一种改良采石场废弃渣土的绿化基质及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种改良采石场废弃渣土的绿化基质及其制备方法和应用，选择采石场废弃渣土用人工或机械筛过孔径为20mm筛，去除杂草等杂质，以干重计，按以下质量份进行配比：采石场废弃渣土为75份，粉煤灰为5～10份，矿化垃圾为10～15份，污水污泥为5份，在常温下均匀混合而成。本发明可以就地生产植生基质或土壤改良材料与配方，减少弃渣弃土量，降低成本，保护土地与植被资源，能够应用于华北半湿润地区，季节性干旱、雨量集中且大的建设项目活动地区进行的整体绿化、局部客土绿化以及袋装绿化。
【专利说明】一种改良采石场废弃渣土的绿化基质及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及矿山生态环境治理领域，尤其涉及一种改良采石场废弃渣土的绿化基质及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]目前，经济发展对矿产资源需求的迅速增加、现代化城市发展速度加快，县乡级城镇化普及提速，导致一系列建设项目的出现，且采矿等行业发展不断涌现，矿区的过度和非法开采形式，造成采石场破坏和危害形式多样，尤其是露天开采，引发了矿区严重的生态环境问题:严重影响自然景观、景观破碎化现象十分严重、破坏原有的土壤地表和植被、堵塞河道、加剧水土流失、矿区周边土壤和水体环境受到污染、诱发滑坡和泥石流等重大灾害。同时，采矿所形成的废弃地的渣土废弃物具有众多极端性质，主要表现为物理结构不良、贫瘠、极端PH值、重金属含量过高、干旱等，对矿区土地资源、水环境、生物多样性以及矿区景观等均产生了巨大影响，同时危害人类的生存与健康，影响区域经济可持续发展。
[0003]由于大部分废弃渣土未进行分类，采取直接随意堆放的形式，废弃渣土堆中废弃渣土粒径大小不一，差异较大，同时造成地面下形成巨大孔隙，从而使地表水发生严重渗漏，造成地形整理难度大。且废弃渣土均为不同层次的碎屑颗粒组成，营养成分缺乏，保水能力差，植被恢复治理难度更高。
[0004]现有技术中，一般采用直接覆土进行绿化，然而由于土壤成本高、运距远造成植被恢复成本高，常规的植树造林没有达到可持续植被恢复的目的，导致苗木成活率不高。关于基质配比的研究也很多，如人工土壤、厚层基材型和植被混凝土性配方、岩质生态恢复基质、高陡边坡生态护坡基材、污泥喷播绿化基质、煤矸石粉碎物喷播绿化基质、岩质边坡生态防护绿化基质、砂岩岩质边坡绿化基质等产品的出现， 但是，实际应用中仍然存在许多问题，例如，基质配方大同小异，地区局限性大，影响植被恢复效果。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种改良采石场废弃渣土的绿化基质，该绿化基质能够最大限度利用采石场废弃渣土，减少使用熟化土壤和有机质等其它添加原料，具有取材方便、成本低廉、资源节约。
[0006]为达到上述目的， 本发明采用了以下技术方案:
[0007]—种改良采石场废弃渣土的绿化基质，以干重计量，所述绿化基质由采石场废弃渣土 75份、粉煤灰5~10份、矿化垃圾10~15份、污水污泥5份组成；
[0008]所述采石场废弃渣土为采石场开采后的残留物质，经人工或机械过孔径为20mm的筛，去除杂草物质后所得的物质；
[0009]所述粉煤灰是粉煤燃烧时，烟气中带出的粉状残留物和炉底部排除的炉底渣，t匕如取自北京市昌平区水泥厂，它就是锅炉燃烧时，烟气中带出的粉状残留物和锅炉底部排除的炉底渣；[0010]所述矿化垃圾为垃圾填埋场陈垃圾(比如北京市北天堂村垃圾填埋场的陈垃圾)，经过20mm筛分后，剔除大块物质，得到黑色的类土壤物质，其中大块物质为石块、砖头、塑料、木块、玻璃、骨头等。
[0011]所述污水污泥为污泥采用高温堆肥的方法，经二次生物发酵后产生的熟化污泥，外观呈褐色、松散、含水率20~30%。所述污泥可以取自城市污水处理厂，比如取自北京市怀柔区庙里污水处理厂的污泥。
[0012]本发明的另一个目的在于，提供上述改良采石场废弃渣土的绿化基质的制备方法，所述方法包括以下步骤:
[0013]选择采石场废弃渣土用人工筛过孔径为20mm筛(去除杂草等杂质)后备用；
[0014]以干重计量，按以下质量份进行配比:渣土为75份，粉煤灰为5~10份，矿化垃圾为10-15份，污水污泥为5份；
[0015]将上述原料在常温下均匀混合而成。
[0016]本发明的再一个目的在于，提供上述改良采石场废弃渣土的绿化基质的应用，该基质适用于华北半湿润地区中的建设项目活动产生的弃渣坡面和平台进行植被恢复，具体地，该绿化基质能够应用于半湿润地区，季节性干旱、雨量集中且大的建设项目活动地区进行的整体绿化、局部客土绿化以及袋装绿化。
[0017]具体适宜华北地区草本植物的配方为:
[0018]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:5:15:5 ;
[0019]适宜华北地区灌木的配方为:
[0020]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5。
[0021]具体适宜华北地区以下任一种植物的配方为:
[0022]黑麦草:
[0023]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:5:15:5 ;
[0024]高羊茅:
[0025]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:5:15:5 ;
[0026]紫叶小檗:
[0027]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0028]大叶黄杨:
[0029]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0030]珍珠梅:
[0031]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0032]丛生紫薇:
[0033]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0034]连翘:
[0035]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0036]黄栌:
[0037]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0038]油松:
[0039]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;[0040]火炬树:
[0041]采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5。
[0042]本发明由于针对建设工程废弃的渣土坡面和平台进行土壤改良，尽可能多地利用弃渣弃土和其他工农业废弃物，尽可能少地添加泥炭、多元复合缓释肥、生物肥、保水剂、土壤侵蚀防治剂等添加剂，可以就地生产植生基质或土壤改良材料与配方，减少弃渣弃土量，降低成本，保护土地与植被资源，能够应用于华北半湿润地区，季节性干旱、雨量集中且大的建设项目活动地区进行的整体绿化、局部客土绿化以及袋装绿化的绿化基质。
[0043]本发明的改良采石场废弃渣土的绿化基质，最大限度利用采石场废弃渣土，减少使用熟化土壤和有机质等其它添加原料，具有取材方便、成本低廉、资源节约等特点。该绿化基质对促进渣土的成土熟化、增加渣土有效养分的供给、改善土壤理化特性、促进植被恢复具有显著的作用。本发明不仅为采石过程中的废弃物渣土找到了一条新的利用途径，而且针对绿化基质就地取材方便的特点，适当选用粉煤灰、矿化垃圾、污水污泥等富含有机质等营养元素的工业废弃物，实现了废弃物资源化利用。
【具体实施方式】
[0044]本发明对各基质配方进行了详细的理化性质分析,经过大量盆栽试验,分析10种植物的植物生长指标，运用综合平衡法和综合加权评分法，从9种混合基质配方中筛选出适宜植物生长的最优配方。
[0045]实验例I
[0046]本发明选取了添加物为采石场废弃渣土、粉煤灰、矿化垃圾、污水污泥。发明选取2种草本、8种灌木植物进行试验，2种草本:高羊茅、黑麦草；8种灌木:紫叶小檗、大叶黄杨、珍珠梅、丛生紫薇、连翘、黄 栌、油松、火炬树。各添加物特征如下:
[0047]本发明所述的采石场废弃渣土为采石场开采后的残留物质，经人工或机械过孔径为20mm的筛，去除杂草物质后所得的物质；
[0048]所述粉煤灰取自北京市昌平区水泥厂，它就是锅炉燃烧时，烟气中带出的粉状残留物和锅炉底部排除的炉底渣；
[0049]所述矿化垃圾取自北京市北天堂村垃圾填埋场，为垃圾填埋场陈垃圾，经过20mm筛分后，剔除石块、砖头、塑料、木块、玻璃、骨头等大块物质，得到黑色的类土壤物质；
[0050]所述污水污泥取自北京市怀柔区庙里污水处理厂，为城市污水处理厂的污泥采用高温堆肥的方法，经二次生物发酵后产生的熟化污泥，外观呈褐色、松散、含水率20~30%。
[0051]所述基质的草本植物种子和灌木植株选择适应当地气候的种类，尤其是选择抗旱性、抗逆性强的品种。
[0052]所用采石场废弃渣土、粉煤灰、矿化垃圾、污水污泥的重金属成分和化学性质如下表1和表2。
[0053]表1几种材料的重金属含量
[0054]
铜砷汞铅铬镉
名称
(mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg)
【权利要求】
1.一种改良采石场废弃渣土的绿化基质，其特征在于，以干重计量，所述绿化基质由采石场废弃渣土 75份、粉煤灰5~10份、矿化垃圾10~15份、污水污泥5份组成； 所述采石场废弃渣土为采石场开采后的残留物质，经人工或机械过孔径为20_的筛，去除杂草物质后所得的物质； 所述粉煤灰是粉煤燃烧时，烟气中带出的粉状残留物和炉底部排除的炉底渣； 所述矿化垃圾为垃圾填埋场陈垃圾，经过20_筛分后，剔除大块物质，得到黑色的类土壤物质； 所述污水污泥为污泥采用高温堆肥的方法，经二次生物发酵后产生的熟化污泥，外观呈褐色、松散、含水率20~30%。
2.根据权利要求1所述的改良采石场废弃渣土的绿化基质，其特征在于，适宜华北地区草本植物的绿化基质组成为: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:5:15:5。
3.根据权利要求1所述的改良采石场废弃渣土的绿化基质，其特征在于，适宜华北地区灌木的绿化基质组成为: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5。
4.根据权利要求1或2所述的改良采石场废弃渣土的绿化基质，其特征在于，适宜华北地区以下任一种植物的绿化基质组成为: 黑麦草: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:5:15:5 ； 闻羊矛: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:5:15:5。
5.根据权利要求1或3所述的改良采石场废弃渣土的绿化基质，其特征在于，适宜华北地区以下任一种植物的绿化基质组成为: 紫叶小檗: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 大叶黄杨: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 珍珠梅: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 丛生紫微: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 连翘: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 黄栌: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 油松: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 火炬树: 采石场废弃渣土:粉煤灰:矿化垃圾:污水污泥=75:10:10:5。
6.—种权利要求1所述的改良采石场废弃渣土的绿化基质的制备方法，所述方法包括以下步骤: 以干重计量，按以下质量份进行配比:采石场废弃渣土为75份，粉煤灰为5~10份，矿化垃圾为10~15份，污水污泥为5份； 将上述原料在常温下均匀混合而成。
7.—种权利要求1所述的改良采石场废弃渣土的绿化基质的应用，其特征在于，所述绿化基质用于华北半湿润地区中的建设项目活动产生的弃渣坡面和平台进行植被恢复。
【文档编号】A01G31/00GK103461084SQ201310414867
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】郭小平, 张平, 赵廷宁, 王玮璐, 汪明勇 申请人:北京林业大学