礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)與效應(yīng)研究——以河南省魯山縣某鐵礦區(qū)為例碩士論文.pdf

華北水利水電學(xué)院 碩士學(xué)位論文 礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)與效應(yīng)研究以河南省魯山縣某鐵 礦區(qū)為例 姓名：楊韡韡 申請學(xué)位級別：碩士 專業(yè)：水土保持與荒漠化防治 指導(dǎo)教師：李志萍；馬志林 201205 摘要 礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)與效應(yīng)研究 以河南省魯山縣某鐵礦區(qū)為例 摘要 河南省是我國重要的礦產(chǎn)資源大省，礦山開采對生態(tài)環(huán)境破壞十分嚴(yán)重。對 于河南這樣一個人口眾多、土地資源匱乏的省份來說，進(jìn)行礦山廢棄地的生態(tài)修 復(fù)技術(shù)研究，實現(xiàn)礦山廢棄地的生態(tài)恢復(fù)與重建，對改善河南礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、發(fā) 展河南礦業(yè)經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)河南生態(tài)省建設(shè)和中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)都是十分必要和緊迫 的。 本文首先分析國內(nèi)外礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究歷史及研究進(jìn)展，介紹 了國內(nèi)礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)的一些技術(shù)、模式和方法。然后以河南省魯山縣某鐵 礦區(qū)為例，通過分析礦山廢棄地的生態(tài)特征、立地條件和限制性因子，研究了礦 山廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)、效應(yīng)及重金屬污染的植物修復(fù)。 通過試驗得出了以下幾點結(jié)論： ( 1 ) 對該鐵礦排土場邊坡植物的優(yōu)化配置中，在上坡位可以優(yōu)先選擇火炬 樹，而下坡位則可以選擇配置刺槐和鹽膚木。 ( 2 ) 對該鐵礦排土場土壤改良試驗，噴播基質(zhì)后，噴播坡面的基質(zhì)、礦渣 的土壤顆粒越來越細(xì)，容重越來越大，不斷趨向于合理容重，說明噴播基質(zhì)在一 定程度上加速了礦渣的風(fēng)化，越來越適合植物的生長；噴播后礦渣的陽離子交換 量、速效氮、速效鉀均有增加；基質(zhì)的陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)和速效氮含量也呈 增加趨勢。 ( 3 ) 噴播基質(zhì)后，土壤中重金屬含量增高，一方面可能是由于所配基質(zhì)中 使用的土壤是本地礦區(qū)的，本身含有較高的重金屬；另一方面也說明該鐵礦排土 場重金屬污染修復(fù)選擇的幾種植物，只對鐵具有富集作用，對其他重金屬的修復(fù) 效果不明顯。 ( 4 ) 對該鐵礦尾礦庫重金屬污染修復(fù)物種的選擇，草本植物可以選取狼尾 草、狗牙根、高羊茅、蜈蚣草、紫花苜蓿、雞冠花等；灌木可以優(yōu)先選取檸條、 銀合歡和紫穗槐；喬木可以選擇榆樹、泡桐、雪松、圓柏、側(cè)柏等當(dāng)?shù)刂参镂锓N。 關(guān)鍵詞：礦l jj 廢棄地；生態(tài)修復(fù)；技術(shù)效應(yīng)；重金屬污染修復(fù) 華北水利水電學(xué)院碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t e c o l o g l c a lr e s t o r a t i o n t e c h n o l o g ya n de c f f e c tr e s e a r c h o fa b a n d o n e dm i n e s t a k ea ni r o nm i n i n ga r e ai n l u s h a nc o u n t r yo fh e n a np r o n i c e f o re x a m p l e a b s t r a c t h e n a np r o v i n c ei so n eo fi m p o r t a n tp r o v i n c e si nc h i n aw h i c hh a sr i c hm i n e r a lr e s o u r c e s t h e d e s t m c t i o no fm i n i n go nt h ee c o l o g i c a le n v j r o n m e n ti sv e 拶s e r i o u s e b e c a u s eh e n a np r o v i n c eh a s l a r g ep o p u l a t i o n a n di s1 a c ko fl a n dr e s o u r c e s ， s t u d y i n g o ne c o i o 百c a lr e s t o r a t i o na n d r e c o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g yi nm i n i n gw a s t e l a n da n dr e a l i z i n gt h el a n dr e c l a m a t i o na n de c o l o g i c a l r e h a b i l i t a t i o ni sv e r yn e c e s s a ua n du 唱e n tt oi m p r o v ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n ti nm i n i n ga r e a ， d e v e l o p et h em i n i n ge c o n o m y ，a n dp r o m o t ec o n s t r u c t i o no fe c o l o g i c a lp m v i n c ea n dc o n s t r u c t i o n o fe c o n o m i cz o n eo fc h i n ai nh e n a np r o v i n c e f i r s t l yt h er e s e a r c hh i s t o ua n dp r o g r e s so fe c o l o g i c a lr e h a b i l i t a t i o na n dr e c o n s t r u c t i o ni n m i n i n gw a s t e l a n da th o m ea n da b r o a dw a sa n a l y z e d ，s o m et e c h n o l o g y ，m o d e sa n dm e t h o d so f e c o l o g i c a lr e s t o r a t i o ni nd o m e s t i cm i n i n gw a s t e l a n dw e r ei n t r o d u c e d ，t h e nt a k i n ga ni r o nm i n i n g a r e ai nl u s h a nc o u n t ya sa ne x a m p l e ，t h r o u g ht h ea n a l y s i so ft h ee c o l o g i c a lc h a r a c t e “s t i c s ，t h e s i t ec o n d i t i o n sa n dr e s t “c t i v ef - a c t o r si nm i n i n gw a s t e l a n d ，e c o l o g i c a lr e s t o r a t i o nt e c h n o l o g y ， e f f - e c ta n dp h y t o r e m e d i a t i o no fh e a v ym e t a lp o l l u t i o na r es t u d i e d t h r o u 曲t h et e s t st h ef o l i o w i n gc o n c l u s i o n sw e r eo b 氤n e d ( 1 ) l nt h eo p t i m a ia l l o c a t i o nt os l o p ep l a n t so nt h em i n ed u m p ，t o r c ht r e ec a nb et h ep r e f e r r e d c h o i c eo nt h eu p h i l l ，w h e r e a sl o c u s ta n dr h u sc h i n e n s i sc a nb ec h o s e do nt h ed o w n h j l l ( 2 ) f o rt h es o i li m p r o v e m e n tt e s to ft h ed u m p ，a r e rs e e d i n gs t r o m a ，s o i lp a r t i c i e sw e r en n e r a n d 仃n e ra n dt h eb u l kd e n s i t yw a sg r o w i n g ，w h i c hc o n s t a n t l yt e n d e dt or e a s o n a b l ed e n s i t y t h a ti s e x p l a i n i n gt h a ts e e d i n gs t m m a a c c e l e r a t e dt h es l a gw e a t h e r i n gt oac e n a i ne x t e n t ，m a k i n gi tm o r e s u i t a b i ef - o rt h eg r o w t ho fp l a n t s c a t i o ne x c h a n g ec a p a c i t y ，a v a i l a b l en i t r o g e na n da v a i l a b l e 華北水利水電學(xué)院碩士學(xué)位論文 p o t a s s i u mo ft h es l a gi n c r e a s e d c a t i o ne x c h 鋤g ec 印a c i 壩。唱鋤i cm a n e ra n da v a i l a b l en i 仃o g e n o ft h es n o m ai n c r e a s e d ( 3 ) t h ec o n t e n t so f h e a v ym e t a l si ns o i li n c r e a s e da 舭rs e e d i n gs t r o m a o no n eh a n d ，m a yb e d u et ot h es o i lu s e di nt h ec o m p l e xs t r o m aw a si o c a ls o i l ，w h i c hc o n t a j n e dh i 曲l e v e l so f h e a v y m e t a l s ；o nt h eo t h e rh a n da l s os h o w st h a tt h es e v e r a lp l a n t sc h o s e df o rt h er e h a b i l i t a t i o no fh e a v y m e t a lp o l l u t i o no fi r o no r ed u m po n l yh a de n r i c h m e n te f f e c to ni m n ，b u tf o rt h e0 t h e rh e a v y m e t a l s ，w h o s er e p a i re 行e c ti sn o to b v i o u s ( 4 ) o nt h ep l 鋤t sc h o i c ef o rr e h a b i 】i t a t i o no fh e a v ym e t a lp 0 1 l u t i o n ，t h eh e r b a c e o u sp l 鋤t st h a t p e n n i s e t u ma l o p e c u r o i d e s ，c y n o d o nd a c t ) ，l o n ，1 a l if e s c u e ，c i i i a t ed e s e r t - g r a s s ，a i f a l f aa n dc e l o s i a c r i s t a t 如t h es h r u bp l a n t st h a tc a r a g a n a ，l e u c a e n al e u c o c e p h a l aa n da m o r p h af m t i c o s ac a nb e c h o s e d l o c a lp l a n ts p e c i e st h a te l m ，p a u l o w n i a ，c e d a r ，j u n i p e r ，p l a t y c l a d u so r i e n t a l i sa n ds oo n c a nb ec h o s e dt ob et r e es p e c i e s 1 ( e yw o r d s ： m i n i n gw a s t e l a n d ；e c o l o g i c a lr e s t o r a t i o n ；t e c h n o l o 影 a n d e c 舵c t ； r e m e d i a t i o no f h e a v ym e t a lp o l l u t i o n l v l 緒論 1 1 論文研究目的及意義 1 緒論 1 1 1 論文研究目的 礦產(chǎn)資源開采是迄今最大規(guī)模改變地球表面景觀和破壞地表生態(tài)系統(tǒng)的有 組織的人類活動【1 1 。礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用一方面為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了大量的 燃料和原材料，對經(jīng)濟(jì)發(fā)展起了巨大的推動作用，另一方面也對礦山環(huán)境產(chǎn)生了 負(fù)面的影響，礦山特別是金屬礦山開采后，廢棄物的排放、堆存不僅破壞和占有 大量的土地資源，而且導(dǎo)致區(qū)域重金屬污染( 表層土壤、地表水、地下水) ，土 地退化，廢棄地表面形成極端的生態(tài)環(huán)境，植物難以生存，農(nóng)作物減產(chǎn)和品質(zhì)下 降，直接危及到人體健康和礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，其生態(tài)環(huán)境破壞的嚴(yán)重后果 不僅伴隨整個開采過程，而且在礦區(qū)開發(fā)結(jié)束后仍將繼續(xù)存在，有可能持續(xù)幾十 年或上百年。我國共有大中型礦山9 0 0 0 多座，2 6 萬座小型礦山，因采礦侵占土 地面積已接近4 0 0 0 0 k m 2 ，因此而廢棄的土地面積達(dá)3 3 0 k m 2 a 【2 1 。在我國人均土 地相對貧乏的情況下，加強(qiáng)礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)與重建己迫在眉睫。 長期以來，我國礦業(yè)開發(fā)普遍存在著重經(jīng)濟(jì)效益、輕生態(tài)效益的問題。近年 來，人們環(huán)境意識增強(qiáng)，改善礦山自然生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源開發(fā)和生態(tài)環(huán)境 保護(hù)的良性循環(huán)已經(jīng)成為一種趨勢。 1 1 2 論文研究意義 河南地處中原，橫跨我國南北兩大板塊，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，成礦條件優(yōu)越，礦 產(chǎn)資源豐富，礦業(yè)產(chǎn)值居全國前5 位，是我國重要的礦產(chǎn)資源大省1 3 j 。特別是煤 炭資源十分豐富，已經(jīng)形成的有鶴壁、焦作、義馬、鄭州、平頂山、永城六大煤 炭開采基地【引。目前，由于煤炭資源的過度開采，造成全省范圍內(nèi)破壞和影響的 土地( 塌陷、挖損、占壓) 約4 0 0 k m 2 ，其中已損毀的耕地超過了3 0 0 k m 2 ，加劇 了我省的人地矛盾，帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題和社會問題1 5 j 。但我省礦山生態(tài)修復(fù) 的科研和實踐工作相對于江浙、北京等發(fā)達(dá)地區(qū)來說還比較落后。因此，對于河 南這樣一個人口眾多、土地資源匱乏的省份來說，進(jìn)行礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)技 術(shù)研究，實現(xiàn)礦山廢棄地的生態(tài)恢復(fù)與重建，對改善河南礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、發(fā)展河 南礦業(yè)經(jīng)濟(jì)、促進(jìn)河南生態(tài)省建設(shè)和中原經(jīng)濟(jì)區(qū)建設(shè)都是十分必要和緊迫的。 華北水利水電學(xué)院碩士學(xué)位論文 1 2 礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀 1 2 1 國外研究現(xiàn)狀 世界許多發(fā)達(dá)國家對礦山廢棄地治理非常重視，并取得了一定的成效。2 0 世紀(jì)5 0 年代和6 0 年代，許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家加速了復(fù)墾法規(guī)的制定和復(fù)墾工程的 實踐活動，比較自覺地進(jìn)入了科學(xué)復(fù)墾時代；7 0 年代，礦區(qū)生態(tài)修復(fù)發(fā)展成為 集采礦、地質(zhì)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)等多學(xué)科為一體的牽動多行業(yè)、多部門的系統(tǒng)工程； 8 0 年代以后，許多發(fā)達(dá)國家的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)已經(jīng)步入蓬勃、正常的發(fā)展軌 道【6 1 。 美國和德國是最早開始礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的國家【7 j 。1 9 1 8 年，美國印第安納州的 礦業(yè)主就開始自發(fā)性地在采礦區(qū)復(fù)墾植樹；1 9 2 0 年礦山租賃法明確要求保護(hù) 土地和自然環(huán)境；1 9 3 9 年，西弗吉尼亞州頒發(fā)了第一個采礦的法律修復(fù)法； 1 9 7 7 年8 月3 日，美國國會通過并頒發(fā)第一部全國性的礦區(qū)生態(tài)環(huán)境修復(fù)法規(guī) 露天采礦管理與( 環(huán)境) 修復(fù)法【8 l ；1 9 9 6 年，美國召開了國際恢復(fù)生態(tài) 學(xué)會議，專門探討了礦山廢棄地的生態(tài)問題。德國也是從2 0 世紀(jì)2 0 年代初開始 對露天開采褐煤區(qū)進(jìn)行綠化。英國在2 0 世紀(jì)3 0 4 0 年代也已經(jīng)開始了這方面的 研究，目前英國的許多度假休閑公園就是建立在早期綜合利用的礦山廢棄地上 【9 】 o 美國平均每年采礦占用土地面積達(dá)4 5 0 0 h m 2 ，已有4 7 進(jìn)行了生態(tài)恢復(fù)【l o 】， 美國目前被開采的各類礦山破壞土地的復(fù)墾率已達(dá)到了7 9 5 【l l 】。德國是世界上 重要的采煤國家i 坨j ，年產(chǎn)煤量達(dá)2 億t ，到1 9 9 6 年，德國煤礦采礦破壞土地1 5 3 4 萬h l n 2 ，已經(jīng)完成的生態(tài)恢復(fù)的面積有8 2 3 萬h m 2 ，恢復(fù)率達(dá)5 3 5 【1 3 】。在 1 9 7 4 1 9 8 2 年間，英國因采礦廢棄土地1 9 3 6 2 h m 2 ，生態(tài)恢復(fù)面積達(dá)1 6 9 5 2 h m 2 ， 恢復(fù)率達(dá)到8 7 6 ，到1 9 9 3 年露天采礦占用地已恢復(fù)5 4 萬h m 2 【1 4 】。 美國、加拿大等國家銅礦尾礦被廣泛應(yīng)用于采空井巷的回填及露天礦復(fù)田； 在鉛鋅尾礦方面，德國“阿特拉斯科晉科”公司采用鉛鋅廠的選礦尾礦生產(chǎn)硅 酸鹽磚：澳大利亞則采取添加水泥或不加水泥的方法用于回填礦區(qū)采空地段；日 本各鉛鋅廠則在煙氣凈化過程中回收制取硫石膏用于建材生產(chǎn)【1 5 】。 國外一些發(fā)達(dá)國家較早就開始重視坡壁綠化，并開創(chuàng)了一系列的綠化工程技 術(shù)，如客土噴播法、纖維綠化法、厚層基材噴射綠化法、生態(tài)多孔混凝土綠化法、 植生吹附工法、植生卷鋪蓋法、種子噴播法等。 1 2 2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的科研與實踐萌芽于2 0 世紀(jì)5 0 年代，主要是是個別礦山 自發(fā)進(jìn)行的一些小規(guī)模修復(fù)治理工作；5 0 7 0 年代處于自發(fā)探索階段；到了8 0 l 緒論 年代，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛薪M織的修復(fù)治理階段；1 9 8 8 年頒布土地復(fù)墾規(guī)定和1 9 8 9 年頒發(fā)中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法，標(biāo)志著礦區(qū)生態(tài)修復(fù)走上了法制化的軌 道；進(jìn)入2 l 世紀(jì)以來，主要是進(jìn)行以礦山生態(tài)系統(tǒng)健康與環(huán)境安全為目標(biāo)的生 態(tài)修復(fù)【1 6 1 。 2 0 世紀(jì)9 0 年代以來，對礦山廢棄地復(fù)墾和重金屬污染植被修復(fù)的研究開始 增多【1 7 】，但目前發(fā)現(xiàn)的耐重金屬污染的植物種類較少，因而篩選新的具有鄉(xiāng)土特 征的耐重金屬污染或超富集重金屬的植物物種，具有重要的理論意義和實踐價 值。 ( 1 ) 國內(nèi)礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)與重建技術(shù)模式研究 國內(nèi)針對礦山裸露邊坡修復(fù)進(jìn)行的技術(shù)研究有山峽大學(xué)發(fā)明的植被混凝土 技術(shù)、北京林業(yè)大學(xué)牽頭進(jìn)行的裸露邊坡植被恢復(fù)技術(shù)研究、西南交大等單位開 發(fā)的厚層基材噴附技術(shù)，以及一些單位開展的p m s 基材噴附技術(shù)、v r t 礦山植 被恢復(fù)技術(shù)組合創(chuàng)新研究等【j 引。 另外還有一些生態(tài)修復(fù)實例，如劉剛介紹了噴混植生技術(shù)在廢棄礦山生態(tài)恢 復(fù)中的研究和應(yīng)用【l9 j ；北京市門頭溝區(qū)妙峰山鎮(zhèn)龍鳳嶺采石場通過對采石邊坡植 被恢復(fù)的研究，總結(jié)了1 0 項采石邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)組合模式，并取得了較好的 生態(tài)修復(fù)效果，為其他類似坡面的植被恢復(fù)提供了借鑒【2 0 j ；豐贍，許文年，李少 麗等以裸露山體巖質(zhì)邊坡和廢渣堆積體的生態(tài)修復(fù)為研究對象，以恢復(fù)生態(tài)學(xué)理 論為基礎(chǔ)，提出了綜合應(yīng)用植被混凝土生態(tài)防護(hù)技術(shù)和防沖刷基材( p e b ) 生態(tài) 護(hù)坡技術(shù)的裸露山體生態(tài)修復(fù)模式【2 l j ；吳長文等通過對深圳市裸露山體缺口生態(tài) 治理的探索，總結(jié)出裸露山體缺口生態(tài)治理技術(shù)：( 液壓) 噴混植生( 又稱客土噴播) 綠化新技術(shù)、帶狀種植法、見縫插針式人工植生笳( 穴) 種植綠化法、掛籠磚綠化 技術(shù)、景觀再造法【2 2 j ；張志芬以內(nèi)蒙古通遼市扎哈淖爾露天煤礦為例論述了客土 噴播植被護(hù)坡技術(shù)在露天煤礦排土場邊坡防護(hù)中的應(yīng)用1 2 3 j ；金章利等在對黃石黃 荊山北麓胡家灣采石場生態(tài)修復(fù)設(shè)計時，綜合應(yīng)用植被混凝土護(hù)坡綠化技術(shù)和綠 化罩面網(wǎng)+ 爬藤生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，并結(jié)合種植穴、飄臺栽植藤蔓，對不同的邊坡采 取不同的修復(fù)技術(shù)，以達(dá)到修復(fù)目的1 2 4 l 。 ( 2 ) 國內(nèi)礦山廢棄地重金屬超富集植物研究 李冰等通過分析貴州爛泥溝金礦區(qū)紫莖澤蘭對重金屬的富集特性和土壤污 染程度，發(fā)現(xiàn)紫莖澤蘭對c r 、c d 有較強(qiáng)的富集能力，而且能把重金屬元素從地 下部轉(zhuǎn)移到地上部1 2 5 j ；通過對廢棄3 0 0 0 余年的湖北銅綠山古冶煉渣已形成植被 的研究發(fā)現(xiàn)，鴨跖草是c u 的超富集植物，可用于c u 污染土壤的植物修復(fù)與重 型2 6 】；張志權(quán)等研究了在鉛鋅尾礦上定居的雀稗、雙穗雀稗、黃花稔和銀合歡對 鉛( p b l 的吸收模式，發(fā)現(xiàn)：雀稗所吸收的p b 大部分被滯留在根部，從而對p b 更 具耐性；雙穗雀稗和黃花稔所吸收的p b 較多地被轉(zhuǎn)移地上部分，容易被轉(zhuǎn)移走， 華北水利水電學(xué)院碩士學(xué)位論文 因而具有較大的植物修復(fù)潛力；銀合歡所吸收的p b 8 0 以上是積累在根、莖的 皮和木質(zhì)部及枝條部分，只有1 5 左右分布在葉片中【2 7 1 ；陽承勝等通過研究得 出：重金屬p b 、z n 、c u 和c d 的全量和有效態(tài)含量都隨土壤深度的增加而遞減。 寬葉香蒲等四種植物都具有較強(qiáng)的吸收和富集重金屬的能力，且主要富集在植物 的地下部分1 2 叫；戈峰等發(fā)現(xiàn)蚯蚓對銅礦中的銅元素富集能力很強(qiáng)，可達(dá)體內(nèi)組織 的8 2 5 一1 2 1 8 4 m g l ( 9 1 2 9 j ；聶湘平等的研究表明，大葉相思根瘤菌對z n 2 + 離子的耐 受性較美麗胡枝子強(qiáng)，可以耐受z n 2 + 嗣田、，。 + 孝_ _ _ i i 一鐮：盛溶囂篙 ，一 一 f 1 i ，。一妒尸。、 阿、 一0 設(shè)，f：一、贏一一。乒刪、。! 急巴黼 0 、? 一一、i 1 彬2 心；是萋蠶矽避一，：，? 羅離攀鬻 j霉靄 ，一一”、a 辯一l 、。、姻 ：固網(wǎng)一黼鉗。一一= 鏹，? 、， 喇 。! ，、夕 2 1 2 地形地貌 魯山縣位于華北地區(qū)西南緣，河南省中部偏西，伏牛山東麓，淮河水系的沙 河上游，地勢西高東低，西、南、北三面環(huán)山，東與黃淮平原相連，最高海拔 2 1 5 3 1 m ，最低海拔9 0 1 m 。鐵山嶺鐵礦區(qū)地處外方山系東段，地層歸屬為華北 區(qū)豫西分區(qū)澠池確山小區(qū)。地勢呈北高南低，屬低山丘陵地貌特征。區(qū)內(nèi)最高海 華北水利水電學(xué)院碩士學(xué)位論文 拔標(biāo)高3 0 1 7 2 m ，最低海拔標(biāo)高2 1 2 5 m ，相對高差8 9 2 2 m 。 2 1 3 氣象 魯山縣地處北亞熱帶與南暖溫帶過渡區(qū)，具大陸性季風(fēng)氣候特點。據(jù)縣氣象 站1 9 8 1 1 9 8 0 年實測資料，年均日照2 0 6 8 8 小時，日照率4 7 。全年總輻射量 1 1 2 1 2 k c a l c m 2 ，有效光輻射5 4 9 4k c a l c m 2 ，光溫潛力大。年平均氣溫1 4 8 ， 7 月份最熱，平均2 7 6 ，1 月份最冷，平均0 7 。無霜期在1 7 9 2 4 2 天之間， 平均2 1 4 天。 據(jù)1 9 5 2 1 9 7 9 年實測資料，魯山縣年降水量在7 0 0 1 4 0 0 m m ，平均降水量 9 5 0 m m 。魯山縣西南部是河南省三大暴雨中心之一，又是伏牛山區(qū)暴雨中心，年 降水量1 4 2 7 m m 。降水年際變化大，年內(nèi)降水季節(jié)分配不均，夏秋集中，冬春較 少。坪溝暴雨中心多年平均降雨量為1 4 1 1 9 m m 。沙河支系蕩澤河于礦區(qū)西部呈 北西南東通過，水量受季節(jié)性控制。 鐵山嶺鐵礦區(qū)屬中緯度半干旱大陸性氣候，受季風(fēng)影響，年降水量一般年份 小于6 0 0 n l n l ，多年平均氣溫1 4 5 ，逐日平均值元月為o 3 ，6 7 月2 6 2 8 ， 最高4 0 6 ，最大風(fēng)速1 8 州s 。 2 1 4 水文 魯山縣水資源比較豐富，發(fā)源于石人山東麓的大沙河，由西向東貫穿全境， 全縣水資源總量9 4 億m 3 ，其它較大河流有2 4 條，均為沙河支流。有庫容6 4 億立方米的昭平臺水庫。小水電、火電5 處，年發(fā)電量5 0 0 0 萬k 、訛。 2 1 5 土壤 魯山縣土壤類型有6 類，1 2 亞類，1 9 屬，3 3 個土種。其中海拔8 0 0 m 以上 的山區(qū)多為棕壤，8 0 0 m 以下的山丘地帶多為褐土，平原區(qū)主要為黃棕壤、潮土 以及少量的砂礓黑土等。土壤養(yǎng)分方面，耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量在0 5 8 5 一2 6 4 5 之間，平均1 0 1 3 ；速效氮含量平均為2 6 3 7 p p m ，速效磷為1 1 9 6 p p m ，速效鉀 為1 0 1 5 5 p p m ，p h 值在6 8 7 9 之間。 2 1 6 生物資源 魯山縣生物資源豐富，品種繁多，約計2 8 0 0 多種。野生植物1 4 0 0 余種，列 入國家保護(hù)的8 0 余種；野生動物1 1 0 0 多種，列入國家保護(hù)的1 0 余種。植物資 源中，栽培作物1 4 0 多種，林木4 8 0 多種，藥用植物2 8 5 種，牧草2 0 0 多種，食 用菌類3 0 多種。動物資源有3 0 0 多種。通過實地調(diào)查，該研究區(qū)域植被主要有 側(cè)柏、圓柏、雪松、花椒、酸棗樹、栓皮櫟、構(gòu)樹、苦楝樹、核桃樹、野菊花、 胡枝子、泡桐等。 2 研究區(qū)概況 2 1 7 礦產(chǎn)資源 河南省鐵礦資源并不豐富，探明儲量共1 1 億噸，占全國2 5 ，其中貧礦占 9 5 ，幾乎沒有富礦。河南省鐵礦主要分布于安陽、澠池、三門峽、舞陽、許昌 等地，開采區(qū)共1 5 處，大部分為中小型礦山。平頂山市地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，礦產(chǎn)資 源豐富，已發(fā)現(xiàn)有煤、鹽、鐵、鋁、石膏、耐火粘土、石灰?guī)r等5 7 種礦藏，尤 其煤、鹽、鐵儲量較大。 魯山縣礦產(chǎn)資源已探明儲量的有煤、耐火材料、化學(xué)原料、鋼鐵原料、建筑 材料及其他非金屬、有色金屬、放射性礦產(chǎn)等7 大類、3 4 種。其中煤儲量5 0 0 0 萬噸，鐵礦儲量2 9 5 9 萬噸，銅礦儲量4 7 4 1 萬噸等。 鐵山嶺礦區(qū)全區(qū)鐵礦核查資源儲量共計4 6 0 7 5 萬噸，采出7 4 1 7 萬噸，保有 3 8 6 3 6 萬噸。鐵山嶺礦為一小型沉積變質(zhì)型( 鞍山式) 鐵礦床。在全區(qū)2 8 個礦 體中有1 3 個礦體出露地表，礦體覆蓋層薄，在1 8 0 m 以上，平均剝采比小，適 宜露天開采。 2 2 社會經(jīng)濟(jì)概況 2 2 1 人口 魯山縣全縣轄5 鎮(zhèn)1 5 鄉(xiāng)，5 5 8 個行政村，總?cè)丝? 7 萬人，縣境東西長9 0 k m ， 南北寬4 4 k m ，總面積2 4 3 2 3 2 k m 2 ，其中山丘區(qū)面積2 0 0 9 3 0k m 2 ，占總面積的 8 2 6 。 2 2 2 經(jīng)濟(jì) 魯山縣已形成了以能源、冶金、建材、化工、食品加工等為主的工業(yè)體系； 經(jīng)濟(jì)作物主要有芝麻、花生等。魯山屬國家級生態(tài)旅游示范縣，旅游資源豐富， 景區(qū)景點眾多，旅游直接收入5 0 0 0 多萬元，旅游總收入2 5 億元。2 0 0 6 年，魯 山縣財政收入首次突破2 億元大關(guān)，達(dá)到2 2 6 億元，在河南省1 0 8 個縣( 市) 排序中由2 0 0 3 年的9 6 位躍升到4 0 位。城鎮(zhèn)居民人均純收入6 3 0 0 元，農(nóng)民人均 年純收入2 0 5 0 元，增速連續(xù)數(shù)年居平頂山市前列。 2 2 3 礦產(chǎn)資源及產(chǎn)業(yè) 魯山縣礦產(chǎn)資源豐富，已探明7 大類4 1 種，其中大型礦床1 0 余處。主要優(yōu) 勢礦種有高鋁礬土、硬質(zhì)鋁粘土、焦煤、石膏、石墨、螢石、大理石、花崗石、 滑石、硅灰石、金、銅、鐵及建材類等品種。魯山縣工業(yè)以煤炭、冶金、化肥、 水泥、選礦、農(nóng)機(jī)、耐火材料和石材、石墨、農(nóng)副產(chǎn)品、旅游產(chǎn)品加工為主。 林業(yè)、蠶業(yè)及食用菌生產(chǎn)居全省之冠。 華北水利水電學(xué)院碩士學(xué)位論文 3 論文研究內(nèi)容與方法 3 1 論文研究內(nèi)容 礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)主要指對采礦引起的土地功能退化、生態(tài)結(jié)構(gòu)缺損、功 能失調(diào)或退化問題，通過工程、生物及其它綜合措施來恢復(fù)和提高生態(tài)系統(tǒng)的功 能，逐步實現(xiàn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展【57 1 。本文主要研究內(nèi)容及目標(biāo)如下： ( 1 ) 礦山廢棄地生態(tài)特征及限制性因子研究。通過調(diào)查與實驗分析，摸清 研究區(qū)域礦山廢棄地生態(tài)狀況、立地條件、土壤物理化學(xué)性狀及影響生態(tài)恢復(fù)的 關(guān)鍵性因子。 ( 2 ) 礦山廢棄地填充改造、改良技術(shù)與方法研究。本研究選用城市污泥、 垃圾、粉煤灰、石灰等，根據(jù)廢棄地特征，混合配比進(jìn)行充填改良試驗，找出比 較適宜的廢棄地填充改良措施與方法；對改良后的種植基盤進(jìn)行分析評價，并根 據(jù)礦區(qū)( 不同礦山) 不同部位、不同分布和區(qū)域特征提出生態(tài)恢復(fù)重建方向，因 地制宜地確定生態(tài)恢復(fù)的程度和規(guī)模。 ( 3 ) 物種遴選、配置及建植技術(shù)研究。根據(jù)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的要求與方向， 選擇適宜的先鋒植物種，進(jìn)行合理配置，以喬灌草為主，控制草本數(shù)量，采用客 土噴播等工程綠化方法進(jìn)行建植試驗。探索選擇符合礦區(qū)實際的強(qiáng)抗性植物種 類、合理的配比配置方式以及植被建植、養(yǎng)護(hù)、管理的有效方法和集成技術(shù)措施。 ( 4 ) 耐重金屬污染或超富集重金屬污染的植物修復(fù)研究。對重金屬污染或 超富集重金屬污染區(qū)進(jìn)行植物修復(fù)試驗，研究提出有效的植物種類。 ( 5 ) 礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)效應(yīng)研究。對建植后的植被群落進(jìn)行跟蹤調(diào)查研 究，探索評價生態(tài)恢復(fù)過程中植被群落的演替變化特征及生態(tài)修復(fù)的技術(shù)效應(yīng)。 3 2 論文研究方法 3 2 1 外業(yè)調(diào)查方法 外業(yè)調(diào)查主要采用走訪、咨詢和實際勘查相結(jié)合的方法，本研究外業(yè)調(diào)查采 用的方法主要有資料收集與野外調(diào)查。野外實地調(diào)查內(nèi)容主要包括對研究區(qū)礦山 土壤、植被狀況的調(diào)查以及自然環(huán)境、社會環(huán)境等情況的調(diào)查和資料收集。通過 歷史資料查詢、實地訪問等形式確定礦山土地利用情況及分布。 3 2 2 試驗方法 本研究采用的試驗方法有野外小區(qū)實驗和室內(nèi)盆栽試驗。野外小區(qū)試驗主要 結(jié)合同本的f s 高次團(tuán)粒技術(shù)等國內(nèi)外先進(jìn)的客土噴播技術(shù)，引入j 二壤菌理 1 4 3 論文研究內(nèi)容與方法 論，創(chuàng)新集成了“活性土壤生態(tài)修復(fù)技術(shù)”。室內(nèi)盆栽試驗主要是通過研究 不同植物對不同重金屬的富集程度，得出幾種對重金屬具有富集作用的超 富集植物。 3 2 3 監(jiān)測方法 本研究采用的監(jiān)測方法主要有兩種，一種是在野外試驗小區(qū)內(nèi)根據(jù)不同的坡 向和坡位選擇具有代表性的地方劃定樣方( 1 m 2 ) ，用鋼卷尺或樣方繩標(biāo)定出樣方， 監(jiān)測樣方內(nèi)植物的類型及其數(shù)量和生長情況，具體指標(biāo)有植株高度、地徑、冠幅 等；另一種是在室內(nèi)盆栽試驗的過程中，每隔一個月對盆栽植物進(jìn)行取樣監(jiān)測， 得到每種植物中重金屬含量的變化情況。 3 2 4 化驗方法 本研究所采集回來的樣品均帶回實驗室進(jìn)行化驗分析，其分析方法主要有： 土樣室內(nèi)分析、植物分析等。 3 2 5 數(shù)據(jù)處理方法 本研究實驗所得數(shù)據(jù)經(jīng)過e x c e l 表格及圖表處理，應(yīng)用統(tǒng)計分析法進(jìn)行分 析、綜合，最終得出結(jié)論。 3 3 論文研究創(chuàng)新點 ( 1 ) 研制礦山廢棄地不同立地條件基質(zhì)改良技術(shù)以及噴播基質(zhì)配方技術(shù)； ( 2 ) 提出礦山廢棄地不同立地條件生態(tài)修復(fù)植物篩選及配置技術(shù)； ( 3 ) 篩選2 3 種耐重金屬污染或超富集重金屬植物。 3 4 論文研究的技術(shù)路線 論文研究的技術(shù)路線圖見圖3 1 。 華北水利水電學(xué)院碩士學(xué)位論文 圖3 一l 論文研究的技術(shù)路線圖 f i g3 一lt h et e c h n o l o g yr o u t eo fp a p e r 1 6 4 礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)的限制因子研究 4 礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)的限制因子研究 4 1 礦山廢棄地土壤理化性質(zhì)分析 4 1 1 物理結(jié)構(gòu)不良，持水保肥能力差 礦山廢棄地土壤物理結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不良，主要表現(xiàn)為基質(zhì)過于堅實或疏松。一方 面采礦地的表土通常會被清除或挖走，而采礦后留下的通常是礦渣或心土，加上 汽車和大型采礦設(shè)備的重壓，使得暴露在外的往往是堅硬、板結(jié)的基質(zhì)；另一方 面采礦活動所產(chǎn)生的廢棄物粒徑通常為幾百乃至上千毫米，短期內(nèi)自然風(fēng)化粉碎 困難，松散堆積，空隙大、持水能力極差。這種過于堅實或疏松的結(jié)構(gòu)均使土壤 的持水保肥能力下降，不利于植被的恢復(fù)生長。礦山廢棄地由于物理結(jié)構(gòu)不良、 持水能力差，加上地表植被破壞，因而基質(zhì)水分含量極低，干旱現(xiàn)象普遍。 4 1 2 極端p h 值 礦山廢棄地土壤常具有極端p h 值。大多數(shù)植物適宜生長在中性土壤環(huán)境中。 當(dāng)土壤的p h 值超過7 8 5 時呈強(qiáng)堿性，可使植物枯萎，而當(dāng)其p h 值小于4 0 時， 則呈強(qiáng)酸性，對植物生長有強(qiáng)烈的抑制作用。強(qiáng)酸除了其自身對植物能產(chǎn)生強(qiáng)烈 直接危害外，酸性條件還會加劇重金屬的溶出和毒性，并導(dǎo)致土壤養(yǎng)分不足。此 外，在酸性環(huán)境中，大量金屬離子和有毒鹽可進(jìn)入土壤溶液中，破壞土壤微生物 環(huán)境，并影響土壤酶的活性，進(jìn)而阻礙根的呼吸作用及對礦物鹽和水的吸收1 5 引。 4 1 3 極端貧瘠，養(yǎng)分不均衡 礦山廢棄地土壤極端貧瘠、養(yǎng)分不平衡。植物正常生長需要多種元素，其中 n 、p 、k 等元素不能低于正常含量，否則植物就無法正常生長。礦業(yè)廢棄地的 基質(zhì)中一般都缺少n 、p 、k 和有機(jī)質(zhì)。 4 1 4 重金屬含量過高 礦山廢棄地中往往c u 、p b 、z n 、c d 等重金屬元素含量非常高。這些重金屬 元素也都是植物生長所必需的微量元素，當(dāng)它們微量存在時，可促進(jìn)植物生長， 但當(dāng)超量時，則成為阻止植物生長的有毒物質(zhì)，尤其是幾種同時存在時，由于毒 性的協(xié)同作用，危害更大，不但影響植物的各種代謝途徑，抑制植物對營養(yǎng)元素 的吸收及根系的生長，而且也存在周邊環(huán)境受重金屬污染的風(fēng)險一j 。 除以上主要限制性因子外，礦山廢棄地的含鹽量問題、生物多樣性破壞都給 礦l 【廢棄地恢復(fù)帶來更加不利的影響，土層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定、表面溫度較高，這些因 華北水利水電學(xué)院碩士學(xué)位論文 素均造成礦山廢棄地的極端生境。 4 2 礦山廢棄地土壤改良 土壤理化性質(zhì)的改善是植被恢復(fù)的重要目標(biāo)，對于進(jìn)行礦山生態(tài)恢復(fù)與重建 有著重要意義。 4 2 1 物理改良 ( 1 ) 表土保護(hù) 先把表層( 3 0 c m ) 及亞層( 3 0 6 0 c m ) 土壤取走，加以保存，工程結(jié)束后再 把它們放回原處，鋪上5 0 c m 厚的粘土并壓實，以防滲透。這種方法基本上可以 保持原來表層土的肥力，達(dá)到立即復(fù)耕的效果。 卞正富和張國良將開灤煤礦作為試點，研究認(rèn)為條帶式覆土或全面覆土能使 矸石的酸性得到有效地控制，而穴植覆土則不能【5 9 1 。 ( 2 ) 客土覆蓋 礦山廢棄地土層較薄或缺少種植土壤時，可直接采用異地熟土覆蓋，直接固 定地表土壤，并對土壤理化性質(zhì)進(jìn)行改良，為礦區(qū)植被修復(fù)創(chuàng)造有利條件。 4 2 2 化學(xué)改良 ( 1 ) 添加營養(yǎng)物質(zhì)，如n 、p 、k 肥。大部分礦山廢棄地土壤都會缺乏n 、 p 等營養(yǎng)物質(zhì)，是植物生長的限制因子之一，可以通過旋用n 、p 、k 肥等來改 善、提高土壤肥力。 ( 2 ) 添加化學(xué)物質(zhì)，調(diào)節(jié)土壤p h 值。由于大多數(shù)礦山廢棄地都存在不同程 度的土壤過酸或過堿的問題。當(dāng)廢棄地的酸性過高時，又會使金屬離子濃度過高， 因此可以通過添加一些調(diào)節(jié)性的化學(xué)物質(zhì)來調(diào)節(jié)土壤的酸堿度，使其適宜植物的 生長。如酸性較高時，可少量多次地旋用石灰、硅酸鈣、碳酸鈣等堿性物質(zhì)來中 和酸性；當(dāng)堿性過高時，則可施用硫磺、硫酸等物質(zhì)來改善【刪。 ( 3 ) 有機(jī)廢棄物改良土壤。有機(jī)肥料如城市污泥、生活垃圾等，不僅能改 善土壤物理性質(zhì)，還能夠提供植物生長所需的各種營養(yǎng)元素，緩解重金屬的毒性， 從而提高土壤的肥力。 4 2 3 生物改良 生物改良是指利用細(xì)菌和真菌等微生物、蚯蚓等動物以及水生藻類、陸生植 物，甚至酶及分泌物等的代謝活性降解、減輕有機(jī)污染物的毒性，改變重金屬的 活性或在環(huán)境中的結(jié)合態(tài)，通過改變污染物的化學(xué)或物理特性而影響其在環(huán)境中 的遷移、轉(zhuǎn)化和降解速率。因此，生物改良主要是指利用植物、士壤動物以及微 4 礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)的限制因子研究 生物等來改良土壤。 ( 1 ) 植物改良 植物改良是指利用植物及其根際圈微生物的吸收、揮發(fā)和轉(zhuǎn)化、降解的作用 機(jī)制來清除土壤中的污染物質(zhì)。通常所說的植物改良主要是指利用重金屬超積累 植物的提取作用去除污染土壤中的重金屬。 ( 2 ) 土壤動物改良 土壤動物是指在土壤中度過全部或部分生活史的動物，其種類繁多，數(shù)量龐 大，按照系統(tǒng)分類，土壤動物可分為脊椎動物、節(jié)肢動物、軟體動物、環(huán)節(jié)動物、 線形動物和原生動物等。其中環(huán)節(jié)動物中的蚯蚓在土壤中的數(shù)量巨大，并且具有 混合土壤，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤透氣、排水和深層持水能力的作用，進(jìn)而影 響物質(zhì)在土壤中的環(huán)境行為，因而可以利用蚯蚓的這種特性來去除或分解土壤中 的污染物。 ( 3 ) 土壤微生物改良 土壤微生物的種類很多，有細(xì)菌、真菌、放線菌、藻類和原生動物等，其數(shù) 量也很大，1 克土壤中就有幾億到幾百億個。微生物在改良土壤中的作用主要有 以下幾個方面：土壤微生物分解作物的殘根敗葉和施入土壤中的有機(jī)肥料形成腐 殖質(zhì)，改善土壤的理化性質(zhì)；土壤微生物分解土壤中的礦物質(zhì)以利于作物吸收； 土壤中的固氮菌能固定空氣中的氮素，改良土壤。 4 3 研究區(qū)土壤理化性質(zhì)分析研究 試驗前分別對該鐵礦某排土場和尾礦庫土壤進(jìn)行取樣，并帶回實驗室進(jìn)行分 析，由于時間和條件有限，土壤養(yǎng)分主要測定土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等含量， 土壤酸堿性用p h 值衡量，重金屬元素污染選擇銅、鋅、鉛、鎘、鉻、鐵、金、 銀等因子進(jìn)行監(jiān)測。由于排土場土質(zhì)差別較大，所以分四個點進(jìn)行取樣樣品編號 分別為p 1 ，p 2 ，p 3 ，p 4 ，而尾礦庫土質(zhì)大致相同，只取一個樣品，編號為w 。 4 3 1 影響生態(tài)修復(fù)的限制性因子分析 ( 1 ) 土壤物理結(jié)構(gòu) 土壤的物理結(jié)構(gòu)主要分析其顆粒組成與容重。土壤顆粒組成影響土壤養(yǎng)分狀 況，土壤容重的大小取決于機(jī)械組成、結(jié)構(gòu)和壘結(jié)狀況以及有機(jī)質(zhì)的含量和性狀 等因素。 排土場主要是堆放1 0 一1 0 0 c m 的碎石，有時可能會摻雜少量的山皮土，所以 土壤中細(xì)粒的物質(zhì)少， | 分析可知，排土場所取的四個土壤樣品粒徑 1 m m 的顆 粒占總重量的百分比分別為8 3 3 、7 6 5 、7 6 4 、7 9 9 。短期內(nèi)自然風(fēng)化粉 碎比較困難，松散堆積，空隙大，持水能力相應(yīng)的也很差；而對尾礦庫所取的樣 華北水利水電學(xué)院碩士學(xué)位論文 品進(jìn)行分析可知粒徑 4 0 2 4 0 2 0 0 5 0 0 二級3 0 4 0 1 5 22 0 4 0 l5 0 - 2 0 0 4 0 0 - 5 0 0 三級 2 0 3 0 1 1 5 1 0 2 01 0 0 - 15 0 3 0 0 - 4 0 0 四級 1 0 2 0o 7 5 1 5 - 1 05 0 - 1 0 0 2 0 0 一3 0 0 五級 6 1o0 5 0 7 5 3 - 53 0 - 5 0 1o o - 2 0 0 六級 2 0 m ma n dd e n s i t yi ns l o p es o “ 由表6 5 可知，噴播坡面的土壤顆粒越來越細(xì)，這就是說噴播所配的基質(zhì)在 定程度上加速了礦渣的j x l 化，使礦渣越來越適合植物的生長，而且噴播坡面的 基質(zhì)、礦渣的容重越來越大，不斷趨向于合理容黿( 含有機(jī)質(zhì)多而結(jié)構(gòu)好的土壤， 3 6 6 礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)效應(yīng)研究 在1 1 1 4 咖m 3 之間) ，越來越適合植物的生長。 6 4 2 排土場土壤養(yǎng)分變化分析 噴播前后各月土壤的陽離子交換量、有機(jī)質(zhì)、速效氮、速效磷、速效鉀、酸 堿度監(jiān)測結(jié)果見表6 6 。 表6 - 6 邊坡土壤養(yǎng)分變化表 7 1 1 a b 6 6t h ec h a n g et a b i eo f n u t r i e n ti ns l o p es o i l 分析表6 6 數(shù)據(jù)，可以得出，噴播基質(zhì)后，截止到9 月份，排土場礦渣的陽 離子交換量增加了6 9 5 ，速效氮增加了1 2 1 ，速效鉀增加了4 6 ，有機(jī)質(zhì)含 量、速效磷均有所減少，酸堿度到1 0 月份有所增加。 噴播后基質(zhì)的陽離子交換量逐漸有所改善，到1 0 月份為止，平均增加了 lo 6 ；有機(jī)質(zhì)和速效氮含量也呈現(xiàn)增加趨勢，到1o 月份平均分別增加了7 5 o 和3 1 7 ；速效磷、速效鉀則有所減少；酸堿度有所增大，但基本上保持在中性 華北水利水電學(xué)院碩士學(xué)位論文 范圍內(nèi)。 6 4 3 排土場重金屬含量變化情況分析 噴播前后各月土壤的重金屬含量變化情況監(jiān)測結(jié)果見表6 7 。 表6 - 7 邊坡土壤重金屬含量變化表( m g ，l g ) i a b 6 - 7t h e c h a n g et a b l eo ft h eh e a v 了r m e t a lc o n t e n ti ns l o p es o i l 由表可知，噴播基質(zhì)后，排土場礦渣中重金屬銅的含量增加7 2 倍，鎘增加 1 9 倍，鉛增加8 6 倍，鋅增加1 0 0 倍，只有鐵含量有所減少；噴播后基質(zhì)的重 金屬銅增加5 3 倍，鎘增加1 0 5 倍，鉛增加4 1 倍，鋅增加4 7 倍，鐵有所減少。 分析原因可以得出，噴播基質(zhì)后，土壤中重金屬含量增高，一方面可能是由 于所配基質(zhì)中使用的土壤是本地礦區(qū)的，本身含有較高的重金屬；另一方面也說 明該鐵礦排土場重金屬污染修復(fù)選擇的幾種植物，只對鐵具有富集作用，對其他 重金屬的修復(fù)效果不明顯。 6 4 4 排土場土壤性質(zhì)變化情況評價 噴播后通過每月對噴播基質(zhì)及相應(yīng)的礦渣進(jìn)行取樣分析可以得出，噴播基質(zhì) 后，噴播坡面的基質(zhì)、礦渣的土壤顆粒越來越細(xì)，容重越來越大，不斷趨向于合 理容重( 含有機(jī)質(zhì)多而結(jié)構(gòu)好的土壤，在1 1 1 4 9 c m 3 之間) ，說明噴播所配的基 6 礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)效應(yīng)研究 質(zhì)在一定程度上加速了礦渣的風(fēng)化，越來