【分享交流】煤矸石生态修复利用及其重金属污染防控研究进展

煤矸石是我国大宗固废之一，其堆存占用了大量土地资源，同时长期堆存可产生地质灾害、环境污染等一系列生态环境问题，严重制约了煤炭行业的可持续发展。煤矸石大规模消纳迫在眉睫，而煤矸石生态修复利用是实现煤矸石大规模消纳的有效途径。本文综述了国内外煤矸石中的元素和矿物组分、煤矸石生态修复利用技术、煤矸石生态修复利用中重金属释放风险及其污染防控措施，并提出了煤矸石生态修复安全利用建议。煤矸石中富含氮、磷、钾和有机质等营养元素和物质，且矿物以石英和黏土矿物为主，可为煤矸石生态修复利用提供必要的物质基础。煤矸石可通过填沟造地和制备植生基质实现煤矸石生态修复利用。但部分煤矸石中重金属和硫含量高，存在产酸和重金属释放风险，使大规模生态修复利用受到了一定的制约。微生物技术、氧化菌抑制技术及重金属钝化技术等技术手段可有效控制煤矸石中重金属释放。针对重金属和硫含量高的煤矸石，需加强对煤矸石生态修复利用过程中重金属的环境行为研究，同时研发物理、化学和微生物多途径联用技术，抑制产酸和重金属释放，实现煤矸石生态修复安全利用。同时加强监测煤矸石生态修复过程中重金属的潜在生态环境风险，实现煤矸石生态修复安全利用。

煤矸石生态修复利用是煤矸石综合利用的有效途径，但其受到产酸和重金属释放的制约。本文综述了国内外煤矸石元素和矿物组分、煤矸石生态修复利用技术和煤矸石中重金属释放和防控技术，得到以下结论，并提出建议。

1）煤矸石以石英和黏土矿物为主，并富含氮、磷、钾和有机质等植物生长需要的营养元素和物质，为煤矸石生态利用提供了物质基础。煤矸石生态修复利用主要包括填沟造地、煤矸石植生基质制备。但煤矸石生态修复利用需尽可能地大规模使用煤矸石，同时降低成本和环境风险，寻求“基于自然”的大宗工业固废综合利用方案。

2）煤矸石中常含有一定量的重金属，且因煤矸石产酸可导致重金属释放，带来一定的环境风险。煤矸石中重金属的释放受到环境pH值、有机酸、Fe3+、氧化还原条件及煤矸石粒径等多种因素影响。但煤矸石中重金属的赋存及其在大规模生态修复利用过程中的环境行为尚不清楚，需要重点关注，从而指导煤矸石生态修复安全利用。

3）微生物技术、氧化菌抑制技术及重金属钝化技术可实现煤矸石生态修复利用中重金属的污染防控。微生物技术需额外碳源成本较高，氧化菌抑制技术存在二次污染风险，重金属钝化技术存在长效性等问题，这些因素限制了相关技术大规模的应用。因此，今后需结合不同煤矸石的性质，研发物理、化学、微生物的联用技术，实现经济可行、二次环境污染风险可控、重金属污染防控效果好的煤矸石生态修复安全利用。同时要加强煤矸石生态修复过程中的重金属污染监测，评价重金属释放环境风险。