江西省生产建设项目弃土弃渣土壤侵蚀定量研究

[目的]对江西省生产建设项目弃土弃渣土壤侵蚀状况进行研究,为定量研究该区自然降雨条件下弃土弃渣土壤侵蚀规律和生产建设项目土壤侵蚀预测提供科学依据。[方法]采用基于K均值分类法,将研究区降雨划分为A(极大雨量、较长降雨历时、中雨强、低频次)、B(中雨量、中等降雨历时、小雨强、高频次)、C(大雨量、长降雨历时、大雨强、低频次)、D(中雨量、短降雨历时、极大雨强、高频次)4种类型,并依托江西省德安县国家水土保持生态科技园内的8种弃土弃渣径流试验小区,开展弃土弃渣土壤侵蚀定量研究。[结果]通过1 a内43场侵蚀降雨小区观测,结果表明:①A,D雨型是导致弃土弃渣产流输沙的主要类型,B雨型影响最小,C雨型则介于A,D雨型之间。②红砂岩红壤(HSY),第四纪红黏土(SJHT),紫色土(ZSYY),煤矸石(MGS),房渣土(FZT),其产流输沙间呈显著相关性;稀土尾矿(XYWK),花岗岩红壤(HGY),电厂灰渣(DCHZ),则不具有显著的水沙关系;③不同弃土弃渣次降雨产沙量以大雨量以上雨型占比最高,均60%以上,最高达97%以上。[结论]建议生产实践中预测或监测裸露弃土弃渣时,宜根据实际需求选取不同类型降雨开展,最主要预测或观测50 mm以上大雨量侵蚀量,以提高预测准确度,大幅减少监测成本,提高监测效率。     

泥炭土改良铅锌矿渣下植物修复效果研究

针对铅锌矿渣物理结构差、毒性高、植物成活率低的问题,研究了湖南郴州资兴铅锌矿渣在泥炭土改良下的植物修复效果。以泡桐Paulownia fortunei、夹竹桃Nerium oleander和苎麻Boehmeria nivea为材料,在不同泥炭土浓度(梯度为:CK:0、A1:10%、A2:20%、A3:30%)改良铅锌渣下进行盆栽实验,测定了植物根、茎、叶生物量,根系构型指标、植物与矿渣铅锌含量、矿渣根际土壤pH值、有机质(OM)。研究结果如下:1)随改良剂浓度的增加,3种植物总生物量增量均呈现改良A3> A2> A1> CK的增长趋势,但各部位生物量增长有差异。2)3种植物总根长、根表面积、根体积和根尖都随改良剂浓度增加而增加显著(P <0.05),但根系构型有差异。3)3种植物体内Pb、Zn含量总体上都呈现侧根>主根>茎>叶的分布规律,其中0 夹竹桃>苎麻,Zn减少量排序苎麻>泡桐>夹竹桃。4)随着处理浓度增加,土壤有机质(OM)增加显著, pH降低显著(P <0.05),种植植物后OM含量和pH值增加显著(P <0.05),OM含量增加排序:苎麻>泡桐>夹竹桃,pH值增加排序:夹竹桃>泡桐>苎麻。5)从细根生长和土壤性质相关性来看,泡桐细根根长、体积、表面积、苎麻细根表面积都和根际OM相关性显著,泡桐细根体积、表面积、夹竹桃体积及根尖数和根际pH负相关显著,其他相关性强但不显著。6)3种植物Pb、Zn总累积量基本随着改良处理浓度增加而增加,但植物转移量系数有差异,泡桐和苎麻转移量系数总体上随改良处理浓度增加而增加,而夹竹桃转移量最优的处理为10%泥炭土。     

黔西北炼锌废渣基质上不同草种苗期生长状况

以黔西北土法炼锌废渣基质为研究对象，通过盆栽试验，筛选出适宜在该基质上生长的草本植物。结果表明，各草种出苗时间为白三叶（Trifolium repens）、红三叶（T.pratense）(3 d)<一年生黑麦草（Lolium multiflorum）、多年生黑麦草（L.perenne）(4 d)<紫花苜蓿（Medicago sativa）(5 d)<草地早熟禾（Poa pratensis）(7 d)<狗牙根（Cynodon dactylon）(15 d)；多年生黑麦草的出苗率最高(83.3%)，其次是一年生黑麦草、白三叶、红三叶（>60%），紫花苜蓿、草地早熟禾和狗牙根的出苗率最低（30%左右）；一年生黑麦草、白三叶、多年生黑麦草的株高和分蘖数均优于红三叶、紫花苜蓿、草地早熟禾和狗牙根，适合在土法炼锌废渣基质上生长。     

模拟酸雨对铅锌冶炼废渣重金属释放及生物毒性的影响

为评价酸雨淋洗对铅锌冶炼废渣中重金属释放及生物毒性的影响，以黔西北酸雨严重区域大量堆存的铅锌冶炼废渣堆场为研究对象，对照组以去离子水为浸提剂，分析不同粒径废渣在不同酸度模拟酸雨浸提下重金属的分布特征及生物毒性变化规律。结果表明，与对照相比，模拟酸雨均可不同程度降低铅锌废渣浸出液的pH，废渣粒径越小浸出液的电导率越高。模拟酸雨可提高铅锌冶炼废渣浸出液中Cu、Zn、Cd的浓度，相同条件下，浸出液中重金属浓度总体上随废渣粒径减小呈增加趋势。模拟酸雨可促进废渣中残渣态Cu、Pb、Zn向其他形态转化而增加铅锌废渣堆存的环境风险。进一步分析表明，废渣浸出液中Zn、Cd含量越高浸出液的生物毒性越大，而低浓度范围内废渣浸出液中Cu含量越高反而生物毒性越小。综上，模拟酸雨能促进不同粒径铅锌冶炼废渣中重金属离子的溶出释放、改变废渣中重金属的形态，并提高废渣浸出液的生物毒性，从而增大了铅锌冶炼废渣堆场的环境生态风险。     

高温对碱矿渣水泥石微结构及力学性能的影响

研究了不同碱组分的碱矿渣水泥石在室温至1 000 ℃时强度的变化，运用DSC/TG, XRD和SEM分析了高温后碱矿渣水泥石物相及结构的变化. 结果表明：以钠水玻璃为碱组分的碱矿渣水泥石高温后的强度变化规律与以氢氧化钠为碱组分的矿渣水泥石相似. 受热温度在200 ℃时，碱矿渣水泥石可蒸发水的损失使得水泥石结构更加致密，抗压强度增加，抗折强度下降；400～1 000 ℃时，抗折、抗压强度均持续下降，其中，600～800 ℃时，碱矿渣水泥石发生固相反应，有钙黄长石生成，强度下降明显.     

Soil Fertility Amendments and White Grub Populations of Turf

Liming materials, calcium carbonate versus calcium magnesium silicate, were compared for effects on native white grub (Coleoptera: Scarabaeidae) populations in a New Jersey lawn. A silt loam soil near Princeton, N.J., of mixed cool-season turf with an initial pH of 5.0 received applications of either liming material in January 2007 for a target pH of 6.5. Control plots received no lime application. Grub numbers were reduced by more than 50% in plots amended with either calcium magnesium silicate or calcium carbonate when compared with the controls. Both calcium magnesium silicate and calcium carbonate were similarly effective in achieving this benefit.     

潜流人工湿地中3种基质对氮磷净化的影响

通过潜流人工湿地装置,采用间歇运行方式考察不同停留时间下土壤、砾石、炉渣基质在以NO3--N、NH4+-N和PO4--P为主要氮组分的模拟污水对污水中氮的净化效能,并研究湿地系统基质与pH变化、NO3--N和NH4+-N净化效率的关系。结果表明,当水力停留时间为10d时,土壤-炉渣湿地的N,P净化效能高于以其他基质构建的湿地。在试验周期内,各基质的人工湿地系统NH4+-N的净化效率均高于NO3--N的净化效率,氮素的净化效能上层大于下层,湿地系统中pH值先降低后升高的拐点可作为NH4+-N氧化反应结束的指示参数。     

高砷铁渣脱砷土著微生物的选育与初步鉴定

利用9K培养基对高砷铁渣中土著生物分离纯化后获得某一细菌进行纯培养,采用分子生物学方法对该细菌进行相关鉴定,结果表明：属于Bacillus属,该细菌在矿浆浓度为5％,最佳温度为30℃C的条件下,周期在14天内对废渣中砷的浸出效果达到最佳.高砷铁渣中砷的含量可降低至3.92％.     

醋酸改性电石渣催化酯交换特性研究

以醋酸为改性介质,从醇油摩尔比、催化剂质量分数、酯交换温度及时间等因素出发,并辅以热重分析仪、X射线衍射仪、N2吸附仪和哈米特指示剂等催化剂表征手段,通过酯交换实验系统研究改性电石渣催化酯交换的特性。酯交换原料油(花生油)脂肪酸中的碳原子长度主要为16~18碳;醋酸改性后,电石渣主要成分为(CH3COO)2Ca·0.5H2O,经800℃煅烧活化处理后转变为CaO,比表面积为19.07 m2/g、比孔容积为0.081 4 cm3/g,且能够表现出比未改性电石渣煅烧产物更强的催化酯交换性能。在醇油摩尔比15、催化剂质量分数4%、酯交换温度59℃、酯交换时间2 h的工况下,醋酸改性电石渣催化酯交换能取得甘油收率为96.79%,且重复使用5次时,甘油收率仍能达到92.90%。     

铅锌矿冶炼区农田土壤和马铃薯中Cd含量及其化学形态分布

采用化学连续提取法研究了赫章铅锌矿冶炼区农田土壤以及马铃薯根、茎、叶、果实（块茎）中Cd含量及其化学形态分布特征,以揭示该污染区Cd在土壤与植物体内的迁移转化特征。结果表明,农田土壤Cd含量介于2.53～22.30 mg/kg,且以可交换态和铁锰氧化物结合态为主,土壤p H值与土壤可交换态Cd含量呈显著负相关,与铁锰氧化物结合态Cd含量呈显著正相关。马铃薯各器官Cd含量总体表现为根、叶、茎大于果实,且主要以氯化钠提取态和去离子水提取态为主;马铃薯除果实外,根、茎、叶中Cd含量几乎全部超出国家食品安全限值,存在较高的生态风险。土壤 p H值与马铃薯根、茎中Cd含量呈显著负相关;土壤有机质含量与马铃薯叶中Cd含量呈极显著正相关;马铃薯根中Cd含量与茎中Cd含量呈显著正相关。总之,土壤p H值是影响植物吸收Cd的重要因素,其主要通过影响Cd在土壤中的形态分布来影响Cd向马铃薯体内的迁移。控制土壤p H值可有效降低土壤中Cd向植物迁移的能力和农作物中的Cd含量,保障当地农作物食品质量安全。