1.当前研究的不足之处
纵观国内外研究现状，虽然已取得显著进展，但仍存在某些不足之处有待于进一步研究。
（1）加工利用前的洁净煤地质研究尚待系统化
在煤中有害元素种类、分布规律、赋存状态、结合方式、富集规律等方面存在许多模糊认识，特别是对煤中有害元素的来源、载体、迁移方式、卸载机理等知之较少。对煤中微量元素迁移富集的地质因素及机理研究尚待深入。例如：有机质聚集、成岩、各种变质作用、热液作用过程中，煤中微量元素的富集机理及其与地质、地球化学背景及地质发展史的关系；低温热液流体运移对煤中物质，特别对煤中元素的影响及其作用的研究；目前对煤中个别有害微量元素的研究水平很高，但仅限于少数几种有害元素；研究成果相对零散，部分原始数据没有公开发表，反映全国煤中微量元素的含量水平、分布赋存规律的数据库一直未能建立；现有研究成果多集中在煤中微量元素的异常区，往往使人产生误解，认为中国煤中有害元素普遍较偏高。因此，全面评价我国煤炭资源及其环境效应，充分合理地利用丰富的煤炭资源，已有的研究成果和数据仍显不足。
（2）加工利用过程中的洁净煤地质及环境效应研究尚待深化
首先，对有害元素在煤及煤矸石洗选过程中迁移释放、析出的机理与难易程度的变化规律及对表生环境的作用研究很少。前人虽对煤中有害元素的可洗选性做过某些研究（许琪，1988；张振桴等，1991，1992，1993；冯新斌，1997 b；周义平，1994，1998；王立刚，2002），但都是通过浮沉试验来分析煤中微量元素与煤颗粒比重级的关系，不免有些局限性。刘桂建等（1999）通过一个煤样的洗选实验，分析了煤洗选过程中微量元素的析出及其在各粒级中的分布情况，认为多数微量元素在煤的粒度大于37 mm时，其含量最小，如La，Ce，Nd，Eu，Tb，Yb，Lu，Sb，Se，Ta，La等，微量元素Na，K，Rb等则随着煤粒度的变小，其含量逐渐减少；一部分微量元素变化不大，变化也无大的规律性，如Ce，Ba，Tb等。但是，由于其只限于一个样品，只讨论了几个有害元素，且没有与选煤厂的实测资料相结合，其结论不免带有特殊性。Akers等（1994）研究了煤中12种有害元素，认为用先进的洗选技术比传统技术更能有效地脱除煤中有害元素。Akers等（1995）进一步分析了美国煤中灰分及13种有害元素的可选性，认为大部分有害元素可选性都在50%以上。Devito等（1994）研究了同一煤层、不同煤层原煤与精煤中11种有害元素的含量及洗选脱除率。Quick等（2002）认为，尽管煤炭洗选是脱灰脱硫的较成熟技术，但有关煤中微量元素脱除的信息是有限的。以上研究，都未探讨有害元素的洗选迁移机理，也没有对中煤、煤泥进行系统研究。
第二，对煤燃烧过程中各种污染物的生成、转化、迁徙和防治的理化机理和内在规律的认识有待深入。Ratafa-Brown（1994）认为：煤粉末化燃烧后，42%的粒表面积是由小于5μm的颗粒提供的，煤中微量元素相对集中地分布在最小的颗粒中，有些元素，如As，Cd，I，Pb，Sb和Se等，在飞灰中的含量比在地壳中的丰度高出几百倍到几千倍，而亚微米级的颗粒则更明显，并指出了影响煤燃烧过程中微量元素分异及其最终形态的五种物理化学因素。Clarke（1993）的研究表明：有些元素表现了双重性，有时表现出挥发性，有时则在粗粒底灰中富集而表现出非挥发性。Clarke（1995）发现，煤中元素的分异行为与元素或其氧化物的沸化点有关，进而将煤中微量元素分为三类：Ⅰ类，不挥发性元素（Mn，Th，V等）；Ⅱ类，中等挥发性元素（B，Se，As等）；Ⅲ类，易挥发性元素（Hg，Br，F等）。Senior等（2000a，2000b）基于燃烧实验，研究了燃煤过程中微量元素的挥发与浓缩行为。Llorens等（2000）提出了快速评价燃煤电厂中微量元素向环境迁移程度的方法。Quick等（2002）通过原煤与精煤的燃烧实验，对比了两者燃烧过程中微量元素的分异行为，认为相对于原煤燃烧后飞灰，有些元素在精煤燃烧后的飞灰中更加富集。Tomeezek等（2002）基于温度梯度（TG）和差热失重（DTG）实验，分别在惰性气体和充氧环境中，温度达到1700 K时，对煤中矿物的形态转变进行了研究。煤的燃烧是一个非常复杂的过程，它是一个受多种因素影响的复杂的多元、多相反应。煤质、气氛、温度、压力、燃烧设备等，无疑都对煤的燃烧产生重要影响。燃烧体系中除了复杂的化学平衡，还存在相平衡，且相际之间可能发生化学反应。热力学平衡方法在评价煤燃烧过程中微量元素转化形态方面十分重要，可以分析燃烧体系温度、压力和总组成函数的微量元素热力学稳定的化学组成及物理相。目前，国际上应用最广的热力学平衡法是Gibbs自由能最小化法（GEA）。在GEA基础上建立起来并用于燃煤中微量元素研究的热力学商业化软件包主要有：NASA-CSA，FACT，MTDATA，MINGT-STS，SOLGASMIX，STANJAN，ALEX，GEMINI等（孟韵等，2002）。其中，FACT系统自带包含有6000种无机矿物质组分热力学特性的数据库，ALEX自带包括30种常量元素和微量元素的600种纯凝聚相、液相、气相和固相物质的热力学数据；GEMINI 自带 COACH 数据库，包括100种元素9000种形态。随着烟气温度的降低，从炉膛高温区煤中释放出来的微量元素会与烟气中的其他成分（如HCl，SOx等）反应。在炉膛中与痕量元素相关的反应很多，从热力平衡计算的结果来看，反应就不下几百种。如果从动力学方面考虑，情况则更为复杂，反应既有均相的也有非均相的。以上资料显示，尽管有害微量元素排放已成为燃烧污染领域中一个新兴而前沿的研究热点，但在煤燃烧产生的众多污染物中，人们对微量元素的排放规律和抑制机理的探索和认识最为肤浅，在我国更是如此（郑楚光等，2002）。
第三，对煤、煤矸石及燃煤产物的淋滤迁移行为、机理及环境污染研究较为薄弱。煤、煤矸石和燃煤产物（飞灰、底灰、炉渣）在堆积地受雨水、灰水、地下水的淋滤，有害元素析出，对环境和人类健康带来影响。国内外学者对煤中有害元素在不同温度、不同pH值、不同淋滤液条件下的实验研究较多。Adriano等（1980）认为，燃煤产物中As，B，Cd，Cr，Cu，Ni，Hg，Pb，Se，Zn是淋滤过程中最值得关心的元素。有些学者（如Jones，1995；Shi等，1995；Hajarnavis等，1999；Kanungo等，2000；Theis等，1979，1990；Mills等，1999）认为，从飞灰中淋出的有害微量元素能污染土壤、地下水及地表水。Praharaj等（2002）认为，淋滤研究对灰池处置技术的环境效应具有重要预测作用。Fytianos等（1998）和 Fallman等（1996）分别通过淋滤实验，调查了部分重金属元素从飞灰中的淋出率和迁移性。Querol等（1996）通过连续提取试验，讨论了煤及其燃烧产物中30多种元素的迁移性大小及赋存状态。然而，影响煤及其产物中有害元素淋滤行为的因素很多，如赋存状态、元素浓度、温度、淋滤液pH值、淋滤时间等，前人淋滤研究结果也不尽相同。Swaine（1995）认为，淋滤实验不能推广应用到实际环境预测中。Has-sett（1994）也指出，迄今没有一个可靠的淋滤实验能够准确预测现场环境中微量元素的浓度。赵峰华（1997）认为，造成这种状况的主要原因，在于淋滤实验常常脱离具体的环境状况。因此，应加强淋滤实验条件与煤及灰处置地点的具体地质、地化、水文地质及物质组成特征的拟合与统一，进而开展煤、煤矸石及燃煤产物在淋滤过程中与环境相互作用的综合研究。
（3）煤炭资源环境效应（洁净性）评价体系尚未建立
国内外学者就煤中有害元素对环境影响的潜在因素研究较多，但没有系统查明哪些是关键因素可作为评价参数。此外，对煤中有害元素的潜在影响没有一个统一的环境标准。因而，对环境的影响程度难以进行定量评价，洁净煤炭资源的评价与统计、煤炭资源洁净潜势的研究一直未能展开，煤炭资源环境评价体系一直没有建立。
2.研究的发展趋势
洁净煤地质是由煤田地质学与环境科学、洁净煤技术、化学、生物学等相互渗透而形成的一个全新领域，是在对环境因素深入认知的基础上，研究煤炭的可利用性、煤中化学元素和微量物质在人类赖以生存的周围环境中的含量水平、分布规律、赋存状态和迁移特征过程及其与人类健康关系的学科，具有高度的综合性和交叉特点，目前处于形成和发展阶段。其实质，是确定人类生存所依赖的自然条件和社会经济所需求的煤炭资源的优化组合关系。其主要目标，是以煤地质学与地球化学为基础，研究煤的利用与环境的相互作用，研究煤中化学元素和微量物质在地-水-气-人环境系统中的地球化学行为，为煤炭资源合理的开发利用、环境质量的有效控制及人类生存健康服务。
洁净煤地质的主要研究内容为煤的物质组成、成因、结构，煤中物质的化学性质与存在方式，煤中物质在煤的加工、利用、转化、堆放等过程中的迁移行为与机理及其对环境和人类健康的影响，对煤炭资源的洁净潜势进行等级界定及等级区域划分，研究高效洁净的煤炭转化、加工技术，控制不洁净煤中有害物质向环境的迁移转化，使之既能保护环境又能降低煤炭能源成本。归根到底，是将煤炭的开采利用与环境协调发展有机结合起来，把煤炭资源与环境作为一个统一的系统来规划、优化其开发途径，最大限度地综合利用煤炭资源，建立洁净的开发利用工艺，将污染消减在源头或降低到最低限度。
结合上述及我国煤中有害元素研究的实际情况，应加强煤中有害元素环境地球化学的研究，特别是对煤炭在加工利用过程中，有害元素向环境迁移转化的行为、机理及环境影响的研究。
1）加强煤中微量元素的基础地质-地球化学研究，建立全国性煤中微量元素环境影响评价参数的信息系统数据库。
2）系统地进行有害元素在煤炭洗选、燃烧、淋滤等利用过程中迁移释放行为和机理的研究，构建煤转变成最终产物过程中有害元素迁移释放的动态模型，进而有针对性地深化、优化其污染控制技术。
3）构建煤炭资源环境效应（洁净性）评价体系。