ ２ 􀆱 [ ４] 张明亮,岳兴玲,杨淑英􀆱煤矸石重金属释放活性 及其污染土壤的生态风险评价 [ J]􀆱水土保持学 报,２ ０ １ １,２ ５ ４ ２ ４ ９－２ ５ ２ 􀆱 [ ５] 王新伟,钟宁宁,韩习运􀆱煤矸石堆积下多环芳烃 的淋溶 污 染 特 征 [J]􀆱环 境 工 程 学 报,２ ０ １ ３,７ ９ ３ ５ ９ ４－３ ６ ０ ０ 􀆱 [ ６] 卢岚岚,刘桂建,王兴明,等􀆱淮南顾桥矿土壤环 境中微量元素的分布及其生态风险评价 [ J]􀆱中国 科学技术大学学报,２ ０ １ ４,４ ４ ２ １ １ ９－１ ２ ７ 􀆱 [ ７] 李万鹏􀆱淋滤作用下煤矸石中污染物质的释放机理 及潜 在 生 态 风 险 评 价 [D]􀆱西 安 长 安 大 学, ２ ０ １ ７ 􀆱 [ ８] 陈祖拥􀆱马尾松生长对煤矸石Ｇ水Ｇ植物系统中锰的 迁移特性研究 [D]􀆱贵阳贵州大学,２ ０ １ ６ 􀆱 [ ９] 冯丽娟􀆱污泥堆肥施用土壤中多环芳烃的迁移转化 规律研究 [D]􀆱北京北京林业大学,２ ０ １ ４ 􀆱 [ １ ０] 董兴玲􀆱土工合成黏土衬垫中煤矸石淋滤液的迁移 机制与截污性能研究 [D]􀆱北京煤炭科学研究 总院,２ ０ １ ８ 􀆱 [ １ １] 杨金香􀆱木本植物修复煤矿复垦区重金属迁移规律 研究 [D]􀆱淮南安徽理工大学,２ ０ １ ２ 􀆱 [ １ ２] 吴思聪,陈孝杨,邢雅珍,等􀆱煤矸石充填复垦修 复区土壤有机碳空间分布研究 [J]􀆱煤炭工程, ２ ０ １ ８,５ ０１ １ １ ５ ０－１ ５ ５ 􀆱 [ １ ３] 刘焕,胡友彪,郑永红,等􀆱煤矸石充填复垦区土 壤重金属污染研究综述 [ J]􀆱广州化工,２ ０ １ ８,４ ６ １ ９ ２ ８－３ ０ 􀆱 [ １ ４] 陈孝杨,张凌霄,陈敏,等􀆱煤矸石组分与表土质 地对充填重构土壤导气率的影响 [ J]􀆱水土保持 学报,２ ０ １ ８,３ ２ ５ ９ ４－１ ０ ０ 􀆱 [ １ ５] 冯启言,刘桂建􀆱兖州煤田矸石中的微量有害元素 及其对土壤环境的影响 [ J]􀆱中国矿业大学学报, ２ ０ ０ ２,１ １１ ６ ７－６ ９ 􀆱 [ １ ６] 李娟娟,马金涛,杨占军,等􀆱矿区农用复垦地土 壤重金属污染评 [J]􀆱能源环境保护,２ ０ ０ ６,２ ０ ３ ６ １－６ ４ 􀆱 [ １ ７] 董霁红,卞正富,王贺封,等􀆱徐州矿区充填复垦 场地作物重金属含量研究 [ J]􀆱水土保持学报, ２ ０ ０ ７,２ １５ １ ８ ０－１ ８ ２ 􀆱 [ １ ８] 王曦􀆱基于煤矸石充填的重构土壤水分运移特征及 环境效应 以淮北矿区为例 [D]􀆱淮南安徽 理工大学,２ ０ １ ４ 􀆱 [ １ ９] 高波􀆱关闭煤矿多环芳烃的赋存特征及生物降解机 理研 究 [D]􀆱北 京 中 国 矿 业 大 学 北 京 , ２ ０ １ ９ 􀆱 [ ２ ０] 万小叶􀆱浅议忻州窑矿煤矸石治理及综合利用途径 [ J]􀆱同煤科技,２ ０ １ ７１ ２ ７－２ ９ 􀆱 作者简介乔元栋 １ ９ ７ ８－, 男, 山西浑源人, 副教 授, 博士研究生, 主要研究方向为矿山压力及岩层控制、 煤矸石治理及煤层气开发.E Ｇ m a i ld t d x q y d ＠１ ２ ６ 􀆱 c o m. 责任编辑 王雅琴 􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎􀪎 煤炭在世界一次能源中占比降至２ ７ ％ 近日,英国石油公司 B P发布 B P世界能源统 计年鉴２ ０ ２ ０年版指出,受经合组织 O E C O 国家需求急剧下降的影响,煤炭消费量减少了０． ６％,在一次能源中占比降至２ ７％,为过去１ ６年 来最低. 但煤炭作为发电最主要能源的地位未被撼动, 仍是最大单一发电来源,在全球总发电量中占比超 过３ ６％. ８７ 中国煤炭第４ ６卷第７期２ ０ ２ ０年７月