黄土区大型露天煤矿煤矸石自燃对复垦土壤质量的影响

为了研究煤矸石自燃对复垦土壤质量的影响,以复垦13 a的平朔安太堡露天矿区南排土场1420平台正常复垦土壤与自燃退化土壤为研究对象,分析研究了煤矸石自燃对复垦土壤的理化性质、重金属含量、土壤微生物区系和土壤酶活性的影响,并选取原地貌土壤为参照。研究结果表明, 煤矸石自燃对复垦土壤的物理性状影响很大。土壤体积质量、总孔隙度、毛管孔隙度与非毛管孔隙度、田间持水率发生突变。南排1420煤矸石自燃复垦土壤的体积质量显著比正常平台和原地貌土壤的要小,总孔隙度要大,而且主要是非毛管孔隙度,表层土壤和20～40 cm的土壤的非毛管孔隙度高达42.08%和39.49%,远高于正常平台和原地貌土壤,而毛管孔隙度仅有16.41%和15.60%,远低于正常平台和原地貌土壤,田间持水率仅为14.92%和13.11%,为正常平台复垦土壤的47.76%和39.95%。煤矸石自燃可以降低复垦土壤的有机质、速效磷质量分数以及pH值,而提高复垦土壤表层速效钾的质量分数。煤矸石自燃可增加复垦土壤0～20 cm中Pb、Cr、Hg的质量分数,特别是Cr和Hg的质量分数略高出土壤环境质量一级标准。煤矸石自燃对土壤微生物数量影响甚大,煤矸石自燃复垦土壤微生物数量极少,仅为正常平台复垦土壤的0.82%,其中细菌为正常平台复垦土壤的0.80%,放线菌为1.64%,真菌为1.24%。煤矸石自燃可大大降低复垦土壤的过氧化氢酶和蔗糖水解酶活性,特别是蔗糖水解酶活性,而表层复垦土壤的脲酶活性略有提高。总之,煤矸石自燃造成复垦土壤极度退化,大大降低了复垦土壤的质量。     

煤矸石酸性水释放对土壤重金属化学行为的影响

利用微波消解法和Tessier的5步连续提取法分析测定了韩城燎原矿区高硫煤矸石堆放场不同深度土壤的9种重金属含量和不同赋存形态,并结合重金属分配系数分析了它们的释放迁移能力。结果表明,堆放场土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Sn、V、Zn的均值皆超过远离堆放场土壤背景值和中国土壤背景值,其中以As、Cd、Zn为最显著。在不断接受煤矸石堆放场雨水淋溶释放的酸性水入渗条件下,污染土壤中重金属的生物有效性和迁移性为:CdZnNiSnPbCuAsCrV。由于受到土壤含水率和有机质的影响,在土壤40—60cm范围内,重金属Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn释放迁移能力为最弱。酸性水入渗对As、Cd释放迁移能力影响较小,而对Cd释放迁移能力影响较大。     

利用煤矸石混合料修筑公路基层的分析

根据黑龙江省煤矸石混合料的物理力学性能和使用它修筑道路基层的分析,认为用稳定煤矸石修筑大交通量道路路面的基层是可行的。用石灰(或水泥)稳定的煤矸石具有较好的整体性和较高的弯拉强度。稳定煤矸石具有后期强度较高的特点,故能适应交通量增长的需要。同时,文中还分析了用它作为防冻层材料的可能性。最后指出,为了使弯拉应力较小,结构设计不宜采用较薄的厚度,建议采用25—30cm以上的厚度。     

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。     

豆科乔灌改造“老头松”的试验研究

豆科乔灌改造“老头松”的试验研究涂宏章（福建省长汀县水土保持站，３６６３０１）福建省长汀县河田镇山地植被人为破坏严重，加上花岗岩风化土壤的弱抗蚀性，水土流失非常严重，年侵蚀模数达８０００～１２０００ｔ／ｋｍ２，属强度流失区。水肥的流失致使生命力极强的...     

采矿活动对煤矿区土壤中重金属污染研究

以国家亿吨煤建设基地、已有百年开采历史的淮南矿区为例 ,研究长期采矿活动 (尤其是煤矸石堆积 )造成的矿区土壤重金属污染。从不同开采历史的 3个矿井区 (大约分别为 10 0、5 0、2 5年 )选择 4条土壤采样线 ,系统采集煤矸石堆附近的土壤样品 ,使用美国IRISIntrepid电感耦合等离子体全谱直读光谱仪对土壤中主要有害元素 (Cu、Ni、Pb、Zn、Sn、Cr、Co)进行分析 ,用土壤标样 (GBW0 74 0 3)控制分析质量。采用元素富集系数法 (Al为参比元素 )来评价重金属的富集水平。研究结果表明 :矿区土壤已表现来自采矿活动的重金属污染贡献 ,且具有累积性。不同矿井区土壤中重金属含量呈现随开采历史及堆积煤矸石风化时间长而递减的趋势 ,且Co、Cu、Zn、Ni、Pb表现相对较强的迁移性 ,其含量在部分矿井区土壤中超过国家土壤一级污染标准。但矿区土壤中分析的重金属元素均未超过国家土壤二级污染标准 ,这说明煤矸石中重金属向周围土壤的迁移是缓慢过程     

平朔矿区露天煤矿排土场复垦类型及微地形对土壤养分的影响

研究土地复垦类型及微地形对土壤养分的影响对于指导土地复垦实践,控制复垦土地水土流失等具有重要的理论意义和实际应用价值。以平朔露天煤矿排土场为例,借助数理统计方法分析评价复垦类型与微地形因子(高程、坡度、坡向)对土壤有机碳、全氮、全磷、有效磷及速效钾含量的影响。结果表明:(1)复垦类型对各项土壤养分含量影响较为显著,不同的复垦类型中,各项土壤养分含量排序均为耕地林地草地;其中,土壤有机碳、全氮、全磷及速效钾含量,耕地分别为草地的2.15~2.68倍,林地的1.48~1.78倍,对于土壤有效磷,耕地中的含量为71.24mg/kg,为草地的11倍,林地的4倍;(2)坡度与土壤养分含量之间存在显著的相关性(p0.05),而高程、坡向与土壤养分含量的相关性较弱,表明排土场复垦区土壤养分受坡度影响较大,而受高程与坡向的影响较小;(3)复垦类型与坡度的交互作用对土壤养分含量产生一定的影响:同一复垦类型的不同坡度的土地养分含量存在差异,耕地的土壤养分含量随着坡度的增大在降低;同一坡度,不同的复垦类型条件下,土壤养分差异显著,总体趋势为耕地林地草地。     

不同近地表水文条件下矿山弃土对土壤细沟可蚀性的影响—以攀枝花盐边县龙蟒矿山为例

以攀枝花市盐边县红格龙蟒矿山李家河排土场、未被开采过的矿区灌草地和耕地3种土壤为研究对象,基于土壤水蚀预报模型(WEPP)中的细沟侵蚀模型,采用100,200,300,400,500,600ml/min的流量对灌草地、耕地和矿山排土场土壤分别进行排水、饱和以及渗流状态下的冲刷试验,查明其可蚀性(Kr)的变化。结果表明:(1)径流剪切力与土壤剥蚀率之间存在较显著的指数关系(P0.01);(2)流量与土壤剥蚀率之间存在较为显著的指数关系(P0.01),土壤剥蚀率随流量的增加呈指数形式增加;(3)在排水、饱和及渗流3种水文条件下,灌草地土壤Kr值分别为0.000 2,0.000 5,0.000 9m/s,耕地土壤Kr值分别为0.000 3,0.000 9,0.001 8m/s,排土场土壤Kr值分别为0.002 3,0.066 9,0.094 6m/s。可见,在同一水文条件下,土壤Kr值均表现为排土场耕地灌草地;(4)在同一土地利用类型下,土壤Kr值均表现为渗流状态饱和状态排水状态,这是由于渗流状态下土壤同时受到垂直方向和地表径流的双重作用,导致土壤可蚀性最差,在饱和状态下,土壤抗蚀性也相应地变差,在排水状态下,由于地表径流可以自由下渗,土壤抗蚀性相对较好。综上可见,土壤中垂直水力梯度的变化会显著影响土壤可蚀性,矿山土壤经过人为扰动之后抗蚀性也会呈显著降低趋势,在未来土壤侵蚀研究中亟需进一步开展深入研究。     

排土场不同恢复措施下土壤微生物数量特征初探

通过研究辽宁省海州露天矿排土场恢复措施对土壤微生物数量特征的影响,分析了土壤微生物的数量分布、组成及主要生理类群的数量特征。结果表明:微生物总量为人工林地天然草地工程复垦地荒裸地,3种林地中,榆树林地高于刺槐和紫穗槐林地;在微生物组成中,真菌数量最低,不足微生物总量的1%,细菌和放线菌所占的比例相当;在0~10 cm土层,三种林地为放线菌占优势,其它恢复措施地为细菌占优势,随着土壤深度的加深放线菌比例略有提高;荒裸地的生理类群数量显著低于修复地(P0.05),氨化细菌在0~10 cm土层为紫穗槐林地最高,在10~20 cm土层为刺槐林地最高,好气性自生固氮菌数量为刺槐林地最高,好气性纤维素分解菌为天然草地中最高;各类微生物的垂直分布表现为0~10 cm高于10~20 cm。修复地能明显提高排土场土壤微生物数量和主要生理类群的数量,在各修复地中具体表现为人工林地天然草地工程复垦地。     

铜川市三里洞煤矸石堆积地风化土壤重金属污染及植物富集特征

研究煤矿矸石地的土壤污染及植物对有毒元素的吸收可为污染治理和植被恢复提供科学依据。对铜川市三里洞煤矸石堆积地土壤污染和草本植物中重金属含量进行了研究。运用地质累积指数法和综合富集系数分别对土壤污染和草本植物富集重金属元素的能力进行了分析评价。结果表明,该区土壤中和草本植物中Cu,Cd,Zn,Mn,Ni,Pb,Cr元素均明显高于背景值;草本植物中Cu,Cd,Ni元素超出正常范围。土壤中重金属元素Cd为强度污染,Ni,Cu,Zn,Pb,Cr元素为轻度污染。不同植物中小飞蓬、铁杆蒿和野艾蒿对重金属元素的富集能力最强,其次为猪毛蒿和曼陀罗,狗牙根最差。