淮南塌陷区煤矸石充填复垦的碳减排效益

煤矸石由于其堆积物的高含碳量和高自燃风险,是一类巨大的碳排放源,其温室气体排放问题不容忽视,但是很少有人研究煤矸石和碳排放的关系。本文以淮南矿区塌陷区煤矸石充填复垦为例,计算了煤矸石堆存带来的潜在碳排放量、矸石山侵占土地生态系统碳储量变化及塌陷区生态系统碳储量变化。结果表明,淮南矿区煤矸石山堆存碳密度远远超过了其覆盖的当地原本自然生态系统碳储存密度,二氧化碳排放潜在风险很高。煤矸石充填复垦,能固定煤矸石中的大量的碳,还可以增加塌陷区生态系统的碳储量,有着很好的碳减排效益。     

鹤煤集团公司九矿矸石山自燃原因及治理措施

鹤壁煤业集团公司九矿核定生产能力0.3Mt/a,排矸比为10％。煤矸石分两处堆放,一处起山堆放,目前堆存量约为0.3646 Mt,占地1.9hm~2,1970年开始自燃;另一处堆放于一荒沟内,已填平覆土,起到了填沟造地之用,未发生自燃。自燃的矸石山向大气中排放大量污染物,主要是一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢和烟尘,不仅严重影响当地居民的身心健康,而且带有酸性物质的烟气对周围设备和建筑物也有腐蚀作用。     

认真贯彻大气和固体废物污染防治法做好矸石山的自燃防治工作

根据我国大气和固体废物污染防治法提出的要求,分析煤矸石排放、堆积与自燃对矿区环境的污染及危害;通过对国外矸石山自燃防治方法的探讨,提出了我国自燃矸石山防治的几点建议。     

矸石山治理与开发显成效

古交矿区丰富的煤炭资源给当地经济带来了发展和腾飞,但留下遗憾的是环境污染。古交矿区国有煤矿和地方煤矿年产原煤15 Mt,其中约有2％的煤矸石排放。几年来,已堆积成一座座大小不等的矸石山。为防治煤矸石山自燃,国有五个煤矿和选煤厂均采取了各种防治措施,但仍有矸石山白燃现象。东曲矿选煤厂对矸石山治理与开发有自己的特色,并取得成效。     

利用固体废弃物复土造田的研究

阳泉矿务局是我国重要的无烟煤基地之一,共有五个矿、十一对生产矿井,年产煤炭1500万t,居全国第四位。随着煤炭的开采,也排出大量的煤矸石,排放量约占煤炭总产量的20％左右,截至1988年底,阳泉矿务局共有大、小矸石山20座,堆积矸石4464.03万t,占地96.71万m~2。众所周知,引起煤矸石山自燃的原因主要是矸石山中的可燃物与空气中氧反应,放出大量的热,而矸石内部热量又不易扩散,热量不断积聚,温度升高而达到矸石中可燃物燃点时,即开始产生自燃。煤矸石自燃后将产生大量的二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等有毒有害物质及气体,严重地污染了矿区的大气环境。     

认真贯彻大气和固体废物污染防治法做好矸石山的自然防治工作

根据我国大气和固体废物污染防治法提出的要求，分析煤矸石排放，堆积与自燃对矿区环境的污染及危害；通过对国外矸石山自燃防治方法的探讨，提出了我国自燃矸石山防治的几点建议。     

预防矸石山自燃在“动态”中掌控技术要点

在研发矸石山自燃预警技术中着重了解煤矸石山自燃机理,同时对煤矸石堆积中矸石内部的动态的要素探索,达到阻断煤矸石自燃的目的,矸石山自燃区的准确定位和自燃的早期临界温度监控很重要,所以,很有必要针对矸石山自燃预警系统的研发来确保煤矿生产安全,促进恢复矸石山生态环境着手于基础工作。     

绿化矸石山 改善矿区生态

煤矸石是煤矿开采及洗选过程中产生的主要固体废弃物之一,因产生量较大,并受利用技术制约,大都采用露天堆积方式储存。平煤集团公司自20世纪50年代建矿以来,共形成矸石山25座,累计堆存总量达到5400多万吨,累计占地面积1.326Mm~2,且每年继续产生约2 Mt左右煤矸石。由于平顶山矿区与市区紧密相邻,且位于市区常年主导     

信息与动态

开发利用煤肝石资源新汶矿务局协庄煤矿于1962年建成投产,年设计能力120万t,矿井生产每天都有上百吨煤矸石排往地面,日积月累已形成了50余米高的矸石山。由于煤矸石中含有大量的煤炭、黄铁矿和磁石,导致矸石山自燃,严重污染了矿区环境,能源浪费很大。为根治矸石山自燃,他们自筹资金140万元,自行设计、施工、建成了矸石再洗厂,使井下生产排放的煤矸和洗煤生产排放的洗矸,全部经过再洗处理后运往矸石山排放。     

影响矸石山自燃因素的解析

合碳矿物的种类和数量是矸石山持续自燃的物质基础,硫铁矿的含量和聚集状态是引起矸石山自燃的主要因素,空气的流通状况、介质水和水蒸气、微生物的催化氧化是导致自燃的重要因素,矸石山自燃还和环境、煤矸石的物理性质等因素有关。文中介绍了有关矸石山自燃的26种化学反应。     

煤炭生产企业碳排放状况分析研究

通过对原煤开采环节能源消耗构成和副产物排放的分析研究,提出把煤炭开采环节的碳排放分为能源消耗产生的碳排放和系统副产排放产生的碳排放两大类。详细分析了原煤开采过程中电力消耗的碳排放、煤炭消耗的碳排放、油品消耗碳排放及煤层气排放所引起碳排放的排放源和排放量及其核算方法,简单介绍了伴随煤矸石与矿井水排产生的少量碳排放。提出煤炭生产企业的碳排放总量的计算公式为：Q=Q1＋Q2＋Q3＋Q4＋Q5＋Q6＋Q7。     

沼泽湿地生态系统土壤CO2和CH4排放动态及影响因素

湿地在全球陆地生态系统碳循环中具有重要的作用,沼泽湿地温室气体排放特别是CO₂和CH₄排放具有明显的时空变化特征.沼泽湿地CO₂和CH₄的产生和排放与土壤有机碳、溶解有机碳及氮素含量有密切关系,同时受土壤温度和水文条件的影响.三江平原沼泽湿地土壤中CO₂和CH₄具有较高的浓度值,浓集中心位于植物根层(10～35cm), 9月下旬到10月中旬沼泽湿地植物地上部分枯死后,土壤中CH₄和CO₂浓度有阶段性增加的趋势,且土壤中CO₂与CH₄间呈显著正相关关系.沼泽湿地生态系统呼吸及土壤呼吸对CH₄排放通量也有较大的影响,二者间呈显著正相关关系.     

水生植物对淡水生态系统温室气体排放的影响研究进展

淡水生态系统温室气体(CO_2、CH_4、N_2O)排放是全球气候变化背景下的研究热点。水生植物作为淡水生态系统重要的组成部分,对水体生源要素的生物地球化学循环过程具有重要影响,进而影响水体温室气体产生与排放。本研究基于目前水生植物与水体温室气体排放关系的研究,探讨了水生植物对淡水生态系统温室气体排放动力学过程的影响,提出水生植物分布区可能是温室气体排放热点;水生植物种类、生活型的多样性增加了水体温室气体排放的变异性和不确定性,对监测和估算方法的准确性产生一定影响;进一步总结了水生植物对淡水生态系统温室气体排放的影响机制:1)机械作用,包括气体传输通道作用和浮叶植物的滞留作用; 2)水生植物光合/呼吸作用参与水体碳循环,同时水生植物凋落物分解为水体代谢提供新鲜碳、氮源,提高温室气体产生速率; 3)改变根际厌氧环境,影响根际CH_4和N_2O产生与排放; 4)水生植物群落改变水体生态因子分配格局,影响水体异养代谢等。基于当前研究现状,本文提出要进一步开展不同尺度或不同生境条件下水生植物种类、生活型和生长代谢等对水体温室气体排放动力学的影响研究,并从水生植物群落尺度构建温室气体排放动力学模型,优化监测方法与估算模型,为推进我国淡水生态系统温室气体排放研究提供理论基础。     

矿山复垦区女贞人工林生态系统碳的源汇效应

采用LI-8100土壤碳通量测定系统,测定了淮南大通煤矿塌陷复垦区女贞人工林土壤碳排放动态,并结合生物量调查,建立相对生长模型,对复垦区女贞林生态系统碳的源汇效应及其特征进行了研究。结果表明:复垦区女贞林生态系统年生物量碳增量为7.72 t/(hm~2·a),其中乔木层占81.22%,林下植被占4.02%,枯死掉落物占14.76%;乔木层生物量碳年增量大小顺序依次为树干树枝树根树叶,在乔木层中所占的比例依次为54.7%、22.37%、16.9%、6.06%;女贞林生态系统年净生态系统生产力NEP值为1.87 t/(hm~2·a),表明复垦区女贞林生态系统整体表现为碳汇,其中乔木层对碳汇的贡献率占77.54%。     

煤矿区土地修复的生态系统服务功能改善研究

采用3S技术,对我国典型的煤炭资源枯竭型城市石嘴山市煤炭开采区的生态修复前后的生态系统服务进行了分析。采用2001年与2011年两期LandsatETM和TM遥感影像图的人工解译与变化监测,分析了煤矿区的土地利用覆盖变化。并通过建立响应的评价指标体系,对其成功的治理煤矸石山,改造塌陷区,建立煤矿地质公园,将塌陷区改善为生态湿地等活动的生态系统服务功能变化进行了全面定量化评价。研究表明,通过10年的土地修复,采矿迹地的生态恢复能够提高其生态系统服务功能10倍左右,尤其是环境美学功能受到社会广泛认同。     

煤矸石制备高附加值化工产品的研究现状

本文主要论述了煤炭资源开采过程中的废弃物—煤矸石的化工利用方法。以煤矸石为原料,将其加工成高附加值的化工产品是煤矸石综合利用的一个发展方向。     

施氮稻田温室气体排放的环境效益评价

基于对成都平原稻田生态系统CO2、CH4和N2O排放的原位观测,应用碳税法、工业制氧成本法和造林成本法对施氮情况下稻田生态系统气体调节的环境效益进行评价。研究表明,施氮情况下,稻田温室气体排放产生的环境负效益增加14.4%,但由于施氮提高了水稻生物量,使稻田生态系统固定CO2和释放O2的环境正效益提高26.2%,因而稻田生态系统通过自身气体调节功能产生的环境效益提高47.8%。所以,施氮通过提高稻田生态系统自身气体调节功能,能够降低大气中温室气体的浓度,抑制温室效应的发生,而水稻在调节稻田气体,减轻温室效应中起到主要作用。     

改性煤矸石对上覆水磷及底泥磷代谢关键基因的影响

将热活化煤矸石和镧改性煤矸石应用于封闭水体除磷固磷试验,采用16SrRNA高通量测序技术分析底泥微生态群落结构、聚磷细菌和磷代谢功能基因的变化.结果表明：镧改性煤矸石对上覆水TP的去除能力最高,稳定期上覆水TP浓度为0.023~0.028mg/L,较对照组低83.5%以上,热活化煤矸石对上覆水TP的去除能力较差,稳定期上覆水TP浓度为0.15mg/L左右,略低于对照组.热活化煤矸石和镧改性煤矸石均提高了底泥中微生物多样性,变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为底泥优势菌种.不同处理组底泥中聚磷细菌为Tetrasphaera和Candidatus_Accumulibacter,镧改性煤矸石显著降低了底泥中聚磷细菌的相对丰度.热活化煤矸石和镧改性煤矸石对多聚磷酸盐激酶（PPK）影响不大,但对外切聚磷酸酶（PPX）的抑制较大,热活化煤矸石抑制最大.     

改性煤矸石对上覆水磷及底泥磷代谢关键基因的影响

将热活化煤矸石和镧改性煤矸石应用于封闭水体除磷固磷试验,采用16SrRNA高通量测序技术分析底泥微生态群落结构、聚磷细菌和磷代谢功能基因的变化.结果表明：镧改性煤矸石对上覆水TP的去除能力最高,稳定期上覆水TP浓度为0.023~0.028mg/L,较对照组低83.5%以上,热活化煤矸石对上覆水TP的去除能力较差,稳定期上覆水TP浓度为0.15mg/L左右,略低于对照组.热活化煤矸石和镧改性煤矸石均提高了底泥中微生物多样性,变形菌门（Proteobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）为底泥优势菌种.不同处理组底泥中聚磷细菌为Tetrasphaera和Candidatus_Accumulibacter,镧改性煤矸石显著降低了底泥中聚磷细菌的相对丰度.热活化煤矸石和镧改性煤矸石对多聚磷酸盐激酶（PPK）影响不大,但对外切聚磷酸酶（PPX）的抑制较大,热活化煤矸石抑制最大.     

采煤地区农户生活用能的碳排放及其影响机制

研究采煤地区农户生活用能的碳排放,有助于更好地认识和制定农村减排的相关政策。以渭北“黑腰带”中部白水县地下采煤区为例,采用对比分析法、联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的碳排放计算方法,定量探究采煤地区农户生活用能的碳排放及其影响机制。结果表明,采煤地区农户生活用能的碳排放（1 639.56 kg C/户）少于非采煤区（1 747.77 kg C/户）,前者主要来源于煤炭、薪柴、电能,三类能源贡献了96%以上,煤炭达61.72%;后者主要为薪柴、煤炭、秸秆、电能,较分散多元,整体以薪柴（41.30%）为主。采煤地区农户商品性能源消费 1 443.2 kgce/户,非采煤区为1 014.47 kgce/户,没有呈现用能结构向商品化转变而碳排放增多的状况。碳排放与用能类型、使用数量及排放系数相关,有碳排放的能源使用数量越多,排放系数越大,碳排放量越多。采煤是造成农户生活用能及其碳排放较正常状况下有所差异的根源和主要诱因。应改良用能灶具以提高利用热效,增加沼气等新型用能份额,关注用能的区域差异带来的不同排放效果。