CN105123013A - 黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法，步骤如下：①用木屑、草粉、橘皮制作基质；②接种光合细菌球形红细菌；③将接种细菌的基质填充到可降解纸袋内，将菌草幼苗移植到基质内；④将黄金尾矿库表面进行平整处理，铺设种植土层；⑤将生长有菌草幼苗及细菌的纸袋斜插入种植土层中。本发明利用光合细菌球形红细菌与菌草相结合，细菌基质为菌草提供初期生长所需的营养与环境，后期光合细菌球形红细菌将部分有毒重金属转化成无毒重金属，将部分的重金属固定在菌草根部；菌草茎叶部分对重金属吸收量很小，仍具有很高的经济价值。黄金尾矿库表面被菌草形成的植被覆盖，优化生态环境，同时固定重金属，防止风化转移给周围环境造成危害。

Description

黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法

技术领域

本发明涉及一种尾矿库被污染土壤的修复方法，具体是一种利用菌草对黄金尾矿库进行表面净化及生态修复的方法。

背景技术

我国有80%以上的工业原料和能源取自于矿产资源，可是矿产资源是一种不可再生的自然资源。为了提高矿产资源的利用率，也为了保护人类赖以生存的生态环境，人们越来越重视黄金尾矿的综合利用及治理问题。当前，黄金尾矿治理常用的方法有以下几种：①填充法：在矿井利用结束之后，把尾矿回填到矿井内。井下回填一般根据矿山开采规划和工艺设计，采出的废石、选矿产生的尾矿和冶炼产生的废渣不经地表堆存，直接由专用运输线运至井下进行回填。这一方法要求矿山开采之初就设计好废石回填方式，并结合到矿山的开采、选矿和冶炼工艺之中，投入较高。②固结法：通过水泥、沥青等将尾矿固定密封起来，暂时性的不对环境造成危害，但是不易恢复生态绿化。③复垦法：将尾矿深埋，然后在上边种树，种草，建造房屋。该法不仅投资大，而且浪费大量土壤资源，尾矿上种植的蔬菜或果树经检含有不同程度残毒，建造的房屋也不宜居住。④尾矿库法：我国大多数尾矿多采用此法处理，尾矿库是指筑坝拦截谷口等用以堆存选别有价值的精矿后，存放含有大量不能处理的有用或有害成分的尾矿矿浆的场所。我国矿山矿物嵌布粒度细，为了达到单体解离，需要将矿石磨得很细，它被排到尾矿库自然干涸以后，遇到大风，经浮选被化学物品污染的尾矿会不断地被吹到周边地区，导致土壤污染、土地退化、植被破坏及水体恶化，对周边的生态环境造成了严重的危害，有时甚至直接威胁到人畜的生存，危害较大。

上述各种尾矿治理方法，不仅治理成本大，而且不能从根本上改善生态环境，并且对尾矿二次利用形成困难。当前，由于多数黄金尾矿处理方案成本较高，大多数的黄金尾矿库处于堆存状态，对周边环境造成严重影响，对周围生命财产安全构成威胁

生物修复是通过种植当地耐性植物、先锋植物在尾矿库和废渣堆上快速形成植被，从而固定尾矿库和废渣堆中的污染物，消除尾矿库的风蚀和水蚀污染。生物修复方法具有成本低、工程量小、原位实施、生态协调等优点，在矿山废弃地复垦、废弃物治理和生态恢复中具有优势。

菌草为多年生禾本科直立丛生型植物，具有较强的分蘖能力，这是一种适宜在热带、亚热带、温带生长和人工栽培的高产优质菌草。菌草植株高大，抗逆性强，产量高，粗蛋白和糖分含量高，直立、丛生，根系发达，茎粗可达3.5厘米，节间长9～15厘米，15个有效的分蘖，每节着生一个腋芽，并由叶片包裹，叶片互生，长60～132厘米，叶片宽3.5~6厘米，8个月共生长35片叶。株高最高的达7.08米，50个节，株重达3.25公斤，每公顷产鲜草达521.6吨。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种利用菌草及光合细菌球形红细菌对库进行表面净化及生态修复的方法，本法所选用的菌草适应能力强，能够在较为恶劣的环境中生长，生长速度快，能够较快时间内形成覆盖效果好的植被，改善和美化尾矿上层生态环境；光合细菌球形红细菌将黄金尾矿库表层的重金属固定转化在菌草根部，减少对周围环境的影响。

本发明采用以下技术方案：黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法，步骤如下：

①制作基质：将木屑、草粉、橘皮按照（2~5）：（1~3）：（1~2）比例混合，洒水搅拌均匀，在25℃室温密封发酵5~7天；

②接种细菌：对基质进行消毒，调节基质pH值到6.9~7.1，将光合细菌球形红细菌及糖水均匀加入基质中，在25℃~40℃环境中，保持湿润，培养3~5天；

③移栽菌草幼苗：将接种光合细菌球形红细菌的基质填充到可降解纸袋内，将菌草幼苗移植到基质内，培养3~5天；

④黄金尾矿库表面平整处理：将黄金尾矿库表面进行平整处理，然后在尾矿表面铺设5~10厘米种植土层，所述种植土层按照粘性土壤：复合肥：泥炭土=1000:（6~10）:（10~15）重量份混合均匀；

⑤将生长有菌草幼苗及光合细菌球形红细菌的可降解纸袋斜插入种植土层中，株距为35~45cm，当天浇定根水，半个月内根据土壤湿度补水保持土壤湿润，成活生根后根据长势浇水施肥。

步骤①中水的质量是基质总质量的10%~15%。

步骤①中木屑、草粉、橘皮的粒径为2~5mm。

步骤②中采用巴氏消毒法对基质进行消毒。

步骤②中糖水浓度为5%。

本发明利用光合细菌球形红细菌与菌草相结合，光合细菌球形红细菌的基质为菌草提供初期生长所需的营养与环境，后期光合细菌球形红细菌将部分有毒重金属转化成无毒重金属，如将Cr⁶⁺转化为无毒的Cr³⁺，将部分的重金属固定在菌草根部，如砷，减少对周围环境的影响，改良黄金尾矿库生态环境。

光合细菌球形红细菌将重金属固定在菌草根部，使菌草茎叶部分对重金属吸收量很小，菌草根部以上可利用的茎叶部分重金属含量低于牧草使用标准，仍可以用作牧草、菌种培养基料、生物燃料、纤维板等，具有很高的经济价值。

菌草适应能力强，能够在较为广泛的范围和较为恶劣的环境中生长，菌草生长速度快，能够较快时间内形成覆盖效果好的植被，改善和美化尾矿上层生态环境。黄金尾矿库表面被菌草形成的植被覆盖，优化生态环境，同时固定重金属，防止风化转移给周围环境造成危害。

初次投入，以后每年只需要简单维护便可以有很好的产量，整体产值高，利于提高尾矿治理的积极性。

具体实施方式

本发明所述光合细菌球形红细菌为普通市售。

实施例1

一种黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法，步骤如下：

①制作基质：将粒径为2mm的木屑、草粉、橘皮按照2:1:1比例混合，洒水搅拌均匀，水的质量是基质总质量的10%~15%，在25℃室温密封发酵5天；

②接种细菌：采用巴氏消毒法对基质进行消毒，调节基质pH值到7.0，将接种细菌到基质中，将浓度为5%的糖水喷洒到基质表面，在25℃的环境中，保持湿润，培养3天；

③移栽菌草幼苗：将接种光合细菌球形红细菌的基质填充到可降解纸袋内，将菌草幼苗移植到基质内，培养5天；

④黄金尾矿库表面平整处理：将黄金尾矿库表面进行平整处理，然后在尾矿表面铺设5~10厘米种植土层，所述种植土层按照粘性土壤：复合肥：泥炭土=1000:6:10重量份混合均匀；

⑤将生长有菌草幼苗及光合细菌球形红细菌的可降解纸袋斜插入种植土层中，株距为40cm，当天浇定根水，半个月内根据土壤湿度补水保持土壤湿润，成活生根后根据长势浇水施肥。

按照上述方法在灵宝豫西黄金尾矿库进行试验，并测定栽种菌草和光合细菌球形红细菌前尾矿库表层土中重金属含量，如砷、铬、汞；栽种菌草和光合细菌球形红细菌后尾矿库表层土中重金属含量；菌草根部及茎叶部分重金属含量，具体结果见表1。

表1

从表1检测数据可以看出，尾矿库表层土经过处理之后，重金属含量明显减少，而菌草根部光合细菌球形红细菌对重金属的富集固化作用明显，菌草茎叶中重金属含量较低，低于牧草使用标准，仍可以用作牧草、菌种培养基料、生物燃料、纤维板等，具有很高的经济价值。

实施例2

一种黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法，步骤如下：

①制作基质：将粒径为5mm的木屑、草粉、橘皮按照5:3:2比例混合，洒水搅拌均匀，水的质量是基质总质量的10%~15%，在25℃室温密封发酵7天；

②接种细菌：采用巴氏消毒法对基质进行消毒，调节基质pH值到7.1，将接种细菌到基质中，将浓度为5%的糖水喷洒到基质表面，在30℃的环境中，保持湿润，培养5天；

③移栽菌草幼苗：将接种光合细菌球形红细菌的基质填充到可降解纸袋内，将菌草幼苗移植到基质内，培养3天；

④黄金尾矿库表面平整处理：将黄金尾矿库表面进行平整处理，然后在尾矿表面铺设5~10厘米种植土层，所述种植土层按照粘性土壤：复合肥：泥炭土=1000:10:15重量份混合均匀；

⑤将生长有菌草幼苗及光合细菌球形红细菌的可降解纸袋斜插入种植土层中，株距为35cm，当天浇定根水，半个月内根据土壤湿度补水保持土壤湿润，成活生根后根据长势浇水施肥。

实施例3

一种黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法，步骤如下：

①制作基质：将粒径为3mm的木屑、草粉、橘皮按照3:2：1比例混合，洒水搅拌均匀，水的质量是基质总质量的10%~15%，在25℃室温密封发酵6天；

②接种细菌：采用巴氏消毒法对基质进行消毒，调节基质pH值到6.9，将接种细菌到基质中，将浓度为5%的糖水喷洒到基质表面，在40℃的环境中，保持湿润，培养4天；

③移栽菌草幼苗：将接种光合细菌球形红细菌的基质填充到可降解纸袋内，将菌草幼苗移植到基质内，培养4天；

④黄金尾矿库表面平整处理：将黄金尾矿库表面进行平整处理，然后在尾矿表面铺设5~10厘米种植土层，所述种植土层按照粘性土壤：复合肥：泥炭土=1000:8:12重量份混合均匀；

⑤将生长有菌草幼苗及光合细菌球形红细菌的可降解纸袋斜插入种植土层中，株距为45cm，当天浇定根水，半个月内根据土壤湿度补水保持土壤湿润，成活生根后根据长势浇水施肥。

Claims (5)

1.黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法，其特征在于步骤如下：

①制作基质：将木屑、草粉、橘皮按照（2~5）：（1~3）：（1~2）比例混合，洒水搅拌均匀，在25℃室温密封发酵5~7天；

②接种细菌：对基质进行消毒，调节基质pH值到6.9~7.1，将光合细菌球形红细菌及糖水均匀加入基质中，在25℃~40℃环境中，保持湿润，培养3~5天；

③移栽菌草幼苗：将接种光合细菌球形红细菌的基质填充到可降解纸袋内，将菌草幼苗移植到基质内，培养3~5天；

④黄金尾矿库表面平整处理：将黄金尾矿库表面进行平整处理，然后在尾矿表面铺设5~10厘米种植土层，所述种植土层按照粘性土壤：复合肥：泥炭土=1000:（6~10）:（10~15）重量份混合均匀；

⑤将生长有菌草幼苗及光合细菌球形红细菌的可降解纸袋斜插入种植土层中，株距为35~45cm，当天浇定根水，半个月内根据土壤湿度补水保持土壤湿润，成活生根后根据长势浇水施肥。

2.根据权利要求1所述黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法，其特征在于：步骤①中水的质量是基质总质量的10%~15%。

3.根据权利要求1所述黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法，其特征在于：步骤①中木屑、草粉、橘皮的粒径为2~5mm。

4.根据权利要求1所述黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法，其特征在于：步骤②中采用巴氏消毒法对基质进行消毒。

5.根据权利要求1所述黄金尾矿库表面净化及生态修复的方法，其特征在于：步骤②中糖水浓度为5%。