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隨著煤炭資源的開(kāi)采和利用，煤矸石作為煤炭開(kāi)采和洗選過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢棄物，其處理和利用問(wèn)題日益凸顯。傳統(tǒng)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(duì)環(huán)境造成污染，因此對(duì)煤矸石的資源化利用已成為研究熱點(diǎn)。
一、為什么研究煤矸石土壤化利用？
近年來(lái)，我國(guó)針對(duì)煤炭開(kāi)采過(guò)程中造成的土地挖損、塌陷和壓占，以及耕地?fù)p失和生態(tài)環(huán)境惡化等礦區(qū)生態(tài)問(wèn)題實(shí)施了大量的土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)工程，盡管這些工程在很大程度上改善了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，但由于缺乏土壤資源或所使用的土壤質(zhì)量不佳，許多項(xiàng)目的效果并不理想。土壤作為生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是礦山生態(tài)修復(fù)成敗的關(guān)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(tài)修復(fù)的重要任務(wù)。
煤矸石經(jīng)歷風(fēng)化后具備特定的基本物理性質(zhì)，且其有機(jī)物含量占有的份額相對(duì)較高，是天然的有機(jī)礦藏資源。將煤矸石進(jìn)行土壤化利用可以改良土壤土質(zhì)，增加土壤肥力，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，不僅可以緩解目前的缺土問(wèn)題，也可以更好地實(shí)現(xiàn)煤矸石的大規(guī)模利用。
二、煤矸石在土壤改良中的應(yīng)用
1、提供養(yǎng)分：煤矸石經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚砗突罨?，其中的礦物質(zhì)元素如硅、鋁、鐵等可以被釋放出來(lái)，為土壤提供豐富的養(yǎng)分。這些元素對(duì)植物生長(zhǎng)至關(guān)重要，有助于提高土壤的肥力。
2、改善土壤結(jié)構(gòu)：煤矸石中的某些成分可以與土壤中的其他成分發(fā)生反應(yīng)，形成穩(wěn)定的土壤結(jié)構(gòu)。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(fā)，從而改善土壤的整體質(zhì)量。
3、作為生物肥料的載體：煤矸石中不僅含有有機(jī)質(zhì)，還含有多種中微量元素，可以作為生物肥料的載體。通過(guò)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(shí)也能夠合理利用這一煤炭產(chǎn)業(yè)的廢棄資源。
為了進(jìn)一步了解煤矸石土壤改良的效果，可以采用低場(chǎng)核磁技術(shù)進(jìn)行研究。低場(chǎng)核磁技術(shù)作為一種非侵入性的檢測(cè)方法，可以有效表征土壤的微觀(guān)結(jié)果，土壤中水分的遷移情況、滲透機(jī)理、水分子動(dòng)力學(xué)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(yīng)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
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