- 张世文;郭丹丹;孔晨晨;颜芳;梁玉伟;焦扬庆;王姗;
目的 为研究有机肥和有机无机复混肥对土壤性质、肥力和玉米产量的影响。方法 在北京市平谷区布设大田施肥试验，试验共设置5个处理(不施肥(CK)、常量有机无机复混肥(T1)、200%有机无机复混肥(T2)、常量有机肥(T3)和200%有机肥(T4)),通过测定土壤性质及玉米产量，并基于BP神经网络、Pearson相关性和结构方程模型，分析不同施肥处理下土壤性质、肥力及作物产量的差异，揭示不同土壤属性因子与作物产量的相互关系及影响路径。结果 相比CK,各施肥处理后的土壤pH、容重、碳氮比均有所改善，含水率均显著升高(P<0.05);T2、T3和T4的电导率含量分别显著降低了60.00%、65.31%和71.43%(P<0.05);各施肥处理的土壤养分均有所提升；施用有机无机复混肥对土壤脲酶的活性影响显著(P<0.05),T1和T2脲酶活性分别上升170.92%、204.35%。有机无机复混肥处理的土壤肥力较高；玉米产量表现为T2>T4>T1>T3>CK,T2玉米产量比CK提升了20.06%。结构方程模型显示，土壤养分、含水率和脲酶活性是玉米产量的正向影响指标，T2的土壤养分和脲酶活性均显著增加(P<0.05),进而有效提升了玉米产量。结论 综合考虑经济效益和环境生态风险，T1(常量有机无机复混肥)是最适宜的施肥模式。研究结果可为农田土壤质量和作物产量的提升，提供理论依据和科学参考。
2024年06期 v.44;No.195 15-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K] [下载次数：250 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 崔红标;郭腾飞;徐志;张世文;张晨光;
目的 粉煤灰(FA)具有多孔结构和较大的比表面积，且富含铁铝氧化物使其对重金属具有一定的吸附效果。但对重金属的去除能力仍然有限，为了提高对重金属的吸附移除效率对FA进行了负磁改性。方法 为进一步提高粉煤灰对重金属的吸附能力，采用共沉淀法制备了磁性粉煤灰(MFA)。通过批量实验和SEM、XRD、FTIR和XPS等方法考察其对铅(Pb)和铜(Cu)的吸附效果。结果 SEM分析表明负磁改性破坏了FA的玻璃微球结构，MFA的比表面积较FA增加了13.4倍；XRD和XPS分析表明MFA中新增了Fe_3O_4和Fe_2O_3特征峰，显著增加了Fe_3O_4的含量，表明成功对MFA进行了负磁改性。FA和MFA对Pb和Cu的等温吸附过程符合Langmuir模型，且MFA对Pb和Cu的最大吸附量达到28.1和90.1mg/g,较FA分别提高了35.6%和69.9%。解吸实验显示MFA和FA吸附Pb后基本不解吸，且MFA对Cu的解吸率显著低于FA。拟二阶动力学模型可以较好地拟合FA和MFA对Pb和Cu的吸附动力学过程，R~2达到0.961～0.999。随着溶液pH的增加，FA和MFA对Pb和Cu吸附逐渐增加，且MFA对Pb和Cu吸附能力是FA的1.22～6.17倍。结论 本研究表明负磁改性显著增加了MFA对Pb和Cu的吸附固定能力，在Pb和Cu污染废水的吸附移除方面具有较好的应用潜力，为粉煤灰的资源化利用提供了新的方法。
2024年06期 v.44;No.195 25-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K] [下载次数：101 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 潘国林;胡含秀;吕逸杰;申礼鹏;徐勇;刘锦;徐鹏峰;张世文;
目的 为调查两淮煤矿地质环境治理与土地复垦方案(“二合一”方案)实施情况，掌握矿山“边开采边修复”现状，提升方案在生产矿山生态修复义务落实中的作用，为相关政策修订提供科学支撑。方法 通过资料收集、问卷调研及实地调查等方法，以两淮矿区20个典型井工生产煤矿为调查样本，采集矿山环境问题、方案执行情况、采空塌陷影响、修复措施应用情况，并分析两淮矿区修复措施应用对策。结果 研究表明，2023、2022、2021年井工开采煤矿土地复垦面积完成率分别为40%、65%、60%,部分矿山未完成主要原因为矿区开采面调整、采场接替等矿井安排因素；2023、2022、2021年年度任务完成率均为85%,未完成主要原因为采空塌陷区域未稳沉；淮南、淮北矿区因可采煤层层数、厚度、潜水位埋深等水文地质条件不同导致采煤下沉深度、塌陷面积、积水水域面积存在明显差异；主要环境问题为地质安全隐患、土地资源损毁、地形地貌景观破坏及含水层破坏；留设保护煤柱、搬迁避让等预防工程，土地平整、挖深垫浅、挖深造塘、道路河流沟渠治理、地裂缝充填等地质安全隐患防治工程，表土剥覆、充填等土地复垦工程以及监测工程在采空塌陷区域的应用尚存在大量问题。结论 研究为优化升级安徽省区域特色性、高效系统性矿山修复标准体系，开展生产矿山生态修复方案编制技术研究提供工作思路。
2024年06期 v.44;No.195 35-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1286K] [下载次数：39 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 蒋忠利;陈晓辉;吕逸杰;张世文;徐鹏峰;蒋琪雅;任雪;葛建华;
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。
2024年06期 v.44;No.195 46-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 1442K] [下载次数：90 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李小龙;陈永胜;张世文;杨金香;郎建;黄智慧;云宇;
目的 为了探究不同放置时间对水样检测精度的影响，并确定最佳的实验分析时间点。方法 根据淮南市凤栖湖采煤沉陷区“漂浮水稻”种植区水环境监测的实际需求，选取了部分具有代表性的采样点，针对在4℃保存条件下的水样，随时间推移分析其各项指标的变化情况。考察的指标包括样品浊度(Tu)、酸碱度(pH)、溶解氧(DO)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH_4-N)以及总磷(TP)含量。结果 结果显示，随着水样放置时间的增加，Tu、pH、DO和COD的数值均呈现出下降趋势。而NH_4-N含量在初期有所上升，但随后随着放置时间的进一步延长，其含量也开始下降。TP含量在短期内基本保持稳定，无明显变化，长时间放置后，其含量同样呈现出下降趋势。研究结果表明，水样的放置时间对上述各项检测指标的稳定性具有显著影响。结论 故应尽可能原位检测水样指标，或24小时内完成检测。这对提高水质检测的准确性、指导水质监测工作、保障水环境安全和人类健康具有重要意义。
2024年06期 v.44;No.195 56-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 1321K] [下载次数：66 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 刘硕;陈晓辉;蔡跃章;胡睿鑫;曹正权;张世文;
目的 生物量是判断作物生长发育的重要指标，为了对生长阶段作物生物量进行快速、准确、无损遥感监测，方法 以采煤沉陷区种植的漂浮水稻为对象，使用无人机获取分蘖期多光谱影像，提取冠层波段反射率，构建反映水稻长势状况的14个植被指数，并分析其与水上部分生物量实测数据相关性，以显著性检验P<0.01的植被指数作为输入量，基于岭回归、随机森林(RF)和BP神经网络(BPNN),建立漂浮水稻生物量估算模型，并通过对比分析，确定最佳估算模型。结果 试验表明，在水稻分蘖期阶段选取的植被指数中转换叶绿素吸收指数(TCARI)和土壤调整植被指数(SAVI)显著性最强且稳定，相关系数分别达到0.663(P<0.01)和0.627(P<0.01)。结论 随机森林模型用于反演水面漂浮水稻分蘖期的生物量最佳，其在水稻分蘖期的验证集R2和RMSE分别为0.765%和4.275%。
2024年06期 v.44;No.195 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1259K] [下载次数：91 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈晓辉;韦可民;刘旭;郑曦晨;介晓泷;吕逸杰;申礼鹏;张世文;
目的 为解决采煤地表沉陷区水体利用困难、耕地功能难以恢复和潜在环境影响不易治理的问题，并进一步探讨漂浮水稻种植技术在采煤沉陷区水面种植可行性和其生态修复中的应用。方法 选取了种养结合模式、纳米膜模式和浮筒模式3种不同的漂浮水稻种植模式，分别对水体的总氮、总磷、溶解氧、重金属含量和化学需氧量等水质指标以及藻类生长状况进行动态监测与对比分析，系统地评估不同种植模式对沉陷区水体水质的影响作用，综合探讨了漂浮水稻种植技术与沉陷区水质关联性及其对生态的影响。结果 结果表明，3种水稻种植模式中种养结合模式在改善水质方面表现最为优越，该模式种植的乐优966水稻品种显著降低了水体中总氮和总磷含量，其中总磷下降31.7%,总氮下降27.0%,并且水稻种植对水体藻类生长未表现出显著影响，不会造成水华现象。结论 漂浮水稻种植技术不仅有效利用了沉陷区的水体资源，还具有水质净化和生态修复的双重效益，为采煤沉陷区水体治理与生态重建提供了一条创新且可行的途径。
2024年06期 v.44;No.195 71-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 1519K] [下载次数：75 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 许成成;孙奥;郭凯旋;张世文;曹鹏鑫;李思清;
目的 通过研究晚水稻在采煤沉陷区的生长期以及该地区25年的气象因子数据，从而找出相应的气象因子对灌溉需水量的影响规律，以便将来更好的利用采煤沉陷区种植晚水稻，并为采煤沉陷区晚水稻种植灌溉需求提供一定参考价值。方法 通过分析2000～2024年间淮南采煤沉陷区地区及其周边26个气象站点的数据，结合Penman-Monteith公式、有效降水量公式等，计算晚水稻的灌溉需水量。结果 实验表明：年均降水量呈现减少的趋势，年均气温和相对湿度呈现出上升的趋势；研究区风速变化相对较为稳定，没有显著的波动。当相对湿度或降水量增加时，灌溉需求会减少；另一方面，潜在的蒸发蒸腾量、平均气温以及风速这些因素的增加时会导致灌溉需求增加。结论 灌溉所需的水量受到多种气象因素的影响，这些因素之间的关系错综复杂。灌溉需水量与相对湿度及降水量呈负相关，与潜在的蒸发蒸腾量、平均气温以及风速呈正相关。其中，潜在的蒸发蒸腾量对灌溉需水量的影响最为显著。在不同的年份里，风速、相对湿度以及辐射等因素也会共同作用于区域内的灌溉需水量。
2024年06期 v.44;No.195 81-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1588K] [下载次数：59 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 汤怀志;夏秋乐;马涛涛;石馨晔;刘锦;刘允佳;陈冲;黄元仿;
目的 为落实国家关于“积极开发各类非传统耕地资源”的战略部署，响应《土地复垦条例》中“复垦土地应优先用于农业”的要求，聚焦井工矿区塌陷、沉降区土地复垦难题，总结矿山塌陷水面漂浮水稻种植技术，探索粮食安全与矿区生态修复的协同发展。方法 通过系统梳理总结矿区漂浮水稻种植的关键技术，包括漂浮板材料选择与设计、栽培基质优化、水稻品种选育及适应性提升等技术，提出了矿山塌陷水体修复与利用的整体技术框架。结果 拓展了矿山塌陷区非传统耕地开发的新路径，总结形成了矿山塌陷水体修复与漂浮水稻种植技术的框架，为保障粮食安全与生态修复协同发展，提出了相关的政策建议，包括研制技术标准、创新机制和完善投融资体系。结论 为推动矿山塌陷水面漂浮水稻种植技术的应用，一是要探索研制矿区漂浮水稻开发利用技术标准，依托现有国家规范，探索制定全流程标准；二是创新非传统耕地补充耕地机制，统筹非传统耕地资源，实现"藏粮于地"与"藏粮于技"结合；三是推动投融资机制和培养专业人才，通过多元化融资吸引社会资本，推动人才队伍建设，为非传统耕地开发提供持续支撑。
2024年06期 v.44;No.195 90-98页 [查看摘要][在线阅读][下载 1297K] [下载次数：73 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 郎建;李小龙;张世文;徐勇;杨金香;陈永胜;黄智慧;
目的 水体富营养化及藻类大面积爆发是当前水环境治理中普遍存在的难题，严重威胁水生态系统的健康与安全。为提升对水体富营养化的监测能力，以淮南市顾桥矿采煤沉陷积水区“漂浮水稻”种植试验区为研究对象，提出一种基于机器学习的快速监测方法，为水体富营养化的监测提供技术支持。方法 通过收集水温、pH值、溶解氧、浊度、电导率和氨氮等水质理化指标数据，构建了支持向量机(SVM)和随机森林(RF)模型，模型训练采用80%的数据用于建模，20%的数据用于测试，同时优化模型的特征选择和参数调整，以提升预测精度和泛化能力，实现快速监测水体富营养化状态。结果 研究结果显示，SVM模型关于水体富营养化指数模拟的训练R和测试R分别为0.76和0.91,与RF模型的0.72和0.69相比，SVM模型在非线性数据处理方面展现出更高的准确性，能够为“漂浮水稻”种植区水体的富营养化监测提供更可靠的技术支持。结论 成功构建了水体富营养化监测模型，其中SVM模型凭借更高的非线性处理能力，为“漂浮水稻”种植区水体的富营养化监测提供了可靠的技术支持。对推动水体富营养化实时预警和精准响应具有重要意义，并为水环境监测与治理提供了新的思路和方法。
2024年06期 v.44;No.195 99-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1663K] [下载次数：145 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ]