铜尾矿生态护坡植生基材配制及种植试验研究

以铜尾矿固废替代天然土壤,采用硫铝酸盐水泥为粘结剂,以甘蔗渣、聚丙烯酰胺、土壤保水剂、酸性化肥、有机菌肥为改良剂,对铜尾矿的性质改良,配制成生态护坡基材。通过测试分析和种植试验,研究了生态护坡基材的理化性质和植物生长特征。结果表明,硫铝酸盐水泥在提高护坡基材强度的同时使PH值升高,酸性化肥能中和水泥水化反应的碱性,随着时间的推移,基材的PH值逐渐降低至适宜植物生长的范围;甘蔗渣、聚丙烯酰胺、土壤保水剂和有机菌肥的加入,增强了护坡基材的土壤肥力和抗旱性能,使基材具有植物生长所需的类土壤结构和营养元素。较优的基材配比为：硫铝酸盐水泥12%、甘蔗渣4%、聚丙烯酰胺0.4%、土壤保水剂0.15%、酸性化肥1.2%、有机菌肥5%。     

铁尾矿植被混凝土配制及其植物适宜性研究

为实现铁尾矿与农业固废的综合利用,达到“利废恢复”的目的,以铁尾矿为基础材料 ,辅以植物纤 维、保水剂、有机填充料、有机肥、矿区表土等配制植被混凝土,并对其理化性质和植物适宜 性进行研究。结果表 明：在矿区表土、有机肥定量的前提下,水泥、植物纤维、有机填充料、保水剂的含量对基质 的理化性质与植物适宜 性均具有显著影响,植物纤维、有机填充料可增强基质的耐崩解性与保水性;30 d 内 pH 值 、速效养分含量有较大幅 度的降低,30 d 后,pH 值与速效养分含量的降低幅度逐渐减小并趋于稳定;配制初期速效养 分含量与植物纤维和 有机填充料的综合含量正相关,植物纤维和有机填充料腐烂后,各基质中速效养分的含量差距 减小;弱碱性、土壤 有机质综合含量较高的配比更有利于植物出苗、光合作用的进行、植物的正常生长与生物量的 积累;较适宜于高羊 茅生长的基质配比为水泥 9%、植物纤维 2.5%、保水剂 0.06%、有机填充料 10%,适宜于紫 花苜蓿的对应配比为水泥 7%、植物纤维 1.5%、保水剂 0.12%、有机填充料 10%。     

球囊霉素相关土壤蛋白对钒钛磁铁尾矿生态环境的修复效果研究

为探讨丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)释放的球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin related soil protein,GRSP)对钒钛磁铁尾矿生态环境的修复作用,开展了紫花苜蓿室内培养实验,通过外源施加不同形态及不同剂量的球囊霉素相关土壤蛋白,研究了其对钒钛磁铁尾矿养分环境、团聚结构、重金属活性及紫花苜蓿生长的影响。结果表明:施加GRSP后钒钛磁铁尾矿养分环境得到明显改善,EEG使钒钛磁铁尾矿中速效磷含量增加了19.7%～60.1%;TG效果则更加显著,碱解氮含量和速效磷含量分别增加了12.2%～58.9%和44.7%～111.3%;此外,外源施加TG后钒钛磁铁尾矿团聚结构的稳定性会显著增加,大团聚体占比、平均重量直径和几何重量直径分别增加了29.36%～114.63%、4.76%～15.87%和9.26%～16.67%,提高了钒钛磁铁尾矿对重金属及养分的固持能力;两种形态GRSP对钒钛磁铁尾矿中不同重金属作用有所差异,EEG能显著降低Cu有效性,DTPA提取态Cu含量降低16.7%,TG主要钝化Cr,DTPA提取态Cr含量减少了...     

综合回收新疆超贫钒钛磁铁尾矿中磷的试验研究

为提高矿产资源综合利用率,对新疆某低品位钒钛磁铁尾矿进行了综合回收磷的浮选试验研究,通过条件试验确定了较优的工艺条件及药剂制度。试验表明,对含P2O52.40%的磁选尾矿,经一粗四精两扫,中矿循序返回,可获得产率为6.77%、P2O5品位为30.20%,回收率为85.70%的合格磷精矿。磷矿物与稀土元素关系密切,磷精矿中稀土元素回富集较好,回收率约60%。     

利用铁尾矿改良苏打盐碱地技术研究与应用

对利用铁尾矿粉、粉煤灰、糠醛渣性质、有机发酵肥、"ZH-1"离子置换剂制备的土壤改良剂进行了不同条件的相容性试验,确定了改良剂各种组分的最佳用量配比。2013~2015年在东北某地利用铁尾矿改良剂成功改良了中、重盐碱地,使昔日的不毛之地变成了金黄色的稻田。     

微生物矿物源土壤修复剂配施效果的研究

以白刺为试验对象,考察了白云鄂博富钾板岩发酵产物与胶质芽孢杆菌复合制备出的微生物矿物源土壤修复剂性能及其二者施用量的最优配比。结果表明,通过对不同配比处理下种植的白刺生物学性状及土壤理化性质的分析,发现两种原料添加的最优配比为土壤与固体发酵产物添加比30∶1,菌液添加量为2.5L/m2。此配比下白刺的发芽率、茎长和干鲜重指标达到空白处理的2.40、4.35、12.35倍,土壤的含水率、有机质、有效磷和速效钾含量分别提高了10.36、1.30、5.54、1.10倍,均达到显著水平(p<0.05)。加入胶质芽孢杆菌菌液后土壤中的稀土元素总量降低了74.88mg/kg。可以合理有效地利用白云鄂博富钾板岩,对尾矿库周边环境治理和污染土壤的修复改良具有重要意义。     

高钙细粒金铜尾矿复垦植被筛选研究

以湖北省大冶市某金铜高钙细粒尾矿作为研究对象，研究了原尾矿与改良尾矿作为土壤基质 18 种不 同植物的发芽和生长情况，并进一步评估了植物生长后基质重金属赋存状况，最终筛选出复垦适宜植物组合。研 究结果表明：紫花苜蓿等 5 种植物发芽率高达 95% 以上，银合欢等 5 种植物生物量在 15 g 以上，基质改良能促进植 物生长，且植被对重金属有固化作用，最终筛选出银合欢、刺槐、紫穗槐、胡枝子、黄花槐、紫云英、早熟禾、四季青 和紫花苜蓿为适合细粒高钙尾矿复垦的草—灌—乔植物组合。     

高钙细粒金铜尾矿复垦植被筛选研究

以湖北省大冶市某金铜高钙细粒尾矿作为研究对象，研究了原尾矿与改良尾矿作为土壤基质 18 种不 同植物的发芽和生长情况，并进一步评估了植物生长后基质重金属赋存状况，最终筛选出复垦适宜植物组合。研 究结果表明：紫花苜蓿等 5 种植物发芽率高达 95% 以上，银合欢等 5 种植物生物量在 15 g 以上，基质改良能促进植 物生长，且植被对重金属有固化作用，最终筛选出银合欢、刺槐、紫穗槐、胡枝子、黄花槐、紫云英、早熟禾、四季青 和紫花苜蓿为适合细粒高钙尾矿复垦的草—灌—乔植物组合。     

施加污泥堆肥对紫花苜蓿长势及尾矿重金属活性的影响

为减少铅锌尾矿的重金属污染,以及解决铅锌尾矿中植物生长困难的问题,采用盆栽实验的方式,选择在尾矿表层4 cm施加0、5%、10%、20%、30%、40%、50%以及100%污泥堆肥方法,对铅锌尾矿进行改良。结果表明,污泥堆肥施加量达到30%～40%时即可对紫花苜蓿生长起到有效促进作用,明显增加尾矿中速效养分含量,并有效降低重金属浓度,为以后铅锌尾矿的修复提供了理论基础。     

铅锌尾矿库铊迁移转化及污染控制

通过对取自云南氧化铅锌尾矿、硫化铅锌尾矿和库周土壤样品中的铊进行含量、形态和有效态分析，结合产酸试验和静态浸出试验研究铊在铅锌尾矿中的迁移转化过程和影响因素。结果表明：pH值和尾矿组成是影响铊释放的主要因素；而尾矿中有效态铊与铊总量比值是表征其释放风险的重要指标；酸性条件下铊更易溶解释放，碱性条件下尾矿中铊的活性会被抑制；pH=2时，受试硫化铅锌尾矿中铊的浸出率达32.25%；尾矿中铊由水体进入到土壤中应是造成库周土壤铊污染的主要途径，针对调查的受铊污染铅锌尾矿库周土壤，提出了“工程措施+化学沉淀+植物修复”的综合铊污染控制治理方案。     

拜耳法赤泥脱碱新工艺及其土壤化研究

赤泥是氧化铝生产过程中产生的一种强碱性工业固体废弃物。传统的筑坝堆存会对环境造成严重的危害。本文以山东某拜耳法氧化铝厂提供的赤泥作为研究对象,开发出赤泥快速高效低成本脱碱新工艺,即利用硫酸+含钙复盐CAM对赤泥进行脱碱,并就脱碱赤泥进行了土壤化研究。结果表明,赤泥中钠含量从11.709%降至0.302%,其脱碱率高达97.42%,脱碱后的赤泥可直接应用于土壤修复、建筑材料、尾矿充填等工业用途。SEM分析和盆栽试验结果表明,赤泥粒度从1.25 μm增加到17.5 μm,脱碱后团粒体结构变大,土壤性能优良,能够满足耐性植物的生长要求。复垦后的赤泥团粒体结构进一步变大,可加速赤泥的土壤化进程,为赤泥堆场原位生态修复提供技术支撑。      

基于模糊数学综合评价法的弓长岭铁矿区土壤环境质量研究

采用模糊数学综合评价法,对辽阳弓长岭铁矿区土壤环境质量进行综合评价。以采场和尾矿库为中心,将矿区分为7个典型区域,分别采样。以土壤重金属Cd、Cu、Cr、Pb和Zn含量与土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷和速效磷含量为主要评价对象。结果表明,弓长岭铁矿区土壤重金属污染严重,以Cd为主要污染因子,其次为Cu和Cr,而Pb、Zn为无污染或轻度污染。同时,虽然矿区内土壤养分丰富,但是受开采活动及重金属污染影响,导致碱解氮、全磷和速效磷等能被植物快速有效利用的养分含量较低,不适于植物种植。建议矿区着重监控Cd污染,并及时进行生态修复,在生态修复之前应人工施加肥料,调节土壤养分结构。研究为弓长岭铁矿区土壤生态环境的改善和治理提供科学参考。     

生态修复尾矿坝的边坡稳定性评价

当前的尾矿坝稳定性分析中，不考虑植物作用的影响，难以满足尾矿库综合治理的客观要求。以歪头山铁矿尾矿库为例，采集现场生态修复区的植物与根际土壤样品；制作灌木侧须根—土复合土，测定复合土的渗透系数和物理力学性质指标；测量植物生长参数，进行主根条拉伸实验；基于极限平衡法，计算在正常运行、洪水运行、特殊运行工况下，生态修复尾矿坝的浸润线及安全系数。结果表明：无植物体、植物侧须根加筋、植物侧须根加筋+主根锚固+自重等3种状态下，生态修复后尾矿坝的安全系数提高0.025~0.030，说明植物修复有利于坝体稳定，但影响仅限于表层，对整体稳定性影响有限；特殊工况比洪水工况的坝体安全系数略有降低，且随地震时程呈先减小后增加再减小的波动趋势；稳定性评价结果表明，该尾矿坝在3种运行工况下是安全稳定的。     

矿区林下经济植物种植对根际土壤生物群落特征及理化性质的影响

这是一篇矿山环境工程领域的论文。为评价离子型稀土矿区林下经济植物种植对根际土壤生物群落特征及理化性质影响，选取何首乌、葛根等7种典型林药经济植物和黑麦草、狼尾草等7种典型林草经济植物为研究对象，开展林下经济植物种植盆栽实验。通过测定植物株高、叶面积、地上/地下部生物量和土壤全磷、全钾、全氮、速效氮、速效磷、有机质、阳离子交换量以及微生物群落组成、丰富度、多样性等指标，综合研究林下经济植物种植对根际土壤生物群落特征及理化性质的影响。结果表明：种植中草药类植物会增加微生物多样性，而种植牧草类会对微生物群落组成产生一定的影响；种植中草药类林下经济植物对土壤肥力有较明显的提高，粉防己最为明显较照对组全氮、碱解氮、有机质、分别提高300.0%、118.5%、825.3%；种植牧草类对土壤肥力影响不明显。通过本文研究表明，种植林下经济植物会对土壤生物群落产生一定的影响，并在一定程度上提高土壤肥力。     

典型铁尾矿库重金属污染评价及生态修复建议

为研究尾矿库周边土壤的重金属污染情况,分析测定了南京某铁矿区典型铁尾矿库(A、B、C)污染土壤的重金属(Cd、Cr、Cu、As、Ni、Pb)含量,并采用单因子指数法,内梅罗综合污染指数法以及Hakanson的潜在生态危害指数法进行评价。结果表明:(1)尾矿库附近土壤中Cd、Pb含量均超出相关标准及背景值,Cd超标率均达100%,除尾矿库C外,Pb超标率也达100%;尾矿库A、B附近土壤中的Ni和As含量超过了毗邻区土壤背景值;尾矿库附近土壤中Cr、Cu含量均相对较低,对环境影响较小。(2)尾矿库A、B附近土壤以Cd、Pb污染为主,综合污染评价均为重度污染;尾矿库C附近土壤以Cd污染为主,综合污染评价为轻度污染。(3)尾矿库A、B、C附近重金属综合潜在环境风险分别为中等环境风险强度、强环境风险强度及轻微环境风险强度,Cd和Pb的环境影响占据主导。通过污染评价,建议从地貌重塑、土壤基质改良、耐受富集植物选择等方面对尾矿库污染土壤开展生态修复工作。     

矿山环境污染与生态修复技术研究

采矿业为我国经济快速的增长提供了重要支撑，但其产生了大量荒地，造成了水污染、重金属污染、水土流失以及其他环境破坏，同时加剧了土地短缺。矿区废弃地复垦面积占退化土地总面积的比例为10%~12%，且恢复过程较为缓慢。金属矿山开采的废弃地往往金属毒性更大，缺乏大量营养物质，更难以恢复植被。目前对矿山环境污染的生态修复技术主要包括基质改良、物理修复、化学修复、生物修复等技术，国内大多采取基质改良和生物复合修复方法，并且对于矿山土地复垦采取交替复垦工艺和废石尾矿充填采矿法，及时控制环境污染和破坏。针对金属矿山尾矿的资源化利用，阐述了多种基质改良技术及耐受植物的筛选，因地制宜种植耐性大的优良植物，提高土地的使用价值。然而许多成果都还处于初步阶段，还未大规模地进行实际应用。为加快矿山废弃地的恢复利用，提出了几点建议，可为矿山生态修复研究提供参考。     

蒙东草原地区露天矿土地复垦模式

基于蒙东寒区土壤和气候条件下的土地复垦,提出了恢复原生土壤土层-乡土植被导入-人工驯化景观植物相结合的主体思路,对复垦土壤的肥力条件、含水保水条件进行研究和试验;首先在土壤结构上恢复了水在重建土壤层中具备较为稳定的毛细作用,对抗寒区旱区的强蒸发作用;其次选用乡土植被进行乔-灌-草立体结合套种,形成了相对稳定的生态群落;最后增加同纬度宿根花卉的引种驯化,以增加景观的立体性和层次感。结果表明:"恢复原生土壤土层-乡土植被导入-人工驯化景观植物"相结合的综合生态复垦模式适用于蒙东草原地区露天矿山生态修复,且在生物多样性和维护成本上有着较好的比对价值。     

施加生物炭对某水泥用石灰岩矿山排土场生态修复试验研究

本文以冀东某水泥灰岩矿排土场为研究对象，选取面积为180m²的排土场作为试验田。采用对照实验法设置6个试验区，分别为1个自然恢复区(T1)和5个人工修复区(T2～T6)，通过施加不同梯度的生物炭量，调查植被生长情况和土壤理化性质在各试验区之间的差异，了解施加不同量的生物炭对本排土场的生态修复效果。结果表明：施用1kg/m²生物炭，对植物干物质的累计及土壤全氮、有效磷和水解性氮的累计作用效果最显著(P<0.05)；施用2kg/m²生物炭，对土壤中总有机碳和有机质的累计作用效果最显著(P<0.05)；施用8kg/m²生物炭，对土壤中全磷、全钾和速效钾的累计作用效果最显著(P<0.05)；施用1～2kg/m²生物炭，最利于植物的生长。     

接种菌根对采煤沉陷区苜蓿生长及土壤改良影响研究

采煤沉陷造成地表土壤质量下降,影响矿区植物生长和根际环境,丛枝菌根真菌作为一类有益的共生真菌对植物生长有促进作用。为评价采煤沉陷区人工接种菌根的生态效应及作用时效,以神东矿区活鸡兔矿沉陷区内接种菌根真菌的紫花苜蓿为研究对象,采用田间试验和室内分析方法,测定接种丛枝菌根真菌处理和未接菌处理植物株高、叶片绿色度(SPAD值)、生物量、菌根侵染率、菌丝密度、根际土壤性状及其相互关系,研究了较长时间内接种丛枝菌根真菌对紫花苜蓿生长及根际土壤性状的影响。结果表明:复垦4年后,与未接菌处理相比,接种菌根处理显著提高了植物株高、SPAD值、生物量,分别提高了18.2%、8.3%、10.4%。紫花苜蓿可以与丛枝菌根真菌形成良好共生关系,接种菌根真菌4年后接菌处理植物菌根侵染率和菌丝密度显著高于未接菌处理,菌根侵染率和菌丝密度较未接菌处理分别提高了35%、34.1%。接种菌根改善了根际土壤性状,有效提高了土壤含水量,较对照分别提高7.5%,同时土壤碱解氮、速效磷、有机质、磷酸酶活性较对照分别显著提高了21.4%、20.7%、22.5%、36.9%。相关性分析表明,菌根侵染率与株高、生物量、磷酸酶、速效磷含量呈显著正相关,菌丝密度与SPAD值、有机质呈显著正相关,与株高、生物量呈极显著正相关。复垦4年后,接种菌根真菌可显著促进紫花苜蓿生长,提高了植株生物量,同时有效改善了根际土壤质量,具有较好的生态效应。     

生物炭+速生植物对工业场地周边土壤镉污染原位修复

黄河流域许多地区由于规划不科学、环保措施不足、监管不严等原因,工业场地往往与农田直接镶嵌,极易造成周边土壤重金属污染。为高效快速低成本修复工业场地周边大范围农田土壤镉污染,选择河南省新乡市凤泉区大块镇工业聚集区周边受污染农田开展大田修复实验,利用2种速生植物3连茬种植(即小白菜-黑麦菜-小白菜)联合2种生物炭(即杨树皮生物炭(PBC)和硫脲改性杨树皮生物炭(TPBC))原位修复土壤镉污染,测定连茬种植下土壤镉的浸出特性及其化学赋存形态,评估2茬小白菜食用健康风险,并揭示生物炭+速生植物联合修复土壤镉污染的潜力。结果表明:(1)添加2%杨树皮生物炭(PBC)和2%硫脲改性杨树皮生物炭(TPBC)在60 d后土壤镉浸出量低于《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)规定的III级标准,添加1%TPBC在90 d后土壤镉浸出量低于III级标准。(2)连茬第3季修复实验后,与CK比,施用1%和2%TPBC的土壤残渣态镉分别增加了71.73%和75.75%;弱酸溶态镉分别下降了130.86%和160.62%。添加1%和2%PBC的土壤残渣态镉分别增加了45.82%和50.07%。弱酸溶态镉...