煤矸石风化物不同粒级中重金属镉含量及其形态变化

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1、生态环境学报2009,18(5):1761-1763http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com煤矸石风化物不同粒级中重金属镉含量及其形态变化魏忠义，韩周，王秋兵沈阳农业大学土地与环境学院，辽宁沈阳110866摘要：对抚顺西露天矿煤矸石山表层煤矸石风化母岩进行多点取样，风化物筛分成>2mm、2~0.25mm和<0.25mm等3个粒级，分析测定了矸石山表层母岩及其风化物不同粒级中Cd含量及其形态

2、变化特征。结果表明：煤矸石母岩及其风化物中Cd全量超过土壤环境质量2级标准，页岩、泥岩及其风化物pH值7.2~8.6，但燃后泥岩pH值4.9。碳质页岩2~0.25mm粒级风化物中Cd损失最多，为73.6%；<0.25mm细粒级Cd损失较少，为17.0%，这与细颗粒的表面吸附作用有关；泥岩及其各粒级风化物Cd元素不易损失，其Cd含量变化也相对较小；但燃后泥岩风化物中的Cd较容易损失。煤矸石风化物各样品类型中的Cd均以残渣态为主，可还原态和弱酸可提取态所占比例次之，可氧化态所占比例最小。弱酸可提取态Cd

3、在细颗粒风化物中所占比例较高。关键词：煤矸石；粒级；镉（Cd）；化学形态中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1674-5906（2009）05-1761-03煤矸石是煤炭开采和洗选过程的产物，煤矸石通过对矸石山及周边情况调查，在矸石山表层在我国是第一大工业固体废弃物，多年巨量堆积而进行了条件取样，多处寻找符合研究目标的页岩、成矸石山。煤矸石风化与雨水淋溶作用导致煤矸石泥岩及燃后矸石等典型原状多粒级风化样品，以2中重金属等元素发生迁移，进入周边水土环境，造mm、0.25mm粒级为分界对风化样品进

4、行了筛分分[1-3]成土壤及地下水的污染。研究煤矸石风化物重金组，得到>2mm、2~0.25mm、<0.25mm等3个粒属元素含量及其形态变化，可为矸石风化过程中污级的样品，并对各粒级样品进行了重金属Cd含量、染元素淋溶迁移量的估算提供依据。以往研究较多化学形态及其相关项目的分析测定。的是对矸石山附近土壤与水体直接取样，分析表层1.3样品分析方法[4-5]风化物元素的含量、形态与分布，但污染物往往样品粒级采用筛分法；Cd全量测定采用[6]是多种来源而不易区分；而且取样多按照常规农田ICP-OES；C

5、d化学形态采用BCR三步提取法；土壤取样方式进行，往往忽略矸石山表层风化物的pH值采用pH计；数据处理采用Excel软件。具体“土壤”条件。为此，本文从表层矸石风化物着2结果与讨论手，改进以往取样方式，在煤矸石山表层多处寻找2.1煤矸石及其风化物中Cd含量基于同一块矸石的风化样品，其各粒级风化物均来煤矸石、泥岩及其风化物中Cd含量测定结果自同一块母岩，以研究风化样品各不同粒级中Cd见表1。页岩、泥岩及其风化物中Cd平均含量都较的含量及形态特征，可为矸石山污染重金属淋溶迁高，均超过土壤环境质量2级标准

6、，是土壤环境质移量的确定提供依据。量2级标准的1.8倍。煤矸石风化物中Cd含量均低1材料与方法于相应的母岩中Cd含量，表明Cd元素在矸石风化1.1研究区概况过程中淋失。煤矸石及其风化物pH值中性偏碱，矸石山（也称西排土场）位于抚顺西露天矿坑2表1矸石山表层矸石及其风化物中Cd含量以西2.5km，占地面积12.9km，堆积高度120m，32Table1ThecontentsofCdincoalwasteanditsweathering矸石堆积量8.6亿m，顶部平台面积7.69km，是inthesurf

7、aceofcoalwastedump西露天矿最大的一座矸石山。西排土场表层排弃物-1样品类型pHw(Cd)/(mg·kg)主要由碳质页岩、绿色泥岩等物料组成，混杂堆积，碳质页岩风化物7.20.89周边土壤类型为棕壤，种植作物主要是玉米和小碳质页岩母岩7.81.06麦。抚顺属大陆性季风气候，年平均气温6℃，年绿色泥岩风化物7.60.87均降水量800mm。绿色泥岩母岩8.60.94土壤环境质量2级标准>6.50.601.2样品采集基金项目：辽宁省教育厅创新团队项目（2006T120）；辽宁省自然科学基

8、金项目（2040520）作者简介：魏忠义（1967年生），男，教授，博士，主要从事矿区土地复垦教学与研究。E-mail:drweizy@163.com收稿日期：2009-08-131762生态环境学报第18卷第5期（2009年9月）泥岩最高为8.6，较页岩稍高。表3煤矸石风化物不同粒级中各化学形态Cd的分布Table3ChemicalspeciationofCdindifferentparticle2.2煤矸石风化物不同粒级中Cd含量sizesofcoalwastes