一种矿山废弃地的修复方法

技术领域

本发明涉及一种矿山废弃地的修复方法，属于矿山废弃地修复技术领域。

背景技术

矿山废弃地是指在采矿或采石过程中所破坏的未经一定处理而无法使用的土地。根据矿山废弃地的来源可划为四种类型：①废石堆废弃地；②采矿坑废弃地；③尾矿废弃地；④其他类型废弃地。矿山废弃地极大的该表了原生经管生态系统，导致矿区生态退化与环境污染，如：地表景观破坏、诱发地质灾害、水文干扰与水质污染、大气污染、生物多样性损失等。矿山废弃地对周围地区产生了严重的环境影响，没有覆盖的疏松堆积物在受到风蚀和水蚀，会使水土流失加剧、土地沙荒化，大风时灰尘飞扬污染环境，影响农作物生长和人类健康，且在下暴雨时，大量泥沙流入河道或水库，污染和淤积水体，影响水利设施的正常使用，增加洪水的影响。所以矿山废弃地的修复是一个刻不容缓的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种矿山废弃地的修复方法，通过在矿山废弃地上开挖一排以上的鱼鳞坑层，并在鱼鳞坑层内种植植被，鱼鳞坑对矿山废弃地进行保水、保土、保肥，种植的制备为既能吸附重金属元素又能固土，使矿山废弃地的生态系统得到恢复。

本发明的技术方案如下：一种矿山废弃地的修复方法，具体步骤如下：

（1）清理：清理矿山废弃地的碎石及杂物，裸露出矿山废弃地的土壤层；

（2）开挖鱼鳞坑：在矿山废弃地的土壤层上等间隔开挖一排以上的坑穴，每排坑穴均包括一个以上的鱼鳞坑，每排坑穴中的各鱼鳞坑的沟沿高度一致，且位于上方的鱼鳞坑的沟沿高度均高于位于其下方一排的鱼鳞坑的沟沿高度，一排以上的坑穴形成阶梯状的鱼鳞坑层，在各鱼鳞坑的坑壁设置网眼板护壁，对鱼鳞坑的侧壁进行保护，防止雨水冲击导致坍塌；一排以上的鱼鳞坑层有利于进行大面积的浇灌，且阶梯状的鱼鳞坑层使上层鱼鳞坑内的多余的水分直接流入下层，提高浇灌的效率，同时防止水土流失；

（3）将步骤（2）开挖坑穴的表层土与生态恢复基质混合均匀后再回填至鱼鳞坑内，回填至鱼鳞坑内高度的三分之二至四分之三处；

（4）将步骤（2）开挖坑穴的底土沿各鱼鳞坑上沿堆砌成土埂，土埂进一步固土、保水；

（5）在鱼鳞坑内种植植被，种植的植被为蜈蚣草、鸭拓草、香根草或宽叶香蒲中的一种或任意几种的混合物。

所述生态恢复基质包括以下质量份的组分：冶炼渣和/或矿渣30~50份、矿山废弃地土壤40~50份，经干化发酵后的市政污泥20~35份、20~30份的秸秆、残枝木屑40~60份、保水剂20~35份、草籽15~25份、尿素10~15份、磷酸盐10~20份、石灰和碳酸氢盐的混合物5~15份、硫酸铁5~15份，其中所述保水剂为聚丙烯酸酯，碳酸氢盐为碳酸氢钙。本生态恢复基材中加入冶炼渣、矿渣、残枝木屑以及经干化发酵后的市政污泥，使得本生态恢复基材富含植物生长的有机元素同时具有多孔隙结构，蓄水及固土效果好，且加入了保水剂聚丙烯酸酯，保水效果好，且针对酸性较强的废弃地可加入石灰和碳酸氢盐的混合物降低其pH，对碱性较强的废弃地加入硫酸铁以提高废弃地的pH，并本发明的基材中还包括有利于植物生长的物质尿素。本生态恢复基材较好的改善了废弃地的基质，有利于恢复植被生长同时吸收废弃地的有害元素。

每排坑穴的各鱼鳞坑之间设置截水沟，并在截水沟内种植禾本科植物，进一步起到固土、保水的作用。

所述禾本科植物为白茅或新麦草，既能吸附重金属，同时根系较为发达，对土壤进行保护。

各鱼鳞坑的底部呈锥形结构，有利于雨水汇集到植物的根部，充分利用雨水。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明通过在矿山废弃地开挖一排以上的鱼鳞坑层，且各排鱼鳞坑层之间有高度差，形成阶梯式鱼鳞坑层，不仅能防止水土流失，且能在鱼鳞坑内汇集水资源，为坑内植物生长提供水资源，有利于植物的生长，同时还有利于进行大面积浇灌。

（2）本发明通过将开挖鱼鳞坑的表层土与生态恢复基质混合后回填，为坑内植物的生长提供必需的元素，本发明的生态恢复基质保水率、保土率均较高且富含植物生长的有机元素，有利于植物生长，恢复废弃地的植被，生态恢复基材能够吸附重金属元素，对废弃地进行改良，效果较好。

（3）本发明在每排坑穴的各鱼鳞坑之间设置截水沟，并在截水沟内种植禾本科植物，进一步起到固土、保水的作用。

（4）本发明的修复方法成本低，经济效益好，且不仅美化了矿山，同时减少了水土流失造成的对周边耕地及其他用地的重金属污染。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。

实施例1：本实施例针对云南某铅锌矿的废弃地进行修复，具体步骤如下：

（1）清理：清理矿山废弃地的碎石及杂物，裸露出矿山废弃地的土壤层；

（2）开挖鱼鳞坑：在矿山废弃地的土壤层上等间隔开挖50排坑穴，每排坑穴均包括30个鱼鳞坑，每排坑穴中的各鱼鳞坑的沟沿高度一致，且位于上方的鱼鳞坑的沟沿高度均高于位于其下方一排的鱼鳞坑的沟沿高度，50排的坑穴形成阶梯状的鱼鳞坑层，并在各鱼鳞坑的坑壁设置网眼板护壁，对鱼鳞坑的侧壁进行保护，防止雨水冲击导致坍塌；

本实施例在每排坑穴的各鱼鳞坑之间设置截水沟，并在截水沟内种植禾本科植物白茅，白茅对铅锌等重金属有一定的吸附作用，同时根系发达能防止水土流失；

（3）将步骤（2）开挖坑穴的表层土与生态恢复基质混合均匀后再回填至鱼鳞坑内三分之二高度处，其中生态恢复基质包括冶炼渣30份、矿山废弃地土壤40份，经干化发酵后的市政污泥20份、20份的秸秆、残枝木屑40份、保水剂聚丙烯酸酯20份、草籽15份、尿素10份、磷酸盐10份、石灰和碳酸氢钙的混合物5份，制备方法如下：首先将30份的冶炼渣或矿渣或冶炼渣与矿渣的混合物料破碎至粒径小于0.074mm占80%，得到物料Ⅰ，再将20份的秸秆破碎至粒径小于0.074mm占90%，然后将物料Ⅰ与40份的矿山废弃地的土壤混合，并以破碎后秸秆为造孔剂，置于真空中煅烧，煅烧温度为800℃，得到多孔的混合基材，再向多孔混合基材中加入经干化发酵后的市政污泥20份，再加入经发酵处理后的残枝木屑40份，并搅拌均匀，得到混合物Ⅰ，其中残枝木屑的发酵处理如下：首先将残枝木屑粉碎，然后加入水后再加入微生菌根瘤菌，搅拌均匀后置于20℃下发酵20天，得到发酵处理后的残枝木屑；向混合物Ⅰ中加入保水剂聚丙烯酸酯20份、石灰和碳酸氢钙的混合物5份，得到混合物Ⅱ；向混合物Ⅱ中加入尿素10份、磷酸盐10份、草籽15份，搅拌均匀后得到生态恢复基材；

（4）将步骤（2）开挖坑穴的底土沿各鱼鳞坑上沿堆砌成土埂；

（5）在鱼鳞坑内种植蜈蚣草与香根草。

利用本实施例方法对该废弃地处理，效果较好，生态系统得到了初步恢复，减少了该废弃地的铅锌等重金属流向周围耕地。

实施例2：本实施例针对云南某铜矿的废弃地进行修复，具体步骤如下：

（1）清理：清理矿山废弃地的碎石及杂物，裸露出矿山废弃地的土壤层；

（2）开挖鱼鳞坑：在矿山废弃地的土壤层上等间隔开挖60排坑穴，每排坑穴均包括40个鱼鳞坑，每排坑穴中的各鱼鳞坑的沟沿高度一致，且位于上方的鱼鳞坑的沟沿高度均高于位于其下方一排的鱼鳞坑的沟沿高度，60排的坑穴形成阶梯状的鱼鳞坑层，并在各鱼鳞坑的坑壁设置网眼板护壁，对鱼鳞坑的侧壁进行保护，防止雨水冲击导致坍塌，各鱼鳞坑的底部呈锥形结构，便于将雨水储存在底部供植物生长需要；

（3）将步骤（2）开挖坑穴的表层土与生态恢复基质混合均匀后再回填至鱼鳞坑内三分之二高度处，其中生态恢复基质包括矿渣40份、矿山废弃地土壤45份，经干化发酵后的市政污泥30份、25份的秸秆、残枝木屑50份、保水剂聚丙烯酸酯25份、草籽20份、尿素12份、磷酸盐15份、硫酸铁5份，本生态恢复基质制备方法同实施例1；

（4）将步骤（2）开挖坑穴的底土沿各鱼鳞坑上沿堆砌成土埂；

（5）在鱼鳞坑内种植鸭拓草，鸭拓草对铜有较好的吸附能力，是铜的超富集植物。

利用本实施例方法对该铜废弃地进行处理，降低了水土流失，对该地进行了保水、固土，在减少了该废弃地的铜的流向周围耕地的基础上初步恢复了该地的生态系统。

实施例3：本实施例针对四川某酸性矿山的废弃地进行修复，具体步骤如下：

（1）清理：清理矿山废弃地的碎石及杂物，裸露出矿山废弃地的土壤层；

（2）开挖鱼鳞坑：在矿山废弃地的土壤层上等间隔开挖70排坑穴，每排坑穴均包括45个鱼鳞坑，每排坑穴中的各鱼鳞坑的沟沿高度一致，且位于上方的鱼鳞坑的沟沿高度均高于位于其下方一排的鱼鳞坑的沟沿高度，70排的坑穴形成阶梯状的鱼鳞坑层，并在各鱼鳞坑的坑壁设置网眼板护壁，对鱼鳞坑的侧壁进行保护，防止雨水冲击导致坍塌；

本实施例在每排坑穴的各鱼鳞坑之间设置截水沟，并在截水沟内种植禾本科植物新麦草，新麦草对重金属有一定的吸附作用且耐受性强，便于成活，同时根系发达能防止水土流失；

（3）将步骤（2）开挖坑穴的表层土与生态恢复基质混合均匀后再回填至鱼鳞坑内三分之二高度处，其中生态恢复基质包括冶炼渣与矿渣的混合物50份、矿山废弃地土壤50份，经干化发酵后的市政污泥35份、30份的秸秆、残枝木屑60份、保水剂聚丙烯酸酯35份、草籽25份、尿素15份、磷酸盐20份、石灰和碳酸氢钙的混合物15份，制备方法同实施例1；

（4）将步骤（2）开挖坑穴的底土沿各鱼鳞坑上沿堆砌成土埂；

（5）在鱼鳞坑内同时种植蜈蚣草、鸭拓草、香根草与宽叶香蒲，增加对重金属的吸附，进一步固土、保水。

利用本实施例方法对该酸性废弃地处理，取得的效果较好，由于该地为酸性较强，故在生态恢复基质中加入石灰和碳酸氢钙的混合物，以增强pH，使鱼鳞坑内的表层土与生态恢复基质混合后更有利于植被的生长，效果较好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。