[發明專利]一種人工土壤及其配制方法和應用

無效

• 申請號: 200710158422.1
• 申請日: 2007-11-21
• 公開（公告）號: CN101440003A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 孫鐵珩;張鴻齡;孫麗娜;馬國峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽應用生態研究所
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;B09B3/00;B09C1/00;C09K17/00;C05F7/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本發明涉及生態修復，具體為人工土壤及其配制方法。

背景技術

我國礦產資源豐富，但采礦的同時也占用和破壞了大量土地資源。據統計，截止2003年我國采礦業破壞土地面積14-20萬km²，并以200km²/年的速度在增加。礦山生態環境的破壞帶來一系列環境問題：水紋干擾與水體污染，大氣污染與微氣候擾動，土壤退化，次生地質災害的形成。因此礦山廢棄地的生態修復意義重大。但我國大部分礦山建在山區，土源本來就很少，多年采礦后取土也越來越困難，不少礦區已無土可取，一些礦山企業甚至花費巨資購買耕地取土用于礦山廢棄地修復。但這種做法既解決不了礦山長期使用土源問題，又破壞我國寶貴的耕地資源，因此解決礦山修復中廉價而長期的土源問題是當務之急。

城市污泥是在污水處理過程中產生的固體廢棄物，含有豐富的氮、磷、鉀、有機質和其它微量元素，是一種很好的植物養分來源和土壤改良劑。因此，將污泥用于廢棄地修復及土壤改良近來倍受關注并成為污泥處置的首選方法之一。然而，由于污泥中也含有大量重金屬、病原菌和其它有害物質，如果處置方法或用量不當，可能對環境會造成新的污染及破壞。國外大量研究發現污泥土地施用過程中添加一定量的石灰可以鈍化污泥中重金屬并殺死其中病原菌，后來有研究還發現粉煤灰pH高達12，與石灰一樣可以起到鈍化污泥中重金屬及殺死病原菌的作用，而且粉煤灰中含有大量Ca、Si、B等微量營養元素。然而國內外這方面報道基本都集中于粉煤灰鈍化污泥與不同種類自然土壤混合后性能的研究，對于不添加自然土壤情況下不同比例的粉煤灰對污泥混合人工土壤性能的研究尚未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種性能較好，適宜于植物生長，類似于自然土壤的由廢棄物組成的人工土壤及其配制方法。.

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

人工土壤：由含水量為7-10％粉煤灰和含水量為80-95％污泥組成。所述粉煤灰為采自發電廠儲灰池；污泥為城市生活污泥。

人工土壤的制備方法：將采集的含水量為7-10％粉煤灰風干至含水量為1-5％，同時將采集的水量為80-95％污泥風干至含水量為55-60％，而后將兩者按重量分數計粉煤灰:污泥＝3:1-1:2混合，即得人工土壤。所述粉煤灰和污泥在自然狀態下風干。所述粉煤灰為采自發電廠儲灰池；污泥為城市生活污泥。所述人工土壤可應用在礦山廢棄地修復中。

本發明具有如下優點：

1.本發明制備的人工土壤由粉煤灰與城市生活污泥組成，原材料簡單易得，而且供應充足，經濟實用。

2.本發明制備的人工土壤配制方法簡單，易于操作，且條件限制寬松，在不同時間地點均能進行配制，這大大提高了該人工土壤的經濟實用性。

3.本發明制備的人工土壤具有較優的物理化學性能，適宜于植物生長，將其用于礦山退化生態系統的修復可以大大節約自然土壤的耗用，同時避免了礦山臨近地區土壤的破壞。

4.本發明制備的人工土壤由粉煤灰與城市污泥組成，可以解決城市固體廢棄物在堆置處理過程中帶來的一系列環境問題，同時也實現了城市固體廢棄物的資源化利用。

附圖說明

圖1為粉煤灰鈍化污泥人工土壤持水性能圖。(其中III是粉煤灰與污泥以3:1配比的處理，CK為對照的草甸棕壤，I：粉煤灰與污泥以3:1配比的處理；II：粉煤灰與污泥以2:1配比的處理。)

圖2為鞍山大孤山廢棄地修復中粉煤灰鈍化污泥人工土壤上種植刺槐的生長狀況圖。

具體實施方式

以下通過實施例詳述本發明。

實施例1

人工土壤由含水量為7.54％粉煤灰和含水量為81.01％城市污泥組成。

制備方法：將采集的含水量為7.54％粉煤灰在自然狀態下風干至含水量為1-5％，同時將采集的含水量為81.01％污泥在自然狀態下風干至含水量為55-60％，而后將兩者按重量分數計粉煤灰:污泥＝1:1混合，即得(參見表1)。

表1?粉煤灰鈍化污泥人工土壤養分含量

從中顯示發現本發明人工土壤中有機質、有效態氮磷鉀養分含量都屬于高肥力水平。所述粉煤灰為采自遼寧省鞍山鋼鐵電力二廠儲灰池中新排放的粉煤灰，采用隨機取樣法采集樣品；污泥為采自遼寧省海城市生活污水處理廠，未進行脫水處理的生化污泥，采用隨機取樣法采集樣品。

實施例2