CN103797922A - 一种恢复有色金属矿山酸性废弃物堆场植被的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明针对有色金属矿山酸性废弃物堆场因污染物含量高、酸性大而裸露贫瘠的现象，通过以下措施来恢复该区域的植被：（1）将表面的废弃物与生石灰和炉渣混合均匀，养护2-3周；（2）铺洒一层污水处理厂的污泥或者江河、湖泊和水库清淤产生的底泥，然后再铺一层生石灰，养护4-5周；（3）利用特定矿区的自然先锋优势植物物种，通过自然修复的手段来达到矿山植被恢复的目的。本发明具有操作简便、成本低廉、废物再利用的优点。
Description
技术领域
本发明属于环境修复中的生态修复领域，具体涉及一种利用污泥或者底泥，加上生石灰和炉渣，并利用矿区先锋优势植物来恢复矿山废弃物堆放区植被的方法。
背景技术
矿山开采自古以来就是社会经济发展的重要活动之一，它不仅为经济建设提供了各种各样的宝贵原材料，比如说有色金属、矿物等，而且还是在我国现有能源体系中占有重要地位的煤的来源。但是，矿山开采同时也为我们带来了数量庞大的固体和液体废弃物，统称为“矿山废弃物”。这些矿山废弃物因为数量之多、污染之重而成为当今一股最大的污染流，经常因为重金属含量过高、酸性太大（尤其是有色金属矿山）等原因而寸草不生。这些废物因为不具有开发价值而被废弃，经常是裸露堆积在一起，具有很大的环境隐患。国内外因为矿区溃堤渗漏而造成的重大环境污染事件屡见不鲜：1998年西班牙南部的Aznalcollar硫铁矿的尾矿坝溃堤，致使下游5500万平方米区域内的土壤都不同程度的受到了重金属污染；2010年我国福建省龙岩市上杭县紫金矿业紫金山铜矿湿法厂发生铜酸水渗漏事故，有9100立方米的矿山污水排入汀江，造成部分水域严重污染。
有色金属矿山废弃物因为在选矿过程中经过了多种物理和化学的处理工艺而常常表现为细小颗粒，这些颗粒往往含有高浓度的砷、铅、镉、铬、氰化物等污染物。在自然环境中，这些细小颗粒往往在风、水等作用下而迁移，对周围环境和居民身体健康带来风险。因此，在矿区废弃物堆场上恢复植被不仅能降低矿区污染物的迁移性和风险性，而且是土地复垦的基础和成败的关键。
本发明针对有色金属矿山酸性废弃物堆场的植被恢复问题，通过自然修复的手段来达到矿山植被恢复的目的。
发明内容
本发明的目的是在于利用污水处理厂的污泥或者江河、湖泊和水库清淤产生的底泥，加上生石灰和炉渣，再利用特定矿区的自然先锋优势植物物种，通过自然修复的手段来达到矿山植被恢复的目的。
一种恢复有色金属矿山酸性废弃物堆场植被的方法，包含以下步骤：
（1）将裸露的矿区废弃物堆场上表面10-20cm的废弃物挖掘出，并与一定量的生石灰、炉渣混合，搅拌均匀后回填至原位，养护2-3周；
（2）在已回填的混合物上铺洒一层4-6cm厚的污泥或底泥中的一种，然后再铺一层1-2cm厚的生石灰，养护4-5周；
（3）利用特定矿区的自然先锋优势植物物种，通过自然修复的手段来达到矿山植被恢复的目的。
其中，步骤（1）、（2）中的生石灰为纯度90%，且过100目筛的氧化钙；步骤（1）中生石灰使用量为300-350公斤/亩；氧化钙既有调节废弃物酸碱度的作用，同时也能起到除臭、杀病原菌和脱水的作用。
步骤（1）炉渣为火力发电厂或者金属冶炼厂的煤在锅炉燃烧室中完全燃烧后产生的熔融物，主要成分为二氧化硅（SiO2），其含量在65%-80%之间，需要破碎后过20目筛。炉渣在本发明中的使用量为400-500公斤/亩，它兼具改良废弃物质地（增强其孔隙率和通气性）和钝化废弃物中重金属的双重功效。
步骤（2）中的污泥为污水处理厂的污泥，其含水率不超过40%；底泥为江河、湖泊或水库的清淤底泥，其含水率不超过40%。因为污泥和底泥都含有较高的氮磷钾，所以是可以再利用的高效有机肥。为方便运输，污泥和底泥在铺洒前需要进行脱水至含水率在40%以下。
上述步骤（2）中所用污泥或底泥的含水率超过40%的，需要采用机械压滤的方法进行脱水，将含水率降至40%以下，以达到本发明所需的条件。
步骤（3）中的特定矿区的自然先锋优势植物物种是指铜矿附近的海州香薷（Elsholtzia hai-chowensis）、铅锌矿附近的香根草(Vetiveria zizanioides)或锰矿附近的商陆（PhytolaccaacinosaRoxb.）中的至少一种，其他矿区的自然先锋优势植物物种需要就地甄选，就地取种，就地播撒。
本发明充分利用污水处理厂的污泥或者江河、湖泊和水库的清淤底泥，以及矿区先锋优势植物物种，通过自然修复的手段来达到恢复矿山植被的目的。
采用本发明的技术方案的有益效果是：
1）充分利用炉渣、污泥和底泥，变废为宝，有效降低修复成本。这些原材料对于其生产者来说是待处理的废物，但是对于恢复矿山废弃物堆场的植被是极有价值的材料，不仅对重金属有稳定固化的作用，而且可以改善矿区土壤结构、增加有机质含量，为其提供必要的生长条件。
2）充分利用矿区附近的先锋优势植物物种，就地取材。先锋优势植物能够适应矿区恶劣的生长环境，往往对重金属具有超强的耐性（成活率一般超过70%）和富集性（比如说商陆对重金属锰的吸收最高可以达到5000mg/kg植物干重）。
3）本发明立足于自然修复的理念，不仅植被覆盖率可以达到90%左右，而且节能环保，无二次污染。
4）本发明涉及的方法操作简单，施工方便。
具体实施例
下面结合实施实例具体说明本发明，但所述实施例不用来限制本发明范围。
实施例1：
在湖北大冶铜矿的废弃物堆放池选取1亩区域，剥离表层10cm的废弃物后，将其与400公斤的炉渣和300公斤的生石灰混合，并搅拌均匀后回填。养护3周后，铺洒一层6cm厚的附近水库清淤底泥，并铺一层1cm厚的生石灰。养护4周后，撒播大量就地获取的海州香薷的种籽。三个月后，海州香薷种籽成活率为70.3%，该地块的植被恢复率为87.9%。
实施例2：
在湖南桃林铅锌矿的废弃物堆放池选取1亩区域，剥离表层15cm的废弃物后，将其与450公斤的炉渣和330公斤的生石灰混合，并搅拌均匀后回填。养护3周后，铺洒一层4cm厚的附近市政污水处理厂的脱水污泥，并铺一层1.5cm厚的生石灰。养护4周后，撒播大量就地获取的香根草的种籽。三个月后，香根草种籽成活率为73.4%，该地块的植被恢复率为92.1%。
实施例3：
在湖南湘潭锰矿的废弃物堆放池选取1亩区域，剥离表层20cm的废弃物后，将其与500公斤的炉渣和350公斤的生石灰混合，并搅拌均匀后回填。养护3周后，铺洒一层6cm厚的附近市政污水处理厂的脱水污泥，并铺一层2cm厚的生石灰。养护4周后，撒播大量就地获取的商陆的种籽。三个月后，商陆种籽成活率为68.45%，该地块的植被恢复率为86.7%。
Claims (5)
1.一种恢复有色金属矿山酸性废弃物堆场植被的方法，其特征在于，所述的恢复植被的方法包含以下步骤：
（1）将裸露的矿区废弃物堆场上表面10-20cm的废弃物挖掘出，并与一定量的生石灰、炉渣混合，搅拌均匀后回填至原位，养护2-3周；
（2）在已回填的混合物上铺洒一层4-6cm厚的污泥或底泥中的一种，然后再铺一层1-2cm厚的生石灰，养护4-5周；
（3）利用特定矿区的自然先锋优势植物物种，通过自然修复的手段来达到矿山植被恢复的目的。
2.根据权利要求1所述的一种恢复有色金属矿山酸性废弃物堆场植被的方法，其特征在于：所述步骤（1）、（2）中的生石灰为纯度90%，且过100目筛的氧化钙；步骤（1）中生石灰使用量为300-350公斤/亩。
3.根据权利要求1所述的一种恢复有色金属矿山酸性废弃物堆场植被的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的炉渣为煤在锅炉燃烧室中完全燃烧后产生的熔融物，主要成分为纯度在65-80%，且过20目筛的二氧化硅；炉渣用量为400-500公斤/亩。
4.根据权利要求1所述的一种恢复有色金属矿山酸性废弃物堆场植被的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的污泥为污水处理厂的污泥，其含水率不超过40%；
根据权利要求1所述的一种恢复有色金属矿山酸性废弃物堆场植被的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的底泥为江河、湖泊或水库的清淤底泥，其含水率不超过40%。
5.根据权利要求1所述的一种恢复有色金属矿山酸性废弃物堆场植被的方法，其特征在于：所述步骤（3）中的特定矿区的自然先锋优势植物物种是指铜矿附近的海州香薷、铅锌矿附近的香根草或锰矿附近的商陆中至少一种。
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