随着我国经济社会的不断发展，煤炭资源开采量逐年增加，相应地产生了大量的煤矸石。据不完全统计，目前全国煤矸石堆存量高达45亿吨以上，而且每年还在以3～4亿吨的排出量不断增长。煤矸石是煤炭开采过程中的必然产物，其暴露在自然环境中往往会发生一些物理、化学反应，并产生有毒、有害物质，造成矿区及周边地区生态环境的严重污染。为此，深入调查煤矸石堆场对周边地区土壤环境、水环境、大气环境、植物群落的影响，对于准确了解煤矸石生态影响并采取有效控制及恢复措施具有重要意义。
科技基础性工作专项一般项目“典型煤矸石堆场对周边地区生态环境影响的调查”2008年12月正式启动实施，承担单位中国环境科学研究院积极组织项目研究并于2011年6月圆满完成全国煤矸石堆场总体区划、典型区野外采样监测及样品室内实验分析等相关研究工作，2014年11月28日顺利通过结题验收，验收等级为“优秀”。
一、研究任务
1．全国煤矸石堆场总体区划
结合《全国生态功能保护区规划》及《全国生态脆弱区保护规划》，划定煤矸石堆场生态环境影响重点治理与防范区。根据分区结果，对煤矸石资源化利用、煤矸石堆场生态修复提出合理化建议。
2．典型煤矸石堆场对生态环境影响的调查
在分区基础上选择煤矸石堆放典型区域开展煤矸石堆放对生态环境影响的调查，调查内容包括土壤污染调查、植被影响调查、水质影响调查、大气影响调查。
3．生态环境影响调查监测数据库
根据遥感调查、现场采样调查监测及室内实验分析结果建立数据库，为我国煤矸石堆场综合管理提供基础平台。
二、项目完成情况
项目研究结合实地调查及遥感资料的分析，对全国煤矸石堆场进行综合区划，在区划的基础上根据区域间气候、降水、地形地貌及煤质的差异，分别建立了监测指标体系，进而选择较为典型的煤矸石堆场对其周边的土壤、植被、水和大气进行现场调查采样，对现场采集样品进行室内实验分析，依据分析结果建立完整的数据库，并按照要求进行数据汇交及成果验收。
文献调研。课题研究查阅整理国内外相关文献300余篇，同时收集整理了大量相关研究成果报告及部门资料，主要内容包括：煤炭资源分布、煤矸石堆存现状、煤矸石生态破坏与环境污染现状、煤矸石综合利用现状等。
遥感调查。利用GIS的空间查询分析和综合处理能力、RS的大面积获取地物信息特征的能力，在空间大尺度上调查我国煤矸石堆场的分布范围、生态环境影响特征等。
现场调研。课题组于2009年9月、2009年11月、2010年11月、2011年3月先后四次组织科研人员分别在胜利煤田锡林浩特煤矿、神华集团蒙东煤炭基地（锡林郭勒南矿30年煤堆场）、内蒙古汇能煤炭集团保平湾煤矿、神华准格尔能源公司黑岱沟煤矿、山西省长治市潞安矿业（集团）王庄煤矿、潞安矿业（集团）有限责任公司常村煤矿、潞安矿业（集团）余吾煤矿及贵州六盘水发耳煤矿、大湾煤矿、汪家寨煤矿等地选取了10个典型煤矸石堆场进行了现场采样监测，采集各类样品近2000余份。
室内分析测试。项目开展期间，依托国家区域生态过程与功能评估重点实验室对野外采集样品开展室内分析测验，获得土壤实验数据近3000个、植被实验数据2600个、大气实验数据600个、水体实验数据500个，根据现场采样调查监测及室内实验分析结果建立了数据库。
三、主要成果
完成了《全国煤矸石堆场的总体区划》。项目研究采用现代“3S”技术，即将GIS的空间查询分析和综合处理能力、RS的大面积获取地物信息特征能力、GPS的快速定位和获取准确数据的能力与地面调查工作相结合，从点到面，点面结合，进行我国煤矸石堆场的分布范围、堆积方式、堆存量、生态环境影响范围等方面系统的调查评价和研究，取得大量可靠的数据，绘制了我国煤矸石堆场分布图，并与全国重要生态功能区划图、全国生态脆弱区空间分布图进行图形叠加，对我国煤矸石堆场进行区划，划分出煤矸石堆场生态环境影响优先治理区、煤矸石堆场生态环境影响重点防范区及煤矸石堆场生态环境影响一般地区，并根据不同分区的生态环境特征提出生态保护与修复的对策建议。
建立了煤矸石堆场生态环境影响调查监测指标体系。在借鉴国内外相关研究成果的基础上，立足项目研究目标及范围，以整体性、可操作性为基本原则，结合区域生态监测的目的，从生态要素影响、环境要素影响和经济社会发展三个方面选取指标，构建预选指标集。采用专家集成法等方法进行指标因子筛选，重点筛选了土壤、植被、水、大气等方面生态环境影响调查监测的首要指标28项构建调查监测指标体系。
完成了典型煤矸石堆场调查监测并建立了数据库。在内蒙、山西、贵州三个典型地区选取了10个典型煤矸石堆场开展了土壤、植被、水质及大气等生态环境要素的调查监测，采集各类样品近2000余份，依托国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室对野外采集样品开展室内实验分析，获得土壤实验数据近3000条、植被实验数据2600条、大气实验数据600条以及水体实验数据500条。
项目研究对监测实验数据进行整理，按照行政区划、研究区、煤矿、监测类别的层级结构，对数据进行组织结构规整，形成数据分级表，根据各表中现有的数据内容、数据类型、数据项等，按照煤矸石对土壤、水、大气、植物的影响等四大类主题内容，将数据分类、分表存储，采用Microsoft Office Access2010设计建立数据库。
完成了典型煤矸石堆场生态环境影响综合评价。项目研究对土壤、水质及大气监测数据进行了环境影响综合评价，土壤环境影响采用单因子指数和综合指数法进行评价，大气环境质量采用AQI（环境空气质量指数法）进行评价，水环境质量采用综合指数法进行评价。项目研究依据综合评价结果对典型地区煤矸石堆场对周边地区的生态环境影响进行了综合分析，识别其主要污染类型、污染程度和污染途径，分析不同自然地理特征下的影响差异。同时，依据实验数据及综合评价结果进一步识别了不同典型区土壤污染的主要重金属指标，针对首要污染指标进行了不同典型区重金属超富集植物筛选。
四、对学科及经济社会发展的作用和影响
项目研究在空间上明确划分了煤矸石堆场生态环境影响重点治理与防范区，并根据不同分区的特点明确了区域生态环境影响的主要特征与途径，在此基础上分区提出了不同区域煤矸石堆场生态恢复与保护对策，研究成果可为国家分区、分类开展煤矸石堆场污染场地生态修复及生态环境保护宏观管理提供重要科学依据，为不同地区从本地区建设的实际出发，充分就近综合利用煤矸石提供了良好的技术参考；项目研究形成的调查监测数据库对准确了解区域煤矸石生态环境影响并采取有效的生态修复与保护措施具有重要科学参考价值，为探索矸石综合利用的有效途径提供了科学数据支撑。
目前，国内相关领域的研究更多局限于某一区域的煤矸石堆场生态环境影响的单要素调查与评价，而该项目建立的《煤矸石堆场生态环境影响调查监测指标体系》，针对区域自然地理、气候气象及经济发展的差异特征选取了典型区域的10处典型煤矸石堆场，开展了涉及土壤、植被、水、大气等多要素、多因子的调查监测与综合性评价，为生态学科在污染场地生态环境影响调查与评价方面进一步拓宽学科方向、优化研究方法提供了基础数据与科学支撑。同时，调查指标与评价方法研究可为相关科研单位开展相关类型的调查提供参考。
