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高潜水位采煤沉陷区人居环境与生态重构关键技术:以安徽淮北绿金湖为例 被引量：39
1
作者 刘辉 朱晓峻 +9 位作者 程桦 苏丽娟 戴良军 郑刘根 方申柱 姜春露 张琼 孙庆业 李玉 李栋衍 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4021-4032,共12页
以两淮高潜水位矿区为代表的我国东部大量采煤沉陷积水区的形成,严重影响了煤炭资源型城市的可持续发展,特别是城中采煤沉陷区水土资源撂荒、生态系统紊乱、人居环境恶化已成为制约城市建设的三大瓶颈,严重阻碍了经济社会发展和生态文... 以两淮高潜水位矿区为代表的我国东部大量采煤沉陷积水区的形成,严重影响了煤炭资源型城市的可持续发展,特别是城中采煤沉陷区水土资源撂荒、生态系统紊乱、人居环境恶化已成为制约城市建设的三大瓶颈,严重阻碍了经济社会发展和生态文明建设。为解决煤炭资源型城市生态修复与可持续发展问题,通过分析高潜水位采煤沉陷区地表沉陷积水演化规律和生态损害特征,基于开采沉陷原理和“采复一体化”理论,提出了地表沉陷积水动态预测方法,构建了沉陷区地形改造分区重构数学模型;研发了沉陷区边采边复施工、水循环与水资源调控、建筑分区设计、水土流失控制与基质改良、水陆复合生态系统重构等关键技术;探索了城中采煤沉陷区人居环境与生态一体化治理新模式,并以淮北绿金湖沉陷区为工程背景,开展了工程实践。研究表明:①融合Knothe时间函数和水量平衡模型参数,可实现开采任意时刻地表沉陷积水深度、积水面积、积水体积和最大库容的精准预测,最大相对误差为9.7%;②依据土方量平衡条件,建立了采前地形重构数学模型,将沉陷治理区划分为以地表沉陷盆地中央为中心、两侧对称的中央挖深、边界垫浅4个特征区域,土地闲置时间由14个月缩短至8个月,为高潜水位采煤沉陷区“挖深垫浅”超前治理提供了理论依据;③研发了环保疏浚退水及人工湿地尾水处理系统、底泥一体化机械深度干化系统、高填筑围埝多级装配式退水系统等成套施工关键技术,退水效率提高了17%,节约排泥场面积5260 m^(2);④提出了“平整地建筑-斜坡地水土保持-浅水区水生植被-深水区生态渔业”沉陷区分区治理技术,实现了沉陷区水土资源的100%高效利用;⑤与引江济淮、生态走廊、绿金城市等重大民生工程相结合,探索了集市场运作、科学修复、可持续运营于一体的沉陷区综合治理新模式,为城中采煤沉陷区生态环境治理和可持续发展提供了理论依据和技术参考。 展开更多
关键词 高潜水位矿区 沉陷积水 地形重塑 人居环境 生态重构
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疏浚底泥微波干燥特性及能耗分析 被引量：4
2
作者 韩久春 方申柱 +2 位作者 王文江 吕小凤 吴燕 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期493-496,517,共5页
分别在462W、595W、700W微波功率下,对不同含水率的疏浚底泥进行微波干燥试验,微波干燥过程经历了加速干燥、恒速干燥和降速干燥阶段,试验结果表明底泥的干燥速率、含水率及温度变化符合典型干燥特征曲线。通过分析不同因素对疏浚底泥... 分别在462W、595W、700W微波功率下,对不同含水率的疏浚底泥进行微波干燥试验,微波干燥过程经历了加速干燥、恒速干燥和降速干燥阶段,试验结果表明底泥的干燥速率、含水率及温度变化符合典型干燥特征曲线。通过分析不同因素对疏浚底泥微波干燥特性的影响,发现含水率下降曲线受底泥初始含水率的影响不大,低功率（462 W）下含水率下降趋于平缓,高功率（595 W、700 W）下含水率急剧下降;含水率和微波功率对底泥温度的影响主要体现在恒温和继续升温阶段,对预热升温阶段影响较小;相同干燥条件下,底泥温度的最大值与功率大小成正比,与含水率成反比例关系;与红外干燥相比,微波干燥大幅度地减少了干燥时间。单位能耗分析表明,合适的微波功率可减少能耗约9%~26%。 展开更多
关键词 疏浚底泥 微波干燥 干燥速率 含水率 单位能耗
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二级出水中溶解性有机物亲疏水性对超滤膜污染的影响 被引量：4
3
作者 段文松 凌聪 +3 位作者 李世龙 刘朝发 李带 马路遥 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期239-244,共6页
利用相对分子质量分布、三维荧光光谱仪及红外光谱仪等方法研究了城市污水二级出水中溶解性有机物亲疏水性对超滤膜污染的影响。结果表明:城市污水二级出水中疏水性酸占42.8%,过渡亲水性酸占19.1%,亲水性有机物占38.1%;水中疏水性酸、... 利用相对分子质量分布、三维荧光光谱仪及红外光谱仪等方法研究了城市污水二级出水中溶解性有机物亲疏水性对超滤膜污染的影响。结果表明:城市污水二级出水中疏水性酸占42.8%,过渡亲水性酸占19.1%,亲水性有机物占38.1%;水中疏水性酸、过渡亲水性酸和亲水性有机物分别使膜通量减小32.8%、29.9%和18.6%,膜阻力增大106.6%、92.2%和58.6%;过渡亲水性酸为蛋白质类,相对分子质量主要在4000~30000 Da;亲水性有机物为脂肪类,主要集中在6 000 Da以下;疏水性酸物质为腐殖酸类,主要集中在4 000 Da以下,其中疏水性酸物质更容易引起超滤膜污染。 展开更多
关键词 环境工程学 溶解性有机物 亲疏水性 膜污染
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生物质炭对长期铅镉复合污染土壤微生物群落丰度及活性的影响 被引量：11
4
作者 邵佳 赵远来 +4 位作者 冯琰玉 潘洋 于金珠 秦华 陈俊辉 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期66-74,共9页
采集3种不同程度(低、中、高)铅(Pb)和镉(Cd)长期复合污染农田土壤进行90 d盆栽试验,研究了2%和4%(炭/土质量比)生物质炭施用对土壤养分、重金属含量、土壤微生物丰度和活性的影响,旨在探明生物质炭对长期重金属污染抑制土壤微生物活性... 采集3种不同程度(低、中、高)铅(Pb)和镉(Cd)长期复合污染农田土壤进行90 d盆栽试验,研究了2%和4%(炭/土质量比)生物质炭施用对土壤养分、重金属含量、土壤微生物丰度和活性的影响,旨在探明生物质炭对长期重金属污染抑制土壤微生物活性的缓解作用。结果表明:相比低水平铅镉污染土壤,长期中、高水平铅镉污染显著降低了土壤微生物磷脂脂肪酸(PLFA)总量(降幅分别为14%和24%)、革兰氏阴性细菌数量(34%和47%)和真菌数量(56%和57%),提高了细菌胁迫指数(增幅分别为178%和163%)和土壤基础呼吸(51%和73%),且微生物活性受重金属抑制作用随污染程度提高而加剧;相反,生物质炭添加使3种污染土壤可提取态铅和镉的含量分别降低了65%~71%和28%~52%,显著提高了土壤革兰氏阳性(平均14%)和阴性细菌(30%)、真菌数量(32%)、脱氢酶活性(426%)和底物诱导呼吸速率(99%),降低了细菌胁迫指数(20%)。铅镉污染和生物质炭处理均改变了土壤微生物群落结构,且两者具有显著的交互效应。冗余分析表明,土壤铅、镉总量和可提取态含量是影响土壤微生物群落结构变异的主导因素。可提取态铅和镉的含量与微生物丰度呈显著负相关,而土壤pH、有机碳和全氮含量与微生物丰度呈显著正相关。研究表明,生物质炭施用可减轻重金属污染对土壤微生物活性的胁迫作用,促进微生物生长及其潜在的养分周转功能。 展开更多
关键词 重金属污染 磷脂脂肪酸 生物质炭 土壤呼吸
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淮南顾桥与新庄孜采煤沉陷区土壤镉的差异性研究 被引量：6
5
作者 李世龙 邱峰 +1 位作者 姜春露 徐浩然 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2018年第A01期6-10,共5页
对淮南顾桥和新庄孜采煤沉陷区土壤进行采样测试,研究沉陷区土壤中镉的分布及沉陷时间和矸石充填对土壤中镉分布的影响。研究结果表明,受长期的累积作用和下伏充填矸石的影响,新庄孜矿表层土壤中总镉含量是顾桥矿的9.37倍。顾桥矿区土... 对淮南顾桥和新庄孜采煤沉陷区土壤进行采样测试,研究沉陷区土壤中镉的分布及沉陷时间和矸石充填对土壤中镉分布的影响。研究结果表明,受长期的累积作用和下伏充填矸石的影响,新庄孜矿表层土壤中总镉含量是顾桥矿的9.37倍。顾桥矿区土壤镉含量从土壤表层向下呈现出先降低后增加的趋势。受淋滤作用和地形控制,新庄孜充填复垦区土壤中镉含量随深度变化呈现两种变化趋势,一是地势高处先降低后增高,二是地势低处先增加再降低。 展开更多
关键词 采煤沉陷区 土壤 镉 煤矸石充填 差异性
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CPAM对疏浚淤泥中镉解吸行为的影响 被引量：1
6
作者 方申柱 浩婷 +1 位作者 田宇 吴燕 《南水北调与水利科技》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期294-297,394,共5页
探讨了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)离子度、分子量及加入量对疏浚淤泥中镉(Cd)吸附与解吸行为的影响及机理。结果表明:当淤泥初始Cd浓度为0.5μg/L时,加入CPAM静置沉降后,上清液中Cd浓度基本小于0.1μg/L,与未加CPAM自然沉降后上清液中的Cd... 探讨了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)离子度、分子量及加入量对疏浚淤泥中镉(Cd)吸附与解吸行为的影响及机理。结果表明:当淤泥初始Cd浓度为0.5μg/L时,加入CPAM静置沉降后,上清液中Cd浓度基本小于0.1μg/L,与未加CPAM自然沉降后上清液中的Cd浓度基本一致;而在真空抽滤条件下,滤液中Cd浓度最高可达到0.35μg/L,约64%的Cd脱离淤泥颗粒进入到滤液中。可以发现,通过离子交换作用,CPAM将淤泥颗粒上的非专性吸附Cd和部分专性吸附Cd解吸到弱双电层水中,泥浆经真空抽滤后,Cd解吸率可达60%以上,而不加CPAM的淤泥中Cd经真空抽滤后解吸率不到1%。 展开更多
关键词 疏浚淤泥 CPAM 镉 吸附与解吸
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不同原料生物质炭对重金属污染土壤微生物活性的影响 被引量：4
7
作者 邵佳 周文晶 +3 位作者 宋瑶 潘洋 秦华 陈俊辉 《浙江农林大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期644-652,共9页
【目的】探究不同原料制备的生物质炭能否缓解长期重金属污染对土壤微生物活性的胁迫效应,为污染土壤生物质炭修复提供科学依据。【方法】将竹材边角料(BB)、山核桃Carya cathayensis蒲壳(PB)和玉米Zea mays秸秆(CB)制备的3种生物质炭... 【目的】探究不同原料制备的生物质炭能否缓解长期重金属污染对土壤微生物活性的胁迫效应,为污染土壤生物质炭修复提供科学依据。【方法】将竹材边角料(BB)、山核桃Carya cathayensis蒲壳(PB)和玉米Zea mays秸秆(CB)制备的3种生物质炭分别以3%比例(炭土质量比)添加到长期受铅、镉污染土壤中,分析生物质炭短期施用下土壤养分、重金属有效质量分数和土壤微生物活性的变化特征。【结果】3种生物质炭添加均未影响土壤重金属全量,而显著(P<0.05)降低了土壤氯化钙可提取态铅、镉质量分数。与不施生物质炭处理相比,BB、PB和CB分别使可提取态铅质量分数显著(P<0.05)降低了69%、84%和72%;使可提取态镉质量分数显著(P<0.05)降低了26%、63%和36%,且PB处理显著(P<0.05)低于BB和CB处理。PB和CB添加均显著(P<0.05)提高了土壤pH(0.79和0.51个pH单位)、有机碳质量分数(37%和74%)、全氮质量分数(12%和41%),而BB添加对其影响不显著。BB、PB和CB分别使土壤磷脂脂肪酸总量提高了33%~56%、革兰氏阳性菌提高了30%~41%、革兰氏阴性菌提高了40%~66%、放线菌提高了34%~52%、真菌提高了33%~79%,但3种处理间无显著差异(除PB和CB处理的磷脂脂肪酸总量显著高于BB处理)。3种生物质炭均显著(P<0.05)提高了脱氢酶活性(2~6倍),但未影响土壤基础呼吸速率,而PB处理显著(P<0.05)降低了细菌胁迫指数(13.9%),提高了底物诱导呼吸速率。【结论】山核桃蒲壳制备的生物质炭可作为较好的改良剂,降低土壤铅镉有效性,恢复土壤微生物的数量和活性。 展开更多
关键词 重金属胁迫 磷脂脂肪酸 微生物丰度 土壤呼吸
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施用堆肥对紫花苜蓿和墨西哥玉米生物量的影响及牧草安全性评价
8
作者 邱峰 汪亚敏 崔林钊 《安徽农业科学》 CAS 2018年第35期114-116,共3页
[目的]研究堆肥对采煤沉陷区紫花苜蓿及墨西哥玉米生物量的影响。[方法]采用紫花苜蓿(Medicago sativa)单播、墨西哥玉米(Purus frumentum)单播以及紫花苜蓿和墨西哥玉米混播3种模式,并对每种播种方式施加不同的有机堆肥,研究施用堆肥... [目的]研究堆肥对采煤沉陷区紫花苜蓿及墨西哥玉米生物量的影响。[方法]采用紫花苜蓿(Medicago sativa)单播、墨西哥玉米(Purus frumentum)单播以及紫花苜蓿和墨西哥玉米混播3种模式,并对每种播种方式施加不同的有机堆肥,研究施用堆肥对紫花苜蓿和墨西哥玉米生物量的影响。[结果]施加堆肥单播紫花苜蓿处理比未施加堆肥单播紫花苜蓿处理牧草生物量增加了159.42%,施加堆肥混播紫花苜蓿和墨西哥玉米处理比未施加堆肥混播紫花苜蓿和墨西哥玉米处理牧草生物量增加了140.87%;施加堆肥单播紫花苜蓿处理牧草株高显著高于未施加堆肥单播紫花苜蓿处理。且施加堆肥及未施加堆肥的该种牧草内重金属含量均为安全等级。[结论]该改良方式在淮南新庄孜矿及类似矿区具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 采煤沉陷区 生物量 有机堆肥
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