【摘要】：煤矸石是煤礦開(kāi)采及洗選加工時(shí)排放的固體廢棄物,由于工業(yè)利用率低所以主要以煤矸山的形式堆放,而煤矸山堆存會(huì)對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一系列影響。因此,對(duì)煤矸山進(jìn)行整治使其達(dá)到可供利用狀態(tài)十分必要。我國(guó)北方地區(qū)對(duì)煤矸山治理一般采用推平覆土后進(jìn)行植被綠化,但推平覆土后形成的重構(gòu)土壤往往受表層重金屬向下淋溶和底層煤矸石中重金屬向上遷移的影響,這對(duì)煤矸山植被恢復(fù)和復(fù)墾地利用形成阻礙。因此,研究煤矸山不同復(fù)墾年限土壤重金屬有效態(tài)含量及其影響因素,有助于查明重金屬毒性與生物有效性特征,并可揭示土壤重金屬遷移轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵影響因子,對(duì)于指導(dǎo)礦區(qū)煤矸山因時(shí)制宜的進(jìn)行植被復(fù)墾十分必要,同時(shí)也對(duì)礦區(qū)復(fù)墾地合理進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的理論指導(dǎo)價(jià)值。本研究以山西省屯留縣王莊煤礦和曹村煤礦為研究對(duì)象,選取煤矸山復(fù)墾3a、10a和16a灌草地,并以礦區(qū)內(nèi)原地貌普通灌草地為對(duì)照(CK),分別測(cè)定3種年限煤矸山復(fù)墾地0-20和20-40cm土層土壤理化性質(zhì)、土壤重金屬Hg、As、Pb、Cd、Ni、Cu全量含量和重金屬有效態(tài)Cd、Pb、Cu含量,并計(jì)算其生物有效性系數(shù),運(yùn)用單因子、綜合污染污染指數(shù)和潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)其風(fēng)險(xiǎn)等級(jí),分析重金屬有效態(tài)含量的關(guān)鍵影響因子,主要研究結(jié)果如下:(1)從3種復(fù)墾年限樣地土壤理化性質(zhì)的差異來(lái)看:在0-20cm和20-40cm土層pH值、粉粒含量隨復(fù)墾年限增加無(wú)明顯變化,EC值、有機(jī)質(zhì)、堿解氮和沙粒含量隨復(fù)墾年限增加而顯著增加,CEC值、有效磷、速效鉀和黏粒含量隨復(fù)墾年限增加而顯著降低。與CK相比,3種年限復(fù)墾樣地土壤在0-20cm和20-40cm土層pH值、粉粒含量與CK無(wú)明顯差異,EC值、CEC值、有機(jī)質(zhì)、堿解氮和有效磷含量明顯低于CK,沙粒含量高于CK,黏粒含量為WV—3a樣地高于CK,WV—10a樣地?zé)o明顯變化,HV—16a樣地低于CK;速效鉀含量在0-20cm土層低于CK,在20-40cm土層卻高于CK。(2)從3種復(fù)墾年限樣地土壤重金屬全量量的差異來(lái)看:在0-20cm和20-40cm土層,隨復(fù)墾年限的增加,重金屬Hg、Pb、Cd全量含量均呈降低的趨勢(shì),As、Ni呈增加的趨勢(shì),Cu無(wú)明顯變化。與CK相比,3種復(fù)墾樣地20-40cm土層重金屬全量含量超標(biāo)情況要高于0-20cm土層。(3)從3種復(fù)墾年限樣地土壤重金屬全量污染程度的差異來(lái)看:單因子污染指數(shù)評(píng)價(jià)和單因素潛在危害指數(shù)評(píng)價(jià)均表明,在0-20cm和20-40cm土層,隨著復(fù)墾年限3a、10a到16a的增加,Hg、Pb、Cd的污染指數(shù)均呈現(xiàn)逐漸降低趨勢(shì),As、Ni呈現(xiàn)逐漸增加趨勢(shì),Cu則無(wú)明顯差異。以山西土壤環(huán)境背景值為標(biāo)準(zhǔn),單因子評(píng)價(jià)表明:在0-20cm和20-40cm土層,Hg所在的WV—3a和WV—10a樣地為重度污染,HV—16a樣地為中度污染;As、Pb、Cd、Ni、Cu在3種復(fù)墾樣地均為輕微污染;單因素潛在危害評(píng)價(jià)表明Hg在WV—3a、WV—10a樣地屬于極強(qiáng)的生態(tài)危害,HV—16a樣地則屬很強(qiáng)生態(tài)危害,Cd在3種復(fù)墾樣地均為中等生態(tài)危害;As、Pb、Ni、Cu屬于輕微生態(tài)危害。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)和潛在生態(tài)危害指數(shù)均表明:在0-20cm和20-40cm土層,3種復(fù)墾樣地污染指數(shù)均表現(xiàn)為隨復(fù)墾年限增加而降低的趨勢(shì)。以山西省土壤環(huán)境背景值為標(biāo)準(zhǔn),內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)表明:在0-20cm和20-40cm土層,WV—3a和WV—10a樣地為重度污染,HV-16a樣地為中度污染;潛在生態(tài)危害指數(shù)評(píng)價(jià)表明WV—3a和WV—10a樣地為很強(qiáng)生態(tài)危害,HV-16a樣地為中等生態(tài)危害。兩種評(píng)價(jià)中3種復(fù)墾樣地在0-20cm和20-40cm土層綜合危害程度均表現(xiàn)為:WV—3aWV—10aHV—16a。(4)從3種復(fù)墾年限樣地土壤重金屬有效態(tài)含量差異來(lái)看:在0-20cm和20-40cm土層,Cd、Pb、Cu含量均呈現(xiàn)隨復(fù)墾年限增加而增加趨勢(shì),均表現(xiàn)為HV—16a樣地顯著高于WV—3a和WV—10a樣地;生物有效性系數(shù)總體上有效態(tài)Cd大于Pb、Cu,且Cd、Pb生物有效性隨年限變化有增大趨勢(shì),Cu在20-40cm土層也有此趨勢(shì)。與CK相比,3種復(fù)墾樣地重金屬有效態(tài)含量明顯低于CK,生物有效性總體上CK要大于3種復(fù)墾樣地。(5)從3種復(fù)墾年限樣地土壤重金屬有效態(tài)含量影響因素來(lái)看:土壤pH值、EC值、CEC值、有機(jī)質(zhì)和黏粒含量均不同程度地影響煤矸山復(fù)墾土壤Cd、Pb、Cu有效態(tài)含量,其中CEC值、有機(jī)質(zhì)和黏粒含量是關(guān)鍵影響因子。
【學(xué)位授予單位】：山西師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X53
【圖文】：

研究區(qū)位置圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2763535