煤矸石复垦区玉米根际与非根际土壤细菌群落对覆土厚度的响应

为了解煤矸石填埋区复垦土壤细菌群落对覆土厚度的响应机制,以山西省屯兰矿区不同覆土厚度下(40、80、120 cm)玉米根际与非根际土壤样品为试验材料,对土壤细菌V3-V4区进行高通量测序,分析细菌群落群落结构、多样性及其与土壤养分的相关性。研究结果表明,不同覆土厚度下玉米根际细菌扩增序列变体(ASV)数量均高于非根际土壤,80 cm覆土厚度下根际与非根际土壤中细菌的ASV数量最多;放线菌门和变形菌门为该复垦区各覆土厚度下的玉米根际与非根际土壤中的优势细菌门,溶杆菌属、分枝杆菌属、类诺卡式属和67-14属为优势细菌属。覆土厚度可以改变玉米根际与非根际土壤中的细菌群落结构及其多样性。覆土80 cm为该复垦区较为适宜的覆土厚度,该覆土厚度不仅能够提高玉米根际放线菌门、类诺卡式属的相对丰度,增加非根际土壤中变形菌门67-14属的相对丰度,而且可以增加复垦土壤中的细菌群落的物种多样性和均一度指数,土壤速效钾、有效磷和有机质含量是驱动土壤细菌群落物种多样性变化的主要养分因子。

煤矸石复垦区不同植物对土壤重金属的修复能力研究

为筛选能修复煤矸石复垦区土壤重金属污染的植物,本研究以阳煤五矿煤矸石复垦区5种植被类型(芦苇草地、紫穗槐林地、构树林地、杨树林地、玉米耕地)及非复垦区天然灌草地为研究对象,利用单因子污染指数、内梅罗综合污染指数及地累积指数评价土壤重金属污染程度,结合富集系数和转运系数探究重金属在土壤-植物中的富集转运能力,并分析土壤pH、有机质与土壤重金属的相关性。结果表明,依据单因子污染指数和地累积指数污染分级标准,复垦区土壤存在轻-中度Cd、As污染,非复垦区土壤存在轻度As污染;内梅罗综合污染指数显示复垦区草地为中度污染,其他4种植被类型土壤为严重污染;非复垦区土壤为轻度污染。复垦区多数植物器官Ni、As含量不同程度超出一般植物,表现出对Ni、As的富集潜力,其中芦苇是Ni的富集型植物,玉米、杨树是Ni的根部囤积型植物;杨树各器官对Cd的富集(0.41~0.67 mg·kg^(-1))超出一般植物范围且显著高于其他4种植物(P<0.05),对Cd的富集系数(BCF)表现为中等摄取,转运系数(TF)为0.79,属于对Cd的富集型植物;紫穗槐、构树、杨树和玉米对Cu的BCF值均大于1,TF值在0.76~0.98间,具备Cu的富集型植物特征。土壤pH与重金属Cd、Pb、Zn、Ni、Cu之间呈正相关关系;土壤有机质与土壤重金属Cd存在显著负相关关系(P<0.01);土壤重金属Ni与Zn表现为显著正相关(P<0.05),与Cu表现为显著正相关(P<0.01);土壤中重金属Ni与Zn、Cu可能具有相似的污染来源。复垦区可通过适当降低pH值、增加土壤有机质含量减弱土壤重金属污染。

煤矸石充填复垦区土壤重金属污染程度评价

煤矸石作为采煤排放的固体废弃物,常被用作充填物料填埋于采煤塌陷区或用于构筑堤坝路基。在天然雨水淋溶作用下,煤矸石会析出污染物质对土壤造成影响,因此以创大生态园为例,对复垦区山顶、山腰、山脚三块区域土壤进行布点采样,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)检测土样中重金属含量,并采用单因子指数法、内梅罗污染指数法和区域综合污染负荷指数法进行污染程度评价,探究煤矸石充填区土壤重金属污染程度及分布规律。结果表示:复垦区土壤主要重金属污染元素为Cd、Cu、Pb;复垦区山顶、山腰和山脚土壤重金属污染程度逐渐加重,山顶和山腰污染程度为尚清洁,处于警戒线水平,山脚污染程度为轻度污染。

改性蛭石-蒙脱土对煤矸石充填复垦区镉污染土壤的修复分析

为了解改性蛭石-蒙脱土在修复镉污染土壤中的作用,利用二氧化锰改性蛭石-蒙脱土,以镉富集能力较为强劲的青菜为供试品,对山西省忻州市煤矸石充填复垦区镉污染土壤进行了科学探究。实验结果可得出,二氧化锰改性后蛭石-蒙脱土可以有效修复煤矸石充填复垦区镉污染土壤。

采煤沉陷复垦区重金属分布特征及生态风险评价

以淮南新庄孜矿煤矸石充填复垦区为研究对象,通过现场调查取样、室内测试分析等手段,对煤矸石充填复垦区不同土地利用类型、不同充填深度土壤中Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、Mn和Hg 7种重金属的分布特征进行研究,同时采用生态风险指数法,对研究区土壤重金属潜在生态风险危害进行评价。结果表明:表层土壤中Cu、Zn、Cd、Mn和Hg 5种重金属平均值均超过当地的土壤背景值,存在不同程度的污染,且Cd污染最严重。从垂直方向来看,除Hg外土壤重金属无明显分布规律,Hg的含量随土壤深度的增加而升高。复垦区土壤重金属潜在生态风险危害严重,不同重金属潜在生态风险危害程度不同,Cd和Hg的潜在生态风险危害最大。

安徽省淮南市采煤沉陷生态修复区表层土壤有机碳分布

以采煤沉陷生态修复区为研究对象,分析了不同煤矸石充填复垦区表层土壤有机碳的分布特征,及其与土壤理化性质的相关性。结果表明,各生态修复区表层土壤有机碳含量由大到小依次为大通矿生态修复区〉潘一矿生态修复区〉新庄孜矿生态修复区〉创大生态园修复区;不同覆土厚度复垦土壤表层有机碳含量为5.56-9.31 g/kg,覆土较薄的地块（0-20 cm）有机碳含量最高,为9.31 g/kg;土壤微生物生物量碳含量与有机碳含量呈极显著正相关,且对工程措施（煤矸石充填复垦）响应较有机碳更加剧烈,可以将微生物生物量碳作为土壤有机碳库动态变化的敏感性指标。