礦區(qū)土壤的污染與修復(fù)研究

礦區(qū)土壤的污染與修復(fù)研究

1充填料的選擇殘?jiān)侵冈谝欢ǖ慕?jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，將礦石研磨細(xì)，選擇“有用成分”后產(chǎn)生的廢物，即開(kāi)采石英后剩余的固體殘?jiān)?。一般是由選礦廠排放的尾礦礦漿經(jīng)自然脫水后所形成的固體礦業(yè)廢料,是固體工業(yè)廢料的主要組成部分。2尾礦危害及危害尾礦庫(kù)中堆積的尾礦對(duì)環(huán)境的污染具體表現(xiàn)在以下方面:(1)尾礦在選礦過(guò)程中經(jīng)受了破磨,體重減小,表面積變大,堆存時(shí)易流動(dòng)和塌漏,造成植被破壞,傷人事故時(shí)有發(fā)生,尤其在雨季極易引起塌陷和滑坡。(2)在氣候干旱風(fēng)大的季節(jié)或地區(qū),尾礦粉塵在大風(fēng)推動(dòng)下飛揚(yáng)至尾礦壩周圍地區(qū),造成土壤污染、土質(zhì)退化,甚至使周圍居民致病。(3)尾礦成分及殘留選礦藥劑對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞加劇,尤其是含重金屬的尾礦,其中的硫化物產(chǎn)生酸性水進(jìn)一步淋浸重金屬,其流失將對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境造成危害,而殘留于尾礦中的氯化物、氰化物、硫化物、松醇油、絮凝劑、表面活性劑等有毒有害藥劑,在尾礦長(zhǎng)期堆存時(shí)會(huì)受空氣、水分、陽(yáng)光作用和自身相互作用產(chǎn)生有害氣體或酸性水,加劇尾礦中重金屬的流失,流入耕地后破壞農(nóng)作物生長(zhǎng)或使農(nóng)作物受污染,使農(nóng)作物中重金屬含量成倍或十幾倍地增加流入水系又會(huì)使地面水體或地下水源受到污染,毒害水生生物。(4)尾礦流入或排入溪河湖泊,不僅毒害水生生物,而且會(huì)造成其它災(zāi)害,有時(shí)甚至涉及相當(dāng)長(zhǎng)的河流沿線。因此,為保護(hù)人類生存環(huán)境的潔凈與安全,減小礦業(yè)開(kāi)發(fā)對(duì)自然生態(tài)的破壞,尾礦庫(kù)土地復(fù)墾已是礦業(yè)土地復(fù)墾工作的中心任務(wù)之一。3環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于礦區(qū)土壤污染處理而言,傳統(tǒng)物理及化學(xué)修復(fù)技術(shù)的最大弊端是污染物去除不徹底,導(dǎo)致二次污染的發(fā)生,從而帶來(lái)一定程度的環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)危害。而生物修復(fù)技術(shù)主要是利用生物有機(jī)體,尤其是微生物的降解作用將污染物分解并最終去除,具有快速、安全、費(fèi)用低廉的優(yōu)點(diǎn)。因此,被稱為環(huán)境友好替代技術(shù)。利用微生物對(duì)不同污染類型土壤進(jìn)行生物修復(fù)已經(jīng)成為微生物研究的熱點(diǎn)之一。3.1植物生態(tài)修復(fù)技術(shù)美國(guó)新澤西州Rutgers大學(xué)的一位生物學(xué)教授IlyaRaskin將通過(guò)利用植物吸收、聚集、降解、固定環(huán)境中的污染物,從而減少或減輕污染物毒性的技術(shù)稱為植物修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)是以植物忍耐和超量積累某種或某些化學(xué)元素的理論為基礎(chǔ),利用植物及其共存微生物體系清除環(huán)境中的污染物的一門環(huán)境污染治理技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)由下列3部分組成:3.1.1植物提取技術(shù)利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中的金屬萃取出來(lái),富集并搬運(yùn)到植物根部可收割部分和植物地上的枝條部位;3.1.2根際過(guò)濾技術(shù)利用超積累植物或耐重金屬植物從污水中吸收、沉淀和富集有毒金屬;3.1.3植物硬化技術(shù)利用耐重金屬植物或超積累植物降低重金屬的活性,從而減少重金屬被淋洗到地下水或通過(guò)空氣載體擴(kuò)散進(jìn)一步污染環(huán)境的可能性。3.2種植綠肥,改肥換樹(shù)凡是以植物的綠色部分當(dāng)作肥料的稱為綠肥。種植綠肥是改良復(fù)墾土壤、增加土壤有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等多種營(yíng)養(yǎng)成分的最有效的方法之一。綠肥的主要改良作用有以下3方面:3.2.1營(yíng)養(yǎng)等養(yǎng)分分布綠肥作物多為豆科植物,含有豐富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀等營(yíng)養(yǎng)元素,其中有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀比例分別為15%,0.3%~0.6%,0.1%~0.2%,0.3%~0.5%。3.2.2效養(yǎng)分?jǐn)?shù)量及數(shù)量種植綠肥作物可以提高土壤有機(jī)質(zhì)和有效養(yǎng)分?jǐn)?shù)量。綠肥在土壤微生物作用下,除釋放大量養(yǎng)分外,還可以合成一定數(shù)量的腐殖質(zhì),改良土壤性狀有明顯作用。3.2.3添加綠肥作物綠肥作物有茂盛的莖葉,覆蓋地面可減少水、土、肥的流失,尤其在復(fù)墾圖低邊坡種植綠肥作物,由于莖葉的覆蓋和強(qiáng)大的根系作用,減少了雨水對(duì)地表的腐蝕和沖刷,增強(qiáng)了固土護(hù)坡作用,減弱或防止水土流失。種植綠肥作物,還有抑制雜草生長(zhǎng)的作用,避免水分、有效養(yǎng)分的消耗。3.3生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)作物養(yǎng)分積累的作用,其文化反應(yīng)為微生物是利用菌肥活微生物活化藥劑改善土壤和作物的生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)條件,它能迅速熟化土壤、固定空氣中的氮素、參與養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化、促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收、分泌激素刺激作物根系發(fā)育、抑制有害微生物的活動(dòng)等。3.3.1營(yíng)養(yǎng)方面的作用菌肥是人們利用土壤中有益微生物制成的生物性肥料,包括細(xì)菌肥料和抗生菌肥料。菌肥是一種輔助性肥料,它本身并不含有植物所需要的營(yíng)養(yǎng)元素,而是通過(guò)菌肥中的微生物的生命活動(dòng);改善作物的營(yíng)養(yǎng)條件,如固定空氣中的氮素;參與養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化,促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收;分泌激素刺激作物根系發(fā)育;抑制有害微生物的活動(dòng)等等。因此,菌肥不能單施,要與化肥和有機(jī)肥配合施用,這樣才能充分發(fā)揮起增產(chǎn)效能。3.3.2生物復(fù)田工藝微生物修復(fù)是利用微生物活化藥劑將尾礦復(fù)墾土地快速形成耕質(zhì)土壤的新的生物改良法。發(fā)達(dá)國(guó)家于20世紀(jì)80年代就開(kāi)展了這方面的研究,并于1991年3月在美國(guó)的圣地亞哥召開(kāi)了第一屆“原位與就地生物修復(fù)”國(guó)際會(huì)議。我國(guó)在20世紀(jì)90年代也已開(kāi)始這方面的研究工作。匈牙利在20世紀(jì)70年代后期研制成功了生物快速改良方法,取得了BRP(生物復(fù)田工藝)專利之后,成功地應(yīng)用于匈牙利馬特勞山露天礦及美國(guó)、巴西等地,在復(fù)墾土地上栽培了約50多類的100種農(nóng)作物,長(zhǎng)勢(shì)良好。通過(guò)近20年的不斷研究,微生物修復(fù)技術(shù)已應(yīng)用于地下儲(chǔ)油罐(undergroundstoragetank)污染地、原油污染海灣、石油泄漏污染地及其廢棄物堆置場(chǎng)、含氯溶劑、苯、菲等多種有機(jī)污染土壤的生物修復(fù)。3.4外生植物生長(zhǎng)菌根是土壤中的真菌菌絲與高等植物營(yíng)養(yǎng)根系形成的一種聯(lián)合體。進(jìn)入20世紀(jì)90年代,研究人員利用菌根能有效降解和轉(zhuǎn)移環(huán)境污染物的特點(diǎn),將其應(yīng)用到生物修復(fù)中。據(jù)報(bào)道,VA菌根外生菌絲的重量約占根重的1%~5%。這些外生菌絲能幫助植物從土壤中吸收礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)和水分.促進(jìn)植物生長(zhǎng),提高植物的耐鹽、耐旱性,不但能修復(fù)土壤,同時(shí)也能改善土壤質(zhì)量、提高植物抗病力和作物產(chǎn)量。如球囊霉Glomusmosseae對(duì)提高土壤質(zhì)量非常有效。有學(xué)者把菌根真菌根內(nèi)球囊霉Glomusintraradices和近明球囊霉Glomusclaroideum接種到牧草上,成功地恢復(fù)了礦渣地的植被.達(dá)到了植物修復(fù)的目的。目前,國(guó)內(nèi)外科研人員己將菌根生物修復(fù)技術(shù)用于污水法泥、污染土壤的治理。3.5改良土壤和改良黏土施肥法改良土壤主要以增施有機(jī)肥料來(lái)提高土壤的有機(jī)質(zhì)與肥分含量,改良土壤結(jié)構(gòu)和理化性狀,提高土壤肥力,它既可改良砂土,也可改良黏土,這是改良土壤質(zhì)地最有效最簡(jiǎn)便的方法。因?yàn)橛袡C(jī)質(zhì)的黏結(jié)力和黏著力比砂粒強(qiáng)、比黏粒弱,可以克服砂土過(guò)沙,黏土過(guò)黏的缺點(diǎn)。有機(jī)質(zhì)還可以使土壤形成結(jié)構(gòu),使主體疏松,增加砂土的保肥性。4生物修復(fù)技術(shù)隨著近年來(lái)一些新技術(shù)特別是生物技術(shù)的發(fā)展,使得生物修復(fù)的可行性與有效性逐漸增強(qiáng),也被越來(lái)越多的人所接受和采納,環(huán)境生物技術(shù)在生物修復(fù)、治理和防治污染方面的作用將越