煤矿塌陷区泥浆泵复垦土地土壤理化特性的时间变异性研究

本文通过对不同耕作时间泥浆泵复垦土地土壤的取样化验,系统地分析了泥浆泵复垦土地土壤的理化特性,并对其随时间的变异性亦进行为探讨。     

煤系固体废物与污泥混合用于矿区复垦的试验研究

矿区复垦作为生态恢复的重要手段,在国内外应用中有很多种方法,在此分析了粉煤灰、煤矸石及污泥各自的特点、应用特征,指出单一废物用于复垦存在的缺陷;通过对3种废弃物及其按不同质量比混合后各土样的pH值、电导率、氮（N）、磷（P）、钾（K）等理化指标的测定分析,研究了粉煤灰、煤矸石等煤系固体废物与污水处理厂排放污泥混合用于矿区复垦的可行性。结果表明：不同比例基质pH值、电导率、各配比样的营养标准均可满足植物生长的需要。说明该方法用于矿区生态修复的优势所在。     

浅议采煤塌陷区复垦技术研究

本文主要阐述了充填复垦的方法及复垦过程中土壤的性质变化,目前充填复垦根据充填材料的不同分为粉煤灰、煤矸石、河湖於泥及垃圾充填,复垦土壤性质的变化主要集中在土壤的容重、孔隙度、水分、养分、生物活性、土壤生产力、污染物质及其修复的研究上.     

浅议我国东部矿区的生态重建技术

分析了引起华东地区矿区生态系统奴化的主要原因，并有针对性地提出了一些生态重建技术。其中包括：煤矸石、粉煤灰充填复垦，疏排法复垦，盐渍化土壤改良、水土流失防治，植被恢复和重建矿井废水治理等技术。这些技术是这一地区矿区生态重建技术体系中的主要技术。     

煤矸石充填复垦地土壤理化性质的时空变化特征

为研究煤矿区煤矸石充填复垦地土壤理化特性的时空变化,以淮南张集矿煤矸石复垦区为研究对象,采取室外田间小区试验和室内试验分析方法,选取不同覆土厚度80 cm(依次命名为A~E)共5类试验地块,分别于2012年与2016年对复垦区土壤容重、水分、pH值、养分等因素进行研究,并分析煤矸石作为充填基质的复垦效应,采用模糊综合评判法评判各复垦地块土壤质量。结果显示:土壤容重随复垦时间增加呈现下降趋势;土壤含水量随时间呈上升趋势;2016年各地块土壤pH值较2012年皆呈现下降趋势,且复垦地养分含量普遍高于2012年对应的复垦地;从2012—2016年,复垦地块各理化指标变异系数显著减小;2016年A、D两地块的土壤质量综合指标值较2012年分别下降了38.7%、13.12%,B、C、E则上升了68.71%、9.61%、27.0%。     

农地利用对露天煤矿废弃地土壤质量的影响

露天采矿对土壤质量造成了剧烈扰动,采矿废弃地的土地利用方式是影响复垦地生态恢复的重要原因。文章选择平朔露天煤矿区的设施农用地、耕地、人工草地、裸荒地和原始农田等5种典型土地利用方式为研究对象,通过野外调查,对比分析了土壤物理性质、团聚体稳定性、养分状况和酶活。结果显示受采矿扰动后的废弃裸荒地土壤质量严重下降,农地复垦有利于恢复和保护矿区废弃地土壤,但不同农地利用方式对土壤质量恢复存在显著差异。设施农用地有利于土壤的理化性质、团聚体稳定性、养分状况和土壤生物活性的全面恢复,耕地和人工草地的复垦对容重、团聚体稳定性和土壤酶活具有一定改善作用,但难以在2年内达到原地貌相当水平,养分状况较废弃裸荒地几乎没有改善。研究结果说明,设施农用地可以较快地恢复矿山废弃地土壤质量,耕地和人工草地如果缺乏科学合理的肥力管理措施很难在短期内取得成效。     

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。     

煤电工业固废堆积对土壤重金属元素污染调查

以淮南新集煤矿区为例,通过系统采集、分析土壤样品,研究该区煤电工业固废（煤矸石和粉煤灰）堆积对矿区土壤造成的重金属污染。研究结果表明：尽管研究区只有十余年开采历史,煤矸石和粉煤灰长期风化、淋溶已导致其处置堆周边土壤中重金属累积性污染;不同重金属元素在研究区土壤中累积表现出差异性,但均未超过国家土壤二级污染标准,这说明煤电工业固废中重金属向周围土壤迁移是一个缓慢过程。     

黑岱沟露天煤矿排土场不同植被复垦土壤酶活性及理化性质研究

以黑岱沟露天煤矿排土场不同植被恢复方式下复垦土壤为研究对象,主要分析了沙棘、紫穗槐、杨树和沙棘杨树混交林以及玉米这5种人工植被下土壤的基本理化性质和蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶这3种水解酶的活性,并通过简单相关分析和通径分析研究了土壤基本理化性质与酶活性之间的相关关系,揭示了不同植被恢复下土壤酶活性差异的驱动因子,为该区复垦植物的选择及复垦效果评价提供科学合理的建议与参考.结果表明:15种人工植被恢复下排土场土壤基本理化性质得到改善,土壤酶活性有一定提高,但仍未达到天然草地的水平;2沙棘的有机碳和全氮含量最接近草地,达到草地的54.22%和70.00%,且其容重比最大容重紫穗槐的低17.09%,表现出复垦优势;与沙棘林相比,杨树林的土壤有机碳和全氮比沙棘分别低35.64%和32.14%,容重比沙棘林高16.79%;3不同植被间土壤碱性磷酸酶活性差异不大,而土壤脲酶活性能更敏感地反映不同植被恢复对土壤性质的影响.4排土场复垦土壤有机碳和全氮含量的提高,是排土场肥力恢复和生物活性提高的主要原因.     

矿区植被恢复方式对土壤微生物和酶活性的影响

矿区废弃地生态退化形势严峻,生态修复已成为矿区可持续发展的主要措施,土壤微生物和酶活性可作为评价土壤恢复质量的敏感因子.本研究将以山西省安太堡煤矿复垦区作为对象,分析植被恢复方式对土壤微生物和酶活的影响.结果表明,不同植被方式对土壤理化特征、参与氮代谢的3类菌群(固氮菌、硝化细菌和反硝化细菌)和4种酶活性(蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和多酚氧化酶活)均有显著影响.土壤总氮含量与固氮菌和硝化细菌数量均显著相关,而与反硝化细菌不相关.多酚氧化酶活性与有机碳和总氮含量之间为负相关,而其它3种酶与有机碳和总氮之间呈正相关.通过主成分分析计算综合肥力指标,刺槐-油松混交林土壤综合肥力指标最高,而未复垦综合肥力指标最低.可见,刺槐-油松混交林是晋西北干旱区矿区复垦较为适宜的植被恢复模式.     

不同覆土厚度的煤矸石充填复垦区土壤生产力评价

以淮南矿区新庄孜煤矿采煤塌陷区土地复垦区为研究对象,调查了不同覆土厚度的煤矸石充填复垦区土壤生产力状况,发现在以煤矸石充填为基底,上覆不同表土厚度的区域土壤生产能力差异较大,其中覆土较厚的地块小麦产量达到5 770 kg/hm2,覆土较薄的地块只有4 736 kg/hm2。运用了复垦土壤生产力指数的修正模型（MPI）对不同覆土厚度的复垦地块生产力进行评价。结果表明,覆土75 cm和90 cm的地块的水解性氮和速效钾的适应性接近于对照地块,速效磷和有机质的适应性稍微偏低,生产力水平接近于对照地块;覆土40 cm和60 cm的地块土壤的养分普遍偏低,限制了农作物的生长;通过对评价结果的误差分析显示,本次评价的最小误差为1.65%,最大误差为4.33%,运用MPI模型对煤矸石复垦土壤生产力的评价具有较高的精确度。     

污泥在矿区废弃地复垦中的应用实验

研究将污泥引入到矿区废弃物,构成矿区复合基质,并在复合基质上种植三叶草进行实验。通过考察不同配比基质对三叶草出苗率、根冠比和生长指数随时间的变化情况,研究污泥的添加对矿区废弃地复垦的作用。结果表明,污泥的适量添加（实验中粉煤灰、煤矸石和污泥的质量配比为20：60：20,20：40：40和20：50：30的基质）可以为植株生长提供较为充足的养分,促进三叶草的生长,有望加快矿区废弃地的复垦。     

粉煤灰掺入量对煤矸石水力学性质和导气率的影响

为研究粉煤灰掺入量对煤矸石水力学性质和导气率的影响,设计9种矸灰比的粉煤灰-煤矸石混合物,运用室内一维定水头法和压力膜仪（DIK-3423）以及一维瞬态法测试了混合物饱和含水量、饱和导水率、水分特征曲线和导气率等指标,并与土壤、粉煤灰和煤矸石进行对比分析。结果表明:1）粉煤灰的掺入可以提高煤矸石的饱和含水量,矸灰比3∶7~2∶8的混合物的饱和含水量为36.9%~41.4%,数值上最接近土壤;2）混合物的饱和导水率受粉煤灰掺入量和容重影响,相同粉煤灰掺入量下提高容重会降低饱和导水率,而饱和导水率变化的整体趋势随粉煤灰掺入量的增大而减小;3）混合物的持水性能随粉煤灰掺入量的增大而增大;4）混合物的导气率随粉煤灰掺入量的增大而减小,粉煤灰掺入量<40%的混合物导气率对含水量的敏感度呈先减小后增大的趋势,其余比例混合物导气率变化较均匀;5）矸灰比（煤矸石与粉煤灰体积比）在3∶7~2∶8混合物的植物有效水含量为17.3%~17.6%,数值上最接近土壤,选用粉煤灰-煤矸石混合物充填塌陷土地时可控制矸灰比在3∶7,此时渗透性小,且可以保证有良好的土壤有效水供给。研究结果可为塌陷区土地复垦质量的改良提供数据参考。     

粉煤灰和煤矸石长期浸水后pH的动态变化

监测了不同粒径的煤矸石、粉煤灰及其不同配比的基质在水的长时间浸泡下，其pH的变化规律。并寻找出了适宜于作物生长的粉煤灰与煤矸石的最佳pH配比比例为4：1—8：1。为进一步就地取材，以废治废提供新的思路，可以减少煤矿区生态恢复的费用，具有很好的实际应用潜力。     

塌陷地粉煤灰充填复垦土壤的污染性分析

从粉煤灰的污染潜势分析入手,通过复垦土壤的测试分析、淋溶试验和种植试验,揭示了粉煤灰充填复垦土壤的污染性.研究表明,粉煤灰中重金属的水溶性差,同时因pH值高,抑制了作物对高含量污染重金属的吸收;淋溶试验也表明重金属元素的淋溶性弱;温室盆栽与大田作物籽实样品分析表明,样品中重金属含量符合国家有关标准,说明尽管复垦土壤存在重金属污染,仍然可以种植某些作物.     

市场经济条件下矿区复垦土地经营管理模式探讨

调查和研究了目前我国矿区复垦土地的经营管理方式。分析了农村传统的个体经营管理方式对复垦效益的不利影响,提出了适合我国国情的复垦经营管理多元化模式,论述了其适用条件、运行机制、保障措施等。文章认为集约化经营、适度规模经营是复垦土地经营管理的发展方向。     

淮北某采煤塌陷复垦区土质分析与复垦适宜性评价

通过对采煤塌陷区不同用途土壤的有机质、pH、钙、镁、氮、磷、钾、速效钾含量进行的分析研究,探讨了塌陷区复垦地的肥力状况,为塌陷区复垦土地农业利用提供了技术参考和理论依据。结果表明:经过一定复垦作用后,土壤肥力有所上升,但仍然达不到土壤质量标准,采煤塌陷复垦区的有机质含量严重缺少,氮极缺,磷、速效钾、钾含量丰富,土壤中的钙镁含量经过复垦后都有一定程度的改善,采煤塌陷区土壤受污染比较严重,在复垦过程中应注意增施有机肥和氮肥。我们也不要盲目的复垦,在复垦过程中要考虑到经济效益、社会效益、环境效益三者的结合。     

平顶山市煤矿矿区土地复垦煤灰充填后土壤的污染性分析

从粉煤灰的污染潜势分析入手,通过复垦土壤的测试分析、淋溶试验和种植试验,揭示了粉煤灰充填复垦土壤的污染性.研究表明,粉煤灰中重金属的水溶性差,同时因pH值高,抑制了作物对高含量污染重金属的吸收;淋溶试验也表明重金属元素的淋溶性弱;温室盆栽与大田作物籽实样品分析表明,样品中重金属含量符合国家有关标准,说明尽管复垦土壤存在重金属污染,仍然可以种植某些作物.     

君安矿区复垦土壤的环境质量分析与评价

以君安矿区复垦土壤为调查研究对象,分析了该矿区不同复垦基质的主要重金属污染元素Pb、Cu、Cd和Cr的含量,并采用三步评价法对该矿不同区域复垦土壤的环境质量进行了分析与评价。结果表明:君安矿西区、东区复垦土壤环境质量合格,北区、南区和中区复垦土壤均不符合我国土壤环境质量标准;通过将矿区与全国土壤背景值进行比较可知,矿区复垦土壤未受到重金属Cu的污染,受Cd、Cr的污染较轻,受Pb的污染较严重。该研究可为进一步确定矿区土壤复垦方向提供依据。     

粉煤灰与若干有机固体废弃物配施改良土壤的研究进展

鉴于废弃物堆积引起的环境恶化和水土流失、矿山开采等导致土地退化,利用废弃物改良土壤、修复生态环境的研究和技术推广便具有十分重要的意义。文章介绍了粉煤灰与若干有机固体废弃物的理化特性,分析了其单一施用改土的弊病,重点阐述了粉煤灰与有机固体废弃物配施对土壤理化生性质的影响。认为粉煤灰与若干有机固体废弃物配施具有良好的土壤改良效果,也是我国固体废弃物处置和利用的最佳途径之一。此外,分析了有关废弃物配施改土中有待进一步解决的问题,并提出了今后工作的若干建议。