CN110899307A - 一种利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法，选取脱硫石膏和污泥作为赤泥改良剂一次性均匀撒施在赤泥堆场表面，然后进行旋耕将脱硫石膏和污泥与赤泥混合均匀；采用播种育苗或扦插育苗的方式在与改良剂旋耕后的赤泥堆场表面种植耐盐植物四翅滨藜，播种或移栽后洒水保湿，1‑2年内对幼苗严加管护，保证前期生长，待株高达到0.5米即可起到明显的修复和绿化覆盖作用，一次操作即可完成，后期四翅滨藜具有加速堆场脱碱的作用。本发明采用低成本改良赤泥，效果显著，同时植物本身可做牧草，具有较高的经济价值。

Description

一种利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法

技术领域

本发明涉及赤泥废料环境治理领域，具体是一种利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法。

背景技术

赤泥是铝土矿经强碱浸出氧化铝后产生的残渣。全世界每年铝工业产生的赤泥超过2亿吨，我国每年产生的赤泥量近6000万吨。目前，世界各国大多数氧化铝厂对赤泥处置的方法是将赤泥堆积管理或沉海填埋。但是将赤泥堆积或填海的处理方法不仅占用大量的土地、耗费较多维护费用，造成资源浪费，而且对周围的生态环境也有着较大的污染。由于农用和生活土地日趋紧张，安全有效地治理赤泥成为人们所关注的焦点之一。但到目前为止，虽然涌现了一些具有完全利用赤泥潜力的新技术，但由于可行性和成本的限制，相关产业在赤泥利用方面依然乏力。当前氧化铝产业产生的赤泥污染给地下水安全也造成一定威胁，如何安全合理治理赤泥仍是科研工作者继续努力的目标。

改良赤泥并降低赤泥成分中的金属离子含量的有效方法之一是种植耐盐植物。耐盐植物一般具有高效的离子转运系统，高效的抗氧化防护系统，部分植物还具备能分泌无机盐的盐腺。为了在盐胁迫下生存，一些耐盐植物具有很强的主动排钠的能力，能将盐分隔离在液泡中，或将其泵入盐囊。研究指出滨藜、香茅、黑麦、罗滋草等可以较好地在改良后的赤泥环境下生长，并在生长周期内吸收大量的盐，通过在液泡中积累钠离子来应对高盐环境。耐盐植物可以增强雨水的淋溶作用，降低赤泥环境盐碱度。其中四翅滨藜能在盐碱环境下通过区室化储存离子，有效地维持组织渗透压，它可以从高钾离子浓度的环境中吸收钠离子，在细胞质总钾离子含量有限的情况下，把大量钠离子储存在液泡。另外四翅滨藜能够积累大量可溶性糖和脯氨酸维持细胞器内外渗透压平衡，即使这些物质达到很高的浓度也不影响正常的生理活动，这种动态平衡又可以依据外界环境条件的改变而调整。四翅滨藜可以用作牧草，采收四翅滨藜地上部可以进一步降低赤泥中的盐碱成分。

发明内容

为利用四翅滨藜的生理优势克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法，采用脱硫石膏和污泥作为赤泥改良剂，在改良后的赤泥堆场播种或移栽四翅滨藜进行植被化修复可以在短时间内将赤泥pH降低到9左右，同时增加有机质含量，支持四翅滨藜的正常生长。随着四翅滨藜成林，可收获大量的牧草，产生一定的的经济价值。随着修复时间增加，四翅滨藜还可加速赤泥堆场的脱盐脱碱过程。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的，依据本发明提出的一种利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法，选取脱硫石膏和污泥作为赤泥改良剂一次性均匀撒施在赤泥堆场表面，然后进行旋耕将脱硫石膏和污泥与赤泥混合均匀；采用播种育苗或扦插育苗的方式在与改良剂旋耕后的赤泥堆场表面种植耐盐植物四翅滨藜，播种或移栽后洒水保湿，1-2年内对幼苗严加管护，保证前期生长，1-2年后的四翅滨藜具有修复改良赤泥堆场的效果。

优选地，脱硫石膏为烟气回收过程产生，用量为600公斤/亩；污泥为污水处理过程产生，用量为200公斤/亩。

进一步地，播种育苗的具体方法为：采用抗菌剂401对四翅滨藜种子进行消毒，在35℃温水中浸种24h，然后在10℃进行低温处理12h，在四翅滨藜种子露白破口时将种子与40％五氯硝基苯拌合均匀后立即播种，选择4月中下旬开始撒播，开沟深度2-3厘米，每亩赤泥堆场四翅滨藜种子用量350克，播种后覆细土，幼苗出土前保持土壤疏松湿润，遇晴热天气保持人工洒水润湿，1周后待幼苗破土，出苗后1-2年内对幼苗严加管护，保证前期生长。

更进一步地，四翅滨藜种子与五氯硝基苯拌合时五氯硝基苯的用量为四翅滨藜种子重量的0.8-1％。

进一步地，扦插育苗的具体方法为：采用河沙做插床基质，铺沙前用20％戊唑多菌灵进行一千倍稀释后对插床基质每天喷洒1次，连喷3-5天，喷洒至插床基质表面湿润，然后将处理后的河沙按照5厘米左右的厚度铺于赤泥堆场附近的土壤上，每平方米插床基质撒入30-35克的硫磺粉，插床上设置带遮阳设施的拱棚，拱棚内温度控制在35℃以下；选6月份多云或阴天进行操作，将四翅滨藜嫩枝剪成10厘米长的平口，如果需要较多的穗材可将嫩枝剪短，穗材留2片叶，插条基部用10-20mg/kg生长素药液每10天喷施一次，共喷施2-3次以促进生根，插条生根后插入插床，插入深度为3厘米，随后保持插床基质湿润，半月后增加通风，通风后再过一周拆除拱棚，继续培养至株高超过20cm，然后加入少量赤泥进行炼苗15天，选生长状态良好的四翅滨藜幼苗往与改良剂旋耕后的赤泥堆场进行移栽，移栽时按照0.8m×0.8m的正方形边框进行种植覆盖整个堆场区域，1-2年内管护幼苗，必要时进行补种，直至目标区域完成植被化。

进一步地，加入少量赤泥进行炼苗的具体操作为：在插床基质上摊洒干燥赤泥或者用赤泥滤液稀释后喷洒在插床基质上，炼苗过程中先摊洒少量干燥赤泥或喷洒少量稀释后的赤泥滤液使插床基质pH值提高到8.5，两周后再摊洒干燥赤泥或喷洒稀释后的赤泥滤液使插床基质pH值提高到9.5。

优选地，所述生长素为萘乙酸、吲哚乙酸、吲哚丁酸中的一种。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明采用脱硫石膏和污泥作为赤泥改良剂，脱硫石膏和污泥可以降低赤泥堆场的pH、钠离子浓度和可溶性铝浓度，并提供有机质，使改良后的赤泥成分满足植物生长的需求。在改良后的赤泥堆场播种或移栽四翅滨藜进行植被化修复。该方法可以在很短时间内将赤泥pH降低到9左右，增加有机质含量，提高赤泥的渗水性，降低赤泥中的铝含量(图3)，并支持耐盐植物四翅滨藜的正常生长。本发明方法易于操作，无需等待1至2年的自然雨水淋溶，随着四翅滨藜成林，可收获大量的牧草，产生一定的的经济价值。四翅滨藜具有积累盐分的作用，随着修复时间增加，可加速堆场的脱盐脱碱过程。

附图说明

图1是赤泥样品与石膏和/或污泥混合物浸出液的pH检测结果；

图2是赤泥样品与石膏和/或污泥混合物浸出液的电导率检测结果；

图3是赤泥样品与石膏和/或污泥混合物浸出液的铝含量检测结果；

图4是赤泥样品与石膏和/或污泥混合物浸出液的可交换钠含量检测结果。

具体实施方式

为进一步阐述本发明采取的技术手段和技术效果，以下结合较佳实施例，对本发明进行详细说明。

本发明是以烟气回收过程产生的脱硫石膏和污水处理过程所产生的污泥为改良剂来降低赤泥堆场的pH、电导率、钠离子浓度和可溶性铝浓度，并提供有机质，使其成分满足植物生长的需求。将改良剂均匀撒施在平整好的赤泥堆场表面进行旋耕混匀，然后用播种育苗或扦插育苗的方法在赤泥堆场表面种植耐盐植物四翅滨藜，播种或移栽后洒水保湿，1-2年内对幼苗严加管护，保证前期生长，待株高达到0.5米即可起到明显的修复和绿化覆盖作用。一次操作即可完成，后期四翅滨藜具有加速堆场脱碱的作用，植物本身可做牧草，具有较高的经济价值。

脱硫石膏可以迅速使赤泥的pH降至9以下，并可以使赤泥浸出液的铝离子浓度降低，较大程度缓解了赤泥的植物毒性。另外在赤泥修复过程中石膏的添加相当于每亩提供营养元素硫148.8公斤，钙287.8公斤，进一步支持了耐盐植物四翅滨藜的生长。每亩施用600公斤脱硫石膏具有比较理想的效果，可以进一步改善赤泥堆场的物理结构并提高有机质的含量。污泥用量为200公斤/亩。随后通过播种育苗和扦插育苗种植四翅滨藜，1-2年后可以取得较好的修复改良效果。

播种育苗选择春季进行，播种育苗时需要对种子进行消毒、浸种和低温处理。保持适当距离进行播种，覆盖整个堆场区域，播后覆细土。定时喷水，保持湿润，保障出苗率。出苗后1-2年内应严加管护幼苗，防止附近牲畜啃食、践踏，保证前期生长。

扦插育苗选择初夏进行，采用河沙做插床基质，铺沙前用可湿性粉剂(20％戊唑多菌灵)进行一千倍稀释后对插床基质进行处理，将处理后的河沙铺于赤泥堆场附近的土壤上，每平方米插床基质撒入30-35克的硫磺粉，插床上设置带遮阳设施的拱棚，拱棚内温度控制在35℃以下；选6月份多云或阴天进行剪枝和扦插操作，将四翅滨藜嫩枝剪成10厘米长的平口，插条基部用生长素药液(生长素可以选用萘乙酸、吲哚乙酸、吲哚丁酸中的一种)喷施促进生根，生根后插入插床，随后保持插床基质湿润，半月后增加通风直至拆除拱棚，继续培养至株高超过20cm，然后加入少量赤泥进行炼苗15天，选生长状态良好的四翅滨藜幼苗往与改良剂旋耕后的赤泥堆场进行移栽，移栽时按照0.8m×0.8m的正方形边框种植覆盖整个堆场区域，1-2年内管护幼苗，必要时进行补种，直至目标区域完成植被化。

图1-图4分别是赤泥样品与石膏和/或污泥混合物浸出液的pH、电导率、铝含量、可交换钠含量(ESP)的检测结果，实验重复三次，采用Duncan测验进行统计分析；由附图可知，赤泥与石膏和污泥混合后的浸出液的pH、电导率、铝含量、可交换钠含量与单独的赤泥或赤泥加污泥或赤泥加石膏相比均处于最小水平，说明采用石膏和污泥能对赤泥起到良好的改良效果。

实施例1

在焦作市区北12公里新庄沟某铝业赤泥堆场，赤泥水分含量19.4％，pH 12.9，电导率32.8dS/m，总碱含量2.3meq/L。脱硫石膏和污泥一次性均匀撒施在赤泥堆场表面，脱硫石膏用量600公斤/亩，污泥用量200公斤/亩，然后旋耕，保证脱硫石膏和污泥与赤泥混合均匀，然后用播种育苗在改良后的赤泥表面种植四翅滨藜对赤泥堆场进行修复。

用抗菌剂401对四翅滨藜种子进行消毒，用35℃温水浸种24h，然后在10℃左右进行低温处理12h。在种子露白破口时将种子与40％五氯硝基苯拌合均匀后立即播种。选择4月中下旬开始撒播，开沟深度2-3厘米，不宜太浅。每亩赤泥堆场四翅滨藜种子用量350克，播后覆细土。为保障出苗率，需重视浅种保湿，幼苗出土前应保持土壤疏松湿润。遇晴热天气保持人工洒水润湿，1周后待幼苗破土。处理一年后赤泥堆场pH降至8.4，电导率降至8.9dS/m，总碱含量降至0.4meq/L。出苗后1-2年内对幼苗严加管护，防止附近牲畜啃食、践踏，保证前期生长。

实施例2

洛阳市新安县某铝业公司赤泥库，赤泥水分含量30.7％，pH 12.8，电导率30.8dS/m，总碱含量2.2meq/L。脱硫石膏和污泥一次性均匀撒施在赤泥堆场表面，脱硫石膏用量600公斤/亩，污泥用量200公斤/亩，然后进行旋耕，保证脱硫石膏和污泥与赤泥混合均匀，然后用扦插育苗在改良后的赤泥表面移栽四翅滨藜对赤泥堆场进行修复。

采用河沙做插床基质，铺沙前用20％戊唑多菌灵进行一千倍稀释后对插床基质每天喷洒1次，连喷3-5天，喷洒至插床基质表面湿润，然后将处理后的河沙按照5厘米左右的厚度铺于赤泥堆场附近的土壤上，每平方米插床基质撒入30-35克的硫磺粉，插床上设置带遮阳设施的拱棚，拱棚内温度控制在35℃以下。选6月份多云或阴天进行操作，将四翅滨藜嫩枝剪成10厘米长的平口，如果需要较多的穗材可适当将嫩枝剪短。穗材仅留2片叶。插条基部用10-20mg/kg萘乙酸进行处理促进生根。插条生根后插入插床，插入深度为3厘米，随后保持插床基质湿润，半月后增加通风，通风后再过一周拆除拱棚。继续培养至株高超过20cm，加入少量赤泥炼苗15天，炼苗时可以在插床基质上摊洒干燥赤泥也可以用赤泥滤液稀释后喷洒在插床基质上，炼苗过程中先摊洒少量干燥赤泥或喷洒少量稀释后的赤泥滤液使插床基质pH值提高到8.5，两周后再摊洒干燥赤泥或喷洒稀释后的赤泥滤液使插床基质pH值提高到9.5。选生长状态良好的四翅滨藜幼苗进行移栽(往与改良剂旋耕后的赤泥堆场移栽)，移栽时按照0.8m×0.8m的正方形边框种植覆盖整个赤泥堆场区域，1-2年内管护幼苗，必要时进行补种，直至目标区域完成植被化。处理一年后堆场pH降至8.2，电导率降至8.0dS/m，总碱含量降至0.2meq/L。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法，其特征在于选取脱硫石膏和污泥作为赤泥改良剂一次性均匀撒施在赤泥堆场表面，然后进行旋耕将脱硫石膏和污泥与赤泥混合均匀；采用播种育苗或扦插育苗的方式在与改良剂旋耕后的赤泥堆场表面种植耐盐植物四翅滨藜，播种或移栽后洒水保湿，1-2年内对幼苗严加管护，保证前期生长，1-2年后的四翅滨藜具有修复改良赤泥堆场的效果。

2.如权利要求1所述的利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法，其特征在于脱硫石膏为烟气回收过程产生，用量为600公斤/亩；污泥为污水处理过程产生，用量为200公斤/亩。

3.如权利要求1所述的利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法，其特征在于播种育苗的具体方法为：采用抗菌剂401对四翅滨藜种子进行消毒，在35℃温水中浸种24h，然后在10℃进行低温处理12h，在四翅滨藜种子露白破口时将种子与40％五氯硝基苯拌合均匀后立即播种，选择4月中下旬开始撒播，开沟深度2-3厘米，每亩赤泥堆场四翅滨藜种子用量350克，播种后覆细土，幼苗出土前保持土壤疏松湿润，遇晴热天气保持人工洒水润湿，1周后待幼苗破土，出苗后1-2年内对幼苗严加管护，保证前期生长。

4.如权利要求3所述的利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法，其特征在于四翅滨藜种子与五氯硝基苯拌合时五氯硝基苯的用量为四翅滨藜种子重量的0.8-1％。

5.如权利要求1所述的利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法，其特征在于扦插育苗的具体方法为：采用河沙做插床基质，铺沙前用20％戊唑多菌灵进行一千倍稀释后对插床基质每天喷洒1次，连喷3-5天，喷洒至插床基质表面湿润，然后将处理后的河沙按照5厘米的厚度铺于赤泥堆场附近的土壤上，每平方米插床基质撒入30-35克的硫磺粉，插床上设置带遮阳设施的拱棚，拱棚内温度控制在35℃以下；选6月份多云或阴天进行操作，将四翅滨藜嫩枝剪成10厘米长的平口，如果需要较多的穗材可将嫩枝剪短，穗材留2片叶，插条基部用10-20mg/kg生长素药液每10天喷施一次，共喷施2-3次以促进生根，插条生根后插入插床，插入深度为3厘米，随后保持插床基质湿润，半月后增加通风，通风后再过一周拆除拱棚，继续培养至株高超过20cm，然后加入少量赤泥进行炼苗15天，选生长状态良好的四翅滨藜幼苗往与改良剂旋耕后的赤泥堆场进行移栽，移栽时按照0.8m×0.8m的正方形边框进行种植覆盖整个堆场区域，1-2年内管护幼苗，必要时进行补种，直至目标区域完成植被化。

6.如权利要求5所述的利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法，其特征在于加入少量赤泥进行炼苗的具体操作为：在插床基质上摊洒干燥赤泥或者用赤泥滤液稀释后喷洒在插床基质上，炼苗过程中先摊洒少量干燥赤泥或喷洒少量稀释后的赤泥滤液使插床基质pH值提高到8.5，两周后再摊洒干燥赤泥或喷洒稀释后的赤泥滤液使插床基质pH值提高到9.5。

7.如权利要求5所述的利用耐盐植物四翅滨藜进行赤泥固废修复的方法，其特征在于所述生长素为萘乙酸、吲哚乙酸、吲哚丁酸中的一种。

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