[發(fā)明專利]利用生物炭-廄肥復(fù)合改良劑和植物隔離層穩(wěn)定多金屬礦山排土場重金屬的方法

在審

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• 申請日: 2018-01-12
• 公開（公告）號: CN108343469A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 晁元卿;劉文深;王詩忠;湯葉濤;仇榮亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝;舒勝英

本發(fā)明公開了利用生物炭?廄肥復(fù)合改良劑和植物隔離層穩(wěn)定多金屬礦山排土場重金屬的方法，本發(fā)明通過探索改良劑研發(fā)和植被種植模式篩選，結(jié)合土壤改良劑的改良和穩(wěn)定效果，以及豆科種子、商業(yè)草本種子、芒草和桉樹形成的致密隔離層，可有效抑制重金屬礦物(如Pb、Zn、Cu、Cd)的氧化，以及重金屬和的H⁺離子釋放，降低排土場中重金屬的流失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于南方多金屬礦山排土場治理修復(fù)領(lǐng)域。具體涉及一種利用生物炭-廄肥復(fù)合改良劑和植物隔離層穩(wěn)定多金屬礦山排土場重金屬的方法。

背景技術(shù)

多金屬礦山在長期開采過程中對周圍環(huán)境釋放了大量的重金屬以及酸性廢水，造成了土壤和水體污染等一系列環(huán)境問題。如很多學(xué)者對廣東省大寶山礦區(qū)及其周邊區(qū)域的污染狀況調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多金屬礦山在開采過程中流失的重金屬元素包括Pb、Fe、Zn、Cu、Hg、As、Ag、 Cd。其中開采過程產(chǎn)生的大面積的排土場是主要的污染源之一，同時，排土場金屬硫化物等金屬礦物在氧化過程中釋放了大量的重金屬離子和H⁺，使得排土場重金屬流失情況更為嚴重。

近幾十年來，我國政府投入大量資金對多金屬礦區(qū)進行了治理，但是廢棄礦區(qū)特別是排土場土壤修復(fù)工作仍然嚴峻，含重金屬廢水依然在向下游排放，因此要恢復(fù)多金屬礦區(qū)排土場還需做更多的努力。并且，目前排土場治理方法眾多，但存在成本代價高昂、效果差的現(xiàn)象，如何研發(fā)新的治理方法和技術(shù)，最大程度妥善控制污染、修復(fù)生態(tài)環(huán)境，是礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的主要命題。

由于礦山重金屬污染場地通常具有土壤理化性質(zhì)差、重金屬毒性高的特點，為了提高植物定殖能力，有必要在修復(fù)前對土壤進行改良。常用的改良劑有石灰、沸石、碳酸鈣、磷酸鹽、硅酸鹽、有機物質(zhì)等。目前穩(wěn)定多金屬礦山排土場重金屬的方法包括(1)覆土，并種植植物；(2)土壤改良劑并種植植物，其中改良劑包括：(a)石灰類物質(zhì)，石灰類的土壤改良劑由于具有廉價、重金屬固定效果快速且顯著、另外還能調(diào)節(jié)土壤酸堿環(huán)境，從而讓一些植物能定植。所以為在酸性礦山土壤改良中應(yīng)用廣泛且使用歷史較長；(b)鈣鎂磷肥類改良劑，鈣鎂磷肥類改良劑也是廣泛應(yīng)用在重金屬污染土壤改的良劑之一。鈣鎂磷肥類改良劑除了能提高土壤養(yǎng)分促進植物生長外，還有改善土壤酸堿環(huán)境、固定土壤中重金屬的作用。鈣鎂磷肥類改良劑中的碳酸磷根團離子能與土壤中碳酸鉛、硫酸鉛等各種Pb化合物反應(yīng)，從而生成更穩(wěn)定的磷酸鉛；(c)粘土礦物，粘土礦物的表面積巨大、吸附性較強、極性較大、離子交換能力強，在土壤中能與重金屬污染物發(fā)生吸附、配合、沉淀等反應(yīng)，從而起到固定重金屬的作用； (d)農(nóng)業(yè)廢棄物與污泥，農(nóng)業(yè)廢棄物含有大量的有機酸、碳水化合物與硫化物。這些物質(zhì)含有大量能與重金屬發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)的基團，生成有機絡(luò)合物，從而降低重金屬污染物的毒性與移動性。

以上方法存在兩個問題：(1)成本高且不環(huán)保，特別是覆土方法，其需要從別處運輸大量的表土，破壞了他處生態(tài)環(huán)境，且成本高昂；(2)改良效果差，或者難以持久。由于南方多金屬礦山含硫高，其在氧化過程中不斷釋放H⁺離子，并釋放重金屬。因此很多改良或者修復(fù)方法前期效果很好，但隨著土壤氧化和反酸，修復(fù)實踐效果變差，難以達到控制金屬流失的要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有南方多金屬礦山排土場修復(fù)治理的缺陷和技術(shù)不足，通過探索改良劑研發(fā)和植被種植模式篩選，結(jié)合土壤改良劑的改良和穩(wěn)定效果，以及植物形成的致密隔離層，旨在提供一種修復(fù)效果好且持久、穩(wěn)定土壤重金屬并降低重金屬流失，同時兼具較低的投入的穩(wěn)定南方多金屬礦山排土場重金屬的方法。

本發(fā)明的目的在于

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

一種穩(wěn)定多金屬礦山排土場重金屬的方法，包括以下步驟：

1)翻耕多金屬礦山排土場表層土壤，按每畝3～6噸施加改良劑，將改良劑與土壤混勻；

所述改良劑由污泥生物炭和雞糞按比例混合而成，其中污泥生物炭用量為改良劑總量的 8～12％；