煤矿区矸石山周边土壤重金属污染特征与规律

以山东某矿区为例,通过淋溶模拟实验,研究了煤矸石中重金属的淋溶规律,并探讨了煤矸石山周边土壤重金属污染特征.结果表明:风化矸石淋滤液中的Zn、Pb、Cr和Cu浓度较高,并很快稳定;新鲜矸石在淋溶初期检出Zn,其它重金属元素没有检出;风化矸石淋滤液中重金属的含量要高于未风化矸石.矸石山周边表层土壤中的Zn、pb、Cr和Cu较高,且浓度高出矸石淋溶液许多倍,表明煤矸石中重金属淋滤具有长期性,矿区土壤对重金属具有迁移性和富集性.表层土壤重金属含量随着距煤矸石堆的距离增加而呈明显的下降趋势,充分表明矸石山对周边土壤造成了严重的重金属污染,而且在土壤剖面上,重金属含量表现出随土壤深度的增加而降低的趋势.     

阳泉煤矸石山治理后土地利用环境影响评价

为更加有效地对矸石山进行场地治理和生态修复,山西省阳煤集团拟在覆土治理后的煤矸石山上修建生态休闲公园。为评价拟建项目对环境的影响,分析了阳泉一矿煤矸石的物化特性并现场调研了矸石山堆存现状,监测并评价了煤矸石山区域内的大气、水体、声音和固体废弃物环境质量,对该项目建设过程中潜在的环境影响进行了预测,并给出了对应的污染防治措施。研究结果表明,在煤矸石山实施生态修复项目具有优良的生态效益和社会效益。     

煤矸石山生态恢复研究进展

通过介绍煤矸石山对环境的污染,以及对矸石的利用率与排放量的对比,说明了煤矸石山生态恢复的必要性,并从立地条件、生态恢复技术等方面介绍了矸石山生态恢复研究现状,提出了今后矸石山生态恢复的方向。     

河南平顶山煤矸石山植被恢复的适宜性评价研究

煤矸石山植被恢复适宜性评价是对煤矸石山植被恢复适宜程度进行的评价,同时是开展煤矸石山植被恢复的工作基础。以河南平顶山一矿煤矸石山为评价对象,将不同海拔高度、不同光照条件下的矸石山划分为6个单元,因地制宜地选择了土层厚度、田间持水量等7个评价因子,应用主成分分析法对研究对象进行植被恢复适宜性评价。评价结果表明：一矿煤矸石山植被恢复的主要限制因子为土层厚度、田间持水量和有机质含量,各评价单元适宜性得分分别为：A1区域为2.68、A2区域为1.84、B1区域为2.97、B2区域为1.98、C1区域为3.11、C2区域为2.97,由此得出海拔低的区域比海拔高的区域更适宜植被恢复,矸石山阴面区域比阳面区域更适宜植被修复的结论。     

基于DIVINER2000的自燃煤矸石山水分特征研究

利用D IVINER2000含水量测定仪定位测定了自燃煤矸石山深度为0—100 cm的黄土矸石复合层、黄土层和裸露矸石层水分体积含水率的季节变化和垂直变化,根据水分含量变化规律将自燃煤矸石山的水分季节变化分为4个时段:土壤水分消耗期(3—6月)、土壤水分积累期(7—8月)、土壤水分消退期(9—11月)和土壤水分稳定期(12—2月);通过标准差将自燃煤矸石山土壤水分的垂直变化分为速变层、活跃层和相对稳定层。上述研究结果可以为自燃煤矸石山的生态构建提供重要理论依据,为以水分动态平衡为基础的植被恢复和建设提供数据支持。     

大型煤矸石山植被重建的土壤限制性因子分析

煤矸石是我国第一大固体废弃物,巨量煤矸石堆积压占了大量土地,并影响矿区及周边水土环境,煤矸石山的植被重建是解决上述问题的经济而有效的途径。国内外研究与实践表明,表层土壤特性是矸石山植被重建成功与否的决定性因素。由于表层物料组成以及所处地域等因素,目前对煤矸石山各限制性因子及其重要性看法有所不同,从而影响了措施设计及植被效果。本文以抚顺西露天煤矿等煤矸山为例,对大型煤矸石山植被恢复的诸多限制性因素进行了分析论述,认为表层风化物的主要限制性因子依次为质地、水分、养分、pH、盐分、表层温度、重金属等,这与以往研究有所不同,体现了该煤矸石山的区域特色。研究结果可为制定适宜的煤矸石山及其类似废弃物堆场的植被恢复措施提供依据。     

乌海矿区矸石山边坡植被重建初期物种多样性及群落稳定性

[目的]针对西北干旱区煤矸石山边坡植被重建初期,探究不同建植年限群落特征的变化规律,为乌海市矿区生态重建的中、后期工作提供依据。[方法]以乌海市矿区美方煤矸石山为研究对象,采用野外样方调查取样的方法,对比分析了矸石山植被重建初期的植物生长状况与群落稳定性。[结果]①研究区植被重建过程中,物种数量明显增加。自然侵入植物种在重建2 a时仅有4种,建植3 a增加至6种,建植4 a已增加至7种。不同植被重建年限群落中白茎盐生草(Halogeton arachnoideus)均处于优势地位,表明群落正在进行正向演替过程。②随重建年限从2 a增加至4 a,植被平均盖度、地上生物量、群落丰富度指数均增加了1.5倍左右,表明群落结构逐步稳定。③煤矸石山,在植被重建2~4 a时,群落正处于演替初期,群落相似性系数逐年降低,群落结构趋于复杂化,但仍处于不稳定状态。[结论]在矸石山后续的恢复中,在种植矿区典型复垦植物种,例如豆科、禾本科、菊科等植物时,应适当促进适应当地条件的本地物种自然定植,并且通过种植演替后期的本土植物种类在煤矸石山保留当地基因库。     

潞安集团煤矸石山边坡生态治理工程技术——以王庄煤矿为例

潞安集团王庄煤矿在矿山生态治理理念的指导下,结合煤矸石山现状及边坡治理的特殊要求,先采取工程措施,将矸石山整形为坡台式,用黄土(粉煤灰)分层碾压覆盖,继而采用地表覆盖法进行表面防侵蚀处理、修建排水沟,然后采用铺设生态植被毯的方法恢复边坡植被,选择适宜树种进行合理配置,并采取了相应的抚育管理措施,使矸石山边坡的治理初见成效。     

不同地点和复垦方式煤矸石山土壤中丛枝菌根真菌群落变化

以山西省大同市晋华宫人工复垦和自然恢复煤矸石山以及忻州窑自然恢复煤矸石山为研究对象,采用IlluminaMiSeq高通量测序技术对三座煤矸石山土壤AM真菌群落组成进行分析,并测定其土壤理化性质,以探究不同地点煤矸石山不同复垦方式下土壤中丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi, AM真菌）群落组成的差异及其土壤影响因子。结果表明：晋华宫人工复垦煤矸石山和忻州窑自然恢复煤矸石山AM真菌多样性指数（Chao指数和香农-威纳指数）存在显著差异,但晋华宫人工复垦和自然恢复煤矸石山AM真菌群落的多样性指数差异不显著。试验共检测到67个AM真菌OTUs,可鉴定到3个AM真菌属级分类单元,其中球囊霉属（Glomus）在晋华宫人工复垦煤矸石山、晋华宫自然恢复煤矸石山和忻州窑自然恢复煤矸石山中均为最优势菌,多样孢囊霉属（Diversispora）、类球囊霉属（Paraglomus）仅出现在晋华宫自然恢复煤矸石山。多元置换方差分析和多维尺度分析结果表明,晋华宫两种恢复方式的煤矸石山之间AM真菌群落组成差异不显著,而晋华宫与忻州窑两个地点的煤矸石山AM真菌群落组成差异显著。AM...     

不同恢复方式煤矸石山植物群落差异及影响因子

为探究不同恢复方式下煤矸石山植被恢复情况,选取大同市晋华宫人工修复煤矸石山和自然恢复煤矸石山以及忻州窑自然恢复煤矸石山为研究对象,对三座煤矸石山的植物群落状况进行调查分析,并探讨其土壤方面的驱动因素。结果表明,晋华宫人工修复煤矸石山分布有4科4属4种植物;晋华宫自然恢复煤矸石山分布有6科10属10种植物;忻州窑自然恢复煤矸石山分布有5科7属8种植物;由置换多元方差分析和非度量多维度分析结果可知,忻州窑自然恢复煤矸石山的植物群落与晋华宫人工修复、晋华宫自然恢复煤矸石山植物群落差异显著,而晋华宫人工修复和自然恢复煤矸石山间植物群落差异不显著,晋华宫人工修复和自然恢复煤矸石山优势植物均为中华草沙蚕,忻州窑自然恢复煤矸石山的优势植物为菊叶香藜,表明地理位置显著影响煤矸石山的植物群落构建;人工修复10～20年的植物群落可达到与自然恢复50～60年较一致的效果,即人工修复可以缩短煤矸石山植物群落恢复的时间;土壤全氮、有效磷和丛枝菌根真菌孢子密度是影响植物群落差异的重要因素。     

无土煤矸石山绿化技术试验研究

龙岩地区各煤矿区，都有几座庞大乌黑的矸石山。它们多由岩巷矸和煤巷矸组成，具有矸径大、无土、强酸、干热、有毒等特性，植物难于生存。１９９２～１９９５年，龙岩地区林业委员会的专家学者，遵循石质荒漠上植被的演进规律，在工程措施基础上，筛选出一批适合本地区矸石山绿化的先锋树草种，本着先草灌改善小气候，再乔木的立体防护原则，绿化了矸石山，减少了污染。     

极端干旱地区绿洲边缘带天然植被的保育策略--以新疆鄯善绿洲为例

以山西省阳泉市280煤矸石山为研究对象,通过对煤矸石物理性质、水分入渗特性和水分含量的分析,初步研究了煤矸石山风化堆积物水分的动态特征.研究结果表明,煤矸石质地较差,砾石和块石平均含量达86.07%.煤矸石山孔隙组成以非毛管孔隙为主,其剖面4个深度(0-15 cm,15-30 cm,30-45cm,45-60 cm)的毛管孔隙度平均值分别为1.40%,1.36%,1.32%和1.17%,导致土壤持水量常年维持在较低水平,0-60 cm的平均土壤持水量为19.7 t/hm2.Kostiakov人渗模型能较好地反映研究地区煤矸石风化物的入渗过程,且在入渗过程中煤矸石风化物一直保持着较高的渗透速率.煤矸石风化堆积物水分季节性变化主要受降水量及其季节分配的影响,随着季节性降水量的增加,矸石风化物水分平均含量也相应升高.煤矸石山的储水量与降水量之间,表现出较好的一元线性正相关关系.在降雨量较少,或是降雨次数多,雨强较大的情况下,裸露煤矸石地的储水量往往大于覆土煤矸石地的储水量.一般情况下,煤矸石山30-40 cm深处有明显的干层,使得煤矸石山下层在旱季保持有较多的水分.     

煤矸石山坡面不同覆盖的水土保持效益分析

根据山西省阳泉市煤业集团三矿280自燃煤矸石山坡面的观测资料,对采用不同坡面覆盖方式的样地的水土保持效益和植被生长情况进行了分析研究.结果表明,采用煤矸石和黄土混合覆盖的煤矸石山坡面蓄水保土效果显著,植被恢复状况良好.在同一时期内,随着矸石覆盖率的增加,煤矸石样地的土壤含水量也随之增加.在煤矸石和黄土混合覆盖的样地中,矸石覆盖间隔0.15～0.25 m,覆盖率35％～45％的样地,保土效益最好,植被恢复最佳.     

抚顺西露天矿大型煤矸石山及其周边土壤重金属污染研究

对抚顺西露天矿煤矸石山表层及其周边0～1500m范围土壤进行多点分层取样,分析测定土壤样品中Cd、Cr、Cu、Pb、Ni等重金属元素含量。结果表明:矸石山碳质页岩与绿色泥岩重金属Cd含量较高,表层风化物中Cd、Ni含量较高,超过土壤环境质量2级标准,其中一些样点超过3级标准。随着与矸石山距离的增加,周边西南部风向方向上土壤Cd、Cr、Ni、Cu含量呈现规律性递减趋势。重金属Cd、Cr、Ni在20～40cm含量大于0～20cm含量,表明其具有一定的纵向迁移性。矸石山表层与周边邻近土壤pH较高,可有效减低重金属污染风险。     

温度对煤矸石山水分及植物生长的影响——以山西省阳泉市煤矸石山为例

 采用野外调查试验、取样和室内分析的方法,研究煤矸石山温度对水分及植被生长的影响。结果表明:煤矸石山温度在垂直方向随着深度的增加有上升趋势,与自然黄土荒坡变化趋势相反,且覆土后的煤矸石山较自然恢复煤矸石山温度变化剧烈;在垂直0～80cm的范围内,自然恢复、覆土50 cm和覆土100cm煤矸石山相邻土层（10cm）温度升高值分别为0.68、2.20和2.97℃;覆土煤矸石山水分含量在垂直方向因温度升高逐步下降,其水分含量较自然恢复煤矸石山平均高出10%～15%;在山西省阳泉市煤矸石山适宜生长的耐高温植物有灰绿藜、茵陈蒿、蒺藜、马齿苋、臭蒿、狗尾草、沙打旺和鬼针草,4种植物对温度敏感程度由高到低依次为紫穗槐>刺槐>臭椿>侧柏。     

煤矸石山废弃地不同植物复垦措施及其对土壤化学性质的影响

 为了筛选出适合煤矸石山废弃地的造林树种和复垦措施,在辽宁省抚顺市,初步研究了不同植物复垦措施对煤矸石山废弃地土壤化学性质和植物生长的影响。结果表明:不同供试植物在煤矸石山废弃地的成活率在21%～85%之间,其中白榆和沙打旺的成活率分别为81%和85%,而小叶杨、刺槐、栾树的成活率均在70%左右,这些植物均适合于在煤矸石山废弃地生长。植物措施能明显提高煤矸石山废弃地不同土层的有机质、全N、全P和全K含量,但提高程度随土壤层厚度和养分种类而不同。在植物复垦中,配合应用生物复合肥料、生物菌剂和保水剂,能改善主要造林树种的生长状况。     

煤矸石山不同植被恢复模式对土壤侵蚀和养分流失的影响

 针对煤矸石山复垦地水土流失严重的问题,在山西阳煤集团三矿280煤矸石山坡面上选取7种植被恢复模式,以裸地为对照,设置水土流失试验样方,观测不同植被恢复模式对土壤侵蚀和养分流失的影响。结果表明：与裸地相比,不同椬被恢复模式均对矸石山坡面土壤侵蚀和养分流失具有明显控制效果;下坡段的乔灌混交模式防治坡面侵蚀的作用优于上坡段的草本和灌木;减少水土流失的效果上坡段为荆条 > 紫花苜蓿 > 沙打旺 >草木樨,下坡段为刺槐+柠条、刺槐+荆条和榆树+紫穗槐,但这3种植被模式对减少水土流失的差异不显著;通过偏相关分析,影响养分流失的因索依次为土壤侵蚀量 > 径流量 > 坡度 > 坡长;不同植被恢复模式对煤矸石风化物中速效养分质量系数也具有明显的影响。     

煤矿区生态重建过程中风化矸石山植被生长及土壤水文效应

通过野外实地调查和试验观测,对煤矿区矸石山人工植物群落的生长规律、土壤水文生态效应及其制约因素进行了研究.结果表明煤矸石山植物群落经过9年的自然演替和生长过程,其种类及数量发生了较大变化,已形成了由15个乔木树种、12个灌木树种和18种草本组成的人工植物群落.混交林群落中木本植物(乔、灌木)群体密度达到11 220株/hm2.9年生刺槐种群(密度3 333株/hm2,株行距1.5 m×2.0 m)的林木平均胸径为5.27 cm,平均高为5.15 m,平均冠幅为2.85 m;由于受立地水分和养分条件以及林分密度的制约,林木生长量明显降低;林木直径分布的顶峰极度偏左(偏度SK达0.588 9),细小林木个体数量偏多,种群密度偏大,应进行间伐调整.植物群落具有明显减小煤矸石山渗透速率、提高煤矸石山保水和持水能力的作用.     

煤矸石山生态恢复理论研究和工程实践的进展初探

我国煤矸石山的生态恢复研究开展了近30年,取得了巨大的成就。通过对煤矸石山生态恢复的背景理论以及煤矸石山立地条件方面所进行的研究进行分析,结合我国工程实践应用,指出煤矸石山生态恢复仍需在以下几个方面作进一步的研究,即:煤矸石山植被恢复体系的构建、立地条件的系统研究、煤矸石山植被恢复的演替规律研究以及生态治理的评价体系构建。     

MPI模型在矸石山复垦土壤生产力评价中的应用

应用MPI模型（复垦土壤生产力指数的修正模型）对阜新矿区矸石山复垦土地生产力进行了评价,结果表明,MPI模型在评价矸石山土壤复垦质量时,考虑了影响土壤生产力的因子间相关性和时空变异性,适用于矸石山复垦土壤生产力质量评价。