1、铜陵尾矿治理中的植物修复 技术报告人：xxxx学 号：xxxxx专 业：环境工程 插 插 入大学校徽及名称 入大学校徽及名称目 录 植物 植物 稳 稳 定和富集技 定和富集技 术 术 五公里尾 五公里尾 矿 矿 复 复 垦 垦 案例 案例 CATALOGUE矿业土壤污染 矿业污染：水污染、气体污染、噪声污染、固体污染。特别是造 成土壤和植被的丧失，使土地失去利用价值。 采矿摧毁地表土层和植被，导致地表塌陷。 选矿排泄有毒有害物质。 堆置场占用大量土地，对原有生态系统造成破坏。 矿山废弃地土壤结构性差，有机质含量低，缺乏N、P，同时重金 属含量高，不利于植物生长和其他生物活动，恢复困难。矿区退化
2、土壤修复技术 土壤修复技术是希望使遭受污染的土壤恢复正常功能的技术措 施。 物理修复 改进矿区退化土地的物理特性。 大麦草（植物残余物）可作为覆盖物 将土壤表层与极端温度变化隔开。 化学修复 恢复土壤的肥力，提高土壤的生产 力。 有机废弃物（污水污泥、垃圾或熟堆 肥）可作为土壤添加剂。矿区退化土壤修复技术 植物修复 用绿色植物及其相关的微生物来去 除、截留土壤中的污染物或使污染物无 害化的过程及技术。 通常利用对重金属有较高的耐受性、 富集性或超富集性的植物来修复矿区重 金属污染土壤。 香根草对土壤盐度、钠、酸性、和重 金属有很高的耐受能力，具有很发达的 结构精细的根, 可以有效控制和防止土
3、壤侵蚀和滑坡。矿区退化土壤修复技术 具有茎瘤和根瘤的一年生豆 科植物能生长于污染土壤并进行 有效的固氮作用，使土壤中氮的 积累大幅度提高。它们生长速率 快, 能耐受有毒金属和低的营养 水平，是理想的先锋植物。 树木可以存活并生长于含有 高浓度的多种重金属污染的土壤 上。桦树和柳树的一些种可以耐 受铅和锌。过程与机制 植物修复技术的过程和机制复杂，主要包括植物固定、植物 提取、植物降解、植物挥发等。 主要在于选用适宜的植物物种，包括使用适当的无机和有机添加剂。 植物原位稳定修复是重金属污染土地修复最有效和最经济的方式。超积累植物 一般认为当重金属在一种植物内的含量超过其在普通植物中含 量的 10
4、0 倍以上则为超积累植物。 到目前，全世界大约发现了400种超积累植物，其中能够吸收镍 的品种多达200余种，其余的包括一些能够蓄积镉、铬、铜、锌、 锰等的超积累植物，主要分布在大戟科，十字花科及黄杨科。 重金属 叶片或地上部分 （干重） 地上部：地下部 Cd 100mg/kg 1 As、Co、Cu、Ni、Pb 1000mg/kg 1 Mn、Zn 10000mg/kg 1超积累植物 蜈蚣草 湖南省石门县石门雄黄矿矿区 羽片含砷量可高达5070mg/kg。 生长速度快 、生物量大，株高可达2m 。 东南景天 浙江省衢q州市。 地上部Zn含量达到最高值为19.674g/kg 。 无性繁殖的速率很快
5、，形成良好的地面 覆盖。 适于收割,一年内可收获地上部3或4茬。超积累植物 宝山堇jn菜 湖南省郴州市桂阳县宝山矿区 地上部 Cd平均含量达到4825 m g/kg 。 生物量较小,野外生长的干重只有3 t/hm 2 。 蓖b麻 蓖麻属大戟科，蓖麻属。 地上部分铜含量高达 2186.4 mg/kg。 株型高大，根系发达，耐贫瘠，适应性 强。超积累植物 此外还有龙葵（Cd）、商陆（Mn）、海州香薷r(Cu) 、鸭跖zh草（Cu）等超积累植物见于报导。五公里尾矿复垦案例项目背景 铜陵市位于安徽省东南部，长江下游南岸，亚热带湿润季风气候 ，年平均气温 16.2 ，年降水量1346 mm。区域土壤主要
6、为棕红 壤。 水资源丰富，属长江水系。 农产品主要包括水稻、油菜、土 豆、蔬菜等。 地势由东南向西北倾斜。其北部为 临江冲积平原，南部及东南部为低 山，中部以丘陵为主。项目背景 铜陵矿产资源丰富，储量丰、矿种全。 已探明的矿种主要有铜、硫、铁、金、银、煤、石灰石等，其中 铜、硫铁矿储量丰富。大理石、铅锌矿、钾长石、石英石等，也 有一定储量。最早的采矿历史最早可追溯到商朝。 矿区金属矿产地主要有位于铜陵市郊的铜官山、狮子山、新桥、 凤凰山、沙滩脚等多个矿田。项目背景 2006 年开展的全国土壤污染状况调查中，铜陵地区重金属 元素 As、Cr、Cd、Cu、Hg、Zn等的背景值均高于安徽省土 壤重金
7、属元素的背景含量。 张千等对铜陵市菜市场的西红柿、茄子、黄瓜中的Cu、Cr 、Cd、Zn 4种重金属的污染状况进行的研究表明，这3种蔬菜 的 Cr、Cd含量超标 1。 1张千. 铜陵市蔬菜中重金属污染现状评价J. 合肥学院学报(自然科学版 ),2009,19(04):75-77.项目背景 铜陵五公里尾矿库地处铜陵市区西部，尾沙来自铜陵公司 铜官山铜矿。 该库于1967年启用， 97年闭库。 在尾矿排放前，此区域为一芦苇塘，随着排放量的不断增 加，矿山在芦苇塘的南、西、北三面加高形成平地形尾矿 库。 随着城市的建设与发展，尾矿库已成为市区一部分， 先后在库面干区建设大量房屋，现存近20公顷，作为
8、本项目 试验区。尾矿重金属及物化分析 样品类型 细灰沙 中灰沙 粗灰沙 细泥 深度（cm） 0-5 20-30 60-70 0-5 砷 15 15 38 45 镉 2 1 2 4 钴 12 11 42 18 铜 750 632 438 1670 铁 52.8 43.0 42.8 74 锰 1290 1070 519 2200 铅 5 17 12 18 锌 73 78 84 240 锡 1 1 3 1尾矿重金属及物化分析 样品类型 细灰沙 中灰沙 粗灰沙 细泥 深度（cm） 0-5 20-30 60-70 0-5 碳酸盐% 6.88 5.40 3.60 7.75 pH 7.67 8.64 7.8
9、3 7.66 总溶解盐mg/kg 3020 1980 1510 6390 凯式氮 53 19 12 100 正磷酸盐 0.1 0.1 0.1 0.1 有机物% 1.0 0.6 0.2 1.1 五公里尾矿库的尾砂是非常贫瘠的土壤材料，其主要因素是 ： 尾矿具有沙质土壤结构，持水力差。 缺乏粘土和有机质，阳离子代换量低。 缺乏有效氮和磷，营养力低。小区田间试验 在不覆土，仅施用化肥以增加尾沙中的氮和磷的条件下寻找能在 很湿尾矿上生长的树、草和豆科植物品种。 94年，在粗沙和细沙地区，水位不同的地段建立了两个试验小 区。 树种：柳树、杨树、冬青、樟树、刺槐、紫穗槐。 草与豆科植物：德比黑麦、狗牙根、
10、高羊茅、紫花苜蓿、白三 叶、小冠花、马棘。扩大种植实验 根据小区的试验结果，用生长较好的黑麦草、狗牙根、高羊茅、 结缕草等与豆科植物混合扩大种植了2公顷。 增加了树的种植品种与数量，如木棉、紫荆、泡桐、柳杉、荚竹 桃、榆树、广玉兰、爬山虎等。 对豆科植物白三叶进行了菌种结种试验。根瘤菌用于豆科牧草在纯尾沙生长试验 种子丸衣化接种 用粘着剂把根瘤菌粘附在白三叶种子 上，然后再包上一层磷矿粉丸衣材 料。 丸衣不仅对根瘤菌有良好的保护作用 ，提高结瘤率，而且丸衣中的肥料能 及时给幼苗提供营养，促进幼苗生 长。 试验中没有接种的白三叶，出苗率 几乎为零。而接种后的白三叶出苗率 达到80左右，并且长势良
11、好。大面积复垦种植 97年春季，对己闭库的五公里尾矿库可种植的剩余面积10多 公顷进行了全面种植。 初步结合尾矿库的道路规划和排水条件，种植的树木有红花木 锦、大叶黄杨、紫荆、大叶女贞、柳树、广玉兰等近1500棵， 在整个赤露的尾沙上混合种植了黑麦草、狗牙根、高羊茅、结 缕草和白三叶。 整个尾矿库植被复垦率达到95以上，一片绿色。主要参考文献 1 Li, M. (2006). Ecological restoration of mineland with particular reference to the metalliferous mine wasteland in China: A r
12、eview of research and practice. Science of the Total Environment, 357(1), 38-53. 2 金勇, 付庆灵, 郑进, 康薇, 刘永红, 胡红青, . . . HU Hong-qing. (2012). 超积累植物修复铜污染土壤的 研究现状. 中国农业科技导报, 14(4), 93-100. 3 杨修与高林, 德兴铜矿矿山废弃地植被恢复与重建研究. 生态学报, 2001(11): 第1932-1940页. 4 黄铭洪与骆永明, 矿区土地修复与生态恢复. 土壤学报, 2003. 40(2): 第161-169页. 5 陈同斌
13、, 韦朝阳, 黄泽春, 黄启飞, 鲁全国, & 范稚莲. (2002). 砷超富集植物蜈蚣草及其对砷的富集特 征. 科学通报, 47(3), 207-210.12.付欢欢等, 铜陵矿区与农田土壤重金属污染现状研究. 农学学报, 2014. 4(6): 第36-40页. 6 豆长明等, 铜陵矿区周边土壤-蔬菜系统中重金属的转移特征. 农业环境科学学报, 2014(05): 第920- 927页. 7 杨世勇, 谢建春与刘登义, 铜陵铜尾矿复垦现状及植物在铜尾矿上的定居. 长江流域资源与环境, 2004. 13(5): 第488-493页. 8 周连碧, 中澳矿山废弃物研究管理中心；代宏文, 中澳矿山废弃物研究管理中心；吴亚君, & 中澳矿 山废弃物研究管理中心. (2001). 铜陵五公里尾矿库复垦植被研究. 第六届全国土地复垦学术会议., 代宏 文与吴亚君, 铜陵五公里尾矿库复垦植被研究, in 第六届全国土地复垦学术会议2001: 山东邹城. 第 282- 286页.9 魏树和等, 一种新发现的镉超积累植物龙葵(Solanum nigrum L). 科学通报, 2004(24): 第2568-2573页. 10 薛生国等, 中国首次发现的锰超积累植物商陆. 生态学报, 2003(05): 第935-937页.谢谢！
