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草业科学 2024年

作者：王兴明陈继旺范廷玉储昭霞董众兵董鹏梁淑英邓瑞来安徽理工大学地球与环境学院皖江流域退化生态系统的恢复与重建省部共建协同创新中心安徽师范大学安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用和生态保护工程实验室安徽理工大学滁州市环保局资源与环境生物技术安徽普通高校重点实验室淮南师范学院生物工程学院昆明理工大学冶金与能源工程学院安徽开源园林绿化工程有限公司

为探究不同时间添加蚯蚓对矸石覆土中香根草（Vetiveria zizanioides）生理生态的影响，采用土柱试验，设置2种覆土厚度（30cm（M组）、50cm（N组）），每组覆土分别设4个处理组：单独种植香根草（CK）、接种蚯蚓20d后添加香根草（A）... 详细信息

为探究不同时间添加蚯蚓对矸石覆土中香根草（Vetiveria zizanioides）生理生态的影响，采用土柱试验，设置2种覆土厚度（30cm（M组）、50cm（N组）），每组覆土分别设4个处理组：单独种植香根草（CK）、接种蚯蚓20d后添加香根草（A）、同时接种蚯蚓和添加香根草（B）、添加香根草20d后接种蚯蚓（C）处理，分析覆土理化性质及香根草生理生态指标变化特征。结果显示：与CK相比，A、B和C处理均能使覆土pH值显著降低趋向中性（P＜0.05），提升覆土EC、OM、TN和TP含量。与CK相比，不同时间接种蚯蚓均能增加香根草发芽率、总重和叶绿素a含量，其中B处理光合色素（叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素）含量、A处理叶绿素b含量和C处理根系总长较CK均显著提高（P＜0.05）。与CK相比，B处理降低香根草可溶性蛋白和脯氨酸含量效果较强，30和50cm厚度覆土下B处理香根草可溶性蛋白较CK分别降低9.34%、4.69%（P＜0.05），50cm厚度覆土下脯氨酸含量较CK降低5.55%（P＜0.05），而A处理能显著提高香根草丙二醛含量。同一覆土厚度下，A处理仅在30cm条件下显著降低香根草CAT活性；B、C处理香根草SOD、POD活性较CK相比均无显著差异（P＞0.05）。冗余分析和相关性分析表明：A、C处理中覆土OM、TN是影响香根草生理生态特性主要环境因子，而B处理中覆土OM、TP是影响香根草生理生态特性的主要环境因子。研究结果可为蚯蚓-香根草联合应用于复垦土壤修复提供理论依据。

关键词：蚯蚓香根草生理生态特性矸石覆土

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不同pH值条件下煤基固废重金属浸出特征及环境风险分析

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安徽工程大学学报 2024年第1期39卷 53-62页

作者：周思雨张世文李恩伟张燕海蔡慧珍马军胡睿鑫安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用与生态保护工程实验室安徽淮南232001 淮北矿业(集团)有限责任公司通防地测部安徽淮北235000

粉煤灰和煤矸石在被雨水浸泡时会释放不同量的重金属,对生态环境安全造成威胁。以淮北地区煤矸石和粉煤灰为研究对象,采用X射线荧光光谱分析、X射线衍射仪和扫描电镜能谱分析对样品物化性质进行了表征。通过设置不同初始pH值室内浸泡实... 详细信息

粉煤灰和煤矸石在被雨水浸泡时会释放不同量的重金属,对生态环境安全造成威胁。以淮北地区煤矸石和粉煤灰为研究对象,采用X射线荧光光谱分析、X射线衍射仪和扫描电镜能谱分析对样品物化性质进行了表征。通过设置不同初始pH值室内浸泡实验,探究粉煤灰和煤矸石中砷(As)、钛(Ti)、钴(Co)、镉(Cd)的浸出特征,并分析其浸出液对环境存在的潜在风险。结果表明:粉煤灰呈不规则球形聚集,煤矸石呈片层状堆积,两者化合物以SiO_(2)和Al_(2)O_(3)为主,矿物组成主要为石英,其中高含量的SiO_(2)形成的网状结构能防止有害元素在环境中被浸出。浸出总量在长时间的浸泡下趋于稳定后再缓慢增加,但溶出趋势各异。浸泡液的pH值明显影响粉煤灰和煤矸石中重金属元素的释放,粉煤灰中As、Ti、Co、Cd最大溶出浓度出现在浸泡液pH=3.00时,分别为23.25、6.33、1.07、0.65μg/L;煤矸石中Co和Cd的浸出浓度在pH=3.00时达到最大,但As和Ti的浸出浓度与pH值的关系不明显。煤矸石在堆放和利用过程中,As受降水浸泡后对周围生态环境可能造成的危害较大。研究结果可对淮北矿区煤基固废的安全堆放和合理资源化利用提供参考。

关键词：煤基固废重金属浸出特征环境风险

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球磨粉煤灰对镉、铅和铜的吸附性能研究

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煤炭技术 2022年第6期41卷 105-108页

作者：张迪陈孝杨陈敏刘英朱建明安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用与生态保护工程实验室安徽芜湖241003 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖) 安徽淮南232001

通过机械化学法对粉煤灰进行改性,制备了球磨粉煤灰(BMFA),研究其对镉、铅和铜的吸附性能及机理。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱分析了BMFA的结构、组成和表面官能团。采用批量吸附实验,探究了pH值... 详细信息

通过机械化学法对粉煤灰进行改性,制备了球磨粉煤灰(BMFA),研究其对镉、铅和铜的吸附性能及机理。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶红外光谱和X射线光电子能谱分析了BMFA的结构、组成和表面官能团。采用批量吸附实验,探究了pH值、吸附时间、初始浓度对吸附的影响。结果表明,随着pH值的增加,BMFA对Cd,Pb,Cu的吸附量也随之增加。BMFA对Cd,Pb和Cu的吸附过程更符合准二级模型和Langmuir模型,吸附过程以化学吸附为主。在pH=6.0时,BMFA对Cd,Pb,Cu吸附平衡时间分别为1、4、3 h,且最大吸附量分别为19.57、13.98、3.15 mg/g。

关键词：吸附剂粉煤灰重金属吸附机理

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2000—2020年淮南矿区土地利用变化对碳源/碳汇时空格局的影响

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水土保持通报 2023年第3期43卷 310-319页

作者：詹绍奇张旭阳陈孝杨周育智龙林丽徐燕飞平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司安徽淮南232033 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用与生态保护工程实验室安徽淮南232001 安徽省煤矿绿色低碳发展工程研究中心安徽淮南232000 淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南232001

[目的]分析淮南矿区2000—2020年土地利用碳源/碳汇时空格局分布特征,为淮南市国土空间规划及未来低碳调控政策制定提供依据。[方法]以淮南矿区为研究对象,选取2000,2010,2020年3期土地利用数据,以格网尺度量化不同土地利用变化发展阶... 详细信息

[目的]分析淮南矿区2000—2020年土地利用碳源/碳汇时空格局分布特征,为淮南市国土空间规划及未来低碳调控政策制定提供依据。[方法]以淮南矿区为研究对象,选取2000,2010,2020年3期土地利用数据,以格网尺度量化不同土地利用变化发展阶段下碳源/碳汇/碳排放的时空格局,基于冷热点分析碳源/碳汇/碳排放的空间格局。[结果]①2000—2020年,土地利用类型由单一用地为主转换多种土地利用类型同时发生,其中,建设用地面积增大,导致碳源效应增强,碳汇效应相对减弱,碳排放量持续增加,碳源年增加量为2.76×10^(6) t,碳汇年增加量仅为130 t,碳排放年增加量为2.76×10^(6) t;②碳源和碳排放空间分布特征基本一致,中部建成区和西北矿区是碳源和碳排放的主要集中区,碳汇主要聚集在东部、西部边缘区和西部部分矿区;③中部建成区是碳源和碳排放的显著热点、热点区域,以显著热点变化特征为主;显著冷点和冷点主要分布在研究区东部、西部边缘区域和西北部分矿区。[结论]淮南矿区的碳减排和低碳效应需要着重关注北部大面积的平原耕地区域,控制该区域矿区煤炭资源开采和建设用地开发,应加快塌陷水域修复工作;南部城市化进程快速增加的同时需适度增加林地和草地等生产性碳吸收能力区域面积,避免建设用地无限制扩张。

关键词：土地利用碳源/碳汇碳排放冷热点淮南矿区

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改性粉煤灰基NaX沸石对对苯醌的吸附研究

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安徽理工大学学报(自然科学版) 2024年第6期44卷 46-55页

作者：蒋忠利陈晓辉吕逸杰张世文徐鹏峰蒋琪雅任雪葛建华淮河能源集团公司资源环保部安徽淮南232001 安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用与生态保护工程实验室安徽淮南232001 淮河能源健康产业集团有限责任公司安徽淮南232001

目的为了探究粉煤灰基NaX沸石对对苯醌的吸附性能和吸附机理。方法选用淮北市某矿区粉煤灰为原料,采用碱熔融-水热法合成NaX沸石,再利用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和Fe^(3+)对合成后的NaX沸石进行改性,并通过吸附动力学、吸附等温... 详细信息

目的为了探究粉煤灰基NaX沸石对对苯醌的吸附性能和吸附机理。方法选用淮北市某矿区粉煤灰为原料,采用碱熔融-水热法合成NaX沸石,再利用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和Fe^(3+)对合成后的NaX沸石进行改性,并通过吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学实验以及BET、XRD、SEM、FTIR等表征方法进行分析。结果实验表明,合成后的NaX沸石及两种方法改性后的NaX沸石比表面积均大于原粉煤灰,分别为原粉煤灰的71、54和4倍;沸石对对苯醌的吸附量由大到小依次为表面活性剂改性的沸石>Fe^(3+)改性的沸石>粉煤灰合成的沸石>原始粉煤灰,表明沸石在经过改性后吸附性能均有所提升,尤其是表面活性剂改性的沸石;吸附过程为自发放热和熵减过程,动力学数据更符合准一级动力学模型(R^(2)≥0.987),表明吸附更符合以物理吸附为主的孔道扩散,主要受范德华力等分子间作用力的影响,吸附等温线更符合Freundlich等温线模型(R^(2)≥0.951),表明吸附是在非均匀表面上的多层吸附。结论以期为利用煤基固废处理有机废水提供基础资料和新的思路。

关键词：粉煤灰 NaX沸石对苯醌吸附性能

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芜湖河道浮游植物功能群分布及其与环境因子的关系

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科学技术与工程 2022年第19期22卷 8546-8553页

作者：于孝坤范廷玉王兴明王顺周维民安徽理工大学地球与环境学院淮南232000 安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用与生态保护工程实验室淮南232000 安徽理工大学环境友好材料与职业健康研究院(芜湖) 芜湖241003 安徽水韵环保股份有限公司芜湖241000

为研究城市河道浮游植物功能群组成及分布特征、环境因子对功能群的影响,鉴定芜湖三条城市河道中浮游植物种类并划分了功能群,分析浮游植物功能群分布特征,利用冗余分析研究环境因子与功能群间的关系。结果表明,研究区共鉴定出浮游植物4... 详细信息

为研究城市河道浮游植物功能群组成及分布特征、环境因子对功能群的影响,鉴定芜湖三条城市河道中浮游植物种类并划分了功能群,分析浮游植物功能群分布特征,利用冗余分析研究环境因子与功能群间的关系。结果表明,研究区共鉴定出浮游植物47种,隶属6门32属,以硅藻、绿藻为主。研究区浮游植物可划分出C、P、MP、W2、E、X1、W1、X2等8种代表性功能群,三条河道代表性功能群分布呈现明显差异,中央城河道、汇成河道、中山南路河道主要代表性功能群分别是C+P+MP+E、C+X1、W1+E+X1+C,适应一定富营养化、有机质充足水体环境的功能群出现在各河道,表征了芜湖三条河道呈现不同程度的富营养化。溶解氧、总磷、总氮、氨氮是影响浮游植物功能群分布的主要环境因子。研究表明,芜湖各河道主要代表性功能群与氮、磷呈正相关,控制氮、磷外源输入并降低水体氮、磷含量对控制河道富营养化具有关键作用。

关键词：城市河道浮游植物功能群分布特征冗余分析环境因子

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采煤沉陷地表拉张裂隙区土壤重金属特征与来源

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安徽理工大学学报（自然科学版） 2023年第3期43卷 30-39页

作者：范廷玉朱厚红路啊康王顺张燕海安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用与生态保护工程实验室安徽淮南232001 淮北矿业(集团)有限责任公司通防地测部安徽淮北235000

为查明采煤沉陷地表拉张裂隙区重金属的分布特征与来源,以安徽淮北朱庄煤矿3522工作面上方的沉陷斜坡地表拉张裂隙区作为研究区域。选择2条典型纵向拉张裂隙将研究区从高到低分为Ι区、Ⅱ区、Ⅲ区,垂直于拉张裂隙布设了21个土壤采样点,... 详细信息

为查明采煤沉陷地表拉张裂隙区重金属的分布特征与来源,以安徽淮北朱庄煤矿3522工作面上方的沉陷斜坡地表拉张裂隙区作为研究区域。选择2条典型纵向拉张裂隙将研究区从高到低分为Ι区、Ⅱ区、Ⅲ区,垂直于拉张裂隙布设了21个土壤采样点,讨论Zn、Ni、Cu、As、Pb、Cr、Cd等7种重金属的分布特征,运用主成分分析法、正定因子矩阵模型(PMF)解析重金属来源。结果表明,研究区Cd、Zn含量超过土壤背景值,重金属污染水平总体高于未沉陷区域;重金属在表层土壤富集,除了Cr其他重金属沿垂直分布无明显差异;Zn、As在Ι区、Ⅱ区富集,Cr在Ι区富集,Cd在Ⅲ区富集;Cr含量沿沉陷斜坡降低,Cd含量除0~20cm土层沿沉陷斜坡升高。依据相关性分析,Zn、As与有机质显著正相关,Cr与速效钾显著正相关,Cd与有效磷显著正相关;来源分析表明,Zn、Ni、Cu、As、Pb来自煤炭开采活动,Cr来自土壤母质及风化累积的作用,Cd来自污水灌溉、化肥使用等人为活动的影响。

关键词：煤矿拉张裂隙区重金属分布规律源解析

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合肥市垃圾中转站适宜区评价及精细化规划

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安徽理工大学学报（自然科学版） 2022年第3期42卷 54-64页

作者：张世文鲁胜军陈方可王阳刘俊安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用与生态保护工程实验室安徽淮南232001

随着近年来经济的快速发展,合肥市生活垃圾产量日益增加,城市生活垃圾转运也成为政府与人民群众关注的问题。以合肥市中心城区为研究对象,选取社会要素、自然环境要素等方面6个指标,在AHP确定各指标权重的基础上,建立垃圾中转站选址适... 详细信息

随着近年来经济的快速发展,合肥市生活垃圾产量日益增加,城市生活垃圾转运也成为政府与人民群众关注的问题。以合肥市中心城区为研究对象,选取社会要素、自然环境要素等方面6个指标,在AHP确定各指标权重的基础上,建立垃圾中转站选址适宜性指标体系,同时结合时间序列下产量预测结果,提出垃圾中转站适宜建设区选址方案。研究结果表明:“高度适宜”区域面积为959km^(2),“适宜”区域面积为2492km^(2),“中适宜”区域面积为2526km^(2)。预计2025a,庐阳、蜀山及包河区将会产生垃圾转运缺口。基于垃圾产生量预测与适宜性评价结果,庐阳区需新建1座大型垃圾中转站;蜀山区需新建1座大型垃圾中转站、2座中型垃圾中转站;包河区需新建1座大型垃圾中转站;同时需拆除4座垃圾中转站。精细化地确定了中心城区各行政区所需建设垃圾中转站数量与具体地点,具有一定的科学性与参考性。

关键词：精细化选址时间序列垃圾中转站适宜性评价体系

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稻壳炭驱动的污泥蚯蚓堆肥过程中重金属吸收途径研究

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环境工程 2024年第10期42卷 147-154页

作者：王兴明汪颖范廷玉储昭霞董众兵董鹏安徽理工大学地球与环境学院、安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用与生态保护工程实验室安徽淮南232001 淮南师范学院生物工程学院、资源与环境生物技术安徽普通高校重点实验室安徽淮南232038 昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650031

为探究稻壳炭强化污泥蚯蚓堆肥过程中蚯蚓富集重金属的特征,将0、2%、4%、6%和8%稻壳炭添入污泥进行蚯蚓堆肥,通过对污泥、蚯蚓表皮、肠道和整体中重金属的内在关联分析,探索蚯蚓吸收污泥中重金属路径。结果表明:稻壳炭加入蚯蚓-污泥堆... 详细信息

为探究稻壳炭强化污泥蚯蚓堆肥过程中蚯蚓富集重金属的特征,将0、2%、4%、6%和8%稻壳炭添入污泥进行蚯蚓堆肥,通过对污泥、蚯蚓表皮、肠道和整体中重金属的内在关联分析,探索蚯蚓吸收污泥中重金属路径。结果表明:稻壳炭加入蚯蚓-污泥堆肥体系后,可提高堆肥污泥pH值和TK,降低堆肥污泥EC、TOC、TP及重金属有效态含量;稻壳炭的添加增加了蚯蚓整体、表皮和肠道中重金属含量,从而降低了污泥中重金属有效态含量;稻壳炭的添加促进了蚯蚓表皮吸收重金属的趋势,重金属Cr、Cu、Zn分配系数随着稻壳炭添加比例增大而增大,Pb分配系数随着稻壳炭添加比例增高而降低;稻壳炭添加通过改变污泥pH值和EC影响蚯蚓整体吸收重金属能力,通过改变污泥pH值、TOC、TN和TP影响蚯蚓表皮吸收重金属能力,通过改变污泥TN和TP影响蚯蚓肠道吸收重金属能力。研究结果以期为生物炭调控蚯蚓堆肥污泥中重金属,实现污泥的资源化利用提供理论支持。

关键词：蚯蚓堆肥重金属稻壳炭污泥生物炭

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淮河流域高潜水位农用地重金属特征及风险评价

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安徽理工大学学报（自然科学版） 2023年第1期43卷 26-35页

作者：张治国方超胡友彪郑永红邓永强安徽理工大学地球与环境学院安徽淮南232001 安徽理工大学安徽省高潜水位矿区水土资源综合利用与生态保护工程实验室安徽淮南232001 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 安徽合肥230031 淮南矿业(集团)有限责任公司煤矿生态环境保护国家工程实验室安徽淮南232001

为查明淮河流域典型高潜水位农用地土壤重金属污染物特征及其影响范围,保证土壤环境及农产品质量安全,以淮南市毛集实验区焦岗湖镇某村农用地土壤为研究对象,分析了土壤中镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、砷(As)、铜(Cu)、锌(Zn)和镍(Ni)等7种... 详细信息

为查明淮河流域典型高潜水位农用地土壤重金属污染物特征及其影响范围,保证土壤环境及农产品质量安全,以淮南市毛集实验区焦岗湖镇某村农用地土壤为研究对象,分析了土壤中镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、砷(As)、铜(Cu)、锌(Zn)和镍(Ni)等7种重金属元素的含量特征。运用内梅罗综合污染指数法(Pn)、污染负荷指数法(PLI)和潜在生态风险评价法(RI)评价土壤重金属污染水平和潜在生态风险程度,并应用ArcGIS软件中地统计分析模块探讨土壤重金属空间分布特征。结果表明:该区域土壤7种重金属含量平均值和中值均低于淮南市土壤元素背景值和农用地土壤污染风险筛选值,空间分布上重金属含量总体上呈现从南到北、从西至东逐渐升高的趋势;内梅罗污染指数和污染负荷指数法评价表明,重金属元素污染等级分别处于清洁和无污染水平;潜在生态风险指数评价表明,总体上生态风险等级轻微;在空间分布上,重金属污染指数值呈现由南至北逐渐增大趋势,As和Cd元素是最主要的生态风险贡献因子。

关键词：高潜水位农用地重金属空间分布风险评价

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