礦區(qū)污染場(chǎng)地尾礦基質(zhì)改良和能源植物穩(wěn)定化修復(fù).pdf

1、礦山開(kāi)采和冶煉帶來(lái)了大量的尾礦，占用土地資源，容易引起周邊環(huán)境的污染。植物穩(wěn)定修復(fù)與植被恢復(fù)能夠?qū)崿F(xiàn)多種目的，如穩(wěn)定尾礦、控制污染、美化環(huán)境；而在尾礦上種植非食用的能源植物更能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，將成為一種新興的尾礦復(fù)墾趨勢(shì)。五節(jié)芒、荻等有發(fā)達(dá)的根系，生物量大，芒草在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家常被人們稱(chēng)作“生物燃料”。本研究以安徽銅陵獅子山銅礦楊山?jīng)_尾礦庫(kù)為修復(fù)試驗(yàn)基地，探索利用廄肥牛糞、石灰、凹凸棒石(又名坡縷石或坡縷縞石)、膨潤(rùn)土、沸石、磷礦粉作為改良

2、劑進(jìn)行尾礦基質(zhì)性質(zhì)改良，利用能源植物穩(wěn)定修復(fù)尾礦。在對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，選擇具有代表性的尾砂樣品，通過(guò)大麥根伸長(zhǎng)毒性試驗(yàn)和中性鹽溶態(tài)重金屬(0.1M硝酸鈉提取態(tài))化學(xué)提取，分析尾礦對(duì)植物生長(zhǎng)的限制因子，并有針對(duì)性的篩選基質(zhì)改良劑。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行大田能源植物種植示范，并取得了以下結(jié)果： ⑴對(duì)場(chǎng)地的調(diào)查分析表明，尾砂的酸化主要發(fā)生在表層0～20cm，尾砂pH值2.65～9.02，稀硝酸(0.43mol/L)提取態(tài)Cu、Z

3、n、Pb、Cd、As含量最高分別為878、1502、216、12.9、1620mg/kg，最低分別為13.4、18.7、5.20、0.90、2.20mg/kg；硝酸鈉(稀鹽)提取態(tài)Cu、Zn、Pb、Cd含量最高分別為106、281、0.274、1.49mg/kg，最低則低于檢出限?；匚采叭葜刈罡?.88g/cm3，最低1.04g/cm3，尾砂物理結(jié)構(gòu)較差(過(guò)于松散或板結(jié))，不利于保水保肥。 ⑵通過(guò)大麥根伸長(zhǎng)毒性響應(yīng)試驗(yàn)，評(píng)價(jià)廄

4、肥、石灰、凹凸棒石、膨潤(rùn)土、沸石、磷礦粉改良劑的效果。結(jié)果表明在酸性尾砂上施用Ca(OH)2顯著提高了尾砂的pH：同時(shí)，施加Ca(OH)2顯著降低了重金屬溶解性，施加量高于0.9％時(shí)，大部分重金屬的硝酸鈉(稀鹽)提取態(tài)含量低于檢出限。但是，隨著石灰施加量的增加，尾砂pH持續(xù)升高，磷酸二氫銨提取態(tài)砷(專(zhuān)性酸溶態(tài)砷，本實(shí)驗(yàn)中與大麥根長(zhǎng)相關(guān)性較好)的含量顯著增加，大麥根長(zhǎng)也表現(xiàn)出先增長(zhǎng)后縮短到趨勢(shì)。在施加石灰的基礎(chǔ)上，施加凹凸棒石、膨潤(rùn)土、沸

5、石、磷礦粉對(duì)尾砂無(wú)明顯的改良效果，但磷礦粉可作為長(zhǎng)效磷肥使用。大田試驗(yàn)改良劑的施加量確定為：牛糞128kg/hm2，石灰210kg/hm2(1％W/W)，磷礦粉27 kg/hm2(0.1％W/W)。 ⑶2008年5月7日進(jìn)行了大田試驗(yàn)。施加改良劑后基地表層尾砂重金屬有效性降低，重金屬穩(wěn)定化效果顯著。熟石灰提高了酸化區(qū)域尾砂pH值，在酸化區(qū)域施加磷礦粉則導(dǎo)致部分小區(qū)重金屬有效性升高。 ⑷能源植物長(zhǎng)勢(shì)總體表現(xiàn)為荻優(yōu)于其它供試

6、植物(荻成活率達(dá)99.3％)，蘆葦、五節(jié)芒次之，蘆竹適應(yīng)狀況最差。熟石灰能夠顯著改善酸化尾砂場(chǎng)地植物的生長(zhǎng)環(huán)境，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。在堿性尾砂中施加磷礦粉抑制了能源植物的生長(zhǎng)，而酸性尾砂中則能夠顯著促進(jìn)能源植物生長(zhǎng)。 ⑸示范基地尾砂基質(zhì)改良及能源植物復(fù)墾完成后，基地植物生長(zhǎng)環(huán)境得到顯著改善，大量野生植物侵入基地，開(kāi)始定居。入侵野生植物包括禾本科、菊科、蓼科、大戟科、薔薇科、莎草科、豆科、茄科、十字花科等17個(gè)科類(lèi)近40種植物，其中以狗