随着煤炭资源的开采和利用，煤矸石作为煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物，其处理和利用问题日益凸显。传统的煤矸石处理方式如堆放和填埋，不仅占用了大量土地，还可能对环境造成污染，因此对煤矸石的资源化利用已成为研究热点。

一、为什么研究煤矸石土壤化利用？

近年来，我国针对煤炭开采过程中造成的土地挖损、塌陷和压占，以及耕地损失和生态环境恶化等矿区生态问题实施了大量的土地复垦与生态修复工程，尽管这些工程在很大程度上改善了矿区的生态环境，但由于缺乏土壤资源或所使用的土壤质量不佳，许多项目的效果并不理想。土壤作为生态系统的基础，是矿山生态修复成败的关键，但是土壤的形成受多种因素的影响，因此快速成土成为矿山生态修复的重要任务。

煤矸石经历风化后具备特定的基本物理性质，且其有机物含量占有的份额相对较高，是天然的有机矿藏资源。将煤矸石进行土壤化利用可以改良土壤土质，增加土壤肥力，促进植物生长，不仅可以缓解目前的缺土问题，也可以更好地实现煤矸石的大规模利用。

二、煤矸石在土壤改良中的应用

1、提供养分：煤矸石经过适当的处理和活化后，其中的矿物质元素如硅、铝、铁等可以被释放出来，为土壤提供丰富的养分。这些元素对植物生长至关重要，有助于提高土壤的肥力。

2、改善土壤结构：煤矸石中的某些成分可以与土壤中的其他成分发生反应，形成稳定的土壤结构。这有助于增加土壤的保水保肥能力，提高土壤的渗透性，减少土壤水分蒸发，从而改善土壤的整体质量。

3、作为生物肥料的载体：煤矸石中不仅含有有机质，还含有多种中微量元素，可以作为生物肥料的载体。通过添加适量的煤矸石，可以丰富生物肥料的功能，提高肥料的效果，同时也能够合理利用这一煤炭产业的废弃资源。

为了进一步了解煤矸石土壤改良的效果，可以采用低场核磁技术进行研究。低场核磁技术作为一种非侵入性的检测方法，可以有效表征土壤的微观结果，土壤中水分的迁移情况、渗透机理、水分子动力学等，为土壤性能分析，如土壤的孔隙分布、土壤的污染研究等提供支撑。

应用案例：土壤孔径分布

土壤T₂ 分布图以及土壤的孔径分布直方图