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淮南矿区煤矸石风化物特性及有机碳分布特征 总被引：3，自引：1，他引：2
以淮南矿区潘一矿煤矸石山为研究对象,通过对煤矸石风化物的理化特性、电镜扫描(SEM)、能谱(EDS)和总有机碳(TOC)含量分析,初步研究了煤矸石风化物有机碳分布和释放规律,以及煤矸石山堆积淋溶作用对周边土壤溶解性有机碳(DOC)含量的影响。结果表明,从山顶、山腰到山脚煤矸石风化物中的总有机碳(TOC)含量依次减小,随着采样深度的增加总有机碳(TOC)含量逐渐变大。煤矸石风化物中总有机碳含量与煤矸石风化物粒径大小呈正相关,与煤矸石风化物的风化程度成负相关。不同粒径煤矸石风化物淋滤液中溶解性有机碳(DOC)的含量随着淋溶时间增大而减小,在96h淋滤液中溶解性有机碳含量趋于稳定,且值较为接近。距离山脚2~100m内,随着采样距离的增加土壤中溶解性有机碳含量(DOC)呈减少趋势。在距离煤矸石山80~100m处土壤溶解性有机碳含量接近正常农田土壤含量。 相似文献
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煤矿区矸石山周边土壤重金属污染特征与规律 总被引：15，自引：0，他引：15
以山东某矿区为例,通过淋溶模拟实验,研究了煤矸石中重金属的淋溶规律,并探讨了煤矸石山周边土壤重金属污染特征.结果表明:风化矸石淋滤液中的Zn、Pb、Cr和Cu浓度较高,并很快稳定;新鲜矸石在淋溶初期检出Zn,其它重金属元素没有检出;风化矸石淋滤液中重金属的含量要高于未风化矸石.矸石山周边表层土壤中的Zn、pb、Cr和Cu较高,且浓度高出矸石淋溶液许多倍,表明煤矸石中重金属淋滤具有长期性,矿区土壤对重金属具有迁移性和富集性.表层土壤重金属含量随着距煤矸石堆的距离增加而呈明显的下降趋势,充分表明矸石山对周边土壤造成了严重的重金属污染,而且在土壤剖面上,重金属含量表现出随土壤深度的增加而降低的趋势. 相似文献
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通过冷原子荧光方法测定了贵州水城汪家寨煤矿和那罗煤矿不同年限的煤矸石风化土壤及农作物中总Hg含量和甲基汞含量,并采用BCR连续提取法分析了煤矸石风化土壤中汞的不同赋存形态,系统地对此矿区煤矸石风化土壤-农作物系统中汞的分布规律及其环境效应进行了研究。结果表明,煤矸石风化土壤样中汞含量范围在0.07～1.06 mg.kg-1之间,和pH值存在显著负相关关系（r=-0.68,P〈0.01）。风化年限较长的煤矸石土壤汞浓度接近对照点自然土壤汞含量,而在风化年限较短的煤矸石风化土壤中,大部分样品汞浓度超过了国家Ⅱ类土壤环境标准,不宜在上面种植食用的农作物。煤矸石风化土壤中甲基汞含量在0.52～2.68μg.kg-1之间,和总汞存在显著正相关关系（r=0.65,P〈0.05）。煤矸石风化土壤中汞主要以有机/硫化态和残渣态存在,风化年限较短的煤矸石山土壤中酸交换态汞浓度及比例都明显高于老煤矸石山。虽然汪家寨煤矿风化年限较短的煤矸石山土壤存在着较高的汞含量,但其上种植的马铃薯、玉米、菜豆的汞含量均没有超过国家标准食品中Hg限量值,然而高于风化年限较长的煤矸石山中同类植株的汞含量。 相似文献
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抚顺西露天矿大型煤矸石山及其周边土壤重金属污染研究 总被引：5，自引：1，他引：4
对抚顺西露天矿煤矸石山表层及其周边0～1500m范围土壤进行多点分层取样,分析测定土壤样品中Cd、Cr、Cu、Pb、Ni等重金属元素含量。结果表明:矸石山碳质页岩与绿色泥岩重金属Cd含量较高,表层风化物中Cd、Ni含量较高,超过土壤环境质量2级标准,其中一些样点超过3级标准。随着与矸石山距离的增加,周边西南部风向方向上土壤Cd、Cr、Ni、Cu含量呈现规律性递减趋势。重金属Cd、Cr、Ni在20～40cm含量大于0～20cm含量,表明其具有一定的纵向迁移性。矸石山表层与周边邻近土壤pH较高,可有效减低重金属污染风险。 相似文献
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芜湖燃煤电厂周边土壤中砷汞的分布特征研究 总被引：8，自引：1，他引：7
探讨了芜湖燃煤电厂周边随距电厂水平方向、垂直剖面土壤中砷汞总量及形态分布特征,并分析了土壤中砷汞与理化性质之间的相关性。结果表明:土壤中As、Hg的变幅分别为3.821～19.264mg/kg,0.025～1.696mg/kg,平均含量分别为6.671mg/kg和0.212mg/kg。As、Hg含量总体分布特征为:距电厂1km处最大,距电厂1km距离内次之,距电厂1km以外,随距离增大而减小,其中汞随距离衰减明显。土壤汞含量在东南-西北(SE-NW)主导风向上明显大于东北-西南(NE-SW)非主导风向,而As含量在不同风向上基本无差异;土壤汞含量随剖面深度的增加明显减少,而砷在剖面上的分布规律不明显。土壤中砷主要以硫化物态和残渣态存在,而汞以残渣态和腐殖酸结合态为主。表层土中As、Hg与理化性质之间存在不同程度的相关性。 相似文献
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煤矸石充填复垦地理化特性与重金属分布特征 总被引：15，自引：8，他引：7
为研究煤矸石充填复垦地农作物产量达到最佳时的覆土厚度及煤矸石充填复垦地重金属分布状况,该文以新庄孜矿煤矸石充填复垦地作为研究对象,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50~60,60~70,70~80,80~90 cm的4类试验地块及对照地块对其土壤理化性质及农作物根系分布、长势产量、重金属元素含量进行调查分析,发现复垦地块各项指标与对照地块差异显著,劣于对照地块;煤矸石充填基质土壤理化性质较差;70~80 cm的厚度是煤矸石充填复垦造地较经济合理的覆土厚度。煤矸石复垦地重金属元素有向上迁移的趋势;复垦土壤及煤矸石基质中Pb、Zn、Cr元素含量处于安全水平;大部分监测的Cu、Ni、Cd元素含量高于淮南土壤背景值,低于中国土壤环境质量标准二级标准,对复垦土壤已构成潜在的威胁性,应予以重视;覆土厚度50~60 cm地块的煤矸石基质中Cu、Ni元素含量处于安全水平,煤矸石基质中Cd元素含量高于淮南土壤土壤背景值,低于中国土壤环境质量标准二级标准,应予以重视。结果表明70~80 cm的厚度是煤矸石充填复垦造地最佳覆土厚度;新庄孜煤矸石充填复垦地重金属有向上迁移的趋势,复垦土壤中重金属含量符合国家二级标准,未出现重金属污染情况,但部分重金属元素含量高于淮南市土壤背景值,应予以重视。 相似文献
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煤矸石重金属释放活性及其污染土壤的生态风险评价 总被引：3，自引：0，他引：3
通过野外采样与室内实验分析煤矸石重金属的释放活性,并利用潜在生态风险评价法分析煤矸石山周边土壤污染及其潜在生态风险特征。结果表明,实验用煤矸石中重金属主要以残渣态存在,Cu、Zn、Pb、Cr和Cd的残渣态分别占其总量的56.86%,53.27%,72.01%,68.61%和75.93%,不易发生释放迁移,但少量酸溶态和氧化物结合态重金属易被淋溶后在矸石山周围土壤中累积并造成重金属污染。煤矸石山周边土壤重金属含量随着距离的增加呈现减少趋势,表明周边土壤受到煤矸石重金属污染,并且在土壤表层重金属含量最高,加大了重金属进入食物链危害人体健康的风险。通过潜在生态风险评价研究,采样区属于重金属Cd和Pb风险突出区,煤矸石距离5～10 m处潜在生态风险指数为272.34和164.34,属于中等潜在生态风险,其他各点潜在生态风险指数范围为94.62～141.79,属于轻微生态风险。 相似文献
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在现场调查研究煤矸石充填复垦地上覆土壤可溶性镉含量的基础上,应用田间小区试验,模拟土壤可溶性镉的迁移特征。结果表明,土壤可溶性镉在时间和空间维度上都具有明显的分布特征：可溶性镉浓度沿剖面深度逐渐递增,即离煤矸石层越近,浓度越高;随时间推移,土壤下部接近煤矸石处,可溶性镉浓度的富集现象存在。模型模拟结果显示,由于土壤毛管力作用,接近煤矸石层的土壤可溶性镉浓度每年可增加10%左右,但表层土壤（0~40cm）增加速度缓慢或反而有所下降。尽管如此,由于植物根系活动,煤矸石中镉析出具有一定的生态环境风险。 相似文献
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冻融作用对小兴安岭湿地土壤溶解性有机碳和氮素矿化的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
《水土保持学报》2015,(5)
以小兴安岭湿地土壤为研究对象,基于冻融模拟试验和室内分析,对比研究了不同冻融环境下土壤溶解性有机碳(DOC)含量变化趋势及其氮素矿化特征。结果表明:无论是(-5)~5℃还是(-25)~5℃冻融处理,天然兴安落叶松湿地、灌丛湿地以及2003年,1992年排水造林后兴安落叶松湿地4种土壤的DOC含量均差异显著(P0.01),且随着冻融次数的增加,土壤DOC含量均呈现先增加后减小的趋势,1次冻融循环后达到最大值,其平均含量分别为580.05 mg/kg,546.11 mg/kg,475.38 mg/kg,423.52mg/kg,表明冻融作用对土壤DOC短期效应明显。冻融次数对2003年排水造林后湿地土壤DOC含量影响极显著(P0.01),而对1992年排水造林后湿地土壤DOC含量影响显著(P0.05)。土壤铵态氮含量先增加后减少,2次冻融循环后达到最大值,其平均含量分别为68.92mg/kg,53.34mg/kg,21.57mg/kg,22.09mg/kg,而土壤硝态氮含量先减少后增加,1次冻融循环后达到最小值,其平均含量分别为4.86mg/kg,3.91mg/kg,10.62mg/kg,10.10mg/kg,但(-25)~5℃比(-5)~5℃冻融处理的氮矿化程度高,表现出冻融循环能够促进氮素矿化,且较大的冻融温差更能加速矿化进程。 相似文献
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以山西省平朔安太堡露天煤矿为研究对象,对矿区4种复垦基质、7种复垦植物及原地貌农田和林地2种土壤及4种植物的重金属含量进行比较分析与评价。结果表明:不同复垦基质各重金属全量均未超出国家土壤环境质量二级标准,重金属水溶态均低于地表水环境质量标准Ⅲ类水质指标,不会对矿区环境造成危害;重金属全量与水溶态呈一致趋势,即单项污染指数除Cd外,Pb、Cu、Cr和As等元素最高含量均出现在风化煤矸石,综合污染指数均为新鲜煤矸石>风化煤矸石>原地貌农田土壤>南排土场1380平台复垦土壤>南排土场1420燃烧区残留物>原地貌林地土壤;各样点Cd的全量与水溶态达显著相关水平,样点Pb、Cu、Cr和As的全量与水溶态达极显著相关水平;矿区植物中重金属Cd、Pb、Cu和As含量均未超出正常植物的含量标准,但所有植物中Cr含量均超出正常植物的含量标准,因此,矿区植物体中Cr的污染不可忽视。 相似文献
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黄土区大型露天煤矿煤矸石自燃对复垦土壤质量的影响 总被引：6，自引：3，他引：3
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。 相似文献
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青海江仓圣雄煤矿矸石堆积对周边高寒湿地植被和土壤影响 总被引：2，自引：0，他引：2
针对高寒地区露天煤矿开采产生的煤矸石堆积对多年冻土区高寒湿地的影响问题,本文通过地面调查、取样比较,研究分析了矿区周边高寒湿地植被和土壤特征对煤矸石渣山堆积的响应。结果表明,矿区煤矸石堆积的4年时间已经对周边近、中、远不同距离(300m,650m,1000m)高寒湿地植被和土壤产生了一定程度的影响,引起原生莎草类盖度和高度减小,靠近煤矸石渣山区域的牧草高度降低,中距离杂草平均高度比近距离高2.65cm。矸石堆积造成周围土壤容重增加,全氮和有机质含量逐渐减少,远距离0-10 cm土层全氮和有机质平均含量分别是近距离的1.16和1.20倍。高寒湿地土壤真菌和放线菌数量减少, 0-10cm土层近距离样区真菌数量仅为中距离的51.8 %,中距离样区放线菌数量分别是近距离和远距离的4.32和3.4倍。除锌元素和镉元素以外,煤矸石堆积没有显著影响土壤砷、铬、镍、铜、汞、铅等6种重金属元素含量。随机森林算法分析表明,杂草类高度,Zn元素含量,土壤容重、莎草盖度、有机质含量是煤矸石堆积对周围高寒湿地影响的主要因子。 相似文献
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土壤有机碳含量是土壤肥力状况的重要标志之一,其活性组分对田间管理措施反映敏感。因此,分析煤矸山复垦重构土壤有机碳含量及其组分差异对于揭示土壤碳库变化、指导复垦地田间管理措施的实施有重要意义。本研究以山西省霍州曹村煤矸山复垦后5a(R-5a)、7a(R-7a)和9a(R-9a)的果园为对象,通过与当地原地貌果园(CK)对比,分析了3种复垦样地土壤总有机碳(TOC)及其组分可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)的差异,以及与土壤环境因子间的关系。结果表明:①随复垦年限的增加,3种复垦样地土壤TOC、LFOC和HFOC含量均呈先增后减趋势,DOC含量呈增加趋势,MBC含量呈先减后增趋势;但与CK相比,3种复垦样地土壤TOC、DOC、MBC、LFOC和HFOC含量均明显偏低。②DOC/TOC和MBC/TOC在R-7a样地中最低,LFOC/TOC随复垦年限的增加呈增加趋势,HFOC/TOC呈减少趋势,表明土壤中更多的有机碳从稳定态转变为活性态。③土壤全氮、全磷、碱解氮、碳氮比、黏粒含量、pH和含水量均不同程度影响有机碳含量,其中全氮、全磷、黏粒含量和土壤pH为关键因子。 相似文献
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为了探索矸石作为改良剂用于尾矿生态修复,通过盆栽试验,将矸石按一定比例(0,1%,2.5%,5%,10%和15%)添加入铜尾砂,基于铜尾砂理化性质变化,探索矸石对尾砂中香根草生理生态的作用特点。结果表明:矸石添加入铜尾砂后,提高了基质pH、有机质和营养元素含量,降低了有效态重金属浓度(Cd、Cu、Pb和Zn),改善了尾矿贫瘠环境。随矸石添加比例增加,香根草体内重金属浓度呈下降趋势,生物量和光合色素含量呈现低促高抑性变化。同时,可溶性蛋白质和脯氨酸含量随矸石添加比例增加而增加,MDA随添加比例增加而降低,低添加比例的矸石选择性提升了SOD和CAT酶活性,增强了香根草清除体内多余活性氧的能力。矸石加入铜尾砂可稳定铜尾矿中有效态重金属,也能在一定添加比例内,提高香根草抵御铜尾矿胁迫环境的能力。 相似文献
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为探寻适合东北黑土区侵蚀沟复垦的技术方法,该文研究了一种基于复垦后导排水能力最大的侵蚀沟煤矸石填充复垦技术方法,通过模拟一定深度的沟道、应用响应曲面法探究覆土和煤矸石填充厚度的变化对于复垦沟道导排水性能的影响及最优厚度搭配组合预测。同时引入土工布并考察土工布对煤矸石淋溶过程中重金属的隔绝作用。选择一条用煤矸石填充复垦4 a后的侵蚀沟,在耕层(0～20 cm)进行土壤肥力以及重金属污染情况的调查研究。结果表明:1)土层厚度增加减弱沟道导排水能力,混合粒径、大粒径煤矸石层厚度增加增大沟道导排水能力,土层与大粒径煤矸石层组合存在交互作用。覆土、混合粒径及大粒径煤矸石层厚度分别为53.42、38.51、90 cm时,模拟2 m深沟道导排水能力最强。2)沟道复垦4 a后,容重增加、酸度改善、全磷含量持平于对照土壤,全氮、全钾及有机质含量显著低于对照土壤。综合肥力小于对照土壤,略高于黑龙江省第二积温带的土壤综合肥力。3)复垦土壤Pb含量持平于当地对照土壤及背景值,Cr、Cu含量高于当地对照土壤及背景值,但均未超过环境质量二级标准值,3种重金属存在轻度污染及富集现象。研究结果可为土地整理规划提供一定借鉴。 相似文献
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不同风化年限的淮南矿区煤矸石理化性质变化规律 总被引：4，自引：2，他引：2
堆存于地表的煤矸石在遭受风化以后,其物理和化学性质可在短时间内发生较大变化,这些变化往往具有一定规律。该文选取淮南矿区潘北、潘一及新庄孜煤矿5个不同风化年限的煤矸石采样区进行分层采样。通过对135个样品的相关理化性质测试,对比分析了不同风化程度下煤矸石主要理化性质变化规律。结果表明,煤矸石在电导率、pH值和阳离子交换量等理化性质的变化具有一定规律:随着风化年限的增加,煤矸石电导率与pH值降低,阳离子交换量则不断增高。新鲜煤矸石的3项指标在2a内具有较快的降低速率,其中电导率在2 a内可降低30%,pH值下降接近10%,此后的降低变化速率则较缓慢。阳离子交换量在2 a内可增加17%,在后期的变化中则表现为缓慢上升趋势。在剖面变化特征方面,通过对30和30~60 cm之间的上下两层对比分析发现位于上层的电导率与pH值普遍略高于下层,阳离子交换量则为上层略低于下层。其中p H值的上、下两层的变化差距较小,仅在0.1~0.3之间。煤矸石的电导率、pH值,以及阳离子交换量等3项指标的时空变化均与风化作用的时间或风化程度密切相关。从植物生长条件角度出发,上述理化指标的变化均有利于煤矸石的复垦利用。 相似文献
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《Geoderma》2005,124(1-2):203-214
The accumulation of carbon (C), nitrogen (N) and phosphorus (P) and their vertical distribution in the soil profile in relation to site age were studied in a chronosequence of 19 sites on reclaimed spoil heaps from open-cast coal mining, near Sokolov (Czech Republic) and compared to a semi-natural alder forest in the vicinity of the mining area. The reclaimed sites were located on tertiary clay or quaternary gravel–sand spoil material and afforested with alder species (Alnus glutinosa, A. incana) 4–65 years ago.Rapid accumulation of C and N in the soil profile was registered within 15 years after reclamation. The rate of increase in C and N contents in the whole profile and the thickness of the litter and fermentation layers was slower in 25-year-old and older reclaimed sites. The soil of the semi-natural alder forest was richer in C and N in the 5–10-cm layer compared with 40-year-old (clays) and even with 65-year-old (gravel–sand) reclaimed soils. N accumulated more slowly in comparison with C, especially in deeper (5–10 cm) parts of the profile. Accumulation of organic C resulted in a decrease in substrate pH from alkaline, which was characteristic of young sites, to slightly acidic on older sites. The pH decreased gradually with increasing site age in all soil layers but increased with depth in the soil profile. In contrast to C and N, P content did not significantly change with site age in any layer of the soil profile. The highest amount of P was found in the fermentation layer, but there was no difference to the other layers. The soil profile of the semi-natural sites was richer in P in comparison to 40-year-old reclaimed ones. 相似文献