煤矸石基多孔材料对黄河流域矿区复垦土壤溶质运移的影响

来源：环境工程技术学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：宋慧平, 柴春镜, 杨永刚, 冯政君, 魏健, 程芳琴

摘要：为解决单独利用煤矸石作为矿区复垦土壤存在的孔隙度低、保肥性差等问题，研究了煤矸石基多孔材料对煤矸石粉中Cl−和K+运移的影响，揭示了多孔材料对煤矸石孔隙分布和溶质运移的影响规律，并使用对流-弥散方程（CDE）对K+和Cl−的穿透曲线（BTCs）进行拟合，求其运移参数。向煤矸石粉中添加0%、10%、20%、25%、30% 5种不同含量的多孔材料，通过静态批试验和垂直土柱易混置换试验，获得Cl−作为惰性非吸附示踪剂和K+作为吸附示踪剂的穿透曲线。静态批试验结果表明添加多孔材料使K+分配系数（Kd）提高19.40%~45.97%。通过垂直土柱易混置换试验可知，掺入10%~25%的多孔材料，可以通过降低饱和导水率（Ks）延缓Cl−的运移速率，通过降低Ks、提高吸附能力延缓K+的穿透时间。施用25%多孔材料能够使出流液中的Cl−浓度降低0.34%~47.64%、K+浓度降低11.86%~92.43%。CDE模型可以较好地描述Cl−和K+的穿透曲线。煤矸石和多孔材料以7.5∶2.5（体积比）混合的复配模式，可以有效减少溶质运移。

关键词：煤矸石, 复垦土壤, 多孔材料, 溶质运移, 穿透曲线, CDE模型