植被自然恢复对煤矸石堆场Fe/Mn淋溶迁移的影响及其作用效果

[目的] 探讨植被自然恢复下植被类型对煤矸石堆场Fe,Mn淋溶迁移的影响及其作用效果,为煤矿区煤矸石堆场的生态环境治理及生态修复提供科学依据。[方法] 通过对贵州省中部废弃煤矿区不同植被条件下煤矸石堆场地表径流进行采样分析,同时通过移植煤矸石堆场上生长的马尾松、光皮桦和类芦进行盆栽试验以及采集基质渗透水样品。[结果] 马尾松、光皮桦及类芦生长的煤矸石基质渗透水和煤矸石堆场地表径流水中Fe,Mn含量均显著地低于无植物生长的煤矸石,煤矸石堆场植被自然恢复后地表径流水中Fe,Mn含量下降率分别达45.27%~85.60%,60.17%~90.13%,植被作用效果的大小顺序为：马尾松幼林 > 阔叶树幼林 > 类芦草丛。同时,马尾松幼林、阔叶树幼林、类芦草丛煤矸石堆场地表径流水中泥沙含量分别比无植被裸露的煤矸石堆场平均减少了40.18%,30.67%,27.91%。煤矸石中矿物颗粒态Fe,Mn的迁移量也出现明显的降低。[结论] 植被自然恢复能显著地减少煤矸石堆场Fe,Mn向水体的迁移及改善废弃煤矿区地表水环境质量。植物生长,特别是马尾松生长对减少煤矸石中Fe向水体迁移产生的环境效应大于Mn。     

贵州省煤矸石堆场径流污染特征及其对溪流水质的影响

通过对贵州省中部关闭煤矿区煤矸石堆场地表径流及其沉积物进行样品收集与分析,探讨了降雨-径流下煤矸石中污染物的迁移规律及其对周边地表水体质量的影响.结果表明,煤矸石堆场地表径流水的pH值变化达2.64～6.38,污染物以SO2-4,Fe和Mn为主,其浓度变化受煤矸石类型及降雨强度的影响.径流沉积物在静置或扰动下浸水3～28 d后,上覆水的pH达2.78～3.71;SO2-4,Fe,Mn的浓度变化分别为27～160 mg/L,0.3～3.9 mg/L,0.6～2.8 mg/L.降雨-径流下关闭煤矿区煤矸石堆场的地表径流对周边水体质量的影响主要表现在水体酸化及Fe,Mn污染严重.     

煤矸石综合利用是山区煤矿节约用地的重要途径

煤矸石是我国排放量最大的工业废渣之一,不仅占用大量土地,而且严重污染环境.本文从福建省天湖山煤矿实践中总结出了利用煤矸石发电,让其变废为宝,对不可用来发电的煤矸石,通过整治,不但改善了矿区的生态环境,同时也为山区煤矿节约用地找到了一条有效途径.     

黑龙江省煤矿区的生态环境问题及利用途径

以鸡西、鹤岗、双鸭山、七台河四大煤城为例,分析了黑龙江重点煤矿区长期开发生产酿成的植被破坏、水土流失、环境污染、设施毁损和资源紧缺等系列问题,结合国内外煤矿区综合防治利用经验,提出了黑龙江矿区综合防治利用途径—将煤矸石的资源化利用,做水泥填充料或烧砖等,矸石山客土绿化;塌陷区土地的整治与合理利用路线是深做鱼塘浅造田,运用景观生态学和地貌美学的理念,变革煤矿区生态建设和开发思路,充分利用矸石山和采煤塌陷形成的水体,积极发展旅游业。     

贵州水城煤矸石风化土壤-农作物系统中汞分布规律研究

通过冷原子荧光方法测定了贵州水城汪家寨煤矿和那罗煤矿不同年限的煤矸石风化土壤及农作物中总Hg含量和甲基汞含量,并采用BCR连续提取法分析了煤矸石风化土壤中汞的不同赋存形态,系统地对此矿区煤矸石风化土壤-农作物系统中汞的分布规律及其环境效应进行了研究。结果表明,煤矸石风化土壤样中汞含量范围在0.07～1.06 mg.kg-1之间,和pH值存在显著负相关关系（r=-0.68,P〈0.01）。风化年限较长的煤矸石土壤汞浓度接近对照点自然土壤汞含量,而在风化年限较短的煤矸石风化土壤中,大部分样品汞浓度超过了国家Ⅱ类土壤环境标准,不宜在上面种植食用的农作物。煤矸石风化土壤中甲基汞含量在0.52～2.68μg.kg-1之间,和总汞存在显著正相关关系（r=0.65,P〈0.05）。煤矸石风化土壤中汞主要以有机/硫化态和残渣态存在,风化年限较短的煤矸石山土壤中酸交换态汞浓度及比例都明显高于老煤矸石山。虽然汪家寨煤矿风化年限较短的煤矸石山土壤存在着较高的汞含量,但其上种植的马铃薯、玉米、菜豆的汞含量均没有超过国家标准食品中Hg限量值,然而高于风化年限较长的煤矸石山中同类植株的汞含量。     

贵州山区煤矸石堆场重金属迁移对水稻土质量的影响及评价

通过对贵州省贵阳市、织金县、水城特区、安龙县典型煤矿区矸石堆场周边污染的农田进行调查与采样分析,探讨煤矸石堆放过程中重金属迁移对周边水稻土质量的影响。研究结果表明:在煤矸石堆场周边50～200 m范围内,入田灌溉水pH达3.56～5.33,水体重金属污染以Hg、Cd为主。受煤矸石堆场径流及渗透水的影响,不同煤矿区污染水稻土的重金属元素主要是Cd、Hg,其含量达1.12～3.74 mg/kg,0.40～11.9 mg/kg,分别是土壤环境质量二级标准限值的1.1～19.2倍、2.2～7.5倍;其次是As、Cu。随着梯田下降层数的增加,水稻土Cd、Hg的含量明显减少,其次是Cu、Zn,水稻土重金属污染的程度逐渐降低。     

煤矿复垦区重构土壤溶解性有机碳空间分布特征

为探究煤矿复垦区重构土壤中溶解性有机碳(DOC)含量的空间分布特征,以淮南潘一矿区煤矸石山和周边复垦区林地土壤为研究对象,从空间分布和颗粒组成上,分析了煤矸石山山顶、山腰和山脚的煤矸石风化物及周边林地土壤中DOC的含量。结果表明:自上而下山顶、山腰、山脚的煤矸石风化物中DOC含量呈递减趋势,并随采样深度的增加而增大;但林地土壤中DOC含量随采样深度的增加而减少。不同粒径颗粒物中DOC含量分布不同,煤矸石风化物和林地土壤均以细砂(0.2~0.05 mm)DOC含量最高,石砾(10~2 mm)DOC含量最低。在雨水淋溶作用下,煤矸石风化物对周边土壤DOC含量贡献较大,距离山脚1~100 m范围,随着距离的增加,土壤中DOC含量由325.46 mg/kg减少至177.89 mg/kg,煤矸石风化物对周边土壤DOC含量的贡献率由85.78%降低到1.54%,在距离山脚100 m处土壤中DOC含量已接近正常对照土壤含量。     

煤矸石充填重构土壤水分再分布与剖面气热变化试验研究

为研究煤矿区用矸石作为垫底基质进行土壤剖面重构土壤水分再分布过程和剖面热扩散与气体浓度变化特征,以指导工程设计和重构土壤熟化技术应用,在实验室设计了一种煤矿区重构土壤水气热运移模拟装置,通过布设在土柱系统不同深度的温湿度传感器和CO_2浓度检测仪,连续监测重构土壤剖面含水量、温度和CO_2浓度。结果表明:煤矸石层具有良好的阻水性,阻碍水分的入渗,增加上层土壤的持水能力。但是,煤矸石的持水性差,煤矸石层的含水量低于土壤层10%左右;煤矸石具有更佳的热扩散性,在加热过程中煤矸石层的温度远大于土壤层,在重构土壤中容易形成稳定的温度梯度,尤其在煤矸石层与土壤层之间存在明显的温度差。土壤层的温度受底部加热的影响较小,短期内主要受室温影响,其变化曲线与室温日变化曲线基本一致,最大波动幅度在2.89℃;底部通CO_2对土壤层CO_2浓度的影响非常小,气体在煤矸石层向土壤层扩散时容易受到土壤层的阻隔,导致气体在土壤层下界面累积;煤矸石层会对邻近土壤层产生较大影响,影响微生物的生存环境,导致微生物的活性下降。当覆土厚度为60cm时,煤矸石层对土壤层的影响较小,随着覆土厚度的增加,煤矸石的影响会逐渐削弱。     

青海圣雄煤矿煤矸石堆积对周边高寒湿地植被和土壤的影响

针对青海江仓圣雄煤矿开采产生的煤矸石堆积对多年冻土区高寒湿地的影响,本文通过地面调查、取样比较,研究分析了矿区周边高寒湿地植被和土壤特征对煤矸石山堆积的响应。结果表明,矿区煤矸石堆积的4 a时间已经对周边近、中、远不同距离(300、650、1 000 m)高寒湿地植被和土壤产生了一定程度的影响,引起原生莎草类盖度和高度减小,靠近煤矸石山区域的牧草高度降低,中距离杂草平均高度比近距离高2.65 cm。矸石堆积造成周围土壤容重增加,全氮和有机质含量逐渐减少,远距离0～10 cm土层全氮和有机质平均含量分别是近距离的1.16倍和1.20倍。高寒湿地土壤真菌和放线菌数量减少,0～10 cm土层近距离样区真菌数量仅为中距离的51.8%,中距离样区放线菌数量分别是近距离和远距离的4.32倍和3.4倍。除Zn以外,煤矸石堆积没有显著影响土壤As、Cr、Ni、Cu、Hg、Pb、Cd等7种重金属元素含量。随机森林算法分析表明,杂草类高度、Zn含量、土壤容重、莎草盖度、有机质含量是煤矸石堆积对周围高寒湿地影响的主要因子。     

浅谈阜新市城市矿区水土流失危害及治理对策

阜新市为辽宁的煤城。城区现有水土流失面积58.83 km2,占总面积的33%,城区煤矿年排放煤矸石300万t,且大部分没有《水土保持方案》,处于乱采乱排状态。大部分为中强度侵蚀。其治理对策各矿区应根据地形、储量以及煤矸石量规划设计煤矸石堆放场,实施拦矸坝等防护工程;修建沉淀池,治理煤矿污水;在煤矸石堆客土改造植树种草,恢复植被;充分利用煤矸石作水泥混合材料、火电厂配合燃料,开展煤矸石综合利用;对露天矿和塌陷区开发水产养殖;要强化宣传教育,提高全民生态环境意识;加强监督管理,建立健全严格的申报审批制度;认真贯彻水保法规,对矿区进行综合治理;健全法律法规,加大行政执法力度。     

肥城煤矿区的地面塌陷及其治理

<正> 肥城县煤矿区位于县境内北部,东西长22公里,南北宽2～7公里,储煤面积98.58平方公里,总储量11亿吨。煤田含煤地层属石炭二迭系,煤层均被第四纪冲积层覆盖,厚度250～450米,底盘为奥陶系灰岩,共有煤层16层,其中可采煤有10层和两个分煤层,平均可采煤厚度为11.5米。肥城煤矿区现有地方煤矿4座,省属煤矿8座,年产煤500万吨,到1990年共产煤9700万吨,产煤矸石1300万吨。矿区跨石横、王瓜店、湖屯、老城四个乡镇的51个行政村。     

渭洛河夹槽地带沙荒地整治综合效益评价

[目的]对渭洛河夹槽地带沙荒地整治的综合效益进行评价,为该区沙荒地整治及其综合效益提升提供决策支撑。[方法]以渭洛河夹槽地带为研究区,基于当地沙荒地整治的必要性,沙地整治现状及预期目标,从研究区沙地治理的优势出发,对以生态安全为核心的沙荒地整治模式的开发和应用进行研究,建立基于熵权物元法的沙荒地整治综合效益评价模型,据此获得了符合研究区的综合效益评价指标,并对其进行综合效益评价。[结果]研究区沙地整治的综合效益为优良等级,整治效果达到预期目标。[结论]提出了新形势下沙地整治及开发利用的相关对策和保障措施,从而促进研究区沙地资源的良性利用。     

煤矸石障蔽对沙地土壤的改良作用研究

试验研究表明 ,煤矸石沙障对沙地土壤有明显的改良作用 ,使沙地土壤中细粒物质增加 ,土壤水分含量提高 ,土壤结构发生改变 ;土壤中有机质、全 N、速效 P、速效 K含量显著增加 ,分别是流沙对照地的 2 .6 5 ,2 .6 6 ,1.30 ,1.2 4倍。同时 ,分析结果表明 ,障蔽规格对土壤养分、水分的影响较显著 ,而矸石粒径影响不显著。     

浸提剂pH值对煤矸石和煤泥污染物浸出特性的影响研究

为了研究煤矿外排固体废物的污染特征及其潜在生态危害,采用6种不同pH值的浸提剂对贵州4个煤矿区的煤矸石、煤泥和原煤进行了振荡浸提试验,探讨了浸出液的pH、EC和Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd6种重金属含量随浸提剂pH值的变化规律。结果表明,随着浸提剂的pH值逐渐升高,浸出液的pH值也逐渐升高,其EC逐渐下降,当pH值大于4.0以后逐步趋于稳定;所有重金属在强酸性环境中浸出量较大,并随pH值的增大呈下降趋势,浸出液中Fe、Mn的浓度普遍较高。3类样品中,煤矸石在酸性条件下其重金属的潜在浸出能力强,环境污染风险大。     

风沙区煤矿复垦地土壤颗粒的组成与分形特征

[目的]研究风沙区煤矿复垦地土壤颗粒的组成与分形特征,为恢复和改善矿区土壤生态功能提供科学依据。[方法]结合分形理论对陕北风沙区大柳塔煤矿复垦地3种植被类型和未复垦的裸沙地土壤颗粒组成及其分形维数进行对比研究。[结果](1)研究区复垦地的土壤颗粒组成以细砂为主。乔木、灌木林地和裸沙地的土壤颗粒次集中于中砂,而草地的土壤颗粒次集中于极细砂。植被覆盖对土壤细粒物质含量的影响具有层次性,3种植被类型0—30cm土壤中黏、粉粒含量显著高于裸沙地。(2)土壤颗粒分形维数为1.306～2.490,均值依次为:草地(2.425)灌木林地(2.300)乔木林地(1.626)裸沙地(1.550),且不同植被类型的分形维数变化也具层次性。各深度上,草地与灌木林地的分形维数无显著差异,且皆显著高于乔木林与裸沙地。(3)分形维数与土壤颗粒组成密切相关,与黏、粉粒含量显著正相关,与粗砂含量显著负相关,但与土壤含水量和有机质则无显著相关性。[结论]大柳塔煤矿复垦地的土壤颗粒组成及分形维数差异较大,植被类型为草地或灌木对矿区土壤颗粒细化、改善环境有较好的促进作用。     

我国沙地水分分布状况及其意义

按生物气候带、干燥度、沙地土壤水分平均含量和降水量组合等特点,将我国沙地和沙漠分为荒漠带、半荒溴带、干草原带、半湿润带和南方湿润带五个沙漠区（青藏高原区除外）归纳分析各沙区水分运动基本规律、稳定含水率和有效储水量等项目,探讨影响我国沙地水分分布状况的主要因子,提出了我国不同沙带固沙造林具体措施和适宜选用的植物种。最后讨论各沙地开发和农业生产方向以及灌溉农业的经济效益和未来的发展趋势。     

阿尔乡沙漠生态园

<正>阿尔乡沙漠生态园位于辽宁省阜新市彰武县阿尔乡镇西北部,地处科尔沁沙地南缘,占地面积290 hm~2,区域内以沙土地为主,是辽宁省水利水电科学研究院试验研究基地。经过多年建设,园区基础设施逐步完善,建成了沙地潜水蒸发试验场、沙地植物耗水试验场和辽北风蚀观测场,形成了疏林轮牧区、灌木轮牧区、经济作物区、人工草     

煤矸石风化物复垦基质改良措施初探

大颗粒、强酸性、地温高一直被认为是煤矸石复垦的主要限制因子。试验采用煤矸石和黄土、粉煤灰不同比例均匀混合的方法进行盆栽试验,通过对大豆作物出苗率、株高、根冠比等生长指标的分析,以低成本改良土壤结构特性,进而对煤矸石风化物的复垦基质进行了探讨,为煤矸石堆积区的土地复垦提供了科学依据。     

不同风化年限的淮南矿区煤矸石理化性质变化规律

堆存于地表的煤矸石在遭受风化以后,其物理和化学性质可在短时间内发生较大变化,这些变化往往具有一定规律。该文选取淮南矿区潘北、潘一及新庄孜煤矿5个不同风化年限的煤矸石采样区进行分层采样。通过对135个样品的相关理化性质测试,对比分析了不同风化程度下煤矸石主要理化性质变化规律。结果表明,煤矸石在电导率、pH值和阳离子交换量等理化性质的变化具有一定规律:随着风化年限的增加,煤矸石电导率与pH值降低,阳离子交换量则不断增高。新鲜煤矸石的3项指标在2a内具有较快的降低速率,其中电导率在2 a内可降低30%,pH值下降接近10%,此后的降低变化速率则较缓慢。阳离子交换量在2 a内可增加17%,在后期的变化中则表现为缓慢上升趋势。在剖面变化特征方面,通过对30和30~60 cm之间的上下两层对比分析发现位于上层的电导率与pH值普遍略高于下层,阳离子交换量则为上层略低于下层。其中p H值的上、下两层的变化差距较小,仅在0.1~0.3之间。煤矸石的电导率、pH值,以及阳离子交换量等3项指标的时空变化均与风化作用的时间或风化程度密切相关。从植物生长条件角度出发,上述理化指标的变化均有利于煤矸石的复垦利用。     

采煤塌陷地复垦土壤质量研究进展

土地复垦是补充耕地的重要措施,同时也是改善煤矿区生态环境的主要途径。该文对复垦土壤质量进行了综述,主要对土壤重构的方法;重构土壤的物理、化学性状的变化;重构土壤生物活性等方面进行分析。目前土壤重构的方法分为充填重构和非充填重构,非充填重构包括土地平整、修筑梯田、挖深垫浅、深沟台田等方法;充填重构根据充填材料的不同分为粉煤灰、煤矸石、河湖泥和垃圾充填。重构土壤的理化性状的变化主要集中在土壤容重、含水率、结构和主要养分变化的研究上,在粉煤灰、煤矸石充填的土壤上有重金属污染的可能性。部分研究证明重构土壤的微生物