孙 浩，周春财，徐仲雨，周 利，刘桂建

(中国科学技术大学地球和空间科学学院，中国科学院壳幔物质与环境重点实验室 合肥 230026)

0 引言

我国是煤炭资源大国，而且能源结构以燃煤为主[1]。截至2015年，我国煤炭占能源消费总量比重的64%[2]。煤炭开采、利用过程中会产生大量固体废弃物[3]。统计表明，我国2012年煤矸石产量达6.2亿t，约占全国工业固废产量的40%[4]。大量的煤矸石、粉煤灰和煤泥等固体废弃物在矿区周边地表堆积，不仅占用大量的耕地资源，而且固体废弃物中含有多种有害微量元素(As、Pb、Cr、Cu和Zn等)[5-6]。在雨水冲刷或风力剥蚀的作用下，这些有害微量元素会从固废中析出，进入土壤、水体和空气中，对矿区周边的生态环境造成巨大危害[7-9]。张明亮等[10]对山东某矿区研究发现，矸石山周边表层土壤中的Zn、Pb、Cr和Cu较高，表层土壤重金属含量随着距煤矸石堆的距离增加而呈明显的下降趋势；印度Raniganj煤田矸石山周边土壤中Cr、Cu、Ni和Zn含量超过欧洲最大农业土壤标准[11]；魏勇等[12]对淮南矿区矸石山周边土壤中6种微量元素含量进行研究，结果表明Cd，Cr，Cu，Ni，Pb和Zn的含量水平横向分布趋势特征不明显，但矿区土壤的污染具有时间累积效应。

淮北矿区位于安徽省北部，地处华东地区腹地，以煤炭储量丰富而闻名，为我国五大煤田之一。淮北煤田已探明地质储量为98亿t，煤种范围从气煤到贫煤，其中肥煤和焦煤占储量的一半以上[13]。区域属于温带半湿润季风气候区，夏季盛行东南风，冬季以东北风为主。淮北市是安徽省重要的工业城市之一，2016年全年原煤产量4 500.3万t，洗精煤1 434.7万t[14]。……