隨著全球氣候變化對人類社會構(gòu)成重大威脅，越來越多的國家將“碳中和”上升為國家戰(zhàn)略，提出了無碳未來的愿景。2020年，中國基于推動實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求和構(gòu)建人類命運共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，宣布了碳達(dá)峰和碳中和的目標(biāo)愿景。習(xí)近平總書記在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出：中國C02排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。由于我國能源產(chǎn)量和消費量巨大，且以高含碳的煤炭、石油等化石能源為主，為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，以煤炭為主的傳統(tǒng)能源地區(qū)將面臨主體性產(chǎn)業(yè)替換的嚴(yán)重沖擊，發(fā)展新能源、大幅消減煤炭生產(chǎn)量和消費量是大勢所趨，意味著未來幾十年內(nèi)許多煤礦要陸續(xù)關(guān)停、廢棄，而煤礦的關(guān)停廢棄往往伴隨著酸性廢水的產(chǎn)生和滲出，如果防護(hù)不當(dāng)，將嚴(yán)重影響周圍生態(tài)環(huán)境和下游水資源的利用。
　　煤礦酸性廢水（Acid coal-mine drainage，AMD）pH值較低、硫酸鹽含量高，且含有高濃度重金屬如Cu、Fe、Mn、Zn等，一旦自發(fā)形成，可在采礦活動停止后的數(shù)百年甚至更長時間天然存在，對周圍土壤、河流及地下水造成污染，成為一個持續(xù)的污染源，引發(fā)重大的環(huán)境和生態(tài)問題。美國環(huán)境保護(hù)署（EPA）曾發(fā)文稱AMD造成的環(huán)境風(fēng)險僅次于全球變暖和臭氧層的損耗。美國、英國、德國、西班牙、南非和加拿大等世界主要產(chǎn)煤國幾乎都存在嚴(yán)重的AMD污染問題。1992年英國爆發(fā)了一起AMD污染事件，位于西南部康沃爾郡（Cornwall）的一座新閉坑的千年煤礦突然涌出5萬立方米富含硫酸鹽及Fe、Mn等重金屬的酸性廢水，它們匯入卡諾河（Carnon River）后對流域生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，成為英格蘭和威爾士水資源無法滿足水框架指令（Water Framework Directive，WFD）環(huán)境目標(biāo)的重要原因，調(diào)查顯示，英國境內(nèi)約2276km的河流和31380k㎡的地下水體曾受到來自AMD的污染；歐洲地區(qū)遭受AMD污染的河流已超過5000km；美國境內(nèi)約19300km的河流、720k㎡的湖泊和水庫、南非威特班克（Witbank）煤礦區(qū)周邊3萬平方米范圍內(nèi)的植被都曾受到AMD影響。我國煤炭資源豐富、品種齊全、分布廣泛，主產(chǎn)區(qū)集中在內(nèi)蒙古、山西、陜西、寧夏、甘肅、河南、貴州、云南、四川、新疆等地，包含煤礦酸性廢水在內(nèi)的各種酸礦水排放量巨大，它們所造成的環(huán)境影響已成為采礦業(yè)面，臨的嚴(yán)重問題。鑒于此，做好煤礦酸性廢水的污染成因分析、生態(tài)環(huán)境影響調(diào)查，掌握其環(huán)境毒理機(jī)制和污染防治技術(shù)，積極引導(dǎo)進(jìn)行資源化利用是一個具有重要理論與現(xiàn)實意義的課題，不僅有助于減少廢水處理費用、節(jié)能降耗，而且有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展和“美麗中國”建設(shè)。
　　本書在總結(jié)世界各地酸礦水來源、環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，對煤礦酸性廢水的產(chǎn)生條件、成分特點、生態(tài)影響及毒理機(jī)制、防治技術(shù)等進(jìn)行了全面論述，并以山西省陽泉地區(qū)典型煤礦區(qū)酸性廢水為代表，通過實地調(diào)查、現(xiàn)場監(jiān)測、實驗室化驗等對AMD流向、化學(xué)成分、微生物群落、水生態(tài)環(huán)境影響進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)合最新技術(shù)提出污染防治方法和廢水資源化利用措施，為酸礦水影響地區(qū)礦山生態(tài)修復(fù)和水資源可持續(xù)利用提供理論和實踐參考。本書可供普通高等學(xué)校環(huán)境類和資源循環(huán)利用類專業(yè)的本科生及研究生學(xué)習(xí)，也可供從事環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、生態(tài)學(xué)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等相關(guān)專業(yè)和領(lǐng)域的科研工作者及管理人員學(xué)習(xí)參考。
　　全書由山西大學(xué)耿紅和智建輝老師編著，共分7章，第1章為緒論，第2—4章介紹煤礦酸性廢水的產(chǎn)生條件與產(chǎn)生過程、生態(tài)環(huán)境影響、環(huán)境毒理機(jī)制，第5~7章介紹煤礦酸性廢水的防治措施和資源化利用方法，分別從源頭、過程和末端治理等方面進(jìn)行闡述。書中內(nèi)容力求新穎，取材著重于近年來的前沿研究和最新應(yīng)用成果。所有引用資料均已注明出處，可供讀者作深入了解。
　　感謝編寫過程中山西大學(xué)孫慧芳老師、邱瑞芳老師、博士研究生陳春、碩士研究生師澤鵬、李珍、馮寧杰、孫小倩、陳婷、武松麗、呂欣、趙蕾、張利、宋立博等的參與，他們提供的文字素材、實驗結(jié)果，發(fā)表的論文和專利是本書得以順利完成的基礎(chǔ)。
　　感謝山西省水利廳水利科學(xué)技術(shù)研究與推廣項目“山西省老窯水對生態(tài)環(huán)境影響與防治措施研究——以陽泉為典型案例”、國家自然科學(xué)基金面上項目“晉陜峽谷黃河水與地下水相互作用研究”（42071037）、山西省自然科學(xué)基金面上項目（201901D111004和202103021224016）、山西省黃河實驗室開放基金的資助。
　　特別感謝中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所梁永平研究員、陽泉市水利局王桃良高級工程師、山西省水利水電科學(xué)研究院、山西眾智檢測科技有限公司及山西大學(xué)環(huán)境損害司法鑒定技術(shù)研究院提供的幫助。感謝科技部2021年高端外國專家引進(jìn)計劃（G2021004001L）中盧鐵彥（Chul-Un Ro）教授和杜明遠(yuǎn)（Mingyuan Du）研究員在檢測方法和技術(shù)上給予的指導(dǎo)。
　　由于水平所限，書中難免存在不足和疏漏之處，敬請廣大讀者和同行批評指正。