[发明专利]利用生物炭-厩肥复合改良剂和植物隔离层稳定多金属矿山排土场重金属的方法

说明书

本发明公开了利用生物炭‑厩肥复合改良剂和植物隔离层稳定多金属矿山排土场重金属的方法，本发明通过探索改良剂研发和植被种植模式筛选，结合土壤改良剂的改良和稳定效果，以及豆科种子、商业草本种子、芒草和桉树形成的致密隔离层，可有效抑制重金属矿物(如Pb、Zn、Cu、Cd)的氧化，以及重金属和的H⁺离子释放，降低排土场中重金属的流失。

技术领域

本发明属于南方多金属矿山排土场治理修复领域。具体涉及一种利用生物炭-厩肥复合改良剂和植物隔离层稳定多金属矿山排土场重金属的方法。

背景技术

多金属矿山在长期开采过程中对周围环境释放了大量的重金属以及酸性废水，造成了土壤和水体污染等一系列环境问题。如很多学者对广东省大宝山矿区及其周边区域的污染状况调查发现，多金属矿山在开采过程中流失的重金属元素包括Pb、Fe、Zn、Cu、Hg、As、Ag、 Cd。其中开采过程产生的大面积的排土场是主要的污染源之一，同时，排土场金属硫化物等金属矿物在氧化过程中释放了大量的重金属离子和H⁺，使得排土场重金属流失情况更为严重。

近几十年来，我国政府投入大量资金对多金属矿区进行了治理，但是废弃矿区特别是排土场土壤修复工作仍然严峻，含重金属废水依然在向下游排放，因此要恢复多金属矿区排土场还需做更多的努力。并且，目前排土场治理方法众多，但存在成本代价高昂、效果差的现象，如何研发新的治理方法和技术，最大程度妥善控制污染、修复生态环境，是矿区生态修复的主要命题。

由于矿山重金属污染场地通常具有土壤理化性质差、重金属毒性高的特点，为了提高植物定殖能力，有必要在修复前对土壤进行改良。常用的改良剂有石灰、沸石、碳酸钙、磷酸盐、硅酸盐、有机物质等。目前稳定多金属矿山排土场重金属的方法包括(1)覆土，并种植植物；(2)土壤改良剂并种植植物，其中改良剂包括：(a)石灰类物质，石灰类的土壤改良剂由于具有廉价、重金属固定效果快速且显著、另外还能调节土壤酸碱环境，从而让一些植物能定植。所以为在酸性矿山土壤改良中应用广泛且使用历史较长；(b)钙镁磷肥类改良剂，钙镁磷肥类改良剂也是广泛应用在重金属污染土壤改的良剂之一。钙镁磷肥类改良剂除了能提高土壤养分促进植物生长外，还有改善土壤酸碱环境、固定土壤中重金属的作用。钙镁磷肥类改良剂中的碳酸磷根团离子能与土壤中碳酸铅、硫酸铅等各种Pb化合物反应，从而生成更稳定的磷酸铅；(c)粘土矿物，粘土矿物的表面积巨大、吸附性较强、极性较大、离子交换能力强，在土壤中能与重金属污染物发生吸附、配合、沉淀等反应，从而起到固定重金属的作用； (d)农业废弃物与污泥，农业废弃物含有大量的有机酸、碳水化合物与硫化物。这些物质含有大量能与重金属发生络合反应的基团，生成有机络合物，从而降低重金属污染物的毒性与移动性。

以上方法存在两个问题：(1)成本高且不环保，特别是覆土方法，其需要从别处运输大量的表土，破坏了他处生态环境，且成本高昂；(2)改良效果差，或者难以持久。由于南方多金属矿山含硫高，其在氧化过程中不断释放H⁺离子，并释放重金属。因此很多改良或者修复方法前期效果很好，但随着土壤氧化和反酸，修复实践效果变差，难以达到控制金属流失的要求。

发明内容

为了克服现有南方多金属矿山排土场修复治理的缺陷和技术不足，通过探索改良剂研发和植被种植模式筛选，结合土壤改良剂的改良和稳定效果，以及植物形成的致密隔离层，旨在提供一种修复效果好且持久、稳定土壤重金属并降低重金属流失，同时兼具较低的投入的稳定南方多金属矿山排土场重金属的方法。

本发明的目的在于

本发明所采取的技术方案是：

一种稳定多金属矿山排土场重金属的方法，包括以下步骤：

1)翻耕多金属矿山排土场表层土壤，按每亩3～6吨施加改良剂，将改良剂与土壤混匀；

所述改良剂由污泥生物炭和鸡粪按比例混合而成，其中污泥生物炭用量为改良剂总量的 8～12％；