化学污染是指煤矸石中的有害微量重金属元素通过雨水淋溶进入地表水域或渗人土壤。煤矸石中除含有SiO2和 Al2O3。以及铁、锰等常量元素外，还含有铅、镉、汞、砷、铬等有害的微量重金属元素。煤矸石在露天堆放情况下，经受风吹、日晒和雨淋等风化剥蚀作用,其中的有毒重金属元素可能通过雨水淋溶进入地表水域或渗入土壤，进而通过土壤渗人浅层地下水。使地下水和地表水的可溶盐类总量增大，情况严重的会使水质酸化，酸化水体导致周围土壤的 pH值降低，可溶解性的盐类物质显著增加，使土壤中生长的植物死亡。
煤矸石堆积侵占大量耕地、林地、居民地和工矿用地，将进一步加剧我国土地资源紧缺局面，且植被覆盖率低，黑色地面大面积暴露严重影响地质地貌景观。煤矸石在风化过程中可分解成部分可溶盐，Cl-、HCO3、Mg2+、Ca2+、K+、Na+等组成的含量和内陆盐渍土的盐分组成和含量类似，呈斑状分布，可随水移动，导致土壤盐渍化，影响了农作物的生长。
凡大面积开采过煤的地区都存在着地面塌陷的可能性。矿区开发产生的地面塌陷，矿区地貌形态发生不规则性、一般性的塌陷，甚至根本性改变等，严重破坏了地面建筑物。分布在采空区上方的建筑物，因地表下沉而出现裂缝、下沉、歪斜，甚至倒塌。地表塌陷使铁路扭曲，公路断裂，输电线路、通讯线路、输水管道、桥梁等因塌陷而受损或报废。
