丛枝菌根真菌和腐殖酸联合作用对矿区沙土改良效应

 针对神东矿区采煤塌陷地土壤不断沙化、植物难以定植的特点,通过室内盆栽模拟试验,研究丛枝菌根真菌和腐殖酸联合作用对矿区沙土改良效应。结果表明,丛枝菌根真菌和腐殖酸联合作用提高了玉米生物量和根系活力。当施加腐殖酸质量分数为0.05%时,菌根与其联合作用对玉米生长和沙土的改良效果最优,玉米干质量比空白对照组高出73%,根际土壤中的有效磷含量和酸性磷酸酶活性分别提高了30%和49%,玉米根际土壤菌丝密度比空白对照提高了0.8 m/g,且根际土壤中微生物数量增加显著。丛枝菌根真菌和腐殖酸联合作用有利于玉米生长,对退化沙土具有改良效应。     

峰峰新三矿煤矸石山土壤水分特性研究*

为了解煤矸石基质土壤的水分特性,为煤矸石山水土保持、生态修复和复垦提供理论依据,试验选用峰峰新三矿6种不同煤矸石基质土壤,采用室内模拟试验的方法,测定土壤孔隙度、渗透系数和水分入渗规律。试验结果表明:混合基质土壤孔隙度随掺土比例的增大而增大,掺土后基质总孔隙度显著增加;基质土壤的渗透系数山脚山腰山顶;矸土比为7∶3、5∶5和3∶7的混合基质土壤的渗透系数分别是原矸石的0.643、0.517和0.459,掺土后渗透系数显著降低。山脚矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山腰的1.111和1.078倍;山腰矸石的初始入渗率和稳渗率分别为山顶的1.096和1.102倍;矸∶土/7∶3的初始入渗率和稳渗率分别为5∶5的1.152和1.149倍;矸土比5∶5的初始入渗率和稳渗率分别为矸土比3∶7的1.179和1.057倍。矸土混合土壤的初始入渗率、稳渗率均随矸土比的减小而迅速减小,入渗达到稳定状态的时间随矸土比的减小而增加。Kostiakov入渗模型更适合作为风化煤矸石的入渗模型,通用经验模型更适合作为掺土煤矸石的入渗模型。矸石掺土可以显著降低入渗率,提高累积入渗量,有益于煤矸石山的植物生长。     

湖泊底泥肥料化利用的研究

以湖泊底泥作为肥料使用的可行性为研究目的,以沙湖底泥为研究对象,以上海青为栽培对象,设计均匀混合和分层覆盖2种栽培方式,在室外和温室条件下分别进行盆栽实验.定期观察植株生长情况,测定植株的生物量,分析比较各种处理的结果,得出湖泊底泥作为肥料的利用的最佳使用方式和比例.经过实验得出结论:泥沙均匀混合和泥沙分层覆盖相比,前者更适合于盆栽.沙湖底泥与沙土均匀混合时,底泥占60%时效果最好;当下层铺沙土上层覆盖底泥情况下,底泥与沙土比例在3∶7时最佳.     

不同复垦模式下改进后的Hedley磷分级的研究

磷是植物生长发育的必需营养元素之一.植物在生长过程中所利用的磷素主要来自土壤.在不同的复垦模式下,土壤中磷的利用效率有所不同.本文采用改进后的Hedley磷分级方法,把矿区复垦土壤中的磷分为5种形态.在研究了不同复垦模式下矿区复垦土壤中的全磷的含量的基础上,为矿区土地复垦效果的评价提供一个更为有效的判断方法.研究结果表明,土壤中各形态的磷主要以盐酸态和残留态为主;复垦模式为沙枣×刺槐×柠条的土壤经过7年复垦后与复垦模式为云杉×油松×落叶松的土壤经过13年复垦后,全磷的含量最高,表明这两种复垦模式对土壤具有较好的改良效果.     

生物质炭改良风沙土对磷的吸附解吸影响

为探究科尔沁沙地土壤改良方法、提升风沙土的土壤质量,以科尔沁沙地南缘辽宁省彰武县境内的风沙土为试验对象进行了田间试验.在试验田内施加3种不同生物质炭,每种炭设置5种不同浓度,均匀地混合至风沙土中.经过燕麦草12周自然生长周期后,采集土壤样品进行室内实验.室内吸附解吸实验主要采用外加磷源法,将磷溶液设置为8种不同浓度.研究风沙土混合不同种生物质炭后对磷素的吸附效果及土壤质量改善效果.研究结果表明,当风沙土中添加1kg/㎡的秸秆炭时,土壤对磷素的吸附解吸效果最好.且将田间需磷肥量降低约10%.说明生物质炭可以改善风沙土土壤质量,且生物质炭类型的不同对改良风沙土效果明显优于生物质炭的添加量.     

复垦土壤气热条件对薄荷生长与根系呼吸的影响

为探究矿区煤矸石充填复垦土壤内部C、S等物质缓慢氧化产生的二氧化碳及热量对表土植物的影响,应用实验室模拟试验,分析复垦土壤底部加热与通CO_2气体对薄荷生长特征与根系呼吸的影响。试验底部加热温度分别设置为20℃、40℃、60℃,通气通量分别为1L/min、2L/min和3L/min,各梯度通气时间设置5min、10min。结果表明:不同程度通气对薄荷生理特征和根系呼吸的影响不同。底部通气5min/d时,随着通气浓度的增大,薄荷地上、地下生物量以及根系呼吸速率均呈上升趋势,叶面积指数呈先增后减趋势;底部通气10min/d时,叶面积指数呈下降趋势,地上、地下生物量以及根系呼吸速率均呈先增后减趋势。综合对比通气10min/d与5min/d,根系生物量与根系呼吸速率均有下降,下降率分别为17%、8%,叶面积指数与地上生物量略有增加,增长率分别为1%、9%;随着煤矸石底部加热温度由20℃升高至40℃,再升高至60℃的过程中,薄荷的叶面积指数、地上与地下生物量以及根系呼吸速率均表现出先上升后下降的趋势,在40℃时达到最大值。     

煤矿塌陷地不同复垦方式下土壤呼吸特征

采用LI-8100土壤碳通量测量系统,测定淮南市大通煤矿塌陷地两种复垦区(煤矸石充填、化工垃圾充填)及非复垦对照区典型植被下土壤呼吸强度,研究不同复垦方式下非生长季土壤CO2排放特征。结果表明土壤呼吸强度大小依次为:煤矸石复垦区<化工垃圾复垦区<对照区,两复垦区与对照区相比土壤呼吸差异均显著,但两复垦区间土壤呼吸强度差异不明显;各区土壤呼吸的主导因素不同,煤矸石复垦区的显著影响因子是土壤温度,化工垃圾复垦区的显著影响因子是土壤温度和空气湿度,复垦区整体土壤呼吸受气温影响显著,将复垦区整体对气温作曲线拟合,得到的二次方程可以解释69.1%的土壤呼吸变异。     

关于山西省煤矿用地土地复垦的探讨

阐述了开展煤矿用地土地复垦的重要意义,简述了采煤塌陷地和煤矸石压占土地的复垦方案,重点介绍了山西省矿区土地复垦作业程序以及复垦工艺。     

利用工业废渣制备复合水泥

 试验利用矿渣、煤矸石作为配制复合水泥的辅助性胶凝材料,研究了矿渣、煤矸石细度和复合比例对复合水泥力学性能的影响,以水泥胶砂强度作为参数反演,找出最佳复合体系.试验结果表明:在矿渣与天然煤矸石组成的复合体系中,矿渣的细度决定了复合水泥的强度,矿渣越细,复合水泥强度越高.当矿渣和天然煤矸石作为混合材取代水泥的总量一定时,所配制的复合水泥强度随着矿渣比例的增大而增大,随煤矸石比例增大而减小.天然煤矸石没有活性,将其煅烧后,活性才能显现.     

东北煤矸石矿山生态恢复的植物选择探析

煤矿开采后形成的煤矸石山带来了非常严重的生态问题,国内外都对煤矸石山生态恢复开展了研究与实践。分析了煤矸石山的环境特点及对植物存活与生长的限制因子,包括缺乏正常的土壤结构、煤矸石自燃导致的温度升高、pH降低、重金属含量增高等。概述了国内外煤矸石矿山恢复的研究与实践。煤矸石矿山的生态恢复要遵循生态学规律,既要注重构建土壤基质,又要筛选适宜此类生境的植物,而且要注重提高生物多样性,使人工构建的群落能够稳定生长并逐渐达到平衡。探讨了煤矸石矿山生态恢复植物选择的一般原则,总结了可供东北地区煤矸石矿山生态恢复选择的植物种类,并对未来煤矸石生态恢复应该开展的研究工作提出了展望。     

煤矸石土壤化消纳利用研究综述

煤矸石作为煤矿区最主要的固废资源,其大规模的消纳利用关乎矿区资源与生态问题。从煤矸石直接应用、改性应用两大方面探讨其土壤化消纳利用的可行性与潜在路径。研究表明：碳含量在20%以下的煤矸石应作为土壤化消纳应用的主要类型;煤矸石与其他材料混合或经改性处理后可提升土壤改良效应;煤矸石对盐碱地等特殊土壤类型的改良效应以及特异性煤矸石土壤改良培肥产品开发应得到重视;煤矸石的土壤应用还应关注其对土壤的污染风险以及炭化改性应用价值。     

不同地质条件及地层下煤矸石理化性质的试验研究

通过对不同地质条件和不同地层的煤矸石进行XRD(X-ray diffraction)试验及物理性能试验,分析其矿物组成与物理性能指标的内在规律。研究结果表明,煤矸石的化学成分以Si O2和Al2O3为主,但不同地质条件下的煤矸石矿物组成及化学成分差异较大。在物理性能方面,黄陇侏罗纪煤田煤矸石吸水率较高,表观密度较小,压碎指标较大,渭北石炭二叠纪煤田的煤矸石和陕北侏罗纪煤田的煤矸石的吸水率较小,表观密度较大和压碎指标较小。不同地层的煤矸石的矿物组成和化学成分含量相差不大,但地层越深的煤矸石吸水率越低、表观密度越大、压碎指标越小。研究成果可为不同地区煤矸石在混凝土资源化利用提供依据。     

同煤集团煤矸石的特性及综合利用探讨

论述了煤矸石对环境的影响及煤矸石综合利用的意义,在分析大同煤矿集团公司煤矸石的物理化学性能基础上,综述了大同煤矿集团公司煤矸石综合利用的现状,提出了几种可利用的途径。     

新立煤矿矸石山自燃机理分析与实验

为掌握温度对煤矸石山自燃的影响,分析了煤矸石山自燃发生的机理,在实地考察和现场实验的基础上总结了影响新立煤矿矸石山自燃的内部因素和外部因素。实验测得自燃区距地面分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.2 m 9种不同深度的温度值,得到温度梯度变化规律。依据理论分析和实验结果将矸石山划分为未燃、氧化、燃烧、高温、燃尽五个分带,进而对五个分带自燃因素分析,用于指导自燃煤矸石山的灭火。     

煤矿塌陷区不同复垦方法及年限的土壤修复效果研究

以淮北煤矿塌陷区复垦地为基地，研究挖深垫浅造地、粉煤灰充填造地、煤矸石充填造地三种不同复垦方法的复垦地土壤随复垦时间的修复效果．研究表明：煤矿塌陷区进行土地复垦后，土壤化学性质逐渐恢复，复垦20年后．土壤化学性质已接近当地耕地．采取挖深垫浅复垦的耕地土壤化学性质恢复快，而粉煤灰充填和煤矸石充填复垦的耕地土壤化学性质恢复较慢，建议耕作时增加培肥，以加速土壤恢复．     

煤矸石综合治理方案研究

从防尘、防自燃、防滑坡3个方面提出了煤矸石的治理措施,并给出了生态矸石山的建设方案,指出对煤矸石的综合治理是关系煤矿可持续发展的重要保障因素。     

潞安矿区煤矸石山水土流失特征及植被恢复关键技术

为了有效解决煤矸石山的生态恢复治理,采用径流小区观测法研究了风化煤矸石山水土流失变化特征及植被恢复,结果表明:裸露或植被稀少的矸石山边坡、林地边坡径流量分别与30 min雨强、45 min雨强最相关;沿坡长方向从上到下土壤抗冲指数呈现出先减小后增大的趋势;植物根系丰富,边坡比裸露边坡土壤抗冲性强;煤矸石山植被恢复成功的关键技术措施是细致整地、改良土壤,选择抗旱耐瘠薄植物种,确定适宜的栽植密度。研究成果为矿区废弃地有效治理提供了科学依据。     

高速公路煤矸石路基包边土厚度分析

为确定煤矸石路基包边土的合理厚度,通过分析煤矸石填筑路基成型过程,建立了具有包边土的煤矸石路基简化有限元模型,分析了不同包边土厚度对煤矸石路基包边土内竖向最大压应力及竖向最大剪应力的影响规律,研究了包边土厚度对煤矸石路基中心沉降量、煤矸石路基边缘沉降量、包边土边缘沉降以及包边土差异沉降、路基最大差异沉降的影响程度。结果表明:路基高度相同时,包边土内竖向最大压应力及竖向最大剪应力随包边土厚度增加而增大,当路基高度小于5m时,内力受包边土厚度影响相对较小;包边土厚度变化对煤矸石路基中心沉降量、煤矸石路基边缘沉降量及包边土边缘沉降量影响较小,对包边土差异沉降量影响较大,随着厚度增加,差异沉降逐渐增大,但差异沉降量均在1.5 cm以内。     

煤矸石淋溶水环境影响的分析研究

以阜新新邱露天煤矿排土场煤矸石为例,采用模拟天然降水的淋溶试验方法,研究了煤矸石淋溶液中的主要污染物质及其淋溶规律,分析了露天煤矿排土场和井工煤矿矸石山淋溶水对其周围地表水、地下水、土壤和植被的影响,并提出了相应的综合防治对策。研究结果表明：煤矸石富含碱金属和碱土金属,其淋溶液中主要污染物为总硬度、硫酸盐、硝酸盐、锰和钠等,风化煤矸石表面吸附的无机盐类是比较容易水溶的,受雨水淋溶后溶出较快,而其矿物结构内部的阴、阳离子释放速率较缓慢;淋溶水中无机盐类对水体的污染会使水的硬度提高,带有成涩味,锰、钠等金属元素超标,从而影响水体作为工业、农业、渔业和生活用水水源的使用。