煤矸石土壤化利用與土壤改良

隨著煤炭資源的開采和利用，煤矸石作為煤炭開采和洗選過程中產生的固體廢棄物，其處理和利用問題日益凸顯。傳統的煤矸石處理方式如堆放和填埋，不僅占用了大量土地，還可能對環境造成污染，因此對煤矸石的資源化利用已成為研究熱點。

一、為什么研究煤矸石土壤化利用？

近年來，我國針對煤炭開采過程中造成的土地挖損、塌陷和壓占，以及耕地損失和生態環境惡化等礦區生態問題實施了大量的土地復墾與生態修復工程，盡管這些工程在很大程度上改善了礦區的生態環境，但由于缺乏土壤資源或所使用的土壤質量不佳，許多項目的效果并不理想。土壤作為生態系統的基礎，是礦山生態修復成敗的關鍵，但是土壤的形成受多種因素的影響，因此快速成土成為礦山生態修復的重要任務。

煤矸石經歷風化后具備特定的基本物理性質，且其有機物含量占有的份額相對較高，是天然的有機礦藏資源。將煤矸石進行土壤化利用可以改良土壤土質，增加土壤肥力，促進植物生長，不僅可以緩解目前的缺土問題，也可以更好地實現煤矸石的大規模利用。

二、煤矸石在土壤改良中的應用

1、提供養分：煤矸石經過適當的處理和活化后，其中的礦物質元素如硅、鋁、鐵等可以被釋放出來，為土壤提供豐富的養分。這些元素對植物生長至關重要，有助于提高土壤的肥力。

2、改善土壤結構：煤矸石中的某些成分可以與土壤中的其他成分發生反應，形成穩定的土壤結構。這有助于增加土壤的保水保肥能力，提高土壤的滲透性，減少土壤水分蒸發，從而改善土壤的整體質量。

3、作為生物肥料的載體：煤矸石中不僅含有有機質，還含有多種中微量元素，可以作為生物肥料的載體。通過添加適量的煤矸石，可以豐富生物肥料的功能，提高肥料的效果，同時也能夠合理利用這一煤炭產業的廢棄資源。

為了進一步了解煤矸石土壤改良的效果，可以采用低場核磁技術進行研究。低場核磁技術作為一種非侵入性的檢測方法，可以有效表征土壤的微觀結果，土壤中水分的遷移情況、滲透機理、水分子動力學等，為土壤性能分析，如土壤的孔隙分布、土壤的污染研究等提供支撐。

應用案例：土壤孔徑分布

土壤T₂ 分布圖以及土壤的孔徑分布直方圖