利用生物炭技术处理酸性矿山废水的研究进展

随着社会经济的不断发展,矿业开发过程中产生的一系列环境问题引起国内外的广泛关注,其中采矿过程中产生的酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)问题尤为突出.AMD会导致水质酸化、土壤重金属污染以及植物枯萎死亡等问题.因此,如何对AMD进行有效处理已成为环境治理的焦点问题.现有的AMD处理方法主要包括中和法、人工湿地法和微生物法,但这些方法大多存在后续管理难、维护成本高、处理浓度低等问题.相比之下,生物炭技术因原料成本低、制备简便且原材料来源广泛等优点而被广泛应用于环境修复领域.近年来国内外已有关于利用生物炭技术处理AMD的研究报道,但其处理机制尚不清楚,许多研究还停留在实验室阶段,尚未形成规模化的应用模式.因此,本文首先对AMD的特征及其常用处理方法进行了概述,并介绍了生物炭的常规制备方法及理化性质表征,对生物炭处理AMD的影响因素、处理效果及其机理进行了综述,最后对生物炭技术在处理AMD方面的研究与应用进行了展望.

改良剂-植物联合修复对赤泥理化特性、酶活性和微生物群落结构的影响

基质改良与植被恢复是改善赤泥堆场恶劣生境的一种经济有效方法。本研究以木醋液、磷石膏、食用菌渣、活性污泥、牛粪、鱼粪组配为不同复合改良剂,黑麦草作为修复植物,通过开展为期90 d的盆栽实验,探究改良剂-植物联合修复对赤泥理化特性、酶活性和微生物群落结构的影响。结果表明:单一施用木醋液和磷石膏对赤泥碱性具有一定的调控作用,pH分别降低了4.1%和11.4%,但营养物质缺乏难以维持植物稳定生长。复合改良剂-植物联合修复使赤泥的pH、可交换性钠百分比分别由9.8和29.3%降至7.6~7.8和25.9%~28.2%,赤泥养分含量(有效氮、有效磷、全氮、全磷和有机质)与酶活性(脲酶、过氧化氢酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶)显著提高。微生物群落多样性和丰富度明显增加,变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和厚壁菌门(Firmicutes)为主要优势细菌门。子囊菌门(Ascomycota)在真菌门中占绝对优势。综上,复合改良剂-植物联合修复显著改善赤泥的理化特性、酶活性和微生物群落结构,对综合指示赤泥土壤化进程具有重要意义。

改良剂与植被联合修复对赤泥团聚体养分和微生物特性的影响

改良剂与植被联合修复是促进赤泥土壤化的关键,但其对赤泥团聚体中养分和微生物特性的影响尚不清晰。通过开展盆栽修复实验探究改良剂(磷石膏、木醋液、鱼粪、菌渣)与黑麦草联合修复对赤泥团聚体中养分、酶活性、微生物群落空间分异特征的影响。结果表明,在改良剂与植被联合修复赤泥后,大团聚体(>0.25 mm)和微团聚体(<0.25 mm)占比分别减少和增加。团聚体中有机质、养分质量分数、酶活性及微生物群落Alpha多样性指数显著增加(P<0.05),且主要分布于<1 mm团聚体。此外,团聚体养分、酶活性、微生物群落间呈显著正相关(P<0.05)。本研究结果可为深入了解赤泥土壤化过程中养分迁移转化机理及修复植物的养分自维持机制提供参考。