復墾土壤PH值特性研究

摘要：本文的研究采用野外試驗與室內分析相結合的方法，對礦區不同剖面復墾土壤進行了分析，研究結果對保護礦區土壤環境，保障農田土壤生態平衡，促進經濟發展、維護人體健康具有重要作用。對露天煤礦復墾土壤中植物養分的正常攝取和代謝提供科學依據，為礦區復墾地的構建和植被生態環境的改善和恢復提供理論基礎。

關鍵詞：礦區 復墾土壤 PH值 特性研究

礦產資源開發利用在國民經濟和社會發展中發揮著十分重要的基礎性作用。礦區的固體廢棄物不僅破壞和占用大量的土地資源，而且廢棄物的排放和堆存也帶來了一系列影響深遠的環境問題。土壤酸堿性是土壤的重要化學性質，對土壤微生物的活性、對礦物質和有機質分解起重要作用，因而影響土壤養分元素的釋放、固定和遷移等。

1 礦區基本情況與研究方法

1.1 自然情況。

1.1.1 地理位置。平朔礦區地處黃土高原晉陜蒙接壤的黑三角地帶，山西省北部的朔州市境內，地理坐標：東經112°10′58″至113°30′，北緯39°37′。

1.1.2 氣候條件。平朔礦區屬典型的溫帶干旱、半干旱大陸性季風氣候區。降水集中分布在7、8、9三個月，占全年總降水量的75%。全年蒸發量為1786.6～2598.0mm。最大蒸發月為5、6、7三個月，超過降水量的4倍。礦區年平均氣溫4.8℃～7.8℃，極端最高溫度為37.9℃，最低溫度-32.4℃。≥10oC的年積溫為2200～2500℃，日溫差為18～25℃，年最高溫差可達61.8℃。無霜期約115～130d。

1.2 土地復墾工藝流程。露天煤礦的復墾工藝包括三個部分：排土場的形成、土體再造工程、土壤培肥工程。

1.3 復墾土壤PH值分析方法。

1.3.1 樣品采集：以安太堡礦原地貌、南排土場、西排土場三個區域為研究對象，根據排土場的不同復墾植被類型、不同海拔高度、坡度等因子選取典型樣點，進行復墾土壤地表混合樣品采集。

1.3.2 試驗方法：pH值測定：分別稱取10g土樣，加去離子水10ml，固∶水比為1∶1。

2 復墾土壤PH值的動態變化

2.1 復墾土壤的PH值。土壤PH值是土壤重要的基本性質，也是影響土壤肥力、養分存在狀態轉化和有效性的主要因素，表1分別反映了不同復墾土壤的PH值變化。

結果表明，屬強酸性土壤的樣點是：南排燃燒區矸石自燃斑痕0～3cm和3～10cm，分別為1.45和1.46、南排燃燒區矸石自燃地表斑痕處直接熏黃土樣0～10cm，為1.84。在強酸性的土壤中，礦物結構中和有機絡合態錳鋁等物易被活化，且易產生游離鋁離子。鋁害表現為跟系變粗短，影響養分吸收。土壤酸度通常以施用石灰或石灰粉來調節，并將其混入0～15cm矸石層內進行中和，施用過程應與矸石釋放酸性物質過程同步。其次，根據種植要求在矸石層上有序地覆蓋黃土，覆土要全面，不能使矸石裸露在外，且厚度不低于15cm。經過以上處理，矸石中和層PH值可穩定在6以上。最后，選擇耐酸植物。其余復墾土壤的PH值最底值為6.53，最高值為8.16，在中性-堿性范圍內，適合大部分植物生長。

下面是幾個典型剖面PH值的深度變化特征。

圖1反映了該剖面0～100cmpH值的變化特征。pH值隨深度增加呈現逐漸增大的趨勢，pH值最高值為8.14，最低值為7.57，在中性～堿性范圍內，適合大部分植物生長。

圖2反映了該剖面0～110cmpH值的變化特征。總的來看pH值隨深度出現了增加的趨勢，pH值最高值為8.01，最低值為7.58，在中性～堿性范圍內，適合大部分植物生長。

圖3反映了該剖面0～100cmPH值的變化特征。0～10cm土層的pH值最低，到20～30cm變化幅度大，在30～90cm時pH值的變化又很平緩，但最底層90～100cm時又呈高的趨勢，PH值最高值為8.16，最低值為7.41，在中性-堿性范圍內，適合大部分植物生。

3 研究結果

從礦區復墾土壤的幾個剖面來看，pH值的整體趨勢是隨土層深度增加而增大，除自燃矸石呈極酸性（pH值＜4.5），絕大部分在黃土母質上pH值處于中性（pH6.5～7.5）和堿性（pH值7.5～8.5）范圍，適宜植物生長。

我國當前排棄量最大工業固體廢棄物是煤矸石。煤矸石中含有的FeS氧化常常引發矸石自燃。這是造成礦區復墾土壤污染、影響礦區土壤環境質量的最重要因素，因此，對礦區局部FeS含量較高的煤矸石必須在排棄巖土和建造排土場時，采用包埋、壓埋等技術，將其排在底部，防止發生自燃。如何進行人工控制，加速其生物風化和化學風化，揭示其風化成土過程和環境效應，對礦區環境治理是一個有理論價值和實踐意義的問題。