[發明專利]廢棄稀土礦區坡面土壤立體修復生態網及其養護方法

在審

• 申請號: 201710113186.5
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106900196A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 姚娜;張萌;吳俊偉;劉永軒;周慜;陳宏文;史曉燕;趙龍
• 申請（專利權）人: 江西省環境保護科學研究院
• 主分類號: A01B79/02
• 分類號: A01B79/02
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所42001
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明屬于礦山廢棄地土壤生態修復技術領域，尤其涉及一種廢棄稀土礦區坡面土壤立體修復生態網及其養護方法。

背景技術

稀土被稱為“工業黃金”，是高新技術領域所需的重要材料，被國家列為保護性開采的特定礦種和戰略性資源。根據2012年國務院新聞辦發布的《中國的稀土狀況與政策》白皮書顯示，我國的稀土儲量為1859萬t左右，約占世界總儲量的23%，是世界上稀土資源最豐富、礦物種類最齊全的國家。江西贛南地區擁有全國30%以上的離子型重稀土，其遠景儲量在940萬噸以上，已探明儲量46.89萬噸，被譽為中國的“稀土王國”。

20世紀70年代開始，贛南離子型稀土礦的開采，先后經歷了池浸、堆浸和原地浸礦3種不同的工藝技術；3種工藝均存在破壞植被、造成水土流失、稀土浸出率低和稀土資源利用率低等特點；同時，稀土礦區由于無序開采、產業經營方式粗放和亂挖亂采現象嚴重，造成了大范圍的環境污染和生態破壞，在浪費大量稀土資源的同時，使得大量稀土等金屬進入礦區土壤環境，在自然現象和人類活動的雙重作用下發生遷移、累積、轉化和擴散，對礦區周邊大氣、植物、水生態系統和周邊居民造成影響和潛在危害。已有研究表明，稀土礦污染場地下游8～10km范圍內土壤的稀土累積明顯，距離尾礦壩最近土壤的混合稀土含量為27549.58mg/kg，是我國土壤稀土平均含量的160多倍；稀土礦山毀壞面積78.13km²，水土流失破壞面積7.72km²，共計85.85km²。而稀土礦中常伴生有大量可利用的重金屬，如白云鄂博稀土礦中伴生有豐富的Cu、Pb、Zn，四川冕寧縣稀土礦富含Pb、As等。贛南風化淋積型稀土礦淋出液中主要含Al³⁺、Fe²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Cn²⁺等，這些重金屬在稀土沉淀過程中最終以氫氧化物或硫化物的形式存在。有研究表明我國南方某稀土礦區周邊水體Pb、Cd、Cu、Zn污染較嚴重。贛南稀土開采付出的環境代價是巨大的，粗放式的開采給山體、水體、土壤和生態環境造成的破壞，成為地方政府和居民最頭疼的后遺癥。因此，針對稀土礦開采對周邊環境的破壞，開展廢棄地土壤重金屬修復和礦山生態恢復對于保護源頭區的環境和人群健康具有重要的現實意義。

由于廢棄稀土地土壤基質極度貧瘠，有機質含量低，黏粒含量少、質地差，缺少團聚體、結構差，保肥持水能力差等原因，目前的廢棄稀土礦山土壤修復技術較少。當前的土壤修復專利主要分為原位治理和異位治理。其中原位治理如公告號CN102640590A（申請號201210125698.0）的中國專利公開了一種應用叢枝菌根真菌技術恢復稀土尾礦植被的方法，采用的叢枝菌根真菌易與植物共生，提高植物對礦質養分的獲取能力，減輕稀土元素對植物的毒害作用，促進植物在稀土尾礦上的定植和生長。異位治理如公告號CN106282554A（申請號201610669586.X）的中國專利公開了一種稀有稀土礦山修復方法，將稀土尾礦進行球磨和篩選得到尾礦原粉，進行酸化、過濾、分離和回填，實現礦山無尾化、無害化、無隱患及全綠色的修復效果。現已公布的稀土礦山修復技術發明專利，僅僅單純的利用微生物、植物，均未考慮廢棄稀土地土壤水土流失的問題。

發明內容

本發明的目的就在于克服現有技術存在的缺點和不足，提供一種廢棄稀土礦區坡面土壤立體修復生態網及其養護方法，以便綜合解決廢棄稀土礦區水土流失、土壤性質恢復和土壤污染治理的問題。

本發明的目的是這樣實現的：

采用生物質“井”字固土材料，解決稀土廢棄礦山土壤水土流失和植物難以存活以及土壤污染治理的問題，即提供一種兼具降低土壤重金屬、氨氮污染（結合生物質炭聚集、吸附、植物二次吸收和抽提等原理，形成化整為零的污染物“吸收井”系統）的新思路；用于修復的生態網具有穩定性、持久性和環境友好等特點，同時是農作物廢物資源化利用的一種嶄新途徑。

一、廢棄稀土礦區坡面土壤立體修復生態網

包括土壤，設置有固土裝置；

在土壤的表面人工挖掘相應溝渠，將固土裝置有序固定在溝渠內，并將挖掘出來的土壤進行回填，保證固土裝置的3/4埋在土壤里面；

所述的固土裝置包括生物質水平方框、垂直木樁、改性生物質炭、碳纖維網膜、草種和鋸末；

通過垂直木樁將水平方框固定在溝渠上；

在水平方框上，從下到上依次設置有改性生物質炭、碳纖維網膜、草種和鋸末。