煤炭资源开发对土壤和地下水环境的影响

 

     煤炭资源开发对土壤化学性质的影响主要表现在土壤氮、磷等养分元素损失上。张丽娟等研究表明，沉陷区土壤中养分出现下降趋势，其中全氮、全磷、速效钾的下降达到显著或极显著水平;采煤塌陷可使土壤中营养元素随裂隙流入采空区，造成土壤养分短缺。在氮的流失途径中，硝态氮可以从土壤剖面淋至较深的土层;水解性有机氮(一般占全氮的50%～70%)可以通过微生物的矿化作用转化为易流失的无机态氮。在磷的流失途径中，磷可以随淋溶作用进入深层土壤，使土壤磷元素损失。

 

 

     煤炭资源开发产生的土地沉陷还会导致土壤结构产生变化，从而造成土壤质量下降。何金军研究表明，塌陷试土壤总孔隙度明显变小，土壤毛管孔隙度明显变大，非毛管孔隙度显著变小。由于土壤机械组成粗，物理性黏粒少，导致土壤比表面积较小，持水保肥能力弱，矿质养分低，抗蚀能力差，从而严重影响肥料赋存特征发生了明显改变，因此不利于植物生长和植被恢复。张发旺等研究发现，采煤引起土体下沉，增加了土壤密实度，从而使土壤体的孔隙性产生变化，土壤结构性发生变异，导致土壤物理性质恶化，农作物减产。也有研究发现，采煤造成土体一定程度的松动，使土壤容重有一定程度的降低，从而对土壤的透气性、透水性、持水性、溶质迁移能力以及土壤的抗侵蚀能力都有较大的影响。此外，煤炭开采导致土壤剖面耕作层厚度减小，土壤各土层产生垮落、错动，改变土壤剖面，使土壤原有质量受到影响。

 

      煤炭开采对土壤地下水地下水的影响巨大，主要表现为煤矿开采区形成的劣质矿井水：含悬浮物矿井水、高矿化度井水(矿井苦咸水)、酸性矿井水和含有害元素矿井水(主要为含氟、铁、锰、铜、锌、铅及铀、镭元素的水)。

 

      煤矿矿井水具有显著的煤矿行业特征，具体表现在：

 

      (1)煤矿矿井水的悬浮物含量明显高于地表，且不稳定，感官性状差;

 

      (2)悬浮物粒度小、密度小、沉降效果差;

 

      (3)混凝的过程中矾花形成困难，沉降效果差;

 

      (4)Fe、Mn含量高，其含量大于30mg/L 的矿井水较为普通，与高悬浮物相互影响，去除困难;

 

      (5)含有机污染物和特殊污染物。