2026, Vol. 58
2. 辽宁工程技术大学土木工程学院, 辽宁阜新 123000;
3. 黑龙江龙兴国际资源开发集团有限公司, 哈尔滨 150000
中国作为石墨资源大国，其开采过程产生的大量尾矿引发了多重环境问题。尾矿长期堆存不仅造成土地资源侵占，更导致矿区生态环境破坏和周边土壤退化。近年来，由选矿技术升级导致的尾矿颗粒超细化引起的扬尘问题也日渐突出，对人类健康造成严重威胁[1]。因此，如何科学处置尾矿已成为资源与环境领域亟待突破的重大问题。
在众多处置方案中，尾矿的土壤化利用被广泛认为是一种环境可持续的、绿色的解决方案[2-3]。然而，由于尾矿存在容重大、结构不良、持水容量低及养分匮乏等问题[4-5]，导致其在土壤化利用中面临严峻挑战。虽然土壤改良剂可有效改善上述问题[6]，但单一改良剂改良效果有限，且片面地追求改良效果而盲目地施加易导致土壤理化性质失衡且改良成本增加[7]。因此，研发多元化的复合改良剂以延长改良时效、提高土壤质量并有效降低成本，成为近年来土壤学领域研究的热点。Kang等[8]评估了由生物质炭、聚丙烯酰胺和辣木组成的复合改良剂对砂壤土理化性质的影响，发现生物质炭的高比表面积和孔隙度、聚丙烯酰胺的高分子量以及辣木的羧基(–COOH)基团作用使得土壤团聚体的平均重量直径和保水性显著增加。Feng等[9]通过批量吸附试验和土柱淋溶试验，研究了海藻酸钙–生物质炭复合材料(CA-MRB300)对石灰性土壤养分保持的影响，结果表明，CA-MRB300主要通过表面沉淀和物理吸附作用有效地保留了石灰土中的PO43–和NO3–。在尾矿改良方面，国内外不少学者的研究大多侧重于单一改良剂对尾矿的改良效果[10-13]。易富等[14]和Du等[15]虽然分别研发了物理性状型、持水型复合改良剂，但目前关于研发多功能型复合改良剂以同步改善尾矿物理性状、持水能力与养分供给的研究还较为罕见，同时复合改良剂中各组分对尾矿物理性状、水分、养分的影响程度与协同机制尚不明确，仍需进一步研究。
我国工农业有机/无机固体废弃物的传统处置模式(如露天堆放、焚烧及填埋)加剧了环境污染与资源浪费[16]。而这些有机/无机废弃物的组分和特性赋予其显著的土壤改良潜力。已有研究表明，粉煤灰不仅可通过硅铝胶结作用调控砂质基质渗透性[17]，还能供给植物生长发育必需的铁、锌、铜、钼和硼等元素[18]。膨润土是一种硅酸盐类天然黏土矿物，储量丰富，被誉为“万能黏土”，可凭借层间吸附与离子交换作用优化孔隙结构，增强土壤蓄水性能[19-20]。动物粪肥含有丰富的有机质、氮、磷、钾等营养，可有效地提高土壤养分含量，激活土壤酶活性[21]。秸秆生物质炭作为秸秆高温裂解炭化的产物，可凭借多级孔隙网络重构水分运移路径，大幅提升土壤持水容量，并提升土壤碳封存潜力[22-23]。将这些有机/无机废弃物作为尾矿改良剂使用，既可解决企业处置的难题，又可实现尾矿的土壤化利用，实现“以废治废”的多重目标，实际应用价值较高。
鉴于此，本研究以黑龙江省鸡西市石墨尾矿为研究对象，以粉煤灰、膨润土、牛粪及生物质炭作为改良剂，通过室内培养试验探究复合改良剂对尾矿容重、总孔隙度、水稳性团聚体等理化性质的改良作用及其机制，并在此基础上，通过综合评分法和主成分分析法建立综合评价体系，筛选最优复合改良剂，为尾矿土壤化利用提供理论依据和技术支持，为我国多种固体废弃物的资源化利用提供新思路。
1 材料与方法 1.1 供试材料供试尾矿取自黑龙江省鸡西市某湿排石墨尾矿库，其距离厂区西侧3.5 km，属于山谷型尾矿库，离村庄较远。供试尾矿采集后，均匀平铺于无污染聚乙烯托盘，置于避光通风实验室(温度：25℃±2℃；相对湿度：50%±5%)自然风干7 d至恒重。风干样品经玛瑙研钵研磨后过2 mm尼龙筛，装入防潮铝箔复合密封袋中，标注采样日期及批次，于4 ℃黑暗环境中保存。经测定，供试尾矿砂粒(0.02~2 mm)含量82.59%、粉粒(0.002~0.02 mm)含量15.12%、黏粒(< 0.002 mm)含量2.29%，按国际制土壤质地分类标准，为砂壤土；pH为8.09，属碱性土壤。
供试粉煤灰购自巩义豫联发电有限责任公司，为一级粉煤灰；膨润土购自巩义市恒鑫滤料厂，为钙基膨润土；牛粪取自阜新某养牛场，经完全风干后粉碎至1 mm；玉米秸秆生物质炭是玉米秸秆在风干、粉碎至2 mm后，进入炭化炉在500~600 ℃且少氧的环境下高温裂解炭化而成。将获得的4种改良剂分别装入防潮铝箔复合密封袋中，标注好名称，并于4 ℃黑暗环境中保存。供试材料的基本性质详见表 1。
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表 1 供试材料的基本性质 Table 1 Basic properties of tested materials |
与GB 15618－2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》[24]相比，改良剂中仅粉煤灰Cd含量(0.9 mg/kg)超标，故按照文献[25]的处理方法去除水溶性杂质和酸溶性有毒金属。粉煤灰处理前(Fly ash before，FAB)、处理后(Fly ash after，FAA)的重金属总量详见表 2。由表 2可知，处理后粉煤灰中Cd含量降至0.4 mg/kg，降幅达55.6%，同时其余重金属元素含量亦显著降低，满足生态修复材料的安全性与适用性要求。
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表 2 处理前后粉煤灰的重金属总量 Table 2 Total heavy metals in fly ash before and after treatment |
本研究采用单因素筛选–正交优化的分阶段递进式试验设计。其中，正交优化试验是一种基于均衡分散性与整齐可比性原理的高效试验设计方法，通过部分代表性试验组合的优化选取，可系统解析多因素交互效应并极大地减少试验次数，从而提升试验效率和降低试验成本。
1.2.1 单一改良试验容重和pH是土壤的重要理化性质，是决定尾矿土壤化利用可行性的关键指标。一方面，供试尾矿容重为1.71 g/cm3，与一般的耕作土壤或者林地土壤相比，容重偏大，不利于作物根系的生长和土壤水分的运移[26]。另一方面，供试尾矿pH为8.09，属碱性土壤，极易引起碱害(pH≥9.00)风险[27]。且前期预试验表明，改良剂施用量过高会造成植物根系稳定性不足(容重≤1.10 g/cm3)[28]和土壤碱害。故单一改良试验主要以容重和pH作为衡量指标，进而确定各改良剂适宜施用量。考虑到供试粉煤灰pH较高，故将其掺加量设置为较低水平；生物质炭掺加量按照厂家推荐的施用量(改良碱性土壤时不宜超过10.00%)进行设置。单一改良试验设计如表 3所示。
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表 3 单一改良试验设计 Table 3 Experimental design of single modifiers |
根据单一改良试验结果，并考虑经济效益，选择各改良剂的较低施用量以标准正交表L934进行复合改良试验，且无空白列，不考虑交互作用。试验因素分别为：粉煤灰(A，10、20、30 g/kg)、膨润土(B，20、40、60 g/kg)、牛粪(C，20、40、60 g/kg)、生物质炭(D，25、50、75 g/kg)，以容重、总孔隙度、饱和持水容量、田间持水容量、水稳性团聚体、pH、有机质、CEC、有效磷、速效钾作为评价指标。另设不加任何改良剂的处理作为对照(CK)。复合改良试验设计见表 4。
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表 4 复合改良试验设计 Table 4 Experimental design of composite modifiers |
本研究采用室内模拟培养法开展尾矿改良试验。具体操作流程如下：将5 kg原始石墨尾矿与按表 3、表 4试验设计确定的改良剂进行机械干混，形成均质基质后，按120 g/kg添加蒸馏水实施湿法拌合。该预处理可有效避免装盆过程中基质渗漏对试验系统造成的干扰。所有处理均设置3个平行。采用聚乙烯培养盆(长40.0 cm×宽18.5 cm×高13.0 cm，容积约9.6 L)装载混合基质，在温度恒定(25℃±2℃)的人工气候箱中进行培养。单一改良试验，在培养2周待理化性质稳定[29]后测定所需指标；复合改良试验，在培养3个月后测定所需指标。培养期间，通过称重法动态调控水分条件，每日补充蒸馏水使基质含水量维持在田间持水量的70%[30]，构建干湿交替的水分动态环境以模拟自然土壤条件。
1.3 样品采集与指标测定为避免人为扰动对容重和团聚体测定产生误差，故改良结束后首先采用环刀法和湿筛法测定不同处理尾矿土壤的容重和水稳性团聚体含量。随后，在每个培养盆不同深度采集5个独立样品混合为1个综合样，采样量约为1 kg。所得样品经室内自然风干、均质化处理并过筛，进行其余理化性质的测定。
其中，pH采用电位法(土水质量比1∶2.5)测定[12]；总孔隙度采用计算法测得[31]；持水量采用环刀法测定[32]；有机质含量采用高温外热重铬酸钾氧化–容量法测定[33]；阳离子交换量(CEC)采用三氯化钴六铵–分光光度法测定[34]；有效磷采用碳酸氢钠浸提–钼锑抗分光光度法测定[35]；速效钾采用乙酸铵浸提–电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES，Agilent Technologies 5110)测定[35]。
1.4 数据处理与分析采用Excel 2021录入数据并进行处理；使用SPSS 20.0软件进行数据统计和主成分分析，其中采用单因素方差分析(One-way ANOVA)并结合邓肯(Duncan)法对各处理间的差异显著性(显著性水平为P < 0.05)进行检验；所有图形均采用Origin 2018进行绘制。
针对各指标极差分析所得最优复合改良剂存在差异的情况，本研究基于综合评分法的思想，采用主成分分析法对多源因子进行降维处理，构建互不相关的综合因子体系[36]。通过计算各主成分的特征值、方差贡献率及累积方差贡献率，筛选符合特征值阈值(λ > 1)和累积方差贡献率标准的关键主成分。基于因子载荷矩阵计算主成分得分矩阵，并以方差贡献率与累积方差贡献率的比值为权重构建土壤综合质量指数(Integrated soil quality index，ISQI)评价模型。
土壤ISQI的计算采用指数和法，其计算公式为：
| $ {\text{ISQI}} = \sum\limits_{i = 1}^m {{W_i}{F_i}} $ | (1) |
式中：Fi为第i个主成分得分；ωi为对应的权重系数。
2 结果与分析 2.1 单一改良剂对尾矿pH和容重的影响图 1为单一改良剂对尾矿pH和容重的影响。总体上看，随着改良剂施用量的增加，尾矿pH呈现逐渐升高的趋势，而容重则呈现相反的变化趋势。与不施改良剂的CK处理(pH和容重分别为8.09和1.71 g/cm3)相比，各粉煤灰处理pH显著升高了1.85%~ 6.92%(P < 0.05)，其中，施加20 g/kg与30 g/kg粉煤灰处理无显著性差异；除施加10 g/kg粉煤灰处理容重较CK处理无显著差异外，其余各处理容重显著降低了5.26%~11.70%。对于膨润土，除施加20 g/kg处理pH与CK处理无显著差异外，其余各处理pH显著升高了1.11%~2.35%；各处理容重较CK处理显著降低了3.51%~15.20%。对于牛粪，除施加20 g/kg处理pH与CK处理无显著差异外，其余各处理pH显著升高了1.24%~2.84%，其中，施加20 g/kg与40 g/kg牛粪处理无显著性差异；各牛粪处理容重较CK处理显著降低了5.26%~20.47%。对于生物质炭，各处理pH较CK处理显著升高了1.11%~4.70%，同时容重显著降低了9.36%~34.50%。综上所述，粉煤灰对尾矿pH的提升幅度最大，生物质炭对尾矿容重的降低幅度最大。但为防止发生碱害(pH≥9.00)[27]和出现植物根系稳定性不足[28]，粉煤灰和生物质炭的施用量分别不宜超过30 g/kg和100 g/kg。
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(图中不同小写字母表示同一指标不同处理间差异显著(P < 0.05)；下同) 图 1 单一改良剂对尾矿pH和容重的影响 Fig. 1 Tailings' pH and bulk densities under single modifiers |
由图 2可知，CK处理尾矿容重为1.71 g/cm3，总孔隙度为39.50%。复合改良剂施加后，不同处理尾矿容重较CK处理显著降低了4.68%~26.32%(P < 0.05)，而总孔隙度则显著增加了1.27%~15.44%。其中，T3、T4、T8处理容重分别降至1.26、1.39、1.42 g/cm3，总孔隙度分别增至45.6%、44.26%、43.56%。T2与T5处理、T4与T8处理、T5与T9处理以及T6、T7与T9处理容重均无显著性差异，T1与T6处理总孔隙度也无显著性差异。此外，极差分析表明，复合改良剂组分中对尾矿容重和总孔隙度影响最大的因素均为生物质炭。与单施生物质炭相比，复合改良剂施加后尾矿容重降幅有所减小。
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图 2 复合改良剂对尾矿容重和总孔隙度的影响 Fig. 2 Tailings' bulk densities and total porosities under different composite modifiers |
由图 3可知，CK处理尾矿持水量最低，饱和持水容量、田间持水量分别为325.21、118.57 g/kg。复合改良剂施加后，除T5、T7、T9处理饱和持水量较CK处理无显著差异外，其余各处理饱和持水量显著增加了7.14%~19.22%(P < 0.05)，其中，T4处理饱和持水量(387.73 g/kg)较CK处理提升幅度最大，T1与T3处理、T6与T8处理饱和持水容量均无显著性差异。各处理尾矿田间持水量较CK处理显著增加了22.14%~53.52%，其中，T2处理田间持水量(182.03 g/kg)较CK处理提升幅度最大，T4与T8处理、T5与T9处理、T5与T6处理以及T1、T3、T6与T7处理田间持水量均无显著性差异。此外，极差分析表明，复合改良剂组分中生物质炭对尾矿持水量的影响最大。总体上看，相同改良剂处理下田间持水量的增加幅度整体大于饱和持水量。
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图 3 复合改良剂对尾矿持水量的影响 Fig. 3 Tailings' water holding capacities under different composite modifiers |
由图 4可知，培养3个月后，CK处理尾矿水稳性大团聚体(> 0.25 mm)含量仍不足10%，颗粒之间凝聚力弱，团聚效果差，结构不良。复合改良剂施加后，各处理水稳性大团聚体含量较CK处理显著增加了16.83%~54.95%(P < 0.05)，水稳性微团聚体(< 0.25 mm)含量则呈现相反的降低趋势。就粒级变化而言，各处理 > 2 mm粒级团聚体含量较CK处理显著增加了0.65%~4.13%，0.25~2 mm粒级团聚体含量较CK处理显著增加了15.17%~ 50.82%，0.053~0.25 mm粒级团聚体含量除T2和T6处理较CK处理略微降低(分别降低了0.31% 和0.29%)外，其余处理较CK处理增加了0.31%~3.38%，但差异均未达显著性水平。同时，< 0.053 mm粒级团聚体含量呈现相反的趋势，较CK处理显著降低了17.55%~57.63%。其中，除0.053~0.25 mm粒级团聚体量含量相较CK处理增幅最大发生在T5处理外，其余粒级团聚体均在T3处理增幅或降幅最大，这表明T3处理尾矿颗粒团聚效果最强。此外，极差分析表明，复合改良剂组分中牛粪对尾矿水稳性大团聚体含量的影响最大。
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图 4 复合改良剂对尾矿水稳性团聚体组成的影响 Fig. 4 Tailings' water-stable aggregate compositions under different composite modifiers |
由图 5可知，除T1和T6处理pH较CK处理显著降低了0.16个和0.03个单位外(P < 0.05)，其余处理pH较CK处理均显著升高，其中T7处理尾矿pH(8.60)较CK处理提升幅度最大(升高0.51个单位)。此外，T3、T4与T5处理pH无显著性差异。极差分析表明，复合改良剂组分中各因素对尾矿pH影响的主次顺序为粉煤灰 > 牛粪 > 生物质炭 > 膨润土。总体上看，复合改良剂使得尾矿pH有所升高，但没有超过碱害的限值(pH≥9.00)[27]。
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图 5 复合改良剂对尾矿pH的影响 Fig. 5 Tailings' pH values under different composite modifiers |
由图 6可知，CK处理尾矿有机质、CEC、有效磷、速效钾含量分别为44.2 g/kg、3.41 cmol/kg、4.0 mg/kg、74.0 mg/kg，复合改良剂施加后，不同处理尾矿的肥力均呈现不同程度的提升。与CK处理相比，不同处理有机质含量和CEC分别显著增加了29.19%~112.90%、15.25%~90.03%(P < 0.05)，有效磷和速效钾含量分别提升至CK处理的7.38倍~24.48倍、6.01倍~17.58倍。其中，T7处理对尾矿有机质和有效磷含量提升幅度最大，T5处理对CEC提升幅度最大，T3处理对速效钾含量提升幅度最大。此外，T3与T7处理、T6与T8处理、T4与T9处理有机质含量均无显著性差异；T1与T4处理、T7、T8与T9处理CEC均无显著性差异。极差分析表明，复合改良剂组分中牛粪对尾矿有机质、CEC和有效磷的影响最为显著，而生物质炭对尾矿速效钾的影响最为显著，牛粪次之。
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图 6 复合改良剂对尾矿养分指标的影响 Fig. 6 Tailings' nutrient indicators under different composite modifiers |
根据特征值大于1的原则，筛选出两个主成分Q1和Q2，其特征值分别为5.89和1.81，累积贡献率达77.05%，表明这两个主成分能在较大程度上代表不同复合改良剂的综合改良效果。主成分得分F1、F2的表达式分别见式(2)和式(3)，综合得分计算公式见式(4)，不同处理的综合得分见表 5。
| $ \begin{aligned} F_1= & 0.250 X_1-0.378 X_2+0.303 X_3+ \\ & 0.352 X_4+0.176 X_5+0.265 X_6+ \\ & 0.335 X_7+0.295 X_8+0349 X_9+ \\ & 0.395 X_{10} \end{aligned} $ | (2) |
| $ \begin{aligned} F_{2}= & 0.323 X_{1}+0.143 X_{2}-0.329 X_{3}- \\ & 0.026 X_{4}-0.591 X_{5}-0.336 X_{6}+ \\ & 0.305 X_{7}+0.279 X_{8}+0.356 X_{9}- \\ & 0.085 X_{10} \end{aligned} $ | (3) |
| $ \mathrm{ISQI}=0.765 F_{1}+0.235 F_{2} $ | (4) |
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表 5 不同处理尾矿土壤的综合得分 Table 5 Tailings' combined scores under different treatments |
由表 5可知，CK处理综合得分显著低于其他处理，这表明其可能同时存在结构不良、肥力不足、持水能力差等问题，不利于尾矿土壤化利用。而添加复合改良剂后，各处理综合得分均出现提升，其中T3处理综合得分2.98，排名第一，综合改良效果最佳。
表 6为各改良处理综合得分极差分析表。可以看出，复合改良剂组分对尾矿综合得分影响的主次顺序为牛粪 > 生物质炭 > 膨润土 > 粉煤灰，粉煤灰30 g/kg+膨润土60 g/kg+牛粪60 g/kg+生物质炭75 g/kg为本研究中尾矿土壤化利用最优复合改良剂。
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表 6 极差分析结果 Table 6 Results of extreme variance analysis |
土壤pH、容重和孔隙度是评价土壤质量的重要指标。本研究中，单一改良试验结果表明，单施粉煤灰、膨润土、牛粪和生物质炭对尾矿pH有显著的提升效果，而对尾矿容重有显著的降低效果，并且随着施用量的增加，pH提升效果和容重降低效果逐渐增强。其中，粉煤灰因其自身pH最高(表 1)，在水环境下会释放出碱性离子[37]，从而使尾矿pH提升幅度最大。生物质炭对容重的改良效果因土壤类型、生物质炭种类及施加量不同而存在明显差异。Sheng等[38]试验发现，施加45 g/kg苹果树枝生物质炭的人造土壤容重从1.34 g/cm3降低至1.18 g/cm3，改良效果并不显著。而本研究结果表明，施加50 g/kg玉米秸秆生物质炭即可将尾矿容重从1.71 g/cm3降低至1.36 g/cm3，改良效果显著。复合改良试验结果表明，不同的复合改良剂均显著降低了尾矿容重，增加了尾矿总孔隙度，且生物质炭对尾矿容重和总孔隙度的影响最大。究其原因，一方面，在500~600 ℃限氧热解工艺下制备的玉米秸秆生物质炭结构蓬松，比表面积可达13.90~60.50 m2/g，孔隙容积可达0.01~0.06 cm3/g，–OH、–C–H等表面官能团较多[22-39]，其多孔特性已被广泛证实可降低土壤容重、增加总孔隙度[40-41]。另一方面，供试生物质炭主要粒径区间(0.25~0.50 mm质量占比达60.88%，表 1)相对较大，施加后可以有效充当土体骨架，与尾矿物理混合后可通过分散作用机械性地改变细颗粒间的紧密排列方式，改善尾矿的孔隙特性，从而导致尾矿容重降低、总孔隙度增加。
田间持水量是衡量土壤保水性能的重要指标。本研究结果表明，复合改良剂施加后，尾矿的田间持水量较对照显著提升了22.14%~53.52%(P < 0.05)，这可能源于物理结构优化与有机质亲水效应的协同作用。一方面，改良剂组分中的粉煤灰可通过颗粒填充和矿物水化反应[42]增加基质比表面积，膨润土可在尾矿颗粒表面形成物理结皮[43]，生物质炭可凭借高度发达的多孔结构(特别是丰富的微孔)提供巨大的比表面积和孔隙容积，这些性能能够通过增强毛细作用和表面吸附有效持留大量水分[44]。此外，生物质炭表面富含的含氧官能团(如–OH、–COOH等)具有强亲水性，能够通过氢键作用吸附水分子[45]，进一步增强尾矿基质的持水能力。另一方面，复合改良剂组分本身携带大量的有机质和养分(表 1)，其添加直接提升了尾矿的总有机质含量，有机质的主要成分腐殖质表面交联的–OH、–COOH等亲水基团通过氢键结合水分子[46]，而其三维网状结构则限制自由水的流动[47]，这种“吸水–保水”双重机制有助于水分的保留和缓慢释放，从而显著提升了尾矿的保水性能。
土壤团聚体是土壤结构的基本单元，其稳定性是土壤结构和功能的重要影响因素[48-49]。本研究发现，复合改良剂显著促进了尾矿水稳性团聚体的形成(> 0.25 mm团聚体占比较对照处理显著增加了16.83%~54.95%)，这与刘新梅等[50]的试验结果相一致。究其原因，其机制可归结为有机胶结、离子键合与磷酸盐沉淀的协同作用。其一，腐殖质中的–OH、–COOH等官能团通过化学键合[51](如与铁/铝氧化物形成配位键)胶结尾矿颗粒，促使微团聚体(< 0.053 mm)向大团聚体(> 0.25 mm)转化；其二，钙基膨润土中的Ca2+通过置换尾矿中的Na+，降低颗粒间排斥力，促进颗粒絮凝[52-53]；其三，牛粪中的可溶性磷酸盐(如CaHPO4)与尾矿中的游离Fe3+/Al3+反应生成磷酸盐沉淀[54]，进一步胶结颗粒。
不同的复合改良剂对土壤化学性质的影响存在显著差异。本研究中，复合改良剂施加后，尾矿基质的养分含量均显著提升(图 6)，与鲁晨妮等[55]研究结果一致，其发现生物质炭配施牛粪显著增加土壤有机质、全氮、有效磷含量等。不同的是，后者试验处理显著降低了土壤速效钾含量，而本研究复合改良剂施加均显著提高了速效钾含量，这对喜钾作物(如马铃薯和水稻)更加有利。
在土壤系统中，各理化性质通过复杂的非线性相互作用达到动态平衡。本研究主要揭示了复合改良剂对尾矿理化性质的短期调控效应，改良时间有限，且关于微生物、酶活性等方面还未涉及，今后应在此研究基础上开展进一步的研究和分析，以实现“尾矿变土”的最终目标。
4 结论1) 单施粉煤灰、膨润土、牛粪和秸秆生物质炭提高了尾矿pH，并降低了尾矿容重，且影响程度均随着施用量的增加而增强。4种改良剂中，粉煤灰对尾矿pH提升效果最为显著，生物质炭对尾矿容重降低效果最为显著，为避免诱发次生盐碱化风险或削弱颗粒间胶结强度，应用时要遵循适度原则。
2) 复合改良剂的不同组分对尾矿各理化指标的影响程度不同。粉煤灰对尾矿pH的影响最大，生物质炭对容重、总孔隙度、持水量、速效钾的影响最大，牛粪对水稳性团聚体、有机质、CEC和有效磷的影响最大。综合评价表明，粉煤灰30 g/kg+膨润土60 g/kg+牛粪60 g/kg+生物质炭75 g/kg为石墨尾矿土壤化利用最优复合改良剂。
3) 复合改良剂在尾矿中不仅发生了颗粒与结构填充等机械改良，还发生了复杂的化学反应。复合改良剂的施加不仅提升了尾矿土壤的有机质、有效磷和速效钾等养分水平，还对尾矿的容重、总孔隙度、水稳性团聚体等物理性状的改善起到了积极的作用。
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2. College of Civil Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin, Liaoning 123000, China;
3. Heilongjiang Longxing International Resource Development Group Co., Ltd., Harbin 150000, China