施加污泥对铅锌尾矿中重金属稳定效果研究

铅锌尾矿极端贫瘠且通常含有较高的有毒重金属,难以进行生态修复。该研究以剩余污泥作为改良剂施加于铅锌尾矿中,通过室内动态平衡实验,研究污泥在4种不同施加剂量(0.5%、1%、2%、5%)条件下,在不同时期对铅锌尾矿中重金属有效性的影响情况。结果表明,剩余污泥施加剂量为5%时能够明显降低尾矿中Pb、Zn、Cu、Cd有效态浓度,施加剂量为2%时可明显减低Zn、Cd有效态浓度。剩余污泥能显著增加尾矿中速效氮及速效钾含量。结果表明,剩余污泥有助于降低铅锌尾矿中重金属有效性;相对于0.5%、1%和2%的施加剂量,剩余污泥用量为5%时对尾矿重金属的稳定效果较好。     

有机改良剂及生物炭对离子型稀土矿尾砂地生态修复的改良探究

选取有机改良剂稻草、锯末、城市污泥、鸡粪及麻杆生物炭进行单施或配施,通过室内杂交狼尾草和红麻盆栽实验,探讨有机改良剂及同时生物炭对离子型稀土矿尾砂地土壤的改良效果.结果表明:①单施4种有机改良剂均能显著提高杂交狼尾草生物量,其中鸡粪处理效果最好;但鸡粪处理中实验前后土壤中有机质亏损高达73.8%,其改良效果持久性较低;而锯末处理中有机质仅亏损16.0%,改良效果持久性更佳.②相对于单施鸡粪,配施麻杆生物炭或锯末均显著增加红麻生物量,显著提高土壤中有机质的含量及土壤持水性,减缓了营养元素的流失;且明显改善有机质亏损,尤其配施锯末后土壤有机质亏损降至45.4%,提高了改良效果持久性.因此,鸡粪配比麻杆生物炭或锯末处理改良长效性较好,环境风险低,可应用于稀土尾砂地基质改良,加快植被复垦.     

萤石型铅锌尾矿渣的基质改良与矿山修复应用

以湖南郴州萤石型铅锌矿山建设中产生巨大量级尾矿渣的处置及排土场为研究对象,通过土壤障碍因子鉴别法确定尾矿渣理化性质的缺陷,再采用生化黄腐酸(BFA)、磷酸二氢铵、沸石和有机肥开展相应性能的改性研究,并以改良后的尾矿渣基质作为种植土壤,利用盆栽试验结合中试研究评估改良剂协同植物对尾矿渣的修复效果,提出基于尾矿渣原位基质改良及直接植被的生态修复方法。结果表明：当BFA、磷酸二氢铵、沸石和有机肥的添加量分别为0.5%、0.4%、2%和15%时,尾矿渣的pH值和干密度分别降低25.8%和77.6%,非毛管孔隙度、有机质、水解性氮和有效磷含量分别提升1.49,26.7,9.3,20.9倍。盆栽试验和中试结果表明：牛筋草对氟化物和重金属铅锌的富集与转运能力综合最优;波斯菊是综合富集能力最优的植物,对铅、锌和氟的富集量分别为267.2,432.8,513.2 mg/kg;籽粒苋是综合转运能力最优的植物,对铅、锌和氟的转运系数分别为0.485、1.208、1.810。为达到萤石型铅锌矿山的复垦效果,建议同时种植牛筋草、波斯菊和籽粒苋。     

人工BSCs对稀土尾砂理化性质及抗蚀性的影响

以赣州市定南县岭北镇一座离子型稀土矿尾砂为研究对象,通过采集现场生物土壤结皮与尾砂,采用碎皮接种法在尾砂上培育人工生物土壤结皮(BSCs),以不接种BSCs的尾砂作为对照组,对比分析人工BSCs对离子型稀土矿尾砂的改良作用.在结皮发育300d后,分析了结皮下层尾砂的pH值,容重,有机质含量,全量和速效养分含量,机械组成等基本理化性质,以及土壤侵蚀,土壤径流,保水性能等水文性质.结果表明,碎皮接种法可在短期内快速培育出人工BSCs,且人工BSCs的发育对离子型稀土矿尾砂的理化和水文性质都具有积极影响,与对照相比pH值从5.88提高至6.28,提高了6.8%,土壤酸性减弱;容重降低了11.6%,有机质,全氮,速效氮,全磷,速效磷,全钾,速效钾分别提高了294%,21.6%,81.8%,100%,260%,8.9%和52.4%;粉粒和粘粒的组成有少量提高,土壤被粘化;土壤抗侵蚀能力和保水性能均有显著提高.研究表明适宜的人工生物土壤结皮技术是稀土矿山生态修复的有效选择之一.     

西安市近郊土壤肥力调查与评价

通过监测土壤肥力评价常用的有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾、p H等7项评价指标,对西安市近郊4个方位的土壤肥力进行了评价。结果表明:在西安市近郊的4个方位上,土壤中p H值普遍在8.5左右,显略碱性;有机质的含量普遍处于稍缺状态,北郊的有机质含量相对比较丰富,最高为2.64%;全氮含量相对较好,全钾含量均处于较缺状态,北郊的全钾含量较高,为4.17 g/kg;全磷含量均处于0.66 g/kg左右,属中等状态;有效磷含量处于中等含量水平,南郊较低,平均为7.3 mg/kg,最低至3 mg/kg;速效钾含量东郊为37.93 mg/kg,含量较少,处于较缺状态,其余3个郊区均处于稍缺状态。     

赤泥改良过程中微生物群落及酶活性恢复研究

本研究选用蛭石、粉煤灰为基质改良剂,以园林落叶为改良基质的有机质来源,通过长期取样分析培养基质pH值、EC、CEC等基本理化指标、氮素（NO₃^--N）含量以及微生物群落功能多样性、群落结构、酶活性等微生物指标的动态变化,来评估赤泥生态修复效果.结果表明,赤泥基质改良处理能显著降低赤泥比重,增加其孔隙率;经近1a的室外培育,基质的pH值、EC分别由11.25和1.05mS/cm降至8.49和0.27mS/cm,硝态氮含量也由8.72mg/kg增至72.17mg/kg;相应的脱氢酶、脲酶及碱性磷酸酶活性也日趋接近对照土壤,微生物群落多样性逐渐增加,群落结构显著变化,其整体代谢功能逐渐恢复.综合比较各处理的修复效果,可知在相同有机质添加量下,粉煤灰添加的处理效果优于蛭石添加,可加速赤泥的土壤化进程,为赤泥土壤化修复和规模化处理研究提供科学依据.     

3种工业有机废弃物对铅锌尾矿生物化学性质及植物生长的影响

开展野外田间试验,在铅锌尾矿中添加3种工业有机废物(酒糟、中药渣、蘑菇渣)作为改良剂,从植物生长、营养元素、土壤酶活性、尾矿及植物重金属含量等方面研究其对铅锌尾矿的改良效果.结果表明:①添加酒糟、中药渣、蘑菇渣处理后尾矿中DTPA-Cd、DTPA-Cu、DTPA-Pb和DTPA-Zn含量分别降低了24.2%~27.3%、45.7%~48.3%、18.0%~20.9%和10.1%~14.2%;有机质、铵态氮、有效磷含量分别增加了2.27~2.32倍、12.4~12.8倍和4.04~4.74倍;土壤脱氢酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶和磷酸酶活性分别提高了5.51~6.37倍、1.72~1.96倍、6.32~6.62倍和2.35~2.62倍.②添加酒糟、中药渣、蘑菇渣促进了植物种子萌发和种苗生长,植被盖度分别到达了84%、79%和86%;其中,黑麦草的生物量增加了4.2~5.6倍,狗牙根的生物量增加了15.7~17.3倍;黑麦草和狗牙根地上部分重金属含量均显著降低.③植被盖度、生物量与尾矿基质营养元素和土壤酶活性呈极显著正相关,与尾矿重金属有效态含量呈极显著负相关;植物地上部分重金属含量与尾矿基质营养元素、土壤酶活性呈极显著负相关,与尾矿基质重金属有效态含量呈极显著正相关.综合分析表明,可以将酒糟、中药渣、蘑菇渣作为改良剂用于铅锌尾矿废弃地的生态恢复.     

施用玉米秸秆对铅锌尾矿速效养分和重金属活性的影响

铅锌尾矿极端贫瘠、重金属含量高,不利于植物生长,难以进行生态修复。该研究通过玉米秸秆改良铅锌尾矿室内培养实验,研究不同秸秆施加量在不同阶段对铅锌尾矿速效氮、钾以及重金属有效性的影响。结果表明,施加秸秆能够增加铅锌尾矿速效氮、钾含量,随着施加浓度的增加改善效果增强;秸秆腐解对Pb、Zn、Cu和Cd 4种金属有不同程度的活化作用,4种金属对秸秆活化作用敏感顺序表现为Cd>Zn>u>Pb。随秸秆施加浓度的增加,秸秆对尾矿重金属的钝化作用逐渐大于活化作用。同时考虑不同用量秸秆对铅锌尾矿速效氮、钾改善效果以及4种金属有效性水平,研究认为秸秆施加浓度为2%时效果较优,有利于促进生态修复。     

施用硫酸亚铁和腐熟猪粪改良铬污染土壤研究

通过室内模拟培养试验,研究不同投加比例的硫酸亚铁和腐熟猪粪对铬污染土壤的改良效果研究。结果表明,浸出毒性Cr(Ⅵ)约27.0～30.5 mg/L的铬污染土壤,添加4%的FeSO_4·7H_2O修复后,浸出毒性降至约0.04 mg/L,土壤肥力情况恶化,土壤较贫瘠;修复后土壤添加1.4%的腐熟猪粪培肥,土壤有机质含量较空白对照组提高了71.99%,碱解氮、有效磷与速效钾含量分别是对照的1.33、2.72和16.23倍,土壤综合肥力较肥沃,利于后期农业生产。结果表明,施用硫酸亚铁和腐熟猪粪不仅能有效降低铬污染土壤毒性浸出浓度,达到较好的土壤修复效果,而且显著提高土壤肥力,实现土壤生态改良。     

安太堡露天煤矿复垦地土壤养分相关研究

以平塑安太堡露天煤矿为例，研究了矿区排土场矸石风化物和黄土二种主要母质发育的土壤有机质、全氮、速效磷、速效钾状况及其相关性。结果表明，矸石和黄土母质对有机质、全氮的影响显著，对速效磷、速效钾的影响未达到显著水平；黄土母质发育的土壤有机质和全氮含量呈显著正相关，而矸石风化物有机质和速效钾含量呈显著负相关，有机质和其它的养分指标相关性不显著。