一种磷矿废弃地污染控制的生态修复技术

技术领域

本发明属于矿山开发的生态修复方法，具体地说是一项具有污染控制作用的磷矿废弃地生态修复方法，包括保护层的筛选，覆盖和效率评价方法，以及磷矿废弃地生态修复方法。

背景技术

磷是引起湖泊富营养化的一种矿质元素，主要以磷矿的形式储存在地壳里。磷矿开采造成大量富磷矿层出露地表，使磷矿石所含的磷、氟等污染元素进入表生环境，在自然风化作用下极易淋溶进入周围水环境中。从而使磷矿开发利用对环境的影响和破坏除具有与矿山开发存在的塌陷、崩裂、滑坡等地质灾害外，磷矿所含有的一些有害元素如氟、磷、砷、镉、铀等能够对环境造成污染影响。因此对磷矿废弃地进行生态修复不能仅从恢复山体形貌、绿化美观的角度进行考虑，还必须控制富磷矿层污染物淋溶，防止其对周围环境造成污染。

磷矿废弃地包括裸露的富磷矿层、排土场和贫矿场。目前磷矿废弃地现状存在以下几种形式：直接进行生态修复，以达到防止水土流失的目的；直接进行农作物耕种；或者荒废。荒废的磷矿废弃地存在水土流失现象，污染物流失尤为严重。但在磷矿废弃地直接进行植物栽种会加速污染物淋溶，研究表明植物根际微环境解磷细菌数量和解磷能力远高于非根际土壤⁽¹⁾，植物的分解作用和微生物代谢作用加快了磷矿石分解。以往进行磷矿山修复时没有考虑植物对磷矿的分解作用，这种修复方式将加速污染物流失，无法达到污染控制的目的。关于磷矿废弃地污染治理尚无成熟技术。

参考文献：

(1)申琳子，冯慕华，李文朝，王超.简单复垦对磷矿废弃地磷释放的影响模拟实验.环境化学，2010，29(6)，1068-1074.

发明内容

本发明的目的是提供一种控制污染物流失的磷矿废弃地生态修复方法。本发明采用具有低水力传导率和高饱和度的介质作为废弃磷矿的上覆介质，与粗砂土组合形成上覆保护层，有效隔绝上层水分与下层磷矿的接触，避免磷矿污染物淋溶流失；再进行植物种植，利用植物根际对上覆土起固定作用，从而形成一套具有污染控制效果的磷矿废弃地生态修复技术。

本发明提出的原则：采用当地易获、经济的介质，对其水力传导率和饱和度进行比较，筛选出具有低水力传导率和高饱和度的介质，作为磷矿废弃地的上覆介质。关键是能够有效防止磷矿淋溶、污染物流失，又有利于普遍推广，具有成本低、效率高的优点。

为实现上述目的，本项发明提供的技术方案是：

(1)经济易获得、具有低水力传导率和高饱和度介质筛选。选取当地易获得的介质如粘土、淤泥、风化土等，分析上覆介质水力学特征参数，筛选出具有较强持水能力的介质，与粗砂土组合形成上覆保护层。

(2)上覆保护层填充方式。粗砂土与上覆介质的填充高度比为3∶2。在磷矿层或废土石表面先铺一定厚度粗砂土，再覆盖细颗粒上覆介质，使上覆介质、砂土和矿石之间形成毛细隔栅，防止溶液渗透，对磷矿石产生淋溶分解作用。

(3)上覆介质阻隔效率评价。采用土柱淋溶模拟实验或者野外小区观测实验，调节降雨强度和频率，测量覆土介质和磷矿层的水势，收集淋溶液，分析淋溶的磷、氟、砷、重金属等污染物浓度。通过比较不同覆盖条件下淋溶液的污染物浓度，评价上覆介质对降雨的阻隔效率。

(4)磷矿废弃地修复。按照筛选的上覆介质和填充方式，对磷矿废弃地进行覆土，再进行植物栽种，利用植物根际对保护层起固定防护作用。

附图说明

图1是模拟降雨淋溶土柱实验装置的上覆土填充示意图

图2是0.03mm/min降雨降度下具有上覆保护层矿土和裸矿土淋溶的污染物浓度随时间变化曲线

图3是不同强度暴雨下具有上覆保护层矿土和裸矿土淋溶的污染物浓度随时间变化曲线