废弃钻井液作为沙漠改良剂的应用研究

油气田开发产生的废弃钻井液具有富含水、有机质和黏粒的特点,是改良沙漠土壤的有用成分,可用来提高沙漠土壤团粒和黏粒数量,提高土壤肥力。探讨了一种既能实现在沙漠、半沙漠草地环境下对废弃钻井液实现环境友好处理,又能提高沙漠土壤保水、保肥和增肥能力的沙漠改良技术。     

气田开发对生态环境的影响初探

西北干旱、半干旱地区气田开发可能对沙漠、荒漠等生态脆弱地区的生态环境造成一定的影响和破坏。本文通过采用点线结合,文件资料调研、现场调查并与3s技术相结合的方法。对地处干旱区的气田开发进行了生态环境影响初探。尤其对工程占地、土壤、植被、土地利用等因子做了进一步的分析,并提出了一些环境影响减缓措施与建议,这对做好气田环境保护工作具有一定的借鉴意义。     

康苏风化煤对荒漠盐渍土的改良效果分析

通过盆栽试验比较了施用不同剂量的康苏风化煤(0%、2%、4%、6%、8%、10%)对荒漠盐渍土改良的效果和对小麦生长的影响。结果表明,康苏风化煤能降低盐渍土壤的pH值,增加土壤中有机质、全氮、速效氮和速效磷等的含量;小麦根系长度、株高和地上部分的生物量均有增加,其中4%、6%风化煤处理区为最佳,其根系长度、根鲜重、干重、高生长、地上部分鲜重、干重依次比对照增加58%、74%、89%、60%、73%和77%;各处理中以施入4%、6%风化煤的改良及对小麦生长效果较好。     

废弃鲜烟叶田间就地堆肥促生长机制研究

烟草种植过程中产生的废弃鲜烟叶同时含有有机质、钾及病原菌,田间就地堆肥可以低成本实现其无害化处理与资源化利用. 为明确废弃鲜烟叶堆肥产品中溶解性腐殖质的含量与功能,研发出废弃鲜烟叶野外强化堆肥模式进行高效返田,开展了废弃烟叶田间直接就地堆肥、废弃烟叶接种有机肥堆肥、废弃烟叶接种土壤堆肥以及废弃烟叶接种土壤和复合肥堆肥,将4种堆肥模式下获得的产品用于烟草盆栽试验,研究了其在添加与不添加化肥复合肥下对土壤肥力、土壤酶活、特征功能基因、病原菌及作物生长的影响. 结果表明:①施加烟叶有机肥能显著增加土壤中溶解性腐殖质的含量,抑制微生物的硝化和反硝化过程,促进全氮保存和碱解氮供给,同时有机肥中的溶解性腐殖质组分还可提升土壤速效钾和有效磷的含量. ②施用烟叶有机肥能增加土壤过氧化氢酶活性,抑制土壤青枯病. ③有机肥施用后,土壤中增加的溶解性腐殖质促进了碱解氮供给,引起了盆栽作物的株高、茎围、叶片数、最大叶长、最大叶宽增加. ④与不添加有机肥的对照组相比,施用废弃烟叶接种土壤和复合肥堆肥得到的产品,在盆栽过程的团棵期(37 d)时株高、茎围、叶片数、最大叶长、最大叶宽分别提高了78.7%、23.1%、26.8%、45.5%、49.6%;在旺长期(56 d)时最大叶长、最大叶宽分别提高了18.5%和16.5%,在成熟期(100 d)时分别提高了11.6%和19.7%. 研究显示,废弃鲜烟叶+土壤+化肥复合肥堆肥工艺制备的有机肥能显著增加土壤溶解性腐殖质,提升土壤固氮、释磷、促钾的能力,改善烟叶的农艺性状.      

荒漠绿洲土壤抗生素抗性基因分布特征及驱动机制

荒漠绿洲农田生态系统是干旱区环境下人类活动显著的复合生态系统.土壤微生物抗生素抗性与人类健康和生态平衡关系密切.研究荒漠绿洲环境不同土地利用类型模式下土壤抗生素抗性基因的多样性、分布特征和影响因素,对于评估干旱区土壤环境健康风险,促进绿洲农业生态的发展具有重要意义.采用高通量测序和高通量定量PCR技术对荒漠绿洲土壤微生物的群落结构和抗生素抗性基因多样性开展了研究,旨在探究干旱区土壤抗性基因的分布特征及其驱动机制.结果表明,从沙漠边缘到绿洲,荒漠沙生植物土壤、棉花地土壤、玉米地土壤、芦苇地土壤和湖泊沉积物中抗生素抗性的种类和丰度显著增加,与土地利用变化关系密切,农田土壤是抗性基因的重要存储库;荒漠绿洲土壤微生物群落与抗生素抗性基因显著相关,硫杆菌属(Thiobacillus)、沙漠细菌属(Pontibacter)、诺卡氏菌属(Nocardioides)、耐盐微杆菌属(Salinimicrobium)、土壤红杆菌属(Solirubrobacter)和链霉菌属(Streptomyces)等是各类抗性基因重要的潜在携带者;干旱区土壤中重(类)金属元素和可移动基因元件,与微生物群落共同塑造了抗生...     

不同干扰程度下土壤盐分和有机质空间变异特征

为明确人类活动影响下土壤盐分和有机质的空间变化特征,对新疆阜康市土壤实地定点取样,基于GIS和地统计学方法,分析不同人为干扰程度下土壤盐分和有机质的相关性及空间变异特征。结果表明:1)随干扰程度的增加,土壤盐分含量逐渐增加,有机质含量逐渐减小,两者变异系数在15.45%～60.19%,均属中等变异;2)各干扰程度下土壤盐分和有机质的相关性为:相对无人为干扰区>人为干扰区>重度人为干扰区,相关系数分别为:-0.614、-0.412、0.043;3)干扰程度越大,土壤盐分和有机质受随机因素作用越来越强,相对无人为干扰区两者块基比为12.5%和9.68%,具有强烈的空间相关性;4)Kriging插值结果为:相对无人为干扰和人为干扰区土壤盐分高、有机质低分布区域具有一致性,重度人为干扰区两者分布复杂,关系不明显。研究结果可为盐渍土的改良利用及人类合理适度开垦提供参考。     

菌渣改良淤泥固化土及其促进黑麦草的生长

针对淤泥固化土板结程度高,养分不足等缺陷,采用菌渣辅以MgSO₄,通过物理掺和的方式改良固化土,用于园林绿化利用。通过对菌渣改良土的物理性状特性和养分含量分析、黑麦草种子发芽实验和盆栽实验,探究了菌渣掺量和粒径对淤泥固化土改良的影响。结果表明:淤泥固化土掺入40 g/kg的5~10 mm菌渣和0.2 g/kg MgSO₄后改良效果最佳,黑麦草株高增加了32.3%,干重提高了126.7%。菌渣的疏松多孔可改善土壤孔隙结构、降低土壤容重、提升土壤保水性;MgSO₄补充了缺失的有效镁和有效硫;菌渣自身的营养物质提升了土壤有机质、水解性氮、有效磷、速效钾等养分含量,进而提高土壤保肥能力。菌渣可作为土壤改良剂实现淤泥固化土的低成本改良利用。     

沸石、鸡粪对番茄生长及土壤养分变化研究

沸石和鸡粪添加可有效改善土壤理化性质及养分状况,为作物提供适宜的生长环境。该研究选择沸石、鸡粪等作为改良土壤的功能性材料,为土层贫瘠地区筛选土体改良材料,提升耕地质量提供依据。在前期研究基础上选取占黄土不同质量配比(5%、10%、20%)的沸石(A1、A2、A3)、鸡粪(B1、B2、B3)及其混合物(1∶1配比,C1、C2、C3)添加到土壤中,通过分析番茄株高、SPAD及鲜重,土壤上层(0～5 cm)和下层(5～1 5cm)p H、有效磷、速效钾和有机质变化进行研究。结果表明,相较CK(黄土),A、B、C处理番茄在各生长期内株高、SPAD及鲜重均有所增长,且随添加比例增加三者平均涨幅为CKACB。鸡粪添加量相同时,添加相同量沸石抑制番茄生长;沸石添加量相同时,添加相同量鸡粪可促进番茄生长,且10%～20%鸡粪添加最有利于番茄生长。相较CK,添加后土壤上层(0～5 cm)和下层pH(5～15 cm)均有所下降,依次为CKABC;有效磷和速效钾均有所上升,变化趋势均为CKACB,且各处理随添加比例增加养分增大,B3(鸡粪20%)提升效果最显著;B、C处理土壤上、下层有机质含量均随添加比例增加所上升,而A处理上下层土壤有机质变化不显著,且随比例增加有机质有所下降。综上,鸡粪添加比例介于10%～20%时,有利于番茄生长及土壤养分的提升与持留。研究成果对于土层贫瘠地区耕地质量提升及农业废弃物资源化利用具有参考意义。     

土壤藻结皮对高镉农田表层土壤的改良作用研究

为探索高镉农田土壤的环境友好型改良方法,利用镉污染土壤中筛选的丝状蓝藻培植土壤藻结皮,在土壤藻结皮发育过程中通过测定土壤表层以下0～7 cm各分层土壤的pH值以及土壤中有机质、碱解氮含量和镉的吸附量,研究了土壤藻结皮对高镉农田表层土壤的改良作用。结果表明：人工土壤藻结皮层的生物量在80 d内从0.03 mg/g DWSAC(干重藻结皮)增加至0.73 mg/g DWSAC;藻结皮层土壤中有机质含量从22.6 g/kg增加至29.6 g/kg; pH值从6.24增加至7.02,碱解氮含量从126 mg/kg增加至214 mg/kg;土壤初始镉含量为2.53 mg/kg,表层0～0.5 cm土壤中镉的吸附量达到0.55 mg/kg,说明土壤藻结皮能够有效改善高镉农田表层土壤环境。该研究结果可为镉污染农田土壤的生物修复提供理论依据。     

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.     

钻井废液对环境影响分析

钻井废液(泥浆)是一种多相稳定胶态悬浮体系,含有多种无机盐、有机处理剂、聚合物、表面活性剂等物质,其中所含油类、盐类、钻井液添加剂以及一些可溶性的重金属离子污染土壤、水体,影响动植物生长,危害人类健康.     

煤层气开发环境污染特征及防治对策研究

煤层气开发是一个时短、线长、面广的工程活动,具有单井产气量低、井网密度大、降压排水等独特特征,对生态环境有一定的影响。文中分析了煤层气开发过程中钻井废液、排采水等污染物的性质,结果表明,钻井废液中COD浓度较高,为1 985.5 mg/L,As、Cr、Cu、Zn、Mn、Fe、Pb等重金属含量均在污水综合排放二级标准之内;排采水中含有较高的COD、重金属、盐浓度,经自然沉降后,COD、重金属浓度有所降低,而盐浓度变化不大;考察了煤层气开发对土壤环境质量的影响,发现钻井过程对土壤盐渍化没有影响,但土壤中As含量有所增加。在此基础上,提出钻井废液、排采水及污染土壤的具体防治对策,为煤层气开发污染治理提供理论依据与技术支持。     

废弃油基钻井液资源回收与无害化处置

废弃油基钻井液是钻井作业完成后产生的固体废物,因含有矿物油和柴油等,属于国家危险废物,成为制约油田清洁生产的一个技术难题.针对废弃油基钻井液的特点,经大量室内试验和多种处理方案的筛选,开发出了废弃油基钻井液资源回收与无害化处置技术.在废弃油基钻井液中加入收油剂,回收有用的油类.在收油后的剩余泥渣和产生的废水中分别加入无害化处理剂和絮凝剂,进行回用和无害化处理.油回收率可达90%以上,回收的油品质量达到《车用柴油》(GB/T 19147—2003)规定的-10#车用柴油技术要求;无害化处理后的泥渣浸出液中石油类,COD_Cr和重金属等污染物指标均低于《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)二级标准限值;处理后的废水达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)要求.      

塔里木盆地南缘典型绿洲土壤有机碳、无机碳与环境因子的相关性

以塔里木盆地南缘的于田绿洲为靶区,结合经典统计方法分析研究区灌漠土、棕漠土、盐土和风沙土的土壤有机碳、无机碳含量与环境因子的分异规律,利用冗余分析探讨了土壤有机碳、无机碳含量与环境因子的相关性.经典统计结果表明,研究区土壤有机碳、无机碳含量均值分别为2.51 g·kg-1和25.63 g·kg-1,其中灌漠土的有机碳含量显著高于棕漠土、盐土和风沙土,风沙土的无机碳含量显著高于其他土壤类型;灌漠土的土壤含水量及养分含量最高,风沙土最低;除灌漠土外,各土壤类型盐碱化程度较高.冗余分析结果显示:环境因子对土壤碳含量影响的重要性排序为:全氮有效磷土壤含水量地下水埋深速效钾pH全盐.其中全氮、有效磷、土壤含水量和地下水埋深与土壤碳含量呈极显著相关性(P0.01);速效钾、pH与土壤碳含量表现为显著相关性(P0.05);其他环境因子与土壤碳含量的相关性均不显著(P0.05).     

A win-win technique of stabilizing sand dune and purifying paper mill black-liquor

The principle and technique were reported here to produce lignin-based sand stabilizing material (LSSM) using extracted lignin from black liquor of straw paper mills. Field tests using LSSM to stabilize and green sand dunes were started in 2002. The field experiment was carried out in August 2005 when the newly formed plant community was 3 years old. The results from the comprehensive field experiment demonstrated that unlike polyvinyl acetate or foamed asphalt commonly used for dune stabilization, LSSM was plantfriendly material and could be used in combination with seeding and planting of desert species. With the help of LSSM, the desert species (i.e., Agriophyllum squarrosum (L.) Moq. and Artemisia desertorum Spreng. etc.) could be used to form community in 2–3 yeas and to stabilize sand dune e ectively. The newly formed community was sustainable under an extremely dry climate condition. The organic matter and total nitrogen in the soil increased significantly as the community were formed, while the change in P and K contents in the soil was negligible.     

湿地土壤有机碳及其活性组分分布特征影响因素研究

红碱淖湖泊湿地是西北半干旱荒漠区重要的生态屏障,随着湖泊面积的减少以及土壤退化程度的加剧,逐渐形成5种典型的景观类型(盐碱沼泽、沼泽化草甸、草地、草原化沙地、沙地)。基于野外实地调查,选取红碱淖湖泊湿地流域蟒盖兔和尔林兔2个典型子流域,研究湖泊退化后不同景观类型土壤有机碳及其活性组分的分布特征及其影响因素。结果表明,5种景观类型土壤有机碳(SOC)、土壤可溶性有机碳(DOC)、土壤易氧化态有机碳(EOC)含量均较低。土壤SOC和EOC在垂直剖面上分布特征一致,土壤EOC与土壤有机质动态变化密切相关,土壤砂砾含量高是研究区土壤有机碳含量较低的主要原因。     

乌兰布和沙漠不同灌丛土壤颗粒多重分形特征及其与有机碳分布的关系

w（SOC）（SOC为土壤有机碳,soil organic carbon）及其分布状况显著受到土壤PSD（particle-size distribution,粒径分布）和有机质相互胶结方式的差异影响,而w（SOC）可反映土壤结构优劣程度,表征土壤肥力状况及碳库饱和度.以乌兰布和沙漠沙冬青、花棒、猫头刺、白刺和梭梭灌丛下0~100 cm深度风沙土为研究对象,通过野外分层采样与室内测试,采用多重分形理论探讨土壤特性和w（SOC）分布特征及其相互关系,反映土壤结构及肥力状况.结果表明:① 不同灌丛下的土壤均具有良好的分形特征,并且灌丛可通过降低风速,使≤ 50 μm的优质颗粒在周围表层土壤沉降,而优质颗粒数量与w（SOC）、D₀（粒径分布范围）及D₁（分布均匀程度）极显著正相关（P < 0.01）,与D₁/D₀（分布离散程度）极显著负相关（P < 0.01）;② 各灌丛下w（SOC）的大小关系与D₁、D₀相似但与D₁/D₀完全相反,即w（SOC）可表征PSD状况进而反映土壤结构优劣程度,并且在沙冬青灌丛的>20~30、>60~80 cm土层出现两次峰值,分别为11.958、11.928 g/kg;③ 对D₀的扩大及D₁/D₀的降低程度以沙冬青灌丛最为明显,但对D₁的降低程度则以花棒灌丛最为明显.研究显示,多重分形理论可很好地描述乌兰布和沙漠风沙土性质,并且适生灌丛中沙冬青及花棒可更好地改善土壤颗粒及SOC特征,故可通过种植二者局部改良土壤及增加碳库饱和度.      

油基钻井液施工条件下井场HSE风险与防控

针对油基钻井液钻井施工特点,分析了作业过程中存在的火灾、燃爆、滑跌等安全风险,以及使用油基钻井液可能导致的环境污染和职业健康危害。结合现场实践,提出了油基钻井液钻井施工作业现场安全生产、环境保护和职业健康风险的防控对策,值得行业内油气勘探开发公司和工程服务公司借鉴。     

古尔班通古特沙漠1970-2000年代生物结皮覆盖变化研究

生物结皮是古尔班通古特沙漠主要的地表覆盖类型,也是维持其地表稳定的重要生物因子。论文利用20世纪70年代中期、80年代末期及21世纪初的遥感影像,通过生物结皮指数提取了古尔班通古特沙漠在相应时期内的生物结皮空间分布。在此基础上,分析了研究区近30年来生物结皮空间分布的变化特征;利用景观分析软件Fragstats计算了各个时期内结皮覆盖的景观指数熏并对其变化特征进行了分析。结果表明:由于新疆气候增湿、增暖明显,近30年来结皮发育良好。但由于油田开采、水利工程建设、牲畜放牧等人类活动的加强,结皮发育受到较为严重的干扰,区域内结皮斑块破碎化程度加大。