【摘 要】
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土壤微团聚体作为土壤的结构基础,其结构与稳定性在很大程度上影响着土壤结构的强度。尾矿库土壤的稳定性受到各方面因素的影响,而通过研究土壤中的微团聚体,可以更加合理的反映出土壤整体稳定情况。重金属化合物对土壤的团聚过程具有促进作用,在尾矿库土壤中尤为明显。本研究以云南省个旧市云锡公司卡房尾矿库土壤微团聚体和重金属化合物(As_2O_3、Co_3O_4、Cr_2O_3、CuO、Ni O、ZnO)为试验对
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土壤微团聚体作为土壤的结构基础,其结构与稳定性在很大程度上影响着土壤结构的强度。尾矿库土壤的稳定性受到各方面因素的影响,而通过研究土壤中的微团聚体,可以更加合理的反映出土壤整体稳定情况。重金属化合物对土壤的团聚过程具有促进作用,在尾矿库土壤中尤为明显。本研究以云南省个旧市云锡公司卡房尾矿库土壤微团聚体和重金属化合物(As2O3、Co3O4、Cr2O3、CuO、Ni O、ZnO)为试验对象,布设钻井采样点,采集并测定土壤的各项理化性质,通过沉降试验测定土壤水稳性微团聚体分布特征,通过室内压缩试验测定土壤微团聚体的结构性,主要研究重金属化合物对土壤微团聚体结构与稳定性的影响。研究取得了以下重要结论:(1)研究区域土壤砂粒含量为44.82%,粉粒含量为49.8%,黏粒为5.38%,土壤质地为粉壤土,土壤中有机质含量仅为0.14 g·kg-1。土壤重金属化合物含量变异系数最高是CuO,为0.661,最低是Co3O4,为0.502,均呈现中等变异性。(2)6种重金属化合物含量在不同土层深度内的半方差函数模型以高斯模型为主,重金属化合物的空间异质性与总变异程度较低,呈现较强的空间依赖性。重金属化合物在各土层深度内的含量分布有着较大差异,As2O3与Ni O在尾矿库中含量逐层降低;CuO与ZnO的含量在尾矿库中随着深度增加,先减后增;Co3O4与Cr2O3的含量在尾矿库上层土壤中呈现相对均匀分布,然后在下层增加的分布趋势。(3)研究区域土壤微团聚体含量为96.74%。[0,5]m土层水稳性微团聚体平均重量直径MWD和几何平均直径GMD约为(5,15]m土层的2.1倍,土壤微团聚体分形维数D在各土层深度内分布不均匀,在(5,8]m土层最大,在(2,5]m土层最小。(4)通过扫描电镜技术能够观测到[0,5]m土层微团聚体形貌特征呈现致密结构,(5,15]m土层微团聚体形貌特征呈现多孔隙结构。根据压缩试验绘制的结构性参数曲线呈现两种规律,[0,5]m土层的土壤微团聚体的曲线整体呈现下降趋势,下降速度先快后慢;(5,15]m土层的曲线在加载初期曲线上升出现峰值后回落,整体变化较为平缓。上层土壤的微团聚体结构强度强于下层土壤的微团聚体结构强度。(5)研究区域土壤中主要影响微团聚体结构与稳定性的重金属化合物为CuO与ZnO,在[0,8]m土层内CuO对土壤微团聚体结构与稳定性的贡献水平为ZnO的2倍,在(8,15]m土层内两者对土壤微团聚体结构与稳定性的贡献水平相同。综上所述,土壤中CuO和ZnO的含量会对微团聚体结构与稳定性造成影响,其中CuO对土壤微团聚体结构与稳定性的贡献水平最高。研究结果对进一步探究重金属化合物对于尾矿库土壤整体稳定性的影响具有重要意义。
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