CN109821886A - 一种尾矿库的植物修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尾矿库的植物修复方法，其包括：(1)将香蒲、节节草、蜈蚣草采用间作的方式种植到尾矿库；(2)在种植范围内无明水区域撒播苔藓；(3)在种植范围内有明水区域点播浮萍，(4)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草，并进行无害化处理。实施本发明能够有效降低尾矿库中重金属的含量，延长在用尾矿库的寿命，提升退役尾矿库的植被覆盖度。

Description

一种尾矿库的植物修复方法

技术领域

本发明涉及土壤污染治理修复领域，尤其涉及一种尾矿库的植物修复方法。

背景技术

尾矿为经选矿厂选出有价值精矿后的“废渣”，为渣水混合物，含水量极高。 尾矿砂中含酸、铅、锌、砷、镍、镉、汞等多种重金属以及铀等放射性物质， 尾砂废水排放会对下游水体和灌区土壤造成污染。目前，尾矿库的环保治理措 施主要为在用库的动态监测以及退役库的环境监管和尾砂清除综合利用，但这 几种方法较为被动，未能有效降低尾矿的污染程度，且尾砂清除过程中可能造 成二次污染。

一种较为良好的解决方式是采用植物修复方法。植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。植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。如专利CN201010285841，公开的“无覆土条件下的尾矿库 后期坝边坡的生态修复方法”，通过种植香根草，并在香根草种苗行之间播种边 坡绿化草种，构成固砂的根系网络。但其仅限于两种植物，生态稳定性差，需 要长期的后期维护与治理，因此，利用微生态的植物配置，建立一个相对稳定 的微生态修复方法是一个需要考虑的重要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种尾矿库的植物修复方法，其生 态稳定性高，维护成本低，可有效降低尾矿库区重金属含量，修复尾矿库。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种尾矿库的植物修复方法，其包 括：

(1)将香蒲、节节草、蜈蚣草采用间作的方式种植到尾矿库；

(2)在种植范围内撒播苔藓；

(3)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草，并进行无害化处理。

作为上述技术方法的改进，步骤(1)中，所述香蒲、节节草、蜈蚣草的种 植方式为：

将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(3-7)：(1-5)：(1-5)的比例间作种植。

作为上述技术方法的改进，步骤(1)中，所述香蒲、节节草、蜈蚣草的种 植方式为：

将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例间作种植。

作为上述技术方法的改进，步骤(1)中，所述香蒲的株行距为(0.1-0.5) m×(0.1-0.5)m；

所述节节草的株行距为(0.1-0.3)m×(0.1-0.5)m；

所述蜈蚣草株行距为(0.2-0.5)m×(0.2-0.5)m。

作为上述技术方法的改进，步骤(1)中，所述香蒲的株行距为0.4m×0.4m；

所述节节草的株行距为0.2m×0.3m；

所述蜈蚣草株行距为0.3m×0.3m。

作为上述技术方法的改进，所述苔藓选用芽胞银藓或大金发藓，其撒播量 为20-50g/m²。

作为上述技术方法的改进，所述尾矿库包括土壤区与明水区，其修复方法 包括：

(1)将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例间作到所 述尾矿的土壤区；并在种植范围内撒播苔藓，撒播量为20-50g/m²；

(2)将香蒲以0.5-1m的距离见方定值到所述尾矿库的明水区；并按预设量 撒播满江红和鱼腥藻。

(3)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草，并进行无害化处理。

作为上述技术方法的改进，所述尾矿库为在用尾矿库，其包括土壤区与明 水区，其修复方法包括：

(1)在所述在用尾矿库土壤区的远明水端预留2-5m，作为缓冲区；

(2)将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例间作到所 述在用尾矿的土壤区；并在种植范围内撒播苔藓，撒播量为20-50g/m²；

(3)将香蒲以0.5-1m的距离见方定值到所述在用尾矿库的明水区；并在种 植范围内撒播满江红和鱼腥藻，撒播量为5-20mL/m²。

(4)定期清理所述缓冲区的尾砂，并进行无害化处理；

(5)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草，并进行无害化处理。

作为上述技术方法的改进，所述尾矿库包括土壤区，不包括明水区，其修 复方法为：

(1)平整土壤区土壤；

(2)将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例间作到所 述在用尾矿的土壤区；并在种植范围内撒播苔藓，撒播量为20-50g/m²；

(3)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草，并进行无害化处理。

作为上述技术方法的改进，步骤(2)中，所述香蒲的株行距为(0.1-0.5) m×(0.1-0.5)m；

所述节节草的株行距为(0.1-0.3)m×(0.1-0.5)m；

所述蜈蚣草株行距为(0.2-0.5)m×(0.2-0.5)m。

本发明采用了香蒲、节节草、蜈蚣草复合的植物修复系统，实施本发明的 有益效果如下：

1.本发明中的各种植物相互配合，对于各种重金属都有良好的吸收作用， 可有效处理重金属污染的各种土壤。

2.本发明采用香蒲、节节草、蜈蚣草、苔藓间作共生的方法，有效降低了 植物生长的抑制性，提升了植物的生长能力，并且有效降低了维护和管理成本。

3.本发明的修复方法适用范围广，可应用于在用尾矿库、废弃尾矿库和尾 矿库周边灌溉农田；应用于在用尾矿库时，可有效吸收重金属，同时延长在用 尾矿库的使用寿命；应用于退役尾矿库时，可以提高其植被覆盖度，也有利防 治水土流失及扬尘等不利环境影响；应用于灌溉农田时，可以有效降低灌溉水 中重金属的有效态，保障农产品的安全。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发 明作进一步地详细描述。

首先，对本发明中各种植物进行介绍：

香蒲：香蒲是多年生水生或沼生草本，其植株高大，根系发达，在我国南 北广泛分布，是典型的湿地挺水植物之一。香蒲被公认为是湿地水生植物中的 优势物种，能在多种重金属污染的沉积物、土壤和废水中较好地生长，对砷、 镉、铅、锌、铬等重金属具有较高的耐性和积累性。香蒲的适应水深不超过1m。

节节草：节节草喜欢生长在潮湿环境中，在野外十分常见的一种杂草，其 对土壤和气候的适应能力强，繁殖能力强，广泛分布于我国南北方，对铜、锌、 镉、汞等重金属具有较好的耐性和积累性。

蜈蚣草：蜈蚣草对于对铅、砷、镉、汞和放射性物质具有良好的耐性和积 累性。研究表明，蜈蚣草能生长在砷含量＞20000mg/kg，铅含量＞3000mg/kg 的污染土壤中，且蜈蚣草上部重金属含量为根系中的1.2-2倍，对于重金属具有 良好的富集与转用功能。蜈蚣草生长速度快，生物量大，但其需要遮阴，保湿。

苔藓：广泛分布于南北方，耐湿，对铬、锌、钼等重金属具有良好的耐性 和积累性。优选的，本发明中的苔藓选用芽胞银藓或大金发藓。

满江红-鱼腥藻：浮水，共生，对重金属和放射性物质具有一定的耐性和积 累性，此外还可以有效固氮，促进植物生长。

根据以上各种植物的特点及生长条件，以及采用其单独修复时的缺点，本 发明利用几者的结合，组件了合理的修复系统，可互补优势。1.本发明利用不 同植物对于不同金属的吸收选择性，采用多种植物复合的修复系统，可有效处 理各种类型的重金属。2.本发明采用宽叶香蒲、苔藓、节节草、蜈蚣草、满江 红-鱼腥草构建了微生态系统，为各种植物生长提供了良好条件，大幅提升了微 生态系统中植物的耐受能力和生长能力。3.本发明的为生态系统采用间作和共 生的方法，有效降低了植物生长的抑制性，降低了维护和管理成本。

其次，对本发明中的修复方法进行说明：

本发明中的尾矿库的植物修复方法包括：

(1)将香蒲、节节草、蜈蚣草采用间作的方式种植到尾矿库；

(2)在种植范围内撒播苔藓；

(3)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草，并进行无害化处理。

其中，步骤(1)中，所述香蒲、节节草、蜈蚣草的种植方式为：将香蒲、 节节草、蜈蚣草按照(3-7)：(1-5)：(1-5)的比例进行间作种植。优选的，将 香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例进行间作种植。进一 步优选的，将香蒲、节节草、蜈蚣草按照5：3：3的比例进行间作种植。此间 作比例能够确保各种植物具有良好的生长条件，加快生长速度，提升对于重金 属的处理效率。

优选的，所述香蒲的株行距为(0.1-0.5)m×(0.1-0.5)m；所述节节草的株 行距为(0.1-0.3)m×(0.1-0.5)m；所述蜈蚣草株行距为(0.2-0.5)m×(0.2-0.5) m。进一步优选的，所述香蒲的株行距为0.4m×0.4m；所述节节草的株行距为 0.2m×0.3m；所述蜈蚣草株行距为0.3m×0.3m。香蒲行与节节草行、蜈蚣草行的 距离为0.4m；节节草行与蜈蚣草行之间的距离为0.3m。此株行距能够确保各种 植物具有良好的生长条件，促进植物生长，同时，此种植密度能够有效的吸附 各种重金属。

步骤(2)中，苔藓的撒播量为20-50g/m²，所述撒播量为干重撒播量。优选的， 苔藓的撒播量为30-45g/m²，进一步优选为40g/m²。

步骤(3)中，所述无害化处理步骤可为回填、焚烧等。植物的收割频率为 每年收割一次。

优选的，针对在用尾库，其待处理区包括土壤区与明水区，其修复方法包 括：

(1)在所述在用尾矿库土壤区的远明水端预留2-5m，作为缓冲区；

缓冲区用于缓冲水流。在缓冲区边缘种植的宽叶香蒲不仅可以降低水流冲 力，保障后续节节草及蜈蚣草的定植，还可以截留尾砂，增长尾矿库使用寿命。

(2)将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例间作到所 述在用尾矿的土壤区；并在种植范围内撒播苔藓，撒播量为20-50g/m²；

优选的，将香蒲、节节草、蜈蚣草按照5：3：3的比例进行间作种植。其 中，香蒲的株行距为0.4m×0.4m；节节草的株行距为0.2m×0.3m；蜈蚣草株行距 为0.3m×0.3m。香蒲行与节节草行、蜈蚣草行的距离为0.5m；节节草行与蜈蚣 草行之间的距离为0.3m。此株行距能够确保各种植物具有良好的生长条件，促 进植物生长；同时，此种植密度能够有效的吸附各种重金属。苔藓的撒播量为 干重40g/m²。

(3)将香蒲以0.5-1m的距离见方定值到所述在用尾矿库的明水区；并在种 植范围内撒播满江红和鱼腥藻，撒播量为5-20mL/m²。

优选的，香蒲以0.5m距离见方定值；满江红与鱼腥藻的撒播量为10mL/m²；

优选的，明水区香蒲的覆盖范围为：水深不超过1m的水域；可确保香蒲存 活。

(4)定期清理所述缓冲区的尾砂，并进行无害化处理；

优选的，将尾砂回填至矿坑。

(5)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草，并进行无害化处理。

优选的，将收割的草回填至矿坑，每年收割一次。

对于尚存在明水区的废气尾矿库与灌溉农田，修复方法为：

(1)将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例间作到所 述尾矿的土壤区；并在种植范围内撒播苔藓，撒播量为20-50g/m²；

优选的，将香蒲、节节草、蜈蚣草按照5：3：3的比例进行间作种植。其 中，香蒲的株行距为0.4m×0.4m；节节草的株行距为0.2m×0.3m；蜈蚣草株行距 为0.3m×0.3m。此株行距能够确保各种植物具有良好的生长条件，促进植物生长； 同时，此种植密度能够有效的吸附各种重金属。苔藓的撒播量为干重40g/m²。

(2)将香蒲以0.5-1m的距离见方定值到所述尾矿库的明水区；并按预设量 撒播满江红和鱼腥藻。

优选的，香蒲以0.5m距离见方定值；满江红与鱼腥藻的撒播量为10mL/m²；

优选的，明水区香蒲的覆盖范围为，水深1m一下的水域，可确保香蒲存活。

(3)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草，并进行无害化处理。

优选的，将收割的草回填至矿坑，每年收割一次。

对于无明水区的废气尾矿库，修复方法为：

(1)平整土壤区土壤；

(2)将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例间作到所 述在用尾矿的土壤区；并在种植范围内撒播苔藓，撒播量为20-50g/m²；

优选的，将香蒲、节节草、蜈蚣草按照5：3：3的比例进行间作种植。其 中，香蒲的株行距为0.4m×0.4m；节节草的株行距为0.2m×0.3m；蜈蚣草株行距 为0.3m×0.3m。此株行距能够确保各种植物具有良好的生长条件，促进植物生长； 同时，此种植密度能够有效的吸附各种重金属。苔藓的撒播量为干重40g/m²。

其中，香蒲行与节节草行、蜈蚣草行的距离为0.5m；节节草行与蜈蚣草行 之间的距离为0.3m。

(3)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草，并进行无害化处理。

优选的，将收割的草回填至矿坑，每年收割一次。

这种修复方法能够提高退役尾矿库的制备覆盖度，有利于防止水土流失及 扬尘等不利环境因素，降低尾矿库土壤中重金属的含量。

下面以具体实施例说明本发明的修复方法：

实施例1

实施对象：某在用尾矿库，其宽度为10m，长度33m。

修复方法：

(1)在所述在用尾矿库土壤区的远明水端预留3m，作为缓冲区；

(2)将香蒲、节节草、蜈蚣草按照5:3:3的比例间作到所述在用尾矿的土 壤区，并在种植范围内撒播8.8kg苔藓；

(3)将香蒲以0.5m的距离见方定值到明水区，并在种植范围内撒播满江 红和鱼腥藻培养液0.8L；

(4)将尾砂与收割后的草回填矿坑。

案例实施半年后，库前端入水口滞积泥沙量增大，尾砂回收量增大3倍。 各重金属浓度也有不同程度降低，具体数据(单位：mg/kg)如下：

监测因子	As	Pb	Zn	Cd	Cu	Ni	Cr<sup>6+</sup>	Hg
									前端尾矿样	142.37	64.75	148.22	未检出	38.94	30.29	未检出	0.32
末端尾矿样	13.96	36.91	93.45	未检出	24.23	19.55	未检出	0.18

实施例2

实施对象：某废弃尾矿库，其占地面积2400m²，尾砂已风干，无明水。

修复方法：

(1)平整土壤区；

(2)将香蒲、节节草、蜈蚣草按照5:3:3的比例间作土壤区，并在种植范 围内撒播96kg芽胞银藓；

(3)收割香蒲、节节草、蜈蚣草，并做无害化处理。

案例实施半年前后比对数据如下：

由实施例1、2可以看出，本发明中的修复方法对于尾矿库中的各种重金属 离子具有良好的吸收及转运作用。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这 些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种尾矿库的植物修复方法，其特征在于，包括：

(1)将香蒲、节节草、蜈蚣草采用间作的方式种植到尾矿库；

(2)在种植范围内撒播苔藓；

(3)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草，并进行无害化处理。

2.如权利要求1所述的尾矿库的植物修复方法，其特征在于，步骤(1)中，所述香蒲、节节草、蜈蚣草的种植方式为：

将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(3-7)：(1-5)：(1-5)的比例间作种植。

3.如权利要求2所述的尾矿库的植物修复方法，其特征在于，步骤(1)中，所述香蒲、节节草、蜈蚣草的种植方式为：

将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例间作种植。

4.如权利要求3所述的尾矿库的植物修复方法，其特征在于，步骤(1)中，所述香蒲的株行距为(0.1-0.5)m×(0.1-0.5)m；

所述节节草的株行距为(0.1-0.3)m×(0.1-0.5)m；

所述蜈蚣草株行距为(0.2-0.5)m×(0.2-0.5)m。

5.如权利要求4所述的尾矿库的植物修复方法，其特征在于，步骤(1)中，所述香蒲的株行距为0.4m×0.4m；

所述节节草的株行距为0.2m×0.3m；

所述蜈蚣草株行距为0.3m×0.3m。

6.如权利要求1所述的尾矿库的植物修复方法，其特征在于，所述苔藓选用芽胞银藓或大金发藓，其撒播量为20-50g/m²。

7.如权利要求1所述的尾矿库的植物修复方法，其特征在于，所述尾矿库包括土壤区与明水区，其修复方法包括：

(1)将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例间作到所述尾矿的土壤区；并在种植范围内撒播苔藓，撒播量为20-50g/m²；

(2)将香蒲以0.5-1m的距离见方定值到所述尾矿库的明水区；并按预设量撒播满江红和鱼腥藻；

(3)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草的上部，并进行无害化处理。

8.如权利要求7所述的尾矿库的植物修复方法，其特征在于，所述尾矿库为在用尾矿库，其包括土壤区与明水区，其修复方法包括：

(1)在所述在用尾矿库土壤区的远明水端预留2-5m，作为缓冲区；

(2)将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例间作到所述在用尾矿的土壤区；并在种植范围内撒播苔藓，撒播量为20-50g/m²；

(3)将香蒲以0.5-1m的距离见方定值到所述在用尾矿库的明水区；并在种植范围内撒播满江红和鱼腥藻，撒播量为5-20mL/m²；

(4)定期清理所述缓冲区的尾砂，并进行无害化处理；

(5)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草的上部，并进行无害化处理。

9.如权利要求1所述的尾矿库的植物修复方法，其特征在于，所述尾矿库包括土壤区，不包括明水区，其修复方法为：

(1)平整土壤区土壤；

(2)将香蒲、节节草、蜈蚣草按照(4-6)：(2-4)：(2-4)的比例间作到所述在用尾矿的土壤区；并在种植范围内撒播苔藓，撒播量为20-50g/m²；

(3)收割成熟的香蒲、节节草、蜈蚣草的上部，并进行无害化处理。

10.如权利要求8或9所述的尾矿库的植物修复方法，其特征在于，步骤(2)中，所述香蒲的株行距为(0.1-0.5)m×(0.1-0.5)m；

所述节节草的株行距为(0.1-0.3)m×(0.1-0.5)m；

所述蜈蚣草株行距为(0.2-0.5)m×(0.2-0.5)m。