廢棄尾礦渣復(fù)墾還田試驗(yàn)研究

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1、中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目設(shè)計(jì)書潼關(guān)金礦區(qū)土壤重金屬污染修復(fù)試驗(yàn)研究總體設(shè)計(jì)中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心長安大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院2013年4月25日潼關(guān)金礦區(qū)土壤重金屬污染修復(fù)試驗(yàn)研究總體設(shè)計(jì)任務(wù)書編號：水[2013]03-008-002項(xiàng)目編碼：1212011140024實(shí)施/承擔(dān)單位：長安大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：易秀編寫人：易秀姜凌賴?yán)と葜x娟徐斌單位負(fù)責(zé)人：裴先治單位技術(shù)負(fù)責(zé)人：裴先治提交單位：（蓋章）提交時(shí)間：2013年4月25日第一章前言1.1項(xiàng)目概況項(xiàng)目來源：青藏高原礦產(chǎn)資源開發(fā)地質(zhì)環(huán)境影響調(diào)查與評價(jià)；任務(wù)下達(dá)單位：中國地質(zhì)調(diào)查局（1212011140024）；項(xiàng)目名稱：西北地區(qū)典

2、型礦山地質(zhì)環(huán)境治理關(guān)鍵技術(shù)協(xié)作單位：長安大學(xué)；任務(wù)分工：污染農(nóng)田土壤重金屬修復(fù)、尾礦渣場復(fù)墾還田農(nóng)作物種植安全性試驗(yàn)研究。1.2目的任務(wù)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。中國現(xiàn)有國營礦山企業(yè)8000多個(gè)，個(gè)體礦山企業(yè)達(dá)到23萬多個(gè)。如此大規(guī)模的礦山開采對土地和環(huán)境的破壞是驚人的。據(jù)2007年統(tǒng)計(jì)，全國礦區(qū)累計(jì)被破壞的土地達(dá)2.88×106km2，并且每年以大約467km2的速度增長，使本已稀缺的土地資源呈加速減少的趨勢。礦山資源的開采，導(dǎo)致礦區(qū)生態(tài)退化與環(huán)境污染，尤其在金屬礦的開采中造成了礦山企業(yè)周邊地區(qū)土壤的嚴(yán)重污染。隨著國內(nèi)外工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅

3、猛發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求量呈快速上升趨勢,但與之對應(yīng)的生產(chǎn)工藝落后，對尾礦以及金屬冶煉過程產(chǎn)生的廢棄物處置不當(dāng)，造成礦區(qū)周邊地區(qū)大氣、水及土壤環(huán)境污染的現(xiàn)象普遍發(fā)生，部分地區(qū)大面積土壤退化、糧食減產(chǎn)、品質(zhì)下降，土壤生態(tài)系統(tǒng)原有的生態(tài)平衡也遭到不同程度的破壞。我國人多地少，耕地資源十分貧乏，充分利用礦區(qū)復(fù)墾地便顯得十分重要。土壤是世界萬物之源，人類生存之本。土壤環(huán)境遭到破壞或是受到污染無疑會給土壤的生態(tài)功能帶來影響，甚至可能使土壤系統(tǒng)崩潰、功能喪失。土壤環(huán)境是植物生長的基地，通過植物的吸收、積累作用可降解土壤中的污染物質(zhì)，但同時(shí)也可能將污染物轉(zhuǎn)移到植物體內(nèi)，然后可能通過食物鏈的形式進(jìn)入人體，

4、從而危及人體健康。在礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)中，土壤的改良是首先需要解決的問題，也是核心問題。我國在上世紀(jì)80年代初開始至90年代煤礦造地復(fù)田綜合治理研究，提出了矸石充填復(fù)墾、粉煤灰充填復(fù)墾和挖深墊淺3種復(fù)墾技術(shù)。利用廢棄物料充填復(fù)墾形成農(nóng)田往往需要較高的投入，甚至由于二次污染等問題而不可行。由于煤礦廢棄物中含有多種重金屬元素，矸石、粉煤灰充填復(fù)墾有可能引起土壤污染；而且這些重金屬污染對土壤基本是一個(gè)不可逆的過程，重金屬進(jìn)入土壤后很難通過自然過程得以從土壤環(huán)境中消失或稀釋，對生物體的危害和對土壤生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能影響不容易恢復(fù)。中國礦區(qū)受損土地的恢復(fù)相當(dāng)緩慢，相比較而言，對于土壤污染修復(fù)的方方面

5、面，研究工作還處于初步發(fā)展階段，以前人們更多關(guān)注的是顯性的水、大氣的污染，但其比例在逐年提高。在上世紀(jì)80年代初得到恢復(fù)的礦區(qū)廢棄地只有0.7%~1.0%，到了80年代末提高到了2%，90年代初增至6.7%，1994年已達(dá)到13.3%。1994年得到修復(fù)利用的礦區(qū)土地面積是1992年和1993年的總和，占全國在1987至1995年期間共修復(fù)土地的3.7%。20年之后，采礦占用、破壞土地743萬hm2，每年遞增4萬hm2，但礦山土地復(fù)墾率仍不足10%；我國大型金屬礦山進(jìn)入集中閉坑期：26%銅礦、40%鉛鋅礦已經(jīng)閉坑或接近閉坑，如果不進(jìn)行復(fù)墾或修復(fù)，會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。近年來國家和政府也

6、日益高度關(guān)注土壤污染的治理工作，但有關(guān)礦區(qū)污染土壤的修復(fù)與生態(tài)恢復(fù)工作仍存在一些具有挑戰(zhàn)性的問題，包括技術(shù)方法、資金配套等。如果由各種原因所造成的土地破壞總量的一半能被恢復(fù)并用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，那么中國每年的糧食產(chǎn)量會提高幾百億kg?？梢姡V區(qū)復(fù)墾區(qū)土壤質(zhì)量的改良、土地的生產(chǎn)力的恢復(fù)和土壤生態(tài)系統(tǒng)健康對中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、生態(tài)建設(shè)以及區(qū)域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究區(qū)位于小秦嶺金礦區(qū)帶西段北坡的靈寶市和潼關(guān)縣接壤的中低山地區(qū)以北的山前沖洪積斜塬區(qū)、黃土溝壑臺塬區(qū)，面積約300km2。金礦選冶活動，尤其是混汞-浮選法及小汞碾、小氰化、小浮選等“三小”提金活動，廢水、廢渣及冶煉

7、廢氣的無序排放造成了嚴(yán)重的土壤重金屬污染及環(huán)境效應(yīng)，造成大量農(nóng)田棄耕。周邊農(nóng)田土壤質(zhì)量惡化，生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)下降，糧食安全受到威脅，制約了當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，成為建立和諧社會的瓶頸。針對上述現(xiàn)狀，通過開展野外調(diào)查和大量田間試驗(yàn)，提出一套適合于該礦區(qū)廢棄尾礦渣場復(fù)墾還田熟化及重金屬嚴(yán)重污染農(nóng)田質(zhì)量恢復(fù)的綜合技術(shù)體系方案，從而使礦區(qū)污染土壤的質(zhì)量得到根本性地改善，并以期獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會效益。本項(xiàng)目