露天煤矿排土场重构土壤改良及其评价指标

为了探究露天煤矿重构土壤的改良方式的筛选和评价方法,对露天煤矿重构土壤改良的基本原则和评价方法进行归纳总结,对重构土壤改良评价指标进行分析。结果表明：重构土壤改良的总体原则应降低密度、提高孔隙度、减少砾石含量和黏粒含量,提高土壤氮磷钾含量,合理控制土壤C/N;排土场重构土壤改良效果评价指标应包含理化性质指标和生物指标;物理性质指标可选取机械组成、密度、孔隙度、田间持水量等指标;化学性质可选取各种形态的氮、磷、钾等指标;生物指标可以选取植物的长势指标以及植物整体盖度、生物量、郁闭度等方面选取评价指标,同时从微观角度可以选取土壤酶;为更精确掌握土壤微环境情况应选用16s-rDNA测序、18srDNA和ITS测序的方法进行重构土壤评价。     

基于熵权-VIKOR法的重构土壤配比筛选研究

土地复垦对于矿区植被恢复至关重要,重构土壤能够有效解决表土资源稀缺问题。针对某矿区排土场存在的土壤贫瘠及大量矸石难以实现资源化利用的难题,通过将煤矸石生态骨料与表层土按照不同的比例进行混合,制备5种重构土壤,测定其pH及有机质、全氮、有效磷、速效钾含量,分析煤矸石生态骨料占比对各指标的影响,并基于熵权-VIKOR评价法筛选出最优配比。研究结果表明：随着煤矸石生态骨料占比的提高,不同配比的重构土壤pH逐渐降低并接近于中性;煤矸石生态骨料占比对有机质、全氮、速效钾含量的影响显著,对有效磷含量的影响不显著,且随着煤矸石生态骨料占比的提高,不同配比的重构土壤有机质、全氮、速效钾含量均呈下降趋势,有效磷含量呈先上升后下降的趋势;30%煤矸石生态骨料+70%表层土为最优配比。研究成果可为解决矿区排土场土壤贫瘠、表层土稀缺、土地复垦难开展等问题提供新思路。     

膨润土在土壤改良和肥料生产上的研究和应用

膨润土能够改善土壤的水热条件，增强土壤的保肥保力能力，提高作物产量。膨润土还可用作肥料的调理剂和载体。     

马钢凹山排土场废弃地土壤重构与土壤养分变异关系

通过对矿山酸性废弃地的土壤重构和土壤养分与植被恢复之间关系的研究,并结合凹山排土场特点,在充分考虑土壤养分、植被、微生物组成结构的基础上,针对废弃地特点结合技术、经济等因素,确定最终的恢复目标,为矿山废弃地生态恢复提供参考。     

粉煤灰在矿山复垦中用于土壤改良的试验研究

铝矿床底板土是平果铝矿复垦的主要覆土材料 ,但由于其理化性状差 ,用作复垦地的耕作层需要进行土质改良 ,粉煤灰是这类粘质底板土最经济可行的改性材料。通过一系列的试验研究 ,确定了粉煤灰与底板土的最佳配比 ,并考查了土壤改良的实际效果     

矿山土地复垦不同压实密度土壤中菌根作用机理及生态效应研究

矿山复垦区土壤采用分层覆盖、碾压的工程技术方法,土壤密实程度明显高于普通土壤,不利于植物的生长。采用实验室实验及对比分析方法,模拟土壤压实密度为1.35、1.65、1.95 g/cm³共3个水平试样,选择丛枝菌根真菌,研究在不同压实密度土壤中接种菌根对植物生长的促进效应及作用机理。结果表明,通过接种摩西球囊菌(G.mosseae),菌根与植物的亲和程度较高,菌丝长度显著增加,扩大了植物根系的活动空间和作用范围,提高了植物的抗逆性并促进了植物的生长,提高了植物从土壤中吸收N、P、K等养分的能力及生长量,使植物在1.65 g/cm³密度水平的土壤中生长的适宜程度提升至与1.35 g/cm³密度水平相当。     

风沙区采煤沉陷裂缝对不同坡位土壤养分的影响

为探究风积沙区采煤沉陷裂缝在不同坡位下土壤养分的变化特征,以鄂尔多斯李家塔煤矿采煤沉陷坡地为研究对象,分析了采煤沉陷坡地不同坡位裂缝带和非裂缝带土壤养分指标的纵向变化规律。结果表明:采煤沉陷坡地各土壤指标均从坡顶至坡底不断增加,坡顶土壤含水率维持在10.61%,裂缝带较非裂缝带土壤有机质减少了28.61%;坡中和坡底裂缝带的土壤含水率、土壤有机质较非裂缝带分别减少了7.32%、102.59%和21.76%、149.06%;各坡位裂缝带土壤速效养分较非裂缝带增加了0.03%～14.00%。研究表明:煤炭开采引起的采煤沉陷裂缝对土壤养分造成了不同程度的影响,随着坡度下降,沉陷裂缝对土壤养分的影响逐渐增大;沉陷裂缝加快了土壤水分的蒸散量和土壤有机质的分解速度,使土壤速效养分多富集于裂缝表层土壤,为采煤沉陷地土壤改良、实现矿区生态修复奠定了理论和实践基础。     

利用铁尾矿对荒漠化草原矿区废弃地进行生态修复研究

基于缓解荒漠化草原矿区表土稀缺对生态恢复的影响,以为脆弱草原生态系统的稳定提供保障为目的,研发适用于荒漠化草原矿区的表土替代材料和生态修复技术。利用铁尾矿和当地污水处理站污泥为原料,按照不同的配比混合后进行室内盆栽试验,研究不同配比下植被的生长特性和土壤理化性质,优选适于该地区的表土替代材料配比和组合植被。现场试验结果表明：利用铁尾矿和污泥混合后作为表土替代材料具有可行性;混合后的表土替代材料有机质含量2.42%～15.60%,满足土壤肥力有机质大于0.5%的要求,有利于植被的恢复与生长;铁尾矿与污泥按体积比9∶1混合,表土替代材料效果最佳,栽种披碱草、碱茅,植物成活率达90%以上。该研究可为铁尾矿作为表土替代材料及固体废弃物的合理利用提供理论基础。     

基于遥感生态指数的宝日希勒露天矿区生态修复效果评估

煤炭资源露天开采严重破坏了矿区及周边的生态环境,而实现绿色发展则要求矿山企业及时对遭受破坏的地区进行环境治理和生态修复.为评估宝日希勒露天矿区的环境治理和生态修复效果,本文选取该矿区范围内多时相Landsat遥感影像,计算该区域1996—2019年期间的遥感生态指数,并在矿区内部选取已修复区域和对照区域,通过对比矿区开...     

草原露天矿区重构土壤含水率差异性分析

为揭示不同重构土壤配比及不同植被生长等级对重构土壤含水率影响的差异性,探寻最适宜的重构土壤材料配比。本文以内蒙古胜利矿区内排土场为研究区,对重构土壤复垦地进行了调查和取样,采用单因素方差分析法对重构土壤的土壤含水率进行差异性分析,并讨论了形成差异的原因。结果表明：（1）在不同的植被生长等级下,土壤重构方式为岩土剥离物：煤矸石：粉煤灰=3：4：3时土壤含水率均较高。（2）当土壤重构方式相同时,不同植被生长等级下土壤含水率并不是植被生长等级越高越好。当土壤重构方式为岩土剥离物时,大田块一（15天翻耕靶地一次）和大田块二（30天翻耕靶地一次）在植被生长等级为1、2时土壤含水率较高;当土壤重构方式为岩土剥离物：煤矸石=2：3时,大田块三（60天翻耕靶地一次）和大田块四（当年翻耕处理并种植苜蓿）在植被生长等级为3时土壤含水率较高;当土壤重构方式为岩土剥离物：煤矸石：粉煤灰=3：4：3时,大田块一（15天翻耕靶地一次）和大田块三（60天翻耕靶地一次）在植被生长等级为3时土壤含水率最高,大田块二（30天翻耕靶地一次）和大田块四（当年翻耕处理并种植苜蓿）在植被生长等级为1时土壤含水率最高。煤矸石、粉煤灰、岩土剥离物作为表土替代材料其不同配比在重构土壤上的研究为表土稀缺矿区的复垦工作提供了支撑,为全球草原露天矿区的生态修复工程提供参考。     

废弃矿山生态修复技术研究

废弃矿山会对周围的生态环境造成不良影响。对某废弃矿山的基本情况进行了简要介绍,对废弃矿山土壤的理化性质进行了详细的研究,发现土壤中绝大部分颗粒的粒径超过了1 mm,养分不充分,pH值呈碱性,且存在镉元素和铁元素污染问题。基于挂网种植技术对废弃矿山的排土场进行了生态修复,试验结果表明取得了较好的效果,排土场土壤的理化性质有了一定程度的改善,利用该项技术长时间实践,可以逐渐改善排土场的生态环境。利用不同植物分析了其对尾矿库中重金属的富集效果,发现蜈蚣草、银合欢、紫穗槐对镉元素的富集作用比较显著,蜈蚣草、鸡冠花对铁元素的富集作用非常明显。     

接种菌根对采煤沉陷区苜蓿生长及土壤改良影响研究

采煤沉陷造成地表土壤质量下降,影响矿区植物生长和根际环境,丛枝菌根真菌作为一类有益的共生真菌对植物生长有促进作用。为评价采煤沉陷区人工接种菌根的生态效应及作用时效,以神东矿区活鸡兔矿沉陷区内接种菌根真菌的紫花苜蓿为研究对象,采用田间试验和室内分析方法,测定接种丛枝菌根真菌处理和未接菌处理植物株高、叶片绿色度(SPAD值)、生物量、菌根侵染率、菌丝密度、根际土壤性状及其相互关系,研究了较长时间内接种丛枝菌根真菌对紫花苜蓿生长及根际土壤性状的影响。结果表明:复垦4年后,与未接菌处理相比,接种菌根处理显著提高了植物株高、SPAD值、生物量,分别提高了18.2%、8.3%、10.4%。紫花苜蓿可以与丛枝菌根真菌形成良好共生关系,接种菌根真菌4年后接菌处理植物菌根侵染率和菌丝密度显著高于未接菌处理,菌根侵染率和菌丝密度较未接菌处理分别提高了35%、34.1%。接种菌根改善了根际土壤性状,有效提高了土壤含水量,较对照分别提高7.5%,同时土壤碱解氮、速效磷、有机质、磷酸酶活性较对照分别显著提高了21.4%、20.7%、22.5%、36.9%。相关性分析表明,菌根侵染率与株高、生物量、磷酸酶、速效磷含量呈显著正相关,菌丝密度与SPAD值、有机质呈显著正相关,与株高、生物量呈极显著正相关。复垦4年后,接种菌根真菌可显著促进紫花苜蓿生长,提高了植株生物量,同时有效改善了根际土壤质量,具有较好的生态效应。     

施加生物炭对某水泥用石灰岩矿山排土场生态修复试验研究

本文以冀东某水泥灰岩矿排土场为研究对象,选取面积为180m²的排土场作为试验田。采用对照实验法设置6个试验区,分别为1个自然恢复区(T1)和5个人工修复区(T2～T6),通过施加不同梯度的生物炭量,调查植被生长情况和土壤理化性质在各试验区之间的差异,了解施加不同量的生物炭对本排土场的生态修复效果。结果表明：施用1kg/m²生物炭,对植物干物质的累计及土壤全氮、有效磷和水解性氮的累计作用效果最显著(P<0.05);施用2kg/m²生物炭,对土壤中总有机碳和有机质的累计作用效果最显著(P<0.05);施用8kg/m²生物炭,对土壤中全磷、全钾和速效钾的累计作用效果最显著(P<0.05);施用1～2kg/m²生物炭,最利于植物的生长。     

某尾矿废弃地土壤重金属污染调查与治理研究

在取样分析的基础上,对葫芦岛钼矿区废弃尾矿库及其周边地区的土壤重金属污染状况和土壤肥力质量状况进行了评价,并以此为依据开展了研究区的土壤改良和植物修复研究.评价结果表明:废弃尾矿库及其周边土壤重金属污染严重,前者以Pb,Zn污染为主,后者以Cd,Zn污染为主;废弃尾矿库土壤非常贫瘠,附近耕地土壤则氮、磷不足.通过试验发现:施用经过堆肥化处理的城市污泥,可以改良被污染土壤;高羊茅、早熟禾、黑麦草以及沙棘可以作为先锋植物品种应用于研究区的植物修复工程中.     

伊敏露天矿生态修复技术

对伊敏露天矿的复垦绿化技术进行了分析,提出了伊敏露天矿生态修复技术模式,总结了生态修复模式技术路线,探索了排土场绿化种植物种,建立了土壤重构标准,实施了水土保持工程措施和修复区植被养护措施。结果表明:伊敏露天矿生态修复模式实用性强,在提高露天煤矿复垦绿化效率方面具有重要作用,产生了良好的生态、经济和社会效益。     

我国废弃矿山生态修复研究

通过开展黄河中游地区神木市重要生产煤矿山土壤环境调查,借助富集因子法和潜在生态危害指数法,对矿山土壤重金属元素含量与空间分布特征进行研究,结果表明：①研究区仅Ni元素变异系数在50%以上,Cd、Hg、Ni元素平均值分别高于中国土壤背景值与陕西土壤背景值,土壤中各重金属元素含量均未超过标准值;研究区Hg、Cd、Cu、Pb、Cr、Zn元素分布基本呈现北高南低的特征,高值区主要分布在北部;②研究区重金属元素富集程度依次为Hg＞Cd＞Pb＞Cr＞Zn＞As＞Ni,潜在生态风险大小顺序为Hg＞Cd＞As＞Cu＞Pb＞Ni＞Cr＞Zn;综合潜在生态风险为中等危害,除Hg、Cd外,其余6种重金属元素生态风险危害较低。研究结果可为贯彻落实生产、在建矿山生态保护修复工作、支撑黄河流域生态保护和高质量发展提供有效参考。

     

土壤改良介质对矿区先锋植物富集重金属能力的影响

为了探讨土壤改良介质对矿区先锋植物富集重金属能力的影响,选取郴州市柿竹园尾砂坝、高斯贝尔尾砂坝两处矿区土壤,采用沸石、40%沸石+60%草炭、80%沸石+20%食用菌下脚料3种介质以1∶15混合尾砂坝土壤形成改良土壤;利用改良土壤对多种先锋植物(小飞蓬、花叶水葱、苦菜)盆栽培育4个月,然后测定植物根、茎叶以及改良土壤中Cu、Zn、Pb的含量。结果表明,两处尾砂坝土壤中重金属含量关系为Zn>Pb>Cu,其中高斯贝尔尾砂坝土壤的Cu、Pb含量更高。柿竹园尾砂坝土壤中Zn含量约为Cu含量的6~25倍、Pb含量的3~10倍,而高斯贝尔尾砂坝中Zn含量约为Cu含量的6~8倍、Pb含量的1~3倍。土壤改良介质对植物富集Cu、Zn、Pb的能力均有影响,对于不同重金属污染的土壤,可采取多种植物混合种植,实现重金属污染土壤的修复。     

城市污泥在露天矿山生态修复中的应用与研究

城市污泥作为城市污水处理过程中的副产品,含有大量的有机质和丰富的氮、磷、钾等营养物质,但也含有多种重金属。开采后的矿山土壤贫乏且贫瘠,生态修复中需要大量客土,并需及时施肥。通过检测客土成分、计算、实验、专家论证的方法,研究确定客土中污泥产品的掺入量,从而在有效控制重金属含量的基础上,达到利用、处理城市污泥并节约土壤成本的目的,并通过工程实践得到了验证。研究结果显示,污泥产品用于矿山废弃地土壤改良是可行的,不仅使土壤污染风险各项指标符合管制值标准要求,而且土壤肥力得到一定程度的增强,且生态修复效果良好。污泥产品可替代部分矿山修复基质材料,具有一定的创新性,一般情况可节约10%～30%的土壤成本,还能节约一部分外购肥料成本。污泥产品中含有50%左右的水分,一定程度上减少了植被生长的需水量,也减少了养护过程灌溉水的人工、设备等成本。研究结果有望对今后相似工程实践有一定借鉴作用。