【摘要】：煤矸山堆存不僅占用土地資源,而且會帶來諸多生態(tài)環(huán)境問題。所以,對煤矸山進行復墾治理是改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的迫切任務。推平覆土后進行植被復墾是煤矸山治理的重要措施,但推平覆土后的重構土壤會受到下層煤矸石中重金屬元素遷移轉化的影響,可能造成重構土壤的污染,這成為煤矸山植被恢復的重要限制因素。因此,查明不同土地利用類型煤矸山復墾土壤重金屬有效態(tài)含量及其影響因素,有助于指導煤矸山“因地制宜”的進行植被復墾,同時可以為煤矸山復墾地科學利用提供參考依據(jù)。本研究以山西省霍州市曹村煤礦煤矸山復墾8 a后的農田(FL)、果園(OL)和草地(GL)為對象,分析了0-20 cm和20-40 cm土層3種復墾樣地中土壤理化性質,Hg、As、Cu、Pb、Cd和Ni含量及其污染狀況,Hg、Cu、Pb有效態(tài)含量和生物有效性以及有效態(tài)含量的影響因子。主要研究結果如下:(1)從3種復墾樣地耕層(0-40 cm)土壤理化性質看:FL樣地有機質、陽離子交換量、黏粒含量和粉粒含量顯著高于OL和GL樣地;OL樣地pH值和砂粒含量顯著高于FL和GL樣地;GL樣地電導率顯著高于FL和OL樣地;與CK相比,除pH值、陽離子交換量外,pH值、電導率、黏粒含量和粉粒含量均大于CK樣地,而有機質和砂粒含量均小于CK樣地。(2)從3種復墾樣地耕層(0-40 cm)土壤重金屬全量及污染狀況看:首先,3種復墾樣地重金屬含量表明:在0-20 cm土層,FL樣地Pb含量明顯高于OL和GL樣地,但Ni含量低于OL和GL樣地;在20-40 cm土層,OL樣地Ni含量高于FL和GL樣地,GL樣地Pb、Hg含量明顯高于OL和FL樣地;與CK相比,在0-20 cm土層復墾樣地As、Cu、Cd、Hg含量均高于CK樣地,在20-40 cm土層除Pb、Ni外,其余重金屬含量均高于CK樣地。其次,3種復墾樣地重金屬污染評價結果表明:單因子污染指數(shù)評價表明,FL樣地Pb、Cu累積狀況較為顯著,OL樣地As累積狀況較為顯著,GL樣地Pb、As、Cd、Hg均有一定的累積狀況,其中Hg屬于重度累積,Cd屬于中度累積。與CK樣地相比,除Pb、Ni元素部分低于CK樣地外,其余元素均高于CK樣地。內梅羅綜合污染指數(shù)評價表明,3種復墾樣地和CK樣地土壤重金屬綜合污染程度都達到了重度累積,其內梅羅綜合污染指數(shù)由大到小依次為GL、FL、OL和CK樣地。潛在生態(tài)危害評價與單因子污染指數(shù)評價和內梅羅綜合污染指數(shù)評價結果基本一致。(3)從3種復墾樣地土壤重金屬有效態(tài)含量和生物有效性看:重金屬有效態(tài)含量表明,在0-20 cm土層,FL和GL樣地中Pb、Cu、Hg有效態(tài)含量較高,且均高于OL和CK樣地;在20-40 cm土層,GL樣地中Pb、Cu、Hg有效態(tài)含量均顯著高于FL和OL樣地,且顯著高于CK樣地。重金屬生物有效性表明,在0-20 cm土層,GL樣地中Pb、Cu、Hg生物有效性系數(shù)均高于FL和OL樣地,FL樣地Hg生物有效性系數(shù)均高于OL和GL樣地;在20-40 cm土層,GL樣地除Pb外,其余的生物有效性系數(shù)均顯著高于FL和OL樣地;與CK樣地相比,在0-20 cm土層,只有GL樣地中Pb和FL樣地中Hg生物有效性系數(shù)高于CK樣地。在20-40 cm土層,除Cu外,3種復墾樣地的生物有效性系數(shù)均低于CK樣地。(4)從3種復墾樣地土壤理化性質對重金屬有效態(tài)含量的影響看:土壤pH值、重金屬全量和電導率是Pb、Hg有效態(tài)含量的主要影響因子;土壤陽離子交換量、有機質和pH值是Cu有效態(tài)含量的主要影響因子。其中pH值與Pb、Hg、Cu有效態(tài)含量均呈顯著負相關,重金屬全量和電導率與Pb、Hg有效態(tài)含量均呈極顯著正相關;有機質和陽離子交換量與Cu有效態(tài)含量呈顯著正相關。
【圖文】：

技術路線圖

2.1.1 研究區(qū)位置研究區(qū)位于山西省霍州市曹村礦區(qū)。位于山西中南部，臨汾盆地北緣，霍州南端。從地貌上看，受地層地質影響，，由于強烈的構造上升作用，山勢險峻，呈南北走向，西部為臨汾盆地，由黃土丘陵組成，構成黃土梁、垣、峁黃土地貌景觀。該區(qū)可分山地、丘陵、山前傾斜平原、河谷階地四種地貌單元。整個地形由東向西傾斜，一直延伸到汾河邊，地面海拔在 516-l000 m。從氣候上看，地處地處半干旱、半濕潤的季風氣候區(qū)，屬溫帶大陸性氣候，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季炎熱，雨熱同期，冬季盛行偏北風夏季盛行偏南風。年平均氣溫 12.2℃，年降水量為 353-688 mm 左右，年平均日照時數(shù)為 1748-2512 h，全年無霜期介于 156-227 d 之間。從土壤類型上看，土壤類型復雜多樣主要以地帶性褐土為主，此外還有棕壤、草甸土、沼澤土等。從礦產資源上看，礦產資源豐富多樣，目前探明發(fā)現(xiàn)的礦產資源共計 23 種，其中有金屬礦產 4 種，非金屬礦產19 種，且藏有豐富的煤炭資源，95%以上的地區(qū)含煤，蘊藏量約 6.48×108t。
【學位授予單位】：山西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X53

【參考文獻】

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本文編號：2639485