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高寒矿区蛇纹石渣土配制及其改良种植基质的试验——以青海威斯特铜矿为例

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中国水土保持科学(中英文) 2024年

作者：孔令健张琳王颖南张明史兴萍黄占斌中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院青海威斯特铜业有限责任公司

针对青藏高原高寒矿区“客土”资源缺乏、土壤结构质量差和植被建造困难问题，研究蛇纹石渣土与当地原土配制和改良，为植被建造提供种植基质。以青海威斯特铜矿为例，通过土壤模拟、盆栽种植和田间小区试验方法，对矿区蛇纹石渣土与当... 详细信息

针对青藏高原高寒矿区“客土”资源缺乏、土壤结构质量差和植被建造困难问题，研究蛇纹石渣土与当地原土配制和改良，为植被建造提供种植基质。以青海威斯特铜矿为例，通过土壤模拟、盆栽种植和田间小区试验方法，对矿区蛇纹石渣土与当地原土进行种植基质配制，并通过改良试验确定种植基质的改良方案。蛇纹石渣土与原土不同比例配制极大影响基质的理化性能。蛇纹石渣土与原土配制比例6：4时，种植基质土壤密度、pH和土壤电导率分别与纯蛇纹石渣土对照(CK)降低2.2%、7.95%和19.88%，土壤毛管孔隙度、田间持水量、有效磷、速效钾、全氮、水解性氮质量分数分别显著增加15.12%、7.02%、75.23%、328.88%、117.65%、32.38%，达到绿化基质基本要求；盆栽种植表明，蛇纹石渣土与原土配制比例6：4时单种植披碱草和混种6种草籽等牧草的出苗数较对照CK提高10.34%和25%，披碱草株高、地上生物量、地下生物量较对照CK提高7.25%、87.0%和246.95%；田间小区种植试验表明，蛇纹石渣土与原土配制比例为6：4且添加TG改良剂1 kg/m2、KM 3005保水剂12 g/m2和羊板粪3.12 kg/m2时，羊板粪和TG改良剂梯度试验出苗株高和生物量分别较对照提高38.3%和200.43%、21.43%和358.02%，并得到工程示范应用。蛇纹石渣土与原土按照6：4配制并通过TG改良剂、保水剂和羊板粪改良后，能达到矿区生态修复的植物种植的基质要求，试验结果对促进青海高寒矿区的生态修复具有重要参考。

关键词：高寒矿区蛇纹石渣土种植基质土壤密度田间持水量披碱草 TG改良剂保水剂

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盾构渣土去盐碱处理材料筛选

农业环境科学学报 2024年

作者：段海煦胡兴波冯俊义马浩冉黄占斌中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京师范大学环境学院北京市首发天人生态景观有限公司

为加快盾构渣土无害化和资源化处理利用，本文通过模拟试验方法，以钠基膨润土型、纯碱型和弱碱型等3种盾构渣土为对象，研究盐碱土不同修复材料对盾构渣土pH、电导率（EC）和全盐量等影响，分析其用作地形用土的可行性。结果表明：相... 详细信息

为加快盾构渣土无害化和资源化处理利用，本文通过模拟试验方法，以钠基膨润土型、纯碱型和弱碱型等3种盾构渣土为对象，研究盐碱土不同修复材料对盾构渣土pH、电导率（EC）和全盐量等影响，分析其用作地形用土的可行性。结果表明：相较腐植酸、红石膏和木醋液处理，脱硫石膏是一种高效、环保和经济的去盐碱化材料。对于钠基膨润土型和弱碱型盾构渣土，脱硫石膏用量为渣土干质量0.5%时，盾构渣土pH可由9.87降低至8.0以下；对于纯碱型盾构渣土，脱硫石膏用量2.5%时，pH由10.61降至8.0以下，可满足《公园设计规范》（GB 51192—2016）和《园林绿地工程建设规范》（DB11/T 1175—2015）用土要求。施用脱硫石膏对盾构渣土去盐碱处理可用作地形用土。

关键词：盾构渣土去盐碱处理地形用土资源化利用

煤基与生物基腐植酸配施对土壤结构改良的影响

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农业资源与环境学报 2024年第1期41卷 83-91页

作者：赵萌萌冯俊义黄震郝文静黄占斌中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 中国质量认证中心北京100070

为探究煤基腐植酸与生物基腐植酸混合对土壤结构的影响并筛选出一种效果最佳的混合比例,本研究采用土壤培养方法,通过将煤基腐植酸与生物基腐植酸按不同质量比设计成复合腐植酸改良半生土,以不施腐植酸为对照(CK),分析培养10、25、50 d... 详细信息

为探究煤基腐植酸与生物基腐植酸混合对土壤结构的影响并筛选出一种效果最佳的混合比例,本研究采用土壤培养方法,通过将煤基腐植酸与生物基腐植酸按不同质量比设计成复合腐植酸改良半生土,以不施腐植酸为对照(CK),分析培养10、25、50 d时复合腐植酸对土壤团聚体、孔隙度等结构指标的影响。结果显示:土壤各项理化指标整体改良效果表现为50 d>25 d>10 d;土壤团聚体含量、平均质量直径随煤基腐植酸含量增加而增加,单施煤基腐植酸时最佳,培养50 d时土壤团聚体含量较CK组增加116.36%,平均质量直径较CK组增加了21.80%;比较发现,培养10 d时土壤总孔隙度、田间持水量随生物基腐植酸比例增大而增加,容重随之降低,而培养25 d和50 d时,总孔隙度和田间持水量则随煤基腐植酸比例增大而增加,容重随之降低;煤基和生物基腐植酸7∶3组合最佳,50 d时该组合土壤总孔隙度和田间持水量分别较CK组增加10.46%和43.52%,容重降低8.25%。研究表明,煤基腐植酸和生物基腐植酸均可有效改善土壤结构,当混合质量比为7∶3时效果最佳。该混合比例的复合腐植酸可综合生物基腐植酸和煤基腐植酸的优点,有效改善土壤结构,为退化土壤修复提供一定的技术支撑和科学依据。

关键词：土壤退化煤基腐植酸生物基腐植酸土壤结构土壤团聚体

四种环境材料单施对煤矿区土壤结构和性状的影响研究

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农业资源与环境学报 2024年第1期41卷 72-82页

作者：冯俊义赵萌萌谭菁马浩冉任杰黄占斌中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 广西中烟工业有限责任公司南宁530001

为解决煤矿区土地复垦中表层土壤结构差、持水能力低和养分贫瘠等问题,通过土壤培养模拟试验,研究了单施聚丙烯酸钾、黑矾、生化腐植酸和煤基腐植酸等4种材料对土壤改良的效果,并确定了适宜的施用量。结果表明:与对照(CK)相比,4种材料... 详细信息

为解决煤矿区土地复垦中表层土壤结构差、持水能力低和养分贫瘠等问题,通过土壤培养模拟试验,研究了单施聚丙烯酸钾、黑矾、生化腐植酸和煤基腐植酸等4种材料对土壤改良的效果,并确定了适宜的施用量。结果表明:与对照(CK)相比,4种材料中聚丙烯酸钾能显著降低土壤容重,提高孔隙度和田间持水量,其添加量5 g·kg^(-1)施用7 d时,容重较CK降低了14.02%,孔隙度、田间持水量分别提高了28.31%、54.32%;黑矾能降低土壤pH和速效养分,当添加量5 g·kg^(-1)施用25 d时,pH、有效磷、碱解氮和速效钾较CK分别降低了0.21、30.24%、56.81%、9.77%;两种腐植酸对土壤容重、田间持水量、pH、速效养分均有影响,添加8 g·kg^(-1)生化腐植酸作用25 d时,有效磷和碱解氮较CK提高了15.18%、55.83%,pH降低了0.38,而添加5 g·kg^(-1)煤基腐植酸时,有效磷、碱解氮和速效钾较CK分别提高了12.38%、28.72%、11.47%。研究表明,4种材料能不同程度改善土壤结构、提升水分保持能力、增加速效养分含量。

关键词：生态恢复煤矿区土壤改良环境材料腐植酸主成分分析

多源煤基固体废弃物应用于土壤修复的研究进展

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洁净煤技术 2024年

作者：王平付战勇王菲孙景宽陆兆华黄占斌张琳董政高铜蔚山东航空学院/山东省黄河三角洲生态环境重点实验室煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京低碳清洁能源研究院中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院山东省国土空间生态修复中心

煤基固体废弃物的大量累积是世界各地煤矿普遍关注的问题，煤基固体废弃物的处置已成为影响资源开发和环境保护的重要因素，而煤基固体废弃物应用于土壤修复是煤基固体废弃物处置与生态文明建设相结合的重要方向之一。为实现多源煤基固... 详细信息

煤基固体废弃物的大量累积是世界各地煤矿普遍关注的问题，煤基固体废弃物的处置已成为影响资源开发和环境保护的重要因素，而煤基固体废弃物应用于土壤修复是煤基固体废弃物处置与生态文明建设相结合的重要方向之一。为实现多源煤基固体废弃物资源化利用和土壤修复的双重目标，本文介绍了粉煤灰、煤矸石和煤气化渣等多源煤基固体废弃物的种类、理化性质及利用方式，重点分析了多源煤基固体废弃物作为土壤改良剂应用于退化土壤保水保肥方面的研究现状，综述了多源煤基固体废弃物作为重金属钝化剂对重金属修复效果和机理的研究进展，并指出了多源煤基固体废弃物应用于土壤修复所面临的技术挑战，同时也探讨了多源煤基固体废弃物应用于土壤修复的关键研究方向，以期为多源煤基固体废弃物作为潜在资源进行高值化开发利用的相关理论和技术研究提供科学支撑。

关键词：煤基固体废弃物土壤改良剂资源化土壤修复重金属

高寒矿区蛇纹石渣土配制及其改良种植基质的试验——以青海威斯特铜矿为例

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中国水土保持科学 2024年第3期22卷 120-128页

作者：孔令健张琳王颖南张明史兴萍黄占斌中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 青海威斯特铜业有限责任公司青海果洛814000

针对青藏高原高寒矿区“客土”资源缺乏、土壤结构质量差和植被建造困难等问题,研究蛇纹石渣土与当地原土配制和改良,为植被建造提供种植基质。以青海威斯特铜矿为例,通过土壤模拟、盆栽种植和田间小区试验方法,对矿区蛇纹石渣土与当地... 详细信息

针对青藏高原高寒矿区“客土”资源缺乏、土壤结构质量差和植被建造困难等问题,研究蛇纹石渣土与当地原土配制和改良,为植被建造提供种植基质。以青海威斯特铜矿为例,通过土壤模拟、盆栽种植和田间小区试验方法,对矿区蛇纹石渣土与当地原土进行种植基质配制,并通过改良试验确定种植基质的改良方案。蛇纹石渣土与原土不同比例配制极大影响基质的理化性能。蛇纹石渣土与原土配制比例6∶4时,种植基质土壤密度、pH和土壤电导率分别与纯蛇纹石渣土对照(CK)降低2.20%、7.95%和19.88%,土壤毛管孔隙度、田间持水量,以及有效磷、速效钾、全氮和水解性氮的质量分数分别显著增加15.12%、7.02%、75.23%、328.88%、117.65%和32.38%,达到绿化基质基本要求;盆栽种植表明,蛇纹石渣土与原土配制比例6∶4时,单种植披碱草和混种6种草籽等牧草的出苗数较对照CK提高10.34%和25%,披碱草株高、地上生物量、地下生物量分别较对照CK提高7.25%、87.00%和246.95%;田间小区种植试验表明,蛇纹石渣土与原土配制比例为6∶4且添加TG改良剂1 kg/m^(2)、KM 3005保水剂12 g/m^(2)和羊板粪3.12 kg/m^(2)时,羊板粪和TG改良剂梯度试验出苗株高和生物量分别较对照提高38.30%和200.43%、21.43%和358.02%,并得到工程示范应用。蛇纹石渣土与原土按照6∶4配制并通过TG改良剂、保水剂和羊板粪改良后,能达到矿区生态修复的植物种植的基质要求,试验结果对促进青海高寒矿区的生态修复具有重要参考。

关键词：高寒矿区蛇纹石渣土种植基质土壤密度田间持水量披碱草 TG改良剂保水剂

中国矿业大学(北京)土壤修复生态材料研究黄占斌课题组

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农业资源与环境学报 2022年第3期39卷 F0002-F0002页

作者：黄占斌

黄占斌,男,陕西武功人,1961年生,中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院教授、研究员、博士生导师、土壤修复生态材料研究所所长。曾在中科院水土保持所工作20年,2003调入现单位,在以、澳、美、加等国家访问和合研。现兼任中关村众信土... 详细信息

黄占斌,男,陕西武功人,1961年生,中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院教授、研究员、博士生导师、土壤修复生态材料研究所所长。曾在中科院水土保持所工作20年,2003调入现单位,在以、澳、美、加等国家访问和合研。现兼任中关村众信土壤修复产业技术创新联盟(土盟)理事长、自然资源部土地整治生态防护修复中心学术委员、中国生态学会污染专委委员、中国煤炭工业协会环境专委委员、中国腐植酸工业协会理事;《中国水土保持学报》《腐植酸》副主编、《农业资源与环境学报》《干旱地区农业研究》等刊编委,《农业环境科学学报》《中国生态农业学报》《农业工程学报》等刊审稿人。发表科研论文260多篇,主编专著和教材4部。

关键词：中国水土保持产业技术创新联盟中国生态农业生态材料中国生态学会审稿人材料研究所土壤修复

碳中和战略下煤矿区生态碳汇体系构建及功能提升展望

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环境科学 2022年第4期43卷 2237-2250页

作者：刘祥宏阎永军刘伟黄占斌中煤科工集团北京土地整治与生态修复科技研究院有限公司北京100013 煤炭科学研究总院北京100013 煤炭行业矿区土地整治与生态修复工程研究中心北京100013 中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司北京100024 国家林业和草原局中南调查规划设计院长沙410014 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

煤炭资源开发引起矿区生态碳汇总量的降低,在碳中和战略下探索煤矿区生态碳汇提升技术和模式具有重大意义.通过研究构建了包括管理模式与技术方法两个层次,土壤碳汇、植被碳汇和湿地碳汇这3个主要类别,矿区生态碳汇规划、碳汇监测调查... 详细信息

煤炭资源开发引起矿区生态碳汇总量的降低,在碳中和战略下探索煤矿区生态碳汇提升技术和模式具有重大意义.通过研究构建了包括管理模式与技术方法两个层次,土壤碳汇、植被碳汇和湿地碳汇这3个主要类别,矿区生态碳汇规划、碳汇监测调查、碳汇功能提升和碳汇损失防控等多项技术内容的煤矿区生态碳汇体系框架,明确了煤矿区的主要生态碳汇类型(以土壤碳汇和植被碳汇为主,其中高潜水位采煤沉陷区会涉及湿地碳汇)及生态碳汇损失形式(包括煤炭开采活动损失、生态植被建植过程损失和长期条件下生态稳定风险损失等),并针对土壤碳汇和植被碳汇提出煤矿区生态碳汇功能提升方法和碳汇损失防控措施.结果可为煤矿区生态碳汇方面的科学研究与工程建设提供参考.

关键词：生态碳汇碳汇体系碳汇提升碳汇损失煤矿区

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中国主要退化土壤的改良剂研究与应用进展

排灌机械工程学报 2022年第6期40卷 618-625页

作者：赵鹏黄占斌任忠秀于家伊中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 北京嘉博文生物科技有限公司北京100015

在中国主要退化土壤类型和分布的基础上,对比分析了退化土壤的不同改良技术;结合国内外土壤改良剂研究概况和土壤改良剂的原料来源及其分类,总结强调了土壤改良剂对土壤和农作物的主要功能影响.阐述了酸化地、盐碱地和重金属污染地土壤... 详细信息

在中国主要退化土壤类型和分布的基础上,对比分析了退化土壤的不同改良技术;结合国内外土壤改良剂研究概况和土壤改良剂的原料来源及其分类,总结强调了土壤改良剂对土壤和农作物的主要功能影响.阐述了酸化地、盐碱地和重金属污染地土壤的土壤改良剂研究效果,提出不同类型退化土壤的土壤改良剂在应用过程中存在的问题.最后,进一步探讨土壤改良剂研发与应用过程中面临的主要问题,结合绿色和可持续发展导向,指出加强土壤改良剂的应用基础研究、新型环保低成本研发、应用评价、应用规范建立和认证管理以及退化土壤的综合治理是土壤改良剂研究与应用的发展趋势.

关键词：土壤改良剂土壤改良重金属污染地酸化地盐碱地