煤矸石充填复垦地理化特性与重金属分布特征

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。

粉煤灰充填复垦地理化特性与重金属分布特征研究--以淮南洛河电厂粉煤灰复垦地为例

本文以淮南上窑储灰场中的粉煤灰充填复垦地为研究对象,选择粉煤灰复垦地与灰场周边非复垦区对照地块进行布点采样,在复垦地中分六层[H1(0～20cm)、H2(20～40cm)、H3(40～60cm)、H4(60～80cm)、H5(80～100cm)、H6(100～120cm)]分别采集土壤、粉煤灰样品并进行监测,对照地块按照同样方法采样监测,分析复垦地土壤理化性质和重金属的分布特征。研究结果显示,随着采样深度的增加,复垦地pH值从8.21到8.49呈递增的空间分布特征,各采样层pH值均高于对照地块;随着采样深度的增加,复垦地的含水量呈增加的空间分布特征,对照地块的含水量则是先增加后减少,粉煤灰基质具有良好的保水性能;养分含量在不同层位存在较大差异,粉煤灰复垦地速效氮、速效钾含量从H1至H6层呈现减少后增加的空间分布特征,在H3层处达到最小值16.23mg·kg-1、158.97mg·kg-1,复垦地各层位的速效氮含量均低于对照地块、速效钾含量均高于对照地块;复垦地与对照地块的速效磷含量均呈现先减少后增加再减少的空间分布特征,最大有效磷含量分别为10.01mg·kg-1、11.91mg·kg-1。对比土壤养分分级标准,复垦地土壤中速效氮、速效磷含量均处于缺乏水平,应增施磷肥、氮肥或有机肥以增加土壤养分。粉煤灰复垦地表层土壤和粉煤灰中的Cu、Cr、Pb、Zn、Cd、Ni等元素中Cr、Pb、Zn含量均低于淮南土壤背景值和中国土壤背景值,其中粉煤灰层中各重金属元素均处于土壤环境质量标准的二级范围内,其余各层位重金属元素除Cd均处于土壤环境质量标准的一级范围内;土壤中各重金属元素含量除Zn外均低于粉煤灰中的含量,且粉煤灰层中重金属有向表土迁移的趋势。

充填与非充填开采条件下煤矿沉陷区耕地土壤质量空间分布规律研究

为了研究煤矿井下充填开采是否能有效保护地表耕地土壤环境,保持土壤肥力,本文以皖北矿业集团公司五沟煤矿充填开采工作面与非充填开采工作面为试验区,在2个工作面对应上方地表分别划分试验区域和对照区域,进行采样、相关土壤指标检测及结果分析。试验区域（充填开采）包括：地表沉陷区坡脚B1处（点1？~点3？）、沉陷区坡面B2处（点4？~点6？）、沉陷区坡顶B3处（点7？~点9？）;对照区域（非充填开采）包括：地表沉陷区坡脚A1处（点1~点3）、沉陷区坡面A2处（点4~点6）、沉陷区坡顶A3处（点7~点9）。每个区域分别在9个采样点内按照0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm 3个土壤深度分层采集土样,对土壤理化性质以及该区域小麦株高和经济产量进行了测定和分析。试验结果显示,充填开采区域土壤碱解氮、有效磷、速效钾和有机质在3个土层的平均含量均高于非充填开采区域。试验观测期间,3月份B1处小麦株高小于A1处,5—6月B2和B3处小麦长势均优于A2和A3处,直至收割;小麦成熟时,充填开采区域经济产量高于非充填开采区。充填开采区域地块土壤含水量高于非充填开采区域。因此,本文认为充填开采比非充填开采更能保持开采区域上覆土壤的养分和水分。但与正常土壤背景值相比,充填开采区域上覆土壤仍存在某些营养元素（如有机质及磷元素）含量不足的问题,其作为农耕地需要加强人工活动的影响,如增施肥料、加强田间管理等。