基于模糊综合评价法的表土替代材料养分指标评价

为了筛选出一种适宜的表土替代材料,以5种采矿剥离物为原料,制成不同粒径配比的表土替代材料,通过室内盆栽试验测定其理化性质,对比分析各处理的养分指标,利用模糊综合评价法对表土替代材料养分指标进行评价,选出最优配比.结果表明,pH是表土替代材料养分指标评价的重要因子,在各个养分指标的含量中速效钾水平最高,其次为有效磷,而有机质和碱解氮的含量较低;变异系数从大到小依次为碱解氮>有机质>有效磷>速效钾>pH.主成分分析结果表明,各指标权重分别为pH 0.28、速效钾0.26、碱解氮0.23、有效磷0.21、有机质0.02;模糊综合评价结果表明,4A配比[其粒径配比1号剥离物(2.0～3.0 mm):2号剥离物(2.0～3.0 mm):3号剥离物(1.0～2.0 mm):4号剥离物(1.0～2.0 mm):5号剥离物(0.5～1.0 mm)=4:4:2:1:3]是此次试验的最优配比.     

煤矸石充填复垦土壤水分含量与作物有效性的研究

通过室内煤矸石充填复垦土壤盆栽试验,监测有无地下水补给和不同覆土厚度处理的表层土壤含水量、小麦出芽率与地上部生物量等指标,研究煤矸石充填复垦土壤水分的作物有效性。结果表明:表层土壤含水量在有地下水补给时相对较高,且覆土厚度影响小麦出芽率;当无地下水补给时,表土含水量受覆土厚度的影响较明显,3种处理中覆土厚度为10 cm时表土含水量最高,小麦出芽率受土壤含水量的影响较小。在拔节前期,地上部小麦生物量与出芽率呈显著地正相关关系。     

煤矸石利用方式对大豆籽粒中氮磷钾含量的影响

以大豆作物为试验材料,用盆栽的方法研究以煤矸石为煤矿塌陷区复垦土壤材料时,其不同的利用方式和用量对大豆籽粒中养分元素氮磷钾含量的影响。结果表明,以混合式的填充方式且煤矸石与土壤的配比浓度为20%-30%时,盆栽大豆籽粒中的氮磷钾养分含量最高,说明煤矸石的此种利用方式适宜于旱地作物种植。     

不同处理措施对页岩煤矸石风化物水分特征及玉米出苗率的影响

为了低成本改良煤矸石风化物的水分特征,改善作物生长条件和提高作物产量。以碳质页岩煤矸石风化物为对照,设添加绿泥岩、土壤、粉煤灰、保水剂、沸石5因素4水平正交试验。通过温室盆栽玉米试验,研究各改良措施对盆栽基质水分含量和玉米出苗率的影响。加入绿泥岩40%的处理和加粉煤灰8%的处理对盆栽基质水分含量无明显影响。除加入绿泥岩15%的处理外,其他处理都促进出苗。出苗前半期,出苗率随着粉煤灰量和保水剂量的增大而增加;出苗末期,加入土壤量为15%的处理出苗率最高。盆栽土壤水分含量随着绿泥岩和保水剂添加量的增大而增加,随着土壤加入量的增加而减少。出苗率随着各盆栽基质水分含量增加得到明显提高。     

剥离耕作层土壤重构利用技术研究

为表土剥离利用工作的顺利推行以及土地复垦技术优化提供支撑，也可为表土剥离与利用技术规范的出台提供参考。本文采用理论分析和田间模拟试验的方法，在分析土壤重构内涵的基础上，研究不同的重构技术对土壤质量的影响。研究表明，分层回填重构处理可有效保持不同土层土壤的各营养成分含量，而混合回填重构处理将不同土层均匀掺混，土壤中各营养成分含量也随之被均匀化处理，分层回填更能有效确保复垦后的耕地质量及提高土地的生产力；复垦重构过程中对回填表土的机械压实效果受压实次数和土壤前期含水量的共同影响，容重增大效应与含水量正相关；压实1次或3次可使0～30 cm土层土壤容重迅速增加，而3次压实后对土壤进一步压实的效果不明显，同时土层也基本达到稳定沉降状态实践中；可根据回填区重构土壤类型与状况、环境条件，选择合适的覆土工艺与程序。     

表土替代材料不同夹层位置对风沙土水分入渗和蒸发的影响

为探究表土替代材料不同夹层位置对风沙土水分入渗和蒸发过程的影响，以风沙土和由风沙土、红黏土、煤矸石、玉米秸秆和腐植酸5种材料重构的表土替代材料为研究对象，通过室内土柱试验，设置3种不同夹层位置（T1、T2、T3，分别距离土表5、10、15 cm），以传统均质土壤剖面为对照（CK），研究了不同夹层位置对入渗率、湿润锋运移、累积入渗量、累积蒸发量及土壤水分分布的影响。结果表明：CK、T1、T2、T3处理的平均入渗率分别为3.714、0.238、0.182、0.271 mm·min^-1，入渗率随着夹层深度的增加呈先减小后增加的趋势；当湿润锋在土柱中完成运移时，CK、T1、T2、T3处理的入渗时间分别为56、860、1 190、810 min，即随着夹层深度的增加，入渗时间呈先延长后缩短的趋势。与CK相比，T1、T2、T3处理的累积蒸发量分别减少13.57%、9.83%、9.52%，即累积蒸发量随夹层深度的增加而逐渐增加，水分蒸发损失主要来自夹层上部和下部风沙土，夹层部分含水率变化幅度较小。Kostiakov入渗模型和Rose蒸发模型拟合的R²均在0.91以上，说明两种模型适合描述含表土替代材料夹层土壤水分入渗及蒸发过程。研究表明，在风沙土中10 cm深度处夹15 cm厚度的表土替代材料层，是西部露天矿区排土场土壤剖面重构的理想选择。     

城市堆肥污泥对2种草本植物生长的影响

为探讨不同配比的城市堆肥污泥基质对高羊茅和紫花苜蓿2种草本植物生长的促进作用,用盆栽对比试验,将其与砂质土壤按不同比例混合,作为高羊茅和紫花苜蓿的生长基质,比较不同配比城市堆肥污泥对高羊茅和紫花苜蓿生长的影响。结果表明:堆肥污泥的添加改善了土壤的理化性质,显著提高了高羊茅和紫花苜蓿的出苗率、株高、生物量以及氮肥、钾肥的表观利用率。20%比例的污泥对高羊茅生长的促进效果最佳,30%比例的污泥对紫花苜蓿促进效果最佳。将污泥堆肥化后以一定比例添加入矿区土壤可促进当地植被的恢复,建议堆肥污泥的添加比例以20%~30%为宜。     

草炭对露天矿表土替代材料改良效果初报

利用草炭作为露天矿排土场表土的替代材料的改良剂,通过对苗期紫花苜蓿生理性能的响应研究草炭的改良效果.以紫花苜蓿为供试作物,采用矿区的深层土作为表土替代材料进行盆栽试验.采用单因素随机试验,草炭按照0、10、30、50 g/kg的干土进行配比,同时以当地的表土作为对照,测定了苗期紫花苜蓿的生长指标和生理指标.结果表明:草炭对苗期紫花苜蓿的叶面积、株高、根长、生物量、叶绿素、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、可溶性蛋白和细胞膜透性等指标均有显著影响,当草炭添加量为50 g/kg时,草炭对提高苗期紫花苜蓿的生理和抗逆性能最为明显,对表土替代材料的改良效果最佳.     

不同污泥的复混基质性质及对牧草生长的影响

为研究生污泥、腐熟污泥和冻融污泥三种污泥在煤矸石山复垦中的应用效果,将污泥与粉煤灰、煤矸石和土壤按一定比例混配成复混基质并划分种植小区,种植黄花草木樨(Melilotus officinalis)、沙打旺(Astragalus adsurgens Pall.)和敖汉苜蓿(Medicago sativa cv.‘Aohan’)三种豆科牧草,对基质的理化性质、重金属元素含量和牧草的田间出苗率、株高、根长和根冠比进行测定分析。结果表明,添加生污泥和腐熟污泥的复混基质A1、A2、B1和B2在基质理化性质、重金属含量和对牧草生长影响方面均表现良好,其中添加腐熟污泥的无土基质B2(腐熟污泥、粉煤灰和煤矸石的质量配比为30∶10∶60)最好;考虑到污泥腐熟和客土运输的成本,添加生污泥的无土基质B1(生污泥、粉煤灰和煤矸石的质量配比为30∶10∶60)可作为煤矸石山复垦的最优选择。     

矿山复垦中污泥复混基质对三种木本植物生长的影响

为了探讨污泥、粉煤灰、煤矸石和土壤复混基质对柠条、紫穗槐和二色胡枝子幼苗生长的影响,以污泥与粉煤灰、煤矸石和土壤按一定比例混配成复混基质,D1处理(污泥∶粉煤灰∶煤矸石∶土壤为30%∶10%∶10%∶50%)、D2处理(污泥∶粉煤灰∶煤矸石∶土壤为30%∶10%∶30%∶30%)和D3处理(污泥∶粉煤灰∶煤矸石∶土壤为30%∶10%∶50%∶10%),以土壤为对照播种柠条、紫穗槐和二色胡枝子。结果表明D1、D2和D3处理重金属含量符合"土壤环境质量标准",可以安全应用于植物栽培上。D1、D2和D3处理促进了紫穗槐和二色胡枝子幼苗生长,抑制柠条幼苗生长。其中D3基质可以为植株生长提供较为充足的养分,D3基质中紫穗槐幼苗株高29.12cm,地径3.73cm,二色胡枝子幼苗株高23.9cm,地径2.37cm。     

采煤废弃物对作物生长的影响

通过室内栽培试验,研究了煤矸石和粉煤灰作为培养基对作物生长的影响。结果表明:(1)粉煤灰物理性质不适于作物生长,对作物长势影响最大,在粉煤灰排放场不覆土直接种植作物不可取;(2)煤矸石和粉煤灰会对作物产生重金属污染,尤其是细颗粒煤矸石的污染最大;(3)充填采煤废弃物复垦应该保证足够的覆土厚度。     

矿区复垦中添加污泥的研究

［目的］研究不同改良剂对重金属复合污染土壤修复的影响。［方法］采用室内培养,研究了3种改良剂（骨粉、沸石、骨粉＋沸石）对土壤中重金属（Cu、Zn、Pb、Cd）形态及形态间再分配的影响。［结果］加入改良剂后明显提高了土壤pH值,土壤中重金属各种存在形态的含量均有所变化,可交换态降低了37.5%～99.8%。土壤中Cu、Zn、Pb再分配系数接近于1.00,结合强度系数在0.80左右。Cd再分配系数从1.00~1.76,结合强度系数在0.25~0.44。［结论］沸石和骨粉是原位修复重金属污染土壤有效的改良剂,两者配施效果更佳。     

粉煤灰在土壤改良和污染治理中研究进展

从粉煤灰理化性质出发,综述了国内外对粉煤灰在土壤改良和污染治理方面的应用。粉煤灰作为土壤改良剂,可以增加土壤容重,提高土壤持水性能和保温能力,调节土壤pH,改善土壤营养状况。在污染治理方面,粉煤灰主要应用于废水处理、重金属钝化和废气滤除。最后,指出粉煤灰在土壤改良和污染治理方面存在的问题和对策。     

Optimum Combination Test of Erosion Gully in Black Soil Regions by Coal Gangue Reconstruction Soil

The black soil area in northeast China is greatly affected by hydraulic erosion. To inhibit the development of gully cutting and the secondary erosion on farmland, different size coal gangues and covering soils with change thicknesses combinations were selected to fill in-situ gully for hydraulic performance experiment. The hydraulic performance indexes of different combinations of large and small size gangue thicknesses and covering soil thicknesses were analyzed by the extreme learning machine(ELM) and particle swarm optimization(PSO). The results showed that the structure of large and small size coal gangues and surface soil under different thicknesses was affected by hydraulic and gravity. With the change of the thicknesses of coal gangue and covering soil, its effective channel and vertical infiltration process became more and more stable with the increase in drainage time, while the structure of small size coal gangue was the main hydraulic factor in reconstructed soil structure(p=0.016). The overall drainage performance showed a single peak trend, the optimal combination of drainage parameters and structure thickness was relatively concentrated; the drainage time parameters of different composite structures were found to have a certain linear relationship; the Pareto optimum of drainage performance was determined. The optimum thickness was 30-40 cm for large-sized gangue, 30-60 cm for small-sized gangue, and 50-70 cm for covering soil, to meet the relatively good drainage performance and to ensure that secondary erosion was reduced, so as to achieve the purpose of controlling the gully.     

粉煤灰对加工番茄生长与养分吸收的影响及对春小麦残效研究

[目的]揭示石灰性土壤施用碱性粉煤灰与作物生长和元素吸收的关系.[方法]分别以加工番茄和春小麦为材料,采用盆栽试验研究干旱区灌耕灰漠土施用粉煤灰对加工番茄生长及养分吸收的影响,并以春小麦为二茬作物研究粉煤灰的残效作用.[结果]施用粉煤灰可以增加加工番茄地上部干物质量,同时增加花期叶片氮含量,减少茎秆和叶片磷含量;但是增加收获期叶片氮、磷、钾的含量.同时施用粉煤灰增加加工番茄花期茎秆、叶片和植株整体的氮、钾的积累量,而减少加工番茄茎秆、叶片和植株整体磷的积累量;施用粉煤灰增加加工番茄收获期茎秆、叶片和植株的氮、磷、钾的积累量.残效试验表明,与对照相比,粉煤灰残效显著提高春小麦地上部干物质量,减少春小麦花期茎秆和叶片氮、磷、钾含量;22.50t/hm2粉煤灰残效增加春小麦收获期茎秆和叶片的氮、磷、钾含量.粉煤灰残效增加春小麦花期茎秆、叶片和植株氮和钾积累量和叶片、植株磷的积累量;增加春小麦收获期茎秆,叶片和植株氮、磷、钾积累量.粉煤灰及其残效作用增加土壤pH值和电导率.[结论]使用粉煤灰可以增加收获期加工番茄和春小麦地上部干物质积累量和氮、磷、钾积累量,同时增加土壤pH值和电导率.     

粉煤灰资源化及其在路面工程中的应用

对粉煤灰的各项技术参数进行了试验研究 ,并进行了粉煤灰脱炭的优化探讨 ;结果表明 ,脱炭粉煤灰作为混凝土掺和料可以改善混凝土的工作性能 ;修筑路面、实际道路运营和技术性能符合路面工程要求 ,有十分显著的社会效益、经济效益和环境效益     

豫西丘陵煤矿区耕地重金属污染状况研究

为了研究煤矿长期开采活动(主要是煤矸石堆积淋溶和煤灰的飘尘)对周边矿区耕地重金属污染的影响,以河南省西部煤炭基地渑池和义马为试验区,科学系统选取采样路线进行采样,运用氢化物原子荧光法和原子吸收分光光度法对耕地土壤中的重金属元素进行分析,并由此开展土壤污染评价。结果表明:矿区耕地受重金属污染的程度依次为As>Cr>Hg>Pb,综合污染程度达到了轻度污染以上。     

自燃煤矸石用于路面基层技术

针对采煤区堆有大量废弃煤矸石的现状,对自燃煤矸石用于路面基层的技术进行了研究。分析了自燃煤矸石等主要材料的化学成分、物理力学性质,提出了用水泥和二灰稳定煤矸石的合理配合比,并对煤矸石混合料做了不同龄期的无侧限抗压强度试验,分析其强度增长规律。该技术的应用可实现降低通县乡公路造价,推动矿区周边通县乡公路建设进程,同时解决了煤炭工业区煤矸石的占地和污染。     

不同配比的粉煤灰和滤泥对红壤理化性质与大麦产量的影响

在2种旱地红壤上施用不同质量配比的粉煤灰和滤泥混合物,研究其对红壤改土和大麦增产的效果.结果表明:施用不同质量配比的该混合物后土壤酸性均明显减弱;速效NPK、>0.25mm微团聚体含量及比磁化率都有不同程度的提高;大麦根系重量、生物产量和经济产量均显著提高,根系重量和生物产量均随混合物中滤泥比例的提高而提高,而经济产量则以施用"20%粉煤灰+80%滤泥"的处理最高,其经济产量与其它各处理的差异均达显著或极显著水平,表明施用"20%粉煤灰+80%滤泥"混合物对供试土壤的改土和大麦的增产,效果较为显著.