采煤塌陷水体温度和pH值对底泥氮磷释放影响

陈晓晴，高良敏，胡友彪，张海涛

(安徽理工大学地球与环境学院, 安徽 淮南 232001)

煤炭是我国的主要能源，其中95%都来自于地下开采。煤炭开采之前地表多以农田为主，主要种植有小麦、大豆、玉米和水稻等农作物，因此，农业施肥成为农田土壤中氮、磷元素的主要来源。由于长期采煤活动，造成地表发生沉降和塌陷，原始农田不断积水直至淹没，土壤中的氮、磷以内源氮、磷的形式逐渐释放出来。随着煤矿开采强度、范围和深度不断的增加，采煤塌陷区的面积也在不断增长。据不完全统计，截至2013a由于地下煤炭开挖形成的塌陷区面积已达1.0×10km，预计2020a前后，全国采煤塌陷区域面积将会增至1.5×10km。氮、磷元素不仅是水体中生物的营养元素，也是富营养化成因的主要控制因素。近年来，国内外学者对湖泊、水库和采煤塌陷区等水体富营养化研究时发现，水体温度和pH值对底泥氮、磷元素的释放和水体中氮、磷元素的富集和释放起着十分重要的作用。随着采煤塌陷区面积的不断增大，塌陷区水体富营养化问题也日益突出，严重影响着周边居民的正常生活和农、林、渔业的发展。

潘集采煤塌陷区位于安徽淮南中部，是淮南矿区目前最大的塌陷区域大之一。该塌陷区面积达18.82km，平均水深为3.48m，最深处达9m。塌陷水域周围分布着农田，水体总体上处于富营养化状态，且有加重趋势。为此，本文以潘集采煤塌陷区为例，通过现场采样、室内测试和模拟实验，研究不同水体温度和pH值条件下底泥氮、磷释放的变化特征和规律，为今后采煤塌陷区水体富营养化的科学、有效防控提供理论支持和参考依据。……