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基于煤矸石充填复垦土地的复垦效应研究

作　者: 刘会平
导　师: 严家平
学　校: 安徽理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 土地复垦煤矸石生产力土壤养分环境质量
分类号: X53
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

煤矸石是我国最主要的工业固体废弃物,约占全国工业固体废弃物的20%以上。我国在煤炭开采过程中,产生了大量煤矸石。据不完全统计,全国历年煤矸石累计堆存量约30亿t,年平均排放煤矸石1.5亿t,煤矸石堆放占地近6000hm2。同时,伴随着煤炭资源的开发,全国煤矿地下开采形成的塌陷区已达40万hm2,每年形成塌陷土地区1.5-2万hm2,其中耕地占30%。利用煤矸石对塌陷区进行充填复垦,既能处理煤矸石固体废物,减少煤矸石堆存占地,又能恢复开采沉陷地的利用价值,这是矿区实现综合治理、恢复矿区生态环境的一条有效途径。本文以淮南新庄孜和大通复垦区为研究对象,对复垦土壤生产力、土壤养分、土壤环境质量以及农作物健康安全等方面进行分析评价,综合研究煤矸石复垦土地的复垦效应。结果表明：(1)从覆土40cm到75cm,随着覆土厚度的增加,土壤养分呈增长趋势,当覆土厚度超过75cm以后,养分接近对照土壤的水平,覆土75cm与90cm土壤相比,养分变化出现随机性,养分随覆土厚度无明显增长。覆土75cm、90cm地块的生产力较好,但稍低于对照地块；覆土40cm、60cm地块的生产力都比较差,其有机质、N、P、K等养分普遍偏低,土壤总体肥力太差。(2)采用内梅罗污染指数法对复垦土壤进行环境质量评价,结果表明：在全部30土壤个样品中,28个样品都处于Ⅰ类水平,土壤质量清洁；有1个样品处于Ⅱ类水平,土壤质量尚清洁；还有1个样品处于Ⅲ类水平,土壤受到轻度污染；复垦土壤中Cu、Cd存在超标样品,超标率都为3.33%。参考淮南土壤背景值,对复垦土壤的累积污染指数进行分析,结果显示：复垦土壤中Cu、Ni有显著的累积效应,而Pb、Zn、Cr的累积效应不明显。(3)采用内梅罗污染指数法对复垦区小麦样品进行环境质量评价,结果表明：有1个小麦样品受到轻度污染,其他样品质量都处于清洁或尚清洁的状态,小麦样品受到Pb的轻度污染；对复垦区小麦样品进行人体污染元素暴露健康风险评价,结果表明：复垦土壤中Cu、Cd、Pb、Zn暴露的风险指数都小于1,处于安全水平,而Cr暴露的风险指数为1.21,样品存在健康风险图[18]；表[18]；参[80]

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-10
Contents  10-13
1 绪论  13-20
  1.1 国内外研究现状  13-17
    1.1.1 国外研究进展  13-16
    1.1.2 国内研究进展  16-17
  1.2 研究目的及意义  17-18
  1.3 研究方案  18-20
    1.3.1 研究内容  18
    1.3.2 技术路线  18-20
2 研究区概况  20-27
  2.1 位置与交通  20
  2.2 自然与社会经济  20-23
    2.2.1 气候条件  20-22
    2.2.2 地形地貌  22-23
    2.2.3 社会经济  23
  2.3 矿区地质概况  23-24
  2.4 矿区开采历史及环境现状  24-27
    2.4.1 煤矸石成分和堆积量  24-25
    2.4.2 煤矸石对矿区环境的影响  25-26
    2.4.3 采煤塌陷区  26-27
3 土地复垦利用概况  27-33
  3.1 基本概念  27
  3.2 土地复垦原则与目标  27-28
  3.3 复垦方法  28-30
  3.4 新庄孜复垦区  30-32
  3.5 大通复垦区  32-33
4 研究方法  33-36
  4.1 研究对象的选取  33
  4.2 材料和试验方法  33-36
    4.2.1 采样点的设置  33-34
    4.2.2 样品的采集  34
    4.2.3 土样预处理  34-35
    4.2.4 理化指标的测定  35-36
5 复垦区土壤生产力评价及养分分析  36-47
  5.1 总体特征  36
  5.2 不同覆土厚度土壤养分对比分析  36-38
  5.3 覆土厚度对养分的影响  38-40
  5.4 生产力评价  40-47
    5.4.1 复垦土壤生产力的机理模型  40-42
    5.4.2 复垦土壤生产力指数的修正模型  42
    5.4.3 定量评价  42-46
    5.4.4 结果分析  46-47
6 复垦土壤环境质量评价与农作物安全评价  47-59
  6.1 复垦土壤环境质量评价  47-54
    6.1.1 评价标准  47
    6.1.2 评价方法  47-48
    6.1.3 评价结果  48-54
  6.2 农作物安全评价  54-59
    6.2.1 评价标准  54-55
    6.2.2 评价方法  55-56
    6.2.3 评价结果  56-59
7 煤矸石复垦综合效应分析  59-64
  7.1 生态环境效益  59
  7.2 经济效益  59
  7.3 社会效益  59-60
  7.4 复垦土地效益的影响因素  60-64
    7.4.1 管理措施  60
    7.4.2 覆土厚度  60-61
    7.4.3 土壤质地  61
    7.4.4 重金属元素  61-62
    7.4.5 煤矸石垫层结构  62-64
8 结论  64-67
  8.1 主要结论  64-65
  8.2 不足及展望  65-67
参考文献  67-73
致谢  73-75
作者简介  75

基于煤矸石充填复垦土地的复垦效应研究

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