煤矸石以其量多、污染范围广和可利用性低而成为世界各产煤大国所面临的一个共同问题。煤矸石堆放产生的无机污染效应已经得到证实，而煤矸石引起的有机污染问题还未引起重视。为探讨煤矸石堆放对周边环境的有机污染效应，本文以平项山煤业有限责任公司十二矿为例，以美国国家环保局(US EPA)优控的16种多环芳烃(PAHs)为研究对象，对煤矸石PAHs在表生环境中的析出特征及迁移规律进行了系统研究。在煤矸石、土壤、地下水和降尘中PAHs分布分析基础上，开展了煤矸石、土壤剖面的淋溶模拟及土壤对PAHs的吸附实验，精细剖析了多种淋溶析出物及土壤剖面残留PAHs的分布特征，数值模拟了PAHs在土壤中的运移，进而对煤矿区大气-水-土壤环境PAHs进行了综合解析。得出如下认识：　　1.建立了煤矸石淋溶液中PAHs的固相萃取-气相色谱-质谱联用(SPE-GC-MS)富集-检测方法。该方法加标回收率达74.5％～108.8％，符合EPA标准，也适用于煤矿区其它水环境PAHs的测定。　　2.通过煤矸石PAHs的淋溶模拟实验研究，揭示了煤矸石中PAHs在表生环境的析出规律。在500～1800mm降雨量淋溶模拟过程中，矸石溶出的优控PAHs总浓度为125.1～451.3 ng·L-1，以2环、3环PAHs为主，优势组成为萘、二氢苊、芴和菲；PAHs累积淋溶浓度随液/固比增加而增加，这种增加趋势随淋溶液酸性增强由线性渐变为指数形式。水-悬浮物-煤矸石体系中PAHs的分配特征表明，煤矸石溶出物中悬浮物吸附PAHs的比例明显高于水相；水-悬浮物体系中，2环PAHs主要以溶解态迁移，3环PABs以颗粒态迁移为主伴随溶解态迁移，而4环以上PABs均以颗粒态为主要迁移方式。　　3.煤矸石析出液加入后土壤剖面PAHs的淋溶模拟实验揭示：外污染源加入后，土壤剖面累积析出PAHs浓度呈线性增长。土壤剖面淋溶后4环PAHs比例增加，3环PAHs比例减少，淋溶前后土壤剖面PAHs优势组成相似。综合土壤剖面PAHs残留组成和示踪化合物淋溶模拟结果，可按淋溶性将单体PAHs分为三类：(1)强淋溶性类：萘、二氢苊、菲、芴、苊；(2)中等淋溶性类：荧蒽、芘、蘑、苯并[b]荧蒽、氧芴、硫芴、苯并[g，h，i]花；(3)弱淋溶性类：苯并[e]芘、苝、二苯并[a，h]蒽、茚并[1，2，3-cd]芘。　　4.以菲为PAHs代表的土壤吸附实验表明，煤矿区土壤对菲的吸附可分为快速吸附与慢速吸附两个阶段；土壤对菲的吸附等温线符合Freundlich型方程，Freundlich吸附常数Kf=1.239L·g-1，Freundlich指数n=0.786。　　5.煤矸石、土壤、降尘及地下水PAHs分布和各环境介质中PAHs的源解析阐明，煤矸石中PAHs可经淋溶方式污染土壤-地下水系统，也可经大气降尘向水-土壤介质输入，煤矸石对煤矿区水-土壤环境PAHs污染具有面源贡献的特点。　　6.基于VS2DTI软件对PAHs在包气带的运移进行预测表明，在未来50a内，PAHs在土壤表层析出浓度呈增加趋势，可达10-30μg·L-1，影响范围约为0～4m深度。　　综合以上研究结果，煤矸石作为点源淋溶出的PAHs沿土壤剖面对浅层地下水的污染贡献不显著，但煤矸石作为面源通过土壤-水环境系统向浅层地下水输入PAHs不容忽视。因此煤矿区煤矸石的污染治理应由点源管理转向面源管理。