[發明專利]一種用于錳礦區污染土壤修復的復合植生袋及應用方法

有效

• 申請號: 202011381448.4
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112676339B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 黃兢;周康;張軒;黃忠良;李輝;吳子劍;覃曉莉;阮敏;江世林;許昕宇
• 申請（專利權）人: 湖南省林業科學院
• 主分類號: B09C1/10
• 分類號: B09C1/10;A01G9/02;A01G22/00;A01B79/02;B32B9/02;B32B9/04;B32B9/06;B32B1/02
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發明涉及土壤修復技術領域，公開了一種用于錳礦區污染土壤修復的復合植生袋及應用方法，通過復合植生袋內進行功能結構分區進行木本和草本配置，有效融合了固定化修復和活化修復兩種取向，充分挖掘草本植物和木本植物的協同修復優勢，提高木本植物最終存活率，形成長效穩定的修復效果，可有效控制修復基材營養基質流失及重金屬的活化，實現礦區廢棄地的快速復綠，減少水土流失和重金屬的進一步擴散；同時，復合植生袋的施工模式快捷簡便，工程量小投入低，對修復對象擾動小，袋體材料選用可降解材料制得，不產生二次污染和破壞，可實現錳礦區廢棄地植被短期恢復保水固土、重金屬污染長效治理相結合的修復模式。

技術領域

本發明涉及土壤修復技術領域，具體涉及一種用于錳礦區污染土壤修復的復合植生袋及應用方法。

背景技術

我國錳礦主要分布于貴州、重慶、湖南、云南、廣西等省份，其中貴州松桃、重慶秀山、湖南花垣連成了錳儲藏量最為集中“錳三角”。錳及其化合物是冶金、化工、建材等行業的重要原材料，其中鋼鐵工業領域對錳的需求量尤為突出。錳礦開采過程的廢石、電解錳產生的錳渣等固體廢物的堆積形成了大量的廢棄地，地表景觀和土壤資源破壞嚴重，特別在長期的露天堆積過程中，經侵蝕和風化，其中所含的Mn、Cd、Pb及Cr等典型的重金屬元素將不斷進入地表水、地下水及土壤中，對周邊的生態環境造成嚴重的影響。

植物修復技術主要是利用對重金屬具有特殊耐性及富集能力的植物來修復重金屬污染土壤，具有修復面積廣、對土壤擾動小、操作方便管理簡單、無二次污染等優點。但是，錳礦廢棄地往往存在土壤結構松散、保水能力差、重金屬含量高、養分貧乏等問題。植被恢復與重建的關鍵因素在于土壤，保證和維持植物群落的長期穩定發育需要一定厚度和寬度的土層作為生長基礎。基于傳統客土方法的木本植物存活率依賴于客土層厚度，并受制于大面積客土施工投入成本。植生袋技術通過將一定比例的土壤、生長基質、復合肥料、保水劑等裝填于高分子有機材料的袋體內，為植物生長提供了一套水分、營養供應相對穩定的基質層。但是，單一植生袋技術在錳礦廢棄地的應用仍面臨重金屬脅迫的問題：一方面污染土層水分的縱向遷移使重金屬元素具有向上部植生袋轉移的特性；另一方面隨著植物根系特別是具有發達根系的木本植物的生長其最終也將與污染土層接觸，從而影響其存活率。一般在礦區植物恢復過程中，大多以草本為先鋒植物，待群落穩定后進一步陸續出現灌木和喬木，最終形成一個相對穩定的生態系統。因此，僅以草本植物為主體的配制模式難以對礦區廢棄地形成長效修復，而提升根系發達的木本植物存活率是構建并維持植物群落穩定發展的主要難點。

發明內容

本發明提供一種用于錳礦區污染土壤修復的復合植生袋及應用方法。基于模塊結構分區、功能面料組裝、復合填料混配，實現重金屬固定化修復和活化修復兩種取向，進一步通過重金屬超富集草本植物及耐受木本植物配置，結合植物種子異步萌發，植生袋裝填鋪設，以及后期管護等措施，實現草本植物和木本植物對于錳礦區污染土壤的協同修復。具體協同修復機制包括兩個方面：一是超富集草本植物的優先生長對于重金屬污染土壤理化性質的改善，以及草本模塊填料對重金屬的活化作用結合重金屬可滲透面料，強化超富集草本植物對重金屬的萃提以降低土壤重金屬污染水平，形成對錳礦區廢棄地的快速復綠，減少水土流失及重金屬污染的進一步擴散；二是耐性木本植物的延遲萌發，木本植物模塊填料對重金屬的固定化作用，以及重金屬不可滲透面料，進一步保障了后期木本植物的生長發育并提升其存活率，構建錳礦區廢棄地穩定的植物群落，形成長效的植物修復目標。同時，復合植生袋具有施工快捷簡便，工程量投入低，修復對象擾動小，袋體材料可降解，不產生二次污染等優點。

為實現上述技術效果，本發明采用了以下技術方案：