15篇硕博论文聚焦腐植酸矿山土壤修复
时间：2024-07-17 作者： 来源：
15篇硕博论文聚焦腐植酸矿山土壤修复
6月26日，财政部发布《关于下达2024年重点生态保护修复治理资金预算的通知》(财资环〔2024〕61号)，今年下达22.5亿元用于支持历史遗留废弃矿山生态修复示范工程。研究表明，腐植酸类物质在提升矿区废弃地土壤质量、解决矿区废弃地土壤微生物生态紊乱和生态恢复效果缓慢方面具有良好效果。现分享15篇腐植酸矿山土壤修复方面的硕博士论文研究成果。1、中国矿业大学乔建飞以内蒙古某矿区为研究对象进行土壤改良室内实验研究。通过向不同深度的土壤添加大分子腐植酸、褐煤煤渣、保水剂、微生物菌肥、黄腐酸，设计6因素3水平L18(3～6)正交实验，对各基质的改良效果进行综合评价。从土壤改良综合评价看，土壤质量综合评价和主成分分析法得到的最佳配比组合均为S12(即0.05%腐植酸，3.75%褐煤渣，0.10%微生物菌肥，0.15%保水剂，0.10%黄腐酸，表层土)，其评分分别为0.7919、2.026。[来源：中国矿业大学硕士学位论文，2023]2、内蒙古农业大学李岳以内蒙古地区露天煤矿的大规模开采的排场土为原状土，分别添加腐熟羊粪和腐植酸，采用随机区组设计，单播种植，并以原状土为对照，每个处理3次重复，观测植物生长和适应状况。进一步分析不同土壤处理对植物株高，生物量、根系特征、土壤p H值，土壤有机质，碱解氮、速效磷、速效钾含量的影响，并利用TOPSIS综合分析法，计算每个植物的生长状况综合得分，最终筛选出适用于排土场植被恢复前期的先锋多年生植物。主要研究结果如下：(1)在原状土中添加腐熟羊粪、腐植酸可显著增加植物的高度、生物量和根系性状。(2)不同处理对栽培植物土壤的pH值、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾影响不同。在原状土中添加腐熟羊粪、腐植酸均可降低栽培植物土壤的pH值，提高土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾的含量。相比之下，腐熟羊粪对植物土壤的提升效果更佳。(3)以植物特征、根系特征、土壤特征为评价依据，利用TOPSIS综合分析法，计算每个植物的生长状况综合得分，在原状土、腐熟羊粪、腐植酸处理下，排序顺序前三均为皱叶酸模、老芒麦、披碱草，这三种多年生植物适宜内蒙古草原露天煤矿排土场的前期植被修复。[来源：内蒙古农业大学硕士学位论文，2023]3、北京科技大学钱玲以山东三山岛金矿尾砂为对象，研发了一款复合改良剂(1%泥炭+1%污泥+4%膨润土)。结果表明：该复合改良剂提高了尾砂持养适生能力，速效氮、磷、钾及有机质含量分别提升了 163%、225%、30%和253%，其中泥炭可有效提高尾砂速效钾和有机质含量，污泥对尾砂中速效氮、磷含量提升效果明显，膨润土可增加尾砂保肥保水性。改良剂与功能菌联合修复金矿尾砂结果表明，联合修复有利于减少尾砂中重金属的释放，改善金矿尾砂养分，对重金属Pb、Zn、Cu表现出一定的钝化效果，铵态氮、硝态氮、速效钾、速效磷分别提高了133.33%、114.55%、15.17%和58.95%；尾砂微生物群落结构分析表明，联合修复导致与尾砂中TN和TP含量呈负相关性的酸杆菌门(Acidobacteriota)丰度显著降低，而有利于尾砂理化性质改善的马杜拉放线菌(Actinomadura)丰度增加了573.79倍。改良剂与高羊茅联合修复金矿尾砂结果表明，尾砂中速效氮、磷、钾提高了 42.21%～71.47%，改良剂可显著提高高羊茅的茎长(35.33%)和鲜重(27.19%)，降低重金属活性，从而导致植物组织中重金属浓度降低了27.71%～53.44%，有效缓解了金矿尾砂重金属污染对植物生长的胁迫；微生物群落分析发现，改良剂降低了尾砂中硫杆菌的相对丰度，从而降低了尾砂中重金属的迁移率和生物有效性，有利于尾矿库植被恢复。[来源：北京科技大学硕士学位论文，2023]4、贵州大学孙大丽以贵州龙里县摆省乡某植物修复的风化煤矸石堆场为研究对象，采用高通量测序Miseq技术，对植物修复前后的煤矸石堆场中细菌群落结构及功能进行分析，探究在煤矸石堆场修复植物后对细菌的影响。通过摇瓶实验，研究不同浓度有机酸、氨基酸、腐植酸和黄腐酸对氧化亚铁硫杆菌活性(以Fe2+氧化率表征)的影响。结果表明：腐植酸和黄腐酸的添加总体上促进氧化亚铁硫杆菌对Fe2+的生物氧化，随着腐植酸添加浓度从0.001倍加至10倍，总铁沉淀率从10.53%提高至53.04%。添加黄腐酸为 0.01和0.1倍时促进体系中次生矿物的形成。腐植酸处理组中筛选出差异显著的代谢物有11种(胞嘧啶、邻苯二甲酸酐、6-内酯等)，嘧啶代谢、乙醛酸和二羧酸代谢、各种次生代谢物的生物合成、醌和其他萜类醌生物合成是富集最显著的途径。黄腐酸处理组中筛选出差异显著的代谢物有2种(C24H38O4和 C15H26O2)，且随着黄腐酸浓度的增加对氧化亚铁硫杆菌体系中代谢物表达量差异逐渐增大。[来源：贵州大学硕士学位论文，2022]5、辽宁工程技术大学李昕通过向在武家塔露天煤矿复垦区种植的十五中蒙草药施加六种微生物菌剂和黄腐酸钾，研究不同体系下对中蒙草药生长指标的影响，以及复垦土壤养分含量的影响。结果表明：优势种筛选实验与适生种种植实验表明微生物菌剂对种植中蒙草药的土壤有很好的改良作用，能够提高土壤养分含量，且不同的微生物菌剂结合不同的中蒙草药对土壤的改良效果存在差异。综合来看，优势种筛选实验哈茨木霉、黄腐酸钾、胶质芽孢杆菌与防风组合，哈茨木霉、胶质芽孢杆菌与苦参组合，哈茨木霉、胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌与桔梗组合，黄腐酸钾与连翘组合，胶质芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌与蒲公英组合，几种组合体系均可促进其种植的中蒙草药生长并改良土壤养分；适生种种植实验胶质芽孢杆菌结合板蓝根和防风组合体系可增加土壤有效磷含量。胶质芽孢杆菌和混合菌剂与黄芩组合体系可提高土壤有效钾含量，为较好的组合体系。[来源：辽宁工程技术大学硕士学位论文，2020]6、北京林业大学张建锋以内蒙古白云鄂博矿区重金属污染土壤为研究对象，通过连续2年盆栽试验探讨了微生物菌肥(BF)、黄腐酸(FA)两种环境材料联合植物对两种矿区污染土壤重金属迁移的影响及效果。矿区重金属污染土与植生土按1：1配置下进行植物修复效果较好，修复2年后，1：1配置土中Pb、Cu、Zn、Mn和Ni最快分别由修复前1054.00、253.70、2440.00、7864.00和472.50mg/kg降至511.89、128.56、1271.16、5567.12和228.58mg/kg；两种环境材料单一和同时添加下，联合小叶锦鸡儿、紫花苜蓿和黑麦草修复对土壤中5种重金属迁移效果均较好，紫花苜蓿修复2年对Pb、Cu、Zn、Mn和Ni累积量最高分别为11658.72、3159.77、31142.10、40863.84和6500.09μg/pot；单施中，添加(B5)100g/pot或(B5)200g/m2的微生物菌肥分别联合3种植物对5种重金属降低效率及萃取量整体较高，F3(150mg/L)的黄腐酸分别联合3种植物对5种重金属降低效率及萃取量整体较高：整体上混施比单施联合植物效果较好，100g/pot B+100mg/LF(T6)或200g/m2B+100mg/LF(T6)，即BF高浓度+FA中浓度，联合植物对污染土壤重金属迁移的影响效果较好。[来源：北京林业大学博士学位论文，2019]7、中国地质大学(北京)杨侨以赣南地区的废弃稀土尾矿为修复对象，通过种植黑麦草，研究施用土壤改良剂(海泡石、鸡粪、腐植酸和生物炭)、接种AM真菌强化黑麦草生长以及黑麦草-AM真菌-土壤改良剂联合修复试验对矿区修复效果。研究结果表明：鸡粪(B)、腐植酸(C)和生物炭(D)这3种改良剂对黑麦草生物量、土壤有机质、土壤碱解氮、土壤有效磷的改良效果显著，海泡石(A)对土壤p H的改良效果显著。不同改良剂对尾矿土养分状况的贡献值存在差异，最终筛选出最佳改良方案为A4B3C3D3，即为海泡石5+鸡粪3+腐植酸2+生物炭2(g/kg)。改良剂和AM真菌的同时添加，显著促进了黑麦草的生长，其中在接种G.m菌剂时AM真菌侵染强度最大为59.22%，高于单独接种AM真菌时的侵染强度。在接种G.m菌剂处理下黑麦草地上、地下生物量及株高最高，长势较好，比单独接种G.m菌剂高181%、220%、39.19%。联合修复改善了土壤微环境，增加了土壤肥力，使土壤pH、有机质、碱解氮、有效磷含量显著提升，在接种G.m菌剂处理下，土壤养分含量达到《土壤养分分级标准》的三级标准。[来源：中国地质大学(北京)硕士学位论文，2018]8、中南林业科技大学付雄略采用衡阳市某铅锌矿的矿渣作为植物生长基质，以泥炭土、红壤、蛭石为矿渣改良剂，以夹竹桃、泡桐、蓖麻3种植物为植物材料，开展铅锌矿渣基质改良效应与植物耐性研究。结果表明：三种改良剂中，蛭石的改良梯度下株高差异效果最明显，且T9(85%矿渣+15%蛭石)处理能达到最好效果，但是就改良平均株高而言，三种改良剂改良下的平均株高分别为27.42cm、20.40cm、26.57cm，其中泥炭土改良后平均株高增长效果最好。整体来看，铅锌矿渣的三种改良剂效果比较为蛭石>泥炭土>红壤。[来源：中南林业科技大学硕士学位论文，2017] 9、新疆大学张诗吟以准东红沙泉露天矿排土场为研究对象，采用正交试验进行土壤改良，筛选出土壤改良基质优方案及适宜排土场生长耐旱性强的植物。结果表明：土壤改良基质优方案的选择：正交试验结果采用极差和方差分析，利用综合平衡法得到试验优方案为A4B2C4D4，即A(保水剂)20g，B(羊粪)1.5g，C(秸秆)140g，D(腐植酸)60g。抗旱性植物的筛选结果：通过隶属函数法得出7种植物的综合抗旱能力强弱为：梭梭>冷蒿>柠条>沙拐枣>沙冬青>四翅滨藜>白沙蒿。[来源：新疆大学硕士学位论文，2017] 10、四川农业大学柏宏成通过室内模拟试验和实际矿山土壤修复试验，研究了低分子有机酸、腐植酸对土壤镉污染淋洗修复效果。结果表明：低浓度腐植酸对土壤镉污染具有较突出的清除效果。当腐植酸pH为5.0时镉的淋洗率最高。另外，黄腐酸与氯化钾组合淋洗剂对土壤镉的淋洗效果随着淋洗时间的增加表现出现先增加后降低的趋势。当黄腐酸浓度为0.05%，淋洗时间为2小时时，淋洗率达到了98.2%。各浓度腐植酸淋洗后土壤残渣态均超过50%酸性条件下淋洗后土壤镉主要以可交换态为主。当淋洗时间为4小时时，各浓度黄腐酸与氯化钾组合淋洗后土壤残渣态镉占总镉的比重是淋洗前的1.07～1.43倍。不同浓度腐植酸淋洗后土壤有机质含量随着腐植酸浓度的增加而增加。另外，随着腐植酸淋洗液pH的升高，淋洗后土壤有机质含量先升高后降低。与淋洗前相比，不同浓度腐植酸淋洗后土壤全氮和全磷含量显著降低；不同浓度腐植酸淋洗前后土壤全钾与淋洗前相比无显著变化。不同pH腐植酸淋洗后土壤全氮和全磷与淋洗前相比显著降低(P<0.05)，但土壤全钾含量与淋洗前相比没有显著变化(P>0.05)。黄腐酸和氯化钾组合淋洗剂淋洗后土壤全氮和全磷随着淋洗时间的增加而显著降低。然而，组合淋洗剂淋洗后对土壤全钾无明显影响。矿山土壤淋洗修复试表明，与有机酸相比，腐植酸、黄腐酸与氯化钾组合淋洗剂的镉淋洗较高；各淋洗剂淋洗后土壤残渣态镉所占比重占总镉比重均超过50%。综上所述，腐植酸、黄腐酸与氯化钾组合淋洗剂对矿山土壤镉污染有较好的淋洗修复能力。[来源：四川农业大学硕士学位论文，2015]11、中国农业科学院于学胜以平朔露天煤矿为例，研究矿区废弃地土壤微生态重建概况，探讨生物腐植酸(BHA)在矿区废弃地土壤微生物生态重建中的作用。BHA介导下的微生态重建室内模拟实验表明：综合得分排名前三的处理依次是30kg/亩BHA+50kg/亩复合肥、45kg/亩BHA+50kg/亩复合肥、30kg/亩BHA。在BHA单施的情况下，30kg/亩BHA处理最好，与空白对照相比该处理可培养微生物数量提高了96%，植物量提高了34%，真菌多样性指数提高了6.5%；在BHA与肥料混施的情况下，30kg/亩BHA+50kg/亩复合肥处理效果最好，与空白对照相比该处理可培养微生物数量提高了94%，植物量提高了70%，真菌多样性指数提高了15%。微生态重建模拟实验与大田生态恢复的比较结果表明，室内模拟实验较大田实验的研究更为全面。BHA介导下的废弃地土壤微生态重建的室内模拟实验，有利于废弃地土壤复垦限制因子的解决。[来源：中国农业科学院硕士学位论文，2013]12、湖南大学夏文斌以永州铜山岭铜矿和衡阳车江铜矿选矿尾砂污染土为原料，研究腐植酸对两组土样重金属的影响。结果表明：腐植酸的添加对土壤中不同的重金属元素有不同的影响。两组土样中Pb和Cd的形态分布受腐植酸的影响比较大，腐植酸的添加有望降低土壤中Pb和Cd的生物活性。Cu和Zn受腐植酸的影响比较小，形态分布变化并无规律性。当土壤中重金属形态的变化受其它因素的影响比较小时，从污染物的短期效应来看，腐植酸有望降低污染土壤的危险指数；而在酸性强的土壤中施加有机质则可能使得一些形态的重金属浓度升高，具有潜在的生态风险性。[来源：湖南大学博士学位论文，2011]13、北京林业大学王哲对霍林河露天煤矿植被恢复技术进行了深入研究。结果表明：在种植土中掺入一定量的腐植酸，很大程度提高了土壤肥力‚并且保持了试验土壤接近中性的酸碱度，从而达到改变矿区复垦地土壤贫瘠，提高土壤肥力的目的。结合本次试验植物生长情况，矿区复垦绿化宜采用“表土腐植酸+草炭土”的客土喷播施工方法。客土配比可以考虑用80%～85%的表土，10%～15%的腐植酸颗粒，5%的草炭土混合而成，配以适量的复合肥。植物品种宜选择披碱草、沙篙、小叶锦鸡儿混播。灌木种比例以左右为宜。在理论和实际应用中，腐植酸在霍林河地区矿山植被恢复中应用前景良好。[来源：北京林业大学硕士学位论文，2010]14、山西大学李永青针对平朔安太堡露天煤矿区复垦土壤存在的问题，研究施用风化煤对矿区复垦土壤的影响。结果表明：风化煤施用对土壤理化性质的影响随风化煤施用时间的变化而显著变化。相同风化煤施加量，随着施用时间的增加，土壤水稳性团聚体呈现先增加后趋于稳定的规律；土壤有机质在风化煤施加量低于27000kg/hm2时呈显著增加；随着施用时间的增加，腐殖质显著增加；土壤团聚体含量、pH、CEC、速效磷均有所降低；土壤全氮在风化煤施加量低于13500kg/hm2时显著增加:速效钾变化不显著。相同风化煤施加量，土壤过氧化氢酶活性和脲酶活性均随着施用时间的增加显著增强。风化煤施加量低于54000kg/hm2时，土壤蔗糖酶活性随施用时间的延长显著增强。研究表明，通过施加风化煤可有效改善露天煤矿区复垦土壤质量。因此，可将该区域广泛分布的风化煤，应用于黄土区生态恢复的土壤改良，对黄土区生态重建具有重要的现实意义。[来源：山西大学硕士学位论文，2009] 15、湖南大学黄宝荣研究了腐植酸对永州铜矿山和衡阳车江铜矿中重金属存在形态的影响。结果表明：腐植酸对土壤中Pb和Cd的形态分布受腐植酸的影响比较大，腐植酸的添加有望降低土壤中Pb和Cd的生物活性成分的含量，Cu和Zn受腐植酸的影响比较小，形态分布变化并无规律性。腐植酸促进了尾矿渣中重金属向土壤颗粒中的富集，提高了土壤颗粒的综合污程度。在土壤中重金属形态的变化受其它因素影响小的情况下下，腐植酸有望降低污染土壤的急性毒害作用。[来源：湖南大学硕士学位论文，2004]
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