CN109451906A - 一种锰尾矿矿区修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了尾矿污染修复技术领域的一种锰尾矿矿区修复方法，包括以下步骤：步骤一、采用客土法在矿区铺设一层基土，基土的厚度为4‑6cm，基土由土壤和黑炭按体积比4:1混合而成；步骤二、选择先锋植物的种子；步骤三、制作营养液，所述营养液按体积分数包括壳聚糖0.1～2％、聚乙烯醇0.5～2％、阿拉伯树胶2～8％、乙二醇2～8％、羧甲基纤维素1～3％和水20～25％；步骤四、将种子放入营养液中浸泡1～2min后捞出并均匀播种在基土上。本发明种植的植物存活率和对矿区的覆盖率远远超过传统的方法，对锰尾矿矿区的修复具有良好的效果。

Description

一种锰尾矿矿区修复方法
技术领域
本发明属于尾矿污染修复技术领域，具体涉及一种锰尾矿矿区修复方法。
背景技术
重金属含量高、营养贫乏、酸碱度不适宜和持水力弱等因素造成锰尾矿渣堆存地域植被缺乏，水土流失严重，重金属随雨水与扬尘扩散。锰尾矿渣已成为一种锰矿地区重要的污染源。通过筛选和栽培适宜植物，同时采作辅助措施，可在尾矿渣堆存区短时间内使植物定居，从而重建植被。有些植物能将重金属吸收固定在其根部，有的植物能通过其根系分泌物及其凋落物的分解物与重金属结合形成难溶化合物，从而阻控重金属移迁扩散。重建的植被可控制土壤侵蚀和水土流失，增加土壤营养，恢复已经退化的生态系统的功能和美化环境。在大面积尾矿渣污染区域重建植被，具有技术可靠、操作简便、成本低、控制污染物有效和对环境友好等多重优势。
然而，由于猛尾矿矿区的土壤基质极度贫瘠，有机质含量低，黏粒含量少、质地差，缺少团聚体、结构差，保肥持水能力差等原因，种植在矿区上的植物不能长期生长，一段时间后就会枯萎死亡。
发明内容
本发明意在提供一种锰尾矿矿区修复方法，使植物能够在猛尾矿矿区定居，从而恢复矿区的生态系统。
为了解决上述问题，本发明提供如下方案：一种锰尾矿矿区修复方法，包括以下步骤：步骤一、采用客土法在矿区铺设一层基土，基土的厚度为4-6cm，基土由土壤和黑炭按体积比4:1混合而成；
步骤二、选择先锋植物的种子；
步骤三、制作营养液，所述营养液包括的原料及原料的体积分数为壳聚糖0.1％～2％、聚乙烯醇0.5％～2％、阿拉伯树胶2％～8％、乙二醇2％～8％、羧甲基纤维素1％～3％和水20～25％；
步骤四、将种子放入营养液中浸泡1～2min后捞出并均匀播种在基土上。
本发明的工作原理及其有益效果为：“客土法”也称作物理修复法，简而言之就是向污染土壤中添加洁净土壤，降低土壤中污染物的浓度或减少污染物与植物根系的接触，是土壤污染治理中的一种工程物理治理方法；本方案中采用客土法在矿区铺设一层基土，这样为植物种子前期的生长提供一个洁净的土壤环境，以提高植物种子的存活率。且在土壤中加入黑炭，黑炭是化石燃料和生物质不完全燃烧生成的具有高度芳香化结构的含碳颗粒物，其元素组成主要包括碳、氢、氧、钾、钙、钠、镁等，这样黑炭能提供植物所需要的营养元素；另外黑炭具有多孔性和高比表面积以及丰富的表面官能团，具有较强的吸附力，这样又能提高土壤的稀疏度，提高保水能力。
本方案采用植物种子播种法来代替植物移栽法，因为植物移栽时其根部多少会有些损伤，从而影响了对水分和营养物质的吸收，且由于移栽前和移栽后的土壤环境以及空气环境发生了改变，移栽植物需要一定时间来适应新环境，而播种法中种植发芽生根以及生长都在相同的生存环境中，因此提高了植物对矿区土壤的适应性，播种在矿区的植物成活率高，使得矿区的绿植覆盖率升高，可以加速矿区土壤的修复。
本方案采用先锋植物的种子，先锋植物指能够在缺乏土壤和水分的地区生长的植物，这些植物由于具有极其顽强的生命力，被科学家称为“先锋植物”。然后再按比例将壳聚糖、聚乙烯醇、阿拉伯树胶、乙二醇、基肥以及羧甲基纤维素溶解在水中；使用聚壳糖能为种子提供糖分，由于壳聚糖有较好的抗菌活性，能抑制一些真菌、细菌和病毒的生长繁殖，进一步提高先锋植物种子的抗逆性，另外壳聚糖能够与重金属离子(如Mn2+、Hg2+、Ni2+、Cu2+、pb2+、Ag+等)结合形成稳定的螯合物，这样降低了矿区土壤中的重金属离子对植物根系的影响；聚乙烯醇、阿拉伯树胶、乙二醇和羧甲基纤维素的水溶液均具有粘接性，将附有营养液的种子播种在土壤中时，能够聚结周围的土粒，提高了基土的团聚力，也能提高基土与矿区土壤的粘接力，这样防止基土和种子被雨水带走；基肥能够提供植物种子需要的营养成分，促使种子快速生长。这样，植物就能在猛尾矿矿区定居，从而生长繁殖，并有效地形成群落，即重建了矿区的植被环境，修复了矿区的生态环境。
进一步，所述先锋植物的种子采用小飞蓬的种子。小飞蓬为一年生或二年生杂草，靠其种子繁殖，小飞蓬的种子存在于其瘦果中，它的瘦果借冠毛随风飘散，蔓延极快，种子随瘦果的飘散而散布在土壤中，在矿区选择小飞蓬种子，能快速重建矿区植被，且小飞蓬具有吸收重金属离子的能力，防止重金属随雨水流失污染其他地区土壤。
进一步，所述植物发芽后在矿区土壤中施撒基肥。其目的是提供营养元素促进植物的生长。
进一步，所述基肥包括的原料及原料的重量份数为硼酸制成的缓释肥颗粒3～5份、碳酸钾制成的缓释肥颗粒12～14份和硫酸锌制成的缓释肥颗粒7～9份。施撒基肥后，在遇到雨天时，雨水将缓释肥颗粒中的硼酸、碳酸钾及硫酸锌溶解流出，为植物提供硼元素、钾元素和锌元素，另外硼酸和碳酸钾相遇后发生化学反应，生成四硼酸钾和二氧化碳，这样增加矿区空气环境的二氧化碳，为植物的光合作用提供有利条件。。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
实施例1：一种锰尾矿矿区修复方法，包括以下步骤：
步骤一、采用客土法在矿区铺设一层基土，基土的厚度为4-6cm，基土由其他地区的无污染土壤和黑炭按体积比4:1混合而成；
步骤二、选择植物小飞蓬的种子；
步骤三、制作营养液，营养液包括的原料及原料的体积分数为壳聚糖2％、聚乙烯醇2％、阿拉伯树胶8％、乙二醇8％、羧甲基纤维素3％和水25％，植物发芽后在矿区土壤中每亩地施25斤基肥，基肥由5斤硼酸制成的缓释肥颗粒、14斤碳酸钾制成的缓释肥颗粒和9斤硫酸锌制成的缓释肥颗粒组成；步骤四、将种子放入营养液中浸泡1～2min后捞出并均匀播种在基土上。
实施例2：一种锰尾矿矿区修复方法，包括以下步骤：
步骤一、采用客土法在矿区铺设一层基土，基土的厚度为4cm，基土由其他地区的无污染土壤和黑炭按体积比4:1混合而成；
步骤二、选择植物小飞蓬的种子；
步骤三、制作营养液，营养液包括的原料及原料的体积分数为壳聚糖0.1％、聚乙烯醇0.5％、阿拉伯树胶2％、乙二醇2％、羧甲基纤维素1％和水20％，植物发芽后在矿区土壤中每亩地施22斤基肥，基肥由3斤硼酸制成的缓释肥颗粒、12斤碳酸钾制成的缓释肥颗粒和7斤硫酸锌制成的缓释肥颗粒组成；
步骤四、将种子放入营养液中浸泡1min后捞出并均匀播种在基土上。
实施例3：一种锰尾矿矿区修复方法，包括以下步骤：
步骤一、采用客土法在矿区铺设一层基土，基土的厚度为5cm，基土由其他地区的无污染土壤和黑炭按体积比4:1混合而成；
步骤二、选择植物小飞蓬的种子；
步骤三、制作营养液，营养液包括的原料及原料的体积分数为壳聚糖12％、聚乙烯醇1.2％、阿拉伯树胶5％、乙二醇5％、羧甲基纤维素2％和水23％，植物发芽后在矿区土壤中每亩地施25斤基肥，基肥由4斤硼酸制成的缓释肥颗粒、13斤碳酸钾制成的缓释肥颗粒和8斤硫酸锌制成的缓释肥颗粒组成；
步骤四、将种子放入营养液中浸泡1～2min后捞出并均匀播种在基土上。
实施例4：与实施例3基本相同，不同之处在于植物种子采用醉马草的种子。
实施例5：与实施例3基本相同，不同之处在于植物种子采用星宿草的种子。
实施例1-5中,在植物发芽后在矿区土壤中施撒基肥,基肥包括的原料及原料的重量份数为硼酸制成的缓释肥颗粒3～5份、碳酸钾制成的缓释肥颗粒12～14份和硫酸锌制成的缓释肥颗粒7～9份。
按照实施例1～5的方法和现有的移栽法(其中对比例1为直接在猛尾矿矿区栽植小飞蓬,对比例2为直接在猛尾矿矿区栽植星宿草)修复矿区，植物植株生长情况如下表：
出苗率 1年后植株成活率 2年后覆盖率
实施例1 81.6％ 91.2％ 76.6％
实施例2 83.1％ 90.8％ 77.1％
实施例3 82.9％ 92.3％ 77.4％
实施例4 82.2％ 86.7％ 71.9％
实施例5 80.9％ 84.9％ 72.4％
对比例1 / 64.6％ 44.9％
对比例2 / 61.8％ 40.3％
由上表可知，本发明种植的植物存活率和对矿区的覆盖率远远超过传统的方法，说明本发明对锰尾矿矿区的修复效果远远大于传统的修复效果。

Claims (4)

1.一种锰尾矿矿区修复方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、采用客土法在矿区铺设一层基土，基土的厚度为4-6cm，基土由土壤和黑炭按体积比4:1混合而成；
步骤二、选择先锋植物的种子；
步骤三、制作营养液，所述营养液包括的原料及原料的体积分数为壳聚糖0.1％～2％、聚乙烯醇0.5％～2％、阿拉伯树胶2％～8％、乙二醇2％～8％、羧甲基纤维素1％～3％和水20～25％；
步骤四、将种子放入营养液中浸泡1～2min后捞出并均匀播种在基土上。
2.根据权利要求1所述的一种锰尾矿矿区修复方法，其特征在于：所述先锋植物的种子采用小飞蓬的种子。
3.根据权利要求2所述的一种锰尾矿矿区修复方法，其特征在于：所述植物发芽后在矿区土壤中施撒基肥。
4.根据权利要求3所述的一种锰尾矿矿区修复方法，其特征在于：所述基肥包括的原料及原料的重量份数为硼酸制成的缓释肥颗粒3～5份、碳酸钾制成的缓释肥颗粒12～14份和硫酸锌制成的缓释肥颗粒7～9份。
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