泉大资源枯竭矿区塌陷区土壤修复效果研究

【摘要】淮南为我国主要的煤基地,泉大资源枯竭矿区地处淮南市东部,研究区为建国前开采并已报废30多年的老矿区,面积22.2平方公里,区域内3对报废矿井(老龙眼研究区、大通研究区、九龙岗研究区)形成6.6平方公里采煤沉陷区、废弃的采石场及0.6平方公里积水塘面积,占整个泉大资源枯竭矿区面积的32.4%。为了探讨这三大不同修复时限下的土壤特征,网格布点分别采集三大研究区土壤样品及土样周围沉积水及典型植物样,分析其养分状况、重金属总量状况。结果表明：土壤养分状况为老龙眼>九龙岗>大通湿地,大通湿地塌陷复垦区内,土壤碱性较强最高到达10.103,D1现挖坑内土壤速效磷低至1.002mg/kg、碱解性氮17.500mg/kg都为测定样品中的最低水平。从监测结果可以看出土壤重金属总量状况为九龙岗>大通湿地>老龙眼,其中Cd为最重要的重金属污染物,Cr次之,Pb、Hg除九龙岗研究区外均未超标,大通湿地重金属含量微低于老龙眼。修复时限较长的老龙眼研究区植物种类为：乔木有24种,灌木有16种,52种草本植物,修复时限较短的大通湿地研究区植物种类为：乔木有21种,灌木有10种,15种草本植物,老龙眼研究区除水杉外其余植物中硫含量较少,在大通湿地研究区内的植物中硫的含量慢慢升高,其中加拿大白杨树中的硫含量达到0.267%,特别在九龙岗研究区,植物中硫较其他两个区域更高,其中构数的硫含量达到了0.550%。沉积水水质状况为老龙眼>九龙岗>大通湿地,其中Hg在三大研究区内的水质全部超标,九龙岗和老龙眼研究区水质平均超出50倍左右,而大通湿地研究区内水质大部分超出倍数在平均范围内,但现挖坑和处理池内的水质超出标准372和119倍,在大通湿地塌陷坑内地势最低处的12甚至超出了6103倍。为了探讨化工垃圾及煤矸石充填复垦土壤的环境特征,在大通煤矿塌陷区内布设一条贯穿A背景区(人工混交林)、B化工垃圾充填区、C煤矸石充填区的土壤采样线,每间隔10m采集土样并调查植被情况,分析了土壤养分及重金属污染状况,并对该区土壤环境进行了修复效果评价。结果表明：(1)不同充填模式下土壤pH变化为B区>A区>C区；速效磷为A区>B区>C区；碱解氮为C区>A区>B区,钾素的变化规律性不强。(2)充填区土壤普遍呈现碱性,速效氮、速效磷严重缺乏,部分样点速效钾缺乏,土壤Cr、Cd、Cu、Pb总量不同程度超过淮南背景值,Hg未超出,其中B区土壤碱化度高达22%(3)充填内土壤养分缺乏,土壤大面积受到重金属重度污染,植被类型相对单一,管理维护需进一步完善。建立了适合泉大资源枯竭矿区的土壤环境质量评价方法：z-score标准化+主成份分析+聚类综合法,老龙眼研究区内的土壤养分F值在-0.05—3.86之间,大通研究区内的土壤养分F值在-5.64-1.06之间,九龙岗研究区内的土壤养分F值在-1.14-4.17之间,综合来看土壤养分状况老龙眼>九龙岗>大通,从土壤养分、重金属污染、沉积水水质、及植被调查综合结果来看,老龙眼修复效果最好,大通湿地次之,九龙岗研究区的生态环境问题的有效解决迫在眉睫。
【作者】王珍；
【导师】王宁；
【作者基本信息】安徽大学，环境科学，2014，硕士
【关键词】塌陷区；土壤；盐碱化；重金属；充填复垦；

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