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一种金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法

阅读：790发布：2020-05-22

专利汇可以提供一种金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，该方法包括如下步骤：(1)对废弃地进行削坡修整，设置坡面平台和截水沟、排水沟；(2)对表层土壤进行翻松处理，并开挖种植穴，然后分别向土壤表层、种植穴表面施加生石灰与生物质炭的混合物；(3)向土壤表层、种植穴中施加营养肥料；(4)在土壤表层中种植草藤植物，在种植穴中移栽乔灌木；(5)乔灌木定植后的1～7天内施用富含植物源游离氨基酸的生物刺激素，待乔灌木生根且草本植物出苗后添加氮磷钾复混肥料。本发明方法能抑制矿山硫化物的转化和重金属的迁移，改善矿山废弃地土壤理化性质，提高植被成活率，解决矿山废弃地环境污染问题，促进矿山生态环境快速恢复，实现土地资源再利用。，下面是一种金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)生态恢复工程措施：对矿山酸性废弃地进行削坡修整，设置一级或多级坡面平台和多条截水沟、排水沟，坡脚设置蓄水池；
(2)土壤酸性改良：对废弃地的表层土壤进行翻松处理，同时开挖种植穴，然后分别向土壤表层、种植穴表面施加生石灰与生物质炭的混合物，平衡15～30天；
(3)土壤肥力改善：向土壤表层、种植穴中施加营养肥料；
(4)植物种植、移栽；在土壤表层中种植草藤植物，在种植穴中移栽乔灌木；
(5)后期养护：乔灌木定植时浇足浇透水，1～7天内施用富含植物源游离氨基酸的生物刺激素，之后每隔7天视情况浇水，每次浇到植株根系附近土体湿润即可，为期2个月；待乔灌木生根且草本植物出苗2月后，添加氮磷钾复混肥料；
(6)待乔灌木生根且草本植物出苗2月后，检测土壤有机质含量、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量、土壤pH，根据植物生长所需营养元素，添加氮磷钾复混肥料。
2.根据权利要求1所述金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，其特征在于，所述步骤(1)的生态恢复工程措施，包括如下具体操作步骤：
1)清理坡面浮石、浮土；
2)削坡开阶，使坡度减缓至30°，沿坡面10m处设一个平台，每个平台靠山体侧设一条截水沟；
3)将清理的浮石平整压实于坡面，坡面覆盖15±2cm废弃地表层土壤，平整压实；
4)坡面左右两侧设置相汇于坡脚的排水沟，用清理剩余的浮石加固截水沟、排水沟；排水沟交汇处设置蓄水池。
3.根据权利要求1所述金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，生石灰与生物质炭按质量比为3～5:1～2；所述种植穴内开挖土添加生石灰与生物质炭的混合物质量为1～2kg/坑，种植穴外土壤表层添加生石灰与生物质炭的混合物质量为0.5～1.5kg/㎡，并使pH值由3.5提高到4.5～5.0。
4.根据权利要求1所述4金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，营养肥料由以下按质量比的原料混合制成：稻壳:猪粪有机肥:磷酸二氢铵:复合微生物菌剂＝36～45:42～50:1～2:7～17；所述向种植穴外土壤表层施加营养肥料1.5～
3kg/㎡，向种植穴中施加营养肥料2～5kg/穴。
5.根据权利要求4所述金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，其特征在于：所述复合微生物菌剂包括硫酸盐还原菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌、根瘤菌共五种，所述复合微生物菌剂添加有效活菌数量≥5亿/g。
6.根据权利要求1金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，其特征在于：步骤(5)中所述的氮磷钾复混肥料包括尿素、钙镁磷肥和硝酸钾，其中尿素、钙镁磷肥和硝酸钾的质量比为
1:2:1。
7.根据权利要求1所述金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，草藤植物的草本为芒草、狗牙根，藤本为爬山虎，草本播种量为0.1kg/㎡，藤本播种量为0.1kg/㎡。
8.根据权利要求1所述金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，乔灌木包括马尾松、桉树、映山红、红花檵木中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，其特征在于：所述步骤(5)中，所述生物刺激素的施用量为0.1～0.15ml/株，所述氮磷钾复混肥料的添加量为0.05～0.1kg/㎡。

说明书全文

一种金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及土地复垦和生态恢复技术领域，具体是一种金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法。

背景技术

[0002] 矿产资源开采、冶炼、加工过程中，尾矿、废石、废渣堆积占据大量土地资源，产生废弃地。废弃地遗留大量的重金属硫化物废石(主要以硫铁矿为主)。硫化物经风化、淋溶等作用极易与空气接触发生氧化反应，生成硫酸和重金属离子。硫酸和重金属离子随降水进入地下水和矿区周边的土壤和水，影响作物生长，甚至威胁周边居民的生命安全，造成严重的环境问题。

发明内容

[0003] 本发明所要解决的技术问题提供一种金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，该方法通过采用生态恢复工程措施，有效治理水土流失和减少重金属污染物外排；并通过酸性土壤改良、土壤肥力改善，制造适宜植被生长的土壤环境，从源头上控制污染物的转化和迁移，有效恢复废弃地的生态环境。

[0004] 本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

[0005] 本发明金属矿山酸性废弃地生态恢复的方法，包括以下操作步骤：

[0006] (1)生态恢复工程措施：对矿山酸性废弃地进行削坡修整，设置一级或多级坡面平台和多条截水沟、排水沟，坡脚设置蓄水池；

[0007] (2)土壤酸性改良：对废弃地的表层土壤进行翻松处理，同时开挖种植穴，然后分别向土壤表层、种植穴表面施加生石灰与生物质炭的混合物，平衡15～30天；

[0008] (3)土壤肥力改善：向土壤表层、种植穴中施加营养肥料；

[0009] (4)植物种植、移栽；在土壤表层中种植草藤植物，在种植穴中移栽乔灌木；

[0010] (5)后期养护：乔灌木定植时浇足浇透水，1～7天内施用富含植物源游离氨基酸的生物刺激素，之后每隔7天视情况浇水，每次浇到植株根系附近土体湿润即可，为期2个月，待乔灌木生根且草本植物出苗2月后，再次添加氮磷钾复混肥料；

[0011] (6)待乔灌木生根且草本植物出苗2月后，检测土壤有机质含量、全氮含量、有效磷含量、速效钾含量、土壤pH，根据植物生长所需营养元素，添加氮磷钾复混肥料。

[0012] 本发明所述步骤(1)的生态恢复工程措施包括如下具体操作步骤：

[0013] 1)清理坡面浮石、浮土；

[0014] 2)削坡开阶，使坡度减缓至30°，沿坡面10m处设一个平台，每个平台靠山体侧设一条截水沟；

[0015] 3)将清理的浮石平整压实于坡面，坡面覆盖15±2cm废弃地表层土壤，平整压实；

[0016] 4)坡面左右两侧设置相汇于坡脚的排水沟，用清理剩余的浮石加固截水沟、排水沟；排水沟交汇处设置蓄水池。

[0017] 本发明所述步骤(2)中，生石灰与生物质炭按质量比为3～5:1～2；所述种植穴内开挖土添加生石灰与生物质炭的混合物质量为1～2kg/坑，种植穴外土壤表层添加生石灰与生物质炭的混合物质量为0.5～1.5kg/㎡，使pH值由3.5提高到4.5～5.0。

[0018] 本发明所述步骤(3)中，营养肥料由以下按质量比的原料混合制成：稻壳:猪粪有机肥:磷酸二氢铵:复合微生物菌剂＝36～45:42～50:1～2:7～17；所述向种植穴外土壤表层施加营养肥料1.5～3kg/㎡，向种植穴中施加营养肥料2～5kg/穴。

[0019] 本发明方法所述复合微生物菌剂包括硫酸盐还原菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌、根瘤菌五种，所述复合微生物菌剂添加有效活菌数量≥5亿/g。

[0020] 本发明方法所述步骤(4)中，草藤植物的草本为芒草、狗牙根，藤本为爬山虎，草本播种量为0.1kg/㎡，藤本播种量为0.1kg/㎡。

[0021] 本发明所述步骤(4)中，乔灌木包括马尾松、桉树、映山红、红花檵木中的一种或几种。

[0022] 本发明方法步骤(5)中所述的氮磷钾复混肥料包括尿素、钙镁磷肥和硝酸钾，其中尿素、钙镁磷肥和硝酸钾按质量比为1:2:1。

[0023] 本发明所述步骤(5)中，所述生物刺激素的施用量为0.1～0.15ml/株，所述氮磷钾复混肥料的添加量为0.05～0.1kg/㎡。

[0024] 与现有技术相比，本发明方法具有如下有益效果：

[0025] (1)本发明通过削坡开阶，土地压实平整，防止坡面碎石掉落、浮土滑落，确保坡面结构稳固；

[0026] (2)本发明通过设置截水沟、排水沟，有效防止雨水侵蚀造成的水土流失，设置蓄水池能有效防止重金属污染物外排，同时经过环保系统处理后的集水可用于植被灌溉，不产生二次污染；

[0027] (3)有效改良重金属矿山废弃地坡面的土壤酸性、肥力，制造适宜植被生长的土壤环境，形成的植被层，能固定重金属迁移，植物发达的根系还可抑制硫化物的进一步氧化，使废弃地生态环境得到恢复。

具体实施方式

[0028] 下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案做详细阐述，但不因此而限制本发明的保护范围。

[0029] 下述实例中所述的复合微生物菌剂包括硫酸盐还原菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、圆褐固氮菌、根瘤菌共五种，所述复合微生物菌剂添加有效活菌数量≥5亿/g；所述氮磷钾复混肥料包括尿素、钙镁磷肥和硝酸钾，其中尿素、钙镁磷肥和硝酸钾按质量比为1:2:1。

[0030] 实施例1

[0031] 1)用支架式浮石清理机清理坡面浮石、浮土，避免落石滚落、土方塌陷造成的安全隐患；

[0032] 2)用挖掘机进行削坡开阶，使坡度减缓至30°，沿坡面每10m处设一个平台，平台靠山体侧设截水沟；

[0033] 3)将清理的石头平整压实于坡面，坡面覆盖15±2cm废弃地表层土壤，平整压实，使不发生山体滑落；

[0034] 4)坡面左右两侧设置相汇于坡脚的排水沟，用清理剩余的浮石加固截水沟、排水沟；排水沟交汇处设置蓄水池；

[0035] 5)用铁耙、松土机对场地表层土壤进行翻松处理，同时开挖种植穴，然后向种植穴中施加按质量比为3:1的生石灰与生物质炭的混合物1kg/穴，向种植穴外表层土壤施加按质量比为3:1的生石灰与生物质炭的混合物0.5kg/㎡，并平衡15天，土壤pH值在4.5～4.7之间。

[0036] 6)向种植穴外表层土壤施用质量比为：稻壳:猪粪有机肥:磷酸二氢铵:复合微生物菌剂＝39:42:2:17的混合物3kg/㎡，向种植穴中施用质量比为：稻壳:猪粪有机肥:磷酸二氢铵:复合微生物菌剂＝36:46:1:17的混合物5kg/穴；

[0037] 7)种植穴中隔行分别移栽当地先锋植物马尾松、红花檵木、桉树；种植穴外表层土壤撒播芒草和狗牙根的混合种0.1kg/㎡，爬山虎0.1kg/㎡；

[0038] 8)乔灌木定植后，乔灌木定植后的1～7天内施用富含植物源游离氨基酸的生物刺激素，其中桉树0.15ml/株，马尾松0.1ml/株，红花檵木0.15ml/株，兑水稀释250倍后喷施于植株茎叶表面；每隔7天视情况浇水，每次浇到植株根系附近土体湿润即可，水源取自蓄水池里经活性炭处理后达标的水，为期2个月；

[0039] 9)待乔灌木生根且草本植物出苗2月后，检测发现，土壤有机质含量由6.5g/kg提高到22.6g/kg～24.3g/kg，全氮含量由0.53g/kg提高到0.89g/kg，有效磷含量由10.7mg/kg提高到22.9mg/kg，速效钾含量由36.4mg/kg提高到112.5mg/kg，土壤pH为4.53，土壤贫瘠状态得到改善，有利于植株生长，同时补充植物快速生长需要的大量营养元素，添加氮磷钾复混肥料0.05kg/㎡。

[0040] 实施例2：

[0041] 1)用支架式浮石清理机清理坡面浮石、浮土，避免落石滚落、土方塌陷造成的安全隐患；

[0042] 2)用挖掘机进行削坡开阶，使坡度减缓至30°，沿坡面10m处设一个平台，平台靠山体侧设截水沟；

[0043] 3)将清理的石头平整压实于坡面，坡面覆盖15±2cm废弃地表层土壤，平整压实，使不发生山体滑落；

[0044] 4)坡面左右两侧设置相汇于坡脚的排水沟，用清理剩余的浮石加固截水沟、排水沟；排水沟交汇处设置蓄水池；

[0045] 5)用铁耙、松土机对场地表层土壤进行翻松处理，同时开挖种植穴，然后向种植穴中施加按质量比为5:2的生石灰与生物质炭的混合物2kg/穴，向种植穴外表层土壤施用按质量比为5:2的生石灰与生物质炭的混合物1.5kg/㎡，并平衡30天；土壤pH值在4.5～5.0之间；

[0046] 6)向种植穴中施用质量比为：稻壳:猪粪有机肥:磷酸二氢铵:复合微生物菌剂＝40:49:2:9的混合物2kg/穴，向种植穴外表层土壤施用质量比为：稻壳:猪粪有机肥:磷酸二氢铵:复合微生物菌剂＝40:45:1:9的混合物1.5kg/㎡；

[0047] 7)种植穴中隔行分别移栽当地先锋植物马尾松、红花檵木、桉树、映山红；种植穴外表层土壤撒播芒草、狗牙根混合种0.1kg/㎡，爬山虎0.1kg/㎡，形成立体植被结构；

[0048] 8)乔灌木定植后，乔灌木定植后的1～7天内施用富含植物源游离氨基酸的生物刺激素，其中桉树0.15ml/株，马尾松0.1ml/株，红花檵木0.1ml/株，映山红0.1ml/株，兑水稀释250倍后喷施于植株茎叶表面；每隔7天视情况浇水，每次浇到植株根系附近土体湿润即可，水源取自蓄水池里经活性炭处理后达标的水，为期2个月。

[0049] 9)待乔灌木生根且草本植物出苗2月后，检测发现，土壤有机质含量由6.5g/kg提高到17.6g/kg～19.3g/kg，，全氮含量由0.33g/kg提高到0.62g/kg，有效磷含量由11.2mg/kg提高到22.8mg/kg，速效钾含量由40mg/kg提高到106mg/kg，土壤pH为4.70，土壤贫瘠状态得到改善，有利于植株生长，同时补充植物快速生长需要的大量营养元素，添加氮磷钾复混肥料0.1kg/㎡。

[0050] 实施例3

[0051] 1)用支架式浮石清理机清理坡面浮石、浮土，避免落石滚落、土方塌陷造成的安全隐患；

[0052] 2)用挖掘机进行削坡开阶，使坡度减缓至30°，沿坡面10m处设一个平台，平台靠山体侧设截水沟；

[0053] 3)将清理的石头平整压实于坡面，坡面覆盖15±2cm废弃地表层土壤，平整压实，使不发生山体滑落；

[0054] 4)坡面左右两侧设置相汇于坡脚的排水沟，用清理剩余的浮石加固截水沟、排水沟；排水沟交汇处设置蓄水池；

[0055] 5)用铁耙、松土机对场地表层土壤进行翻松处理，同时开挖种植穴，然后向种植穴中施加按质量比为4:2的生石灰与生物质炭的混合物1.5kg/穴，向种植穴外表层土壤施用按质量比为4:2的生石灰与生物质炭的混合物1kg/㎡，并平衡25天，使土壤pH值保持在4.5～5.0之间。

[0056] 6)向种植穴中施用质量比为：稻壳:猪粪有机肥:磷酸二氢铵:复合微生物菌剂＝45:46:2:7的混合物3kg/穴，向种植穴外表层土壤施用质量比为：稻壳:猪粪有机肥:磷酸二氢铵:复合微生物菌剂＝45:46:1:7的混合物2kg/㎡；

[0057] 7)种植穴中隔行分别移栽当地先锋植物马尾松、映山红；种植穴外表层土壤撒播芒草、狗牙根混合种0.1kg/㎡，爬山虎0.1kg/㎡，形成立体植被结构；

[0058] 8)乔灌木定植后，乔灌木定植后的1～7天内施用富含植物源游离氨基酸的生物刺激素，其中马尾松0.1ml/株，映山红0.1ml/株；每隔7天视情况浇水，每次浇到植株根系附近土体湿润即可，水源取自蓄水池里经活性炭处理后达标的水，为期2个月；

[0059] 9)待乔灌木生根且草本植物出苗2月后，检测发现，土壤有机质含量由4.5g/kg提高到17.6g/kg～19.3g/kg，全氮含量由0.35g/kg提高到0.82g/kg，有效磷含量由12mg/kg提高到32mg/kg，速效钾含量由40.4mg/kg提高到100.4mg/kg，土壤贫瘠状态得到改善，有利于植株生长，同时补充植物快速生长需要的大量营养元素，添加氮磷钾复混肥料0.1kg/㎡,添加氮磷钾复混肥料0.15kg/㎡

[0060] 以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

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