复垦煤矸山不同土地利用类型土壤重金属污染评价

土壤重金属污染是矿区土壤复垦的关键限制因子,而复垦地利用类型会对土壤重金属累积状况产生影响。因此,研究不同利用类型复垦煤矸山土壤重金属累积状况并进行生态风险评价,可以查明土地利用类型对复垦地重金属污染的影响,也有助于指导煤矸山"因地制宜"的进行植被复垦。以山西省霍州市曹村煤矿煤矸山复垦耕地、人工林地、草地为研究对象,分析了3种利用类型复垦煤矸山土壤中Hg、As、Pb、Cd和Ni含量和污染程度。结果表明:(1)3种利用类型复垦地土壤重金属积累程度存在差异,并且不同土层情况也不同,具体为,在0—20 cm土层,耕地中Hg和Pb含量高于人工林地和草地,但Ni含量低于人工林地和草地;在20—40 cm土层中,耕地中Pb含量低于人工林地和草地,人工林地中Ni含量高于耕地和草地;并且与普通农田相比,3种复垦地20—40 cm土层中重金属含量明显偏高。(2)单因子潜在生态危害系数E_r^i表明,整体来看3种复垦地中Hg和Cd的生态危害较重,其余较轻;并且不同利用类型复垦地土壤重金属污染风险存在差异,Hg、Cd和As在草地中的生态风险高于耕地和人工林地,Pb和Ni在耕地和人工林地高于草地。综合污染指数表明,3种复垦样地土壤重金属均达到了严重危害程度,且各样地危害程度存在着差异,具体表现为草地>人工林地>耕地。

复垦不同年限煤矸山土壤重金属污染状况评价

为研究复垦年限对煤矸山土壤重金属的影响,以山西省霍州市曹村煤矿煤矸山复垦3a,5a,7a和9a农田为研究对象,对复垦地土壤重金属Hg,Cd,Pb,As和Ni的质量分数及其污染状况进行了分析。结果表明:(1)煤矸山复垦农田0—20cm和20—40cm土层土壤重金属质量分数有随复垦年限增加而增加的趋势,其中Pb,Cd表现最明显,而Hg的增加趋势主要出现在20—40cm土层;同时,煤矸山复垦农田土壤重金属质量分数均不同程度地高于当地普通农田,尤其在20—40cm土层表现更明显;(2)单因子污染指数表明,Hg和As在0—20cm和20—40cm土层污染程度随年限没有变化,分别为重度污染和轻微污染,Pb和Cd在0—20cm也没有变化,分别为轻微污染和轻度污染,但在20—40cm土层随年限增长达到轻度污染和中度污染;综合污染指数表明,复垦农田在0—20cm和20—40cm土层污染指数均表现为随复垦年限增加而增加的趋势,4种复垦年限农田均达到重度污染。研究结果有助于指导煤矸山植被恢复和复垦地的合理利用。

煤矸山复垦土壤重金属污染的生态风险评价

【目的】土壤重金属污染是煤矸山复垦地植被恢复的重要障碍因素。因此,查明煤矸山复垦土壤重金属污染程度对指导煤矸山植被复垦具有重要作用。【方法】以山西省长治王庄煤矸山复垦6年的林地(SL)和草地(GL)为研究对象,分析了2种植被类型煤矸山土壤重金属Hg、As、Pb、Cd和Ni污染的生态风险。【结果】(1)从2种复垦地重金属含量的差异来看,在20~40 cm土层,复垦林地(SL)和复垦草地(GL)Pb、Hg、As和Ni不同程度偏高,其中Pb最明显,但在0~20 cm土层,2种复垦地土壤重金属含量低于CK样地。(2)从土壤重金属潜在生态风险单个污染要素看,复垦煤矸山土壤中Hg和Cd是主要的污染元素,其中Hg属于极强的生态危害,Cd属于中等生态危害;在0~20 cm土层,GL样地和SL样地污染状况差异较小,但在20~40 cm土层污染程度差异较大;从土壤重金属潜在生态风险综合指数来看,0~20 cm土层危害程度表现为GL>SL;20~40 cm土层为SL>GL。【结论】可见,2种复垦样地20~40 cm土层重金属含量高于普通灌草林地,并且Hg和Cd是复垦样地中主要的污染元素;2种复垦样地重金属综合污染程度在0~20 cm土层表现为复垦草地高于复垦林地,但在20~40 cm土层正好相反。

三种复垦类型煤矸山土壤重金属有效态含量及其影响因素分析

为了研究复垦类型对重金属有效态含量的影响,以复垦8年的山西省霍州市曹村煤矿煤矸山复垦农田、果园和退化荒地为研究对象,分析了3种复垦样地中土壤理化性质、重金属有效态含量及其生物有效性的差异,以及影响重金属有效态含量的主要因子。结果表明:1)3种复垦土壤理化性质差异明显,农田有机质含量显著高于果园,退化荒地EC值显著高于农田和果园,而pH值和有机质则较低;2)从3种复垦样地土壤重金属有效态含量和生物有效性系数看:在0~20 cm土层,农田Pb、Cu、Hg有效态含量和生物有效性系数均高于果园,但与退化荒地无显著差异;在20~40 cm土层,退化荒地中Pb、Cu、Hg有效态含量和生物有效性系数均显著高于农田和果园;3)从通径分析的结果看:土壤pH值和有机质是影响Pb、Cu、Hg有效态含量最主要的因子,其中pH对有效态含量的负向作用最大,而有机质对有效态含量的正向作用较大。