一种石粉泥污染耕地的修复方法与流程

文档序号:12549151阅读:1734来源:国知局

本发明涉及耕地修复领域,具体是一种石粉泥污染耕地的修复方法。



背景技术:

通常所说的石粉泥污染耕地是指开采切割加工石材、尾矿库排出等产生大量细粒硅质矿物覆盖在耕地上,形成一种干燥时粉尘很大,潮湿时板结的土地污染情况。由于硅质矿物遇水形成水合硅酸层,因此潮湿时石粉泥形成紧密堆积状态,基本不能透气,相应地植物难以直接在石粉泥覆盖的土壤上形成植被。目前各大石材加工区,都存在大量石粉泥污染土地等待修复。

石粉泥本身为细小颗粒,虽可化学和生物风化但由于潮湿时紧密堆积,透气性极差,由于氧气和二氧化碳等物质在石粉泥层中缺乏,因此通常只有微生物和藻类在其表面上存活,常规根系难以进入。

对于这种石粉泥污染耕地,常规的修复思路如下:

(1)翻耕。通过混合石粉与土壤的方法,使土地可重新使用。该工艺在受害农村常见,当石粉量较大时,土壤团块结构不断被破坏,土壤透气能力和渗水能力明显下降,土壤PH值上升,产量逐渐下降。由于通常石粉输入土地的数量很大,该方法适用性不好。

(2)外加生活污泥、有机肥等改造。通过混合石粉、土壤、有机物等,保持土壤肥力不下降。问题在于石粉与土壤有机物结合能力差,漫灌时石粉与土壤因水选作用分离下沉,逐渐形成石粉富集层,严重破坏土地结构。

(3)在上述(2)的基础上掺加秸秆等骨料混合,提高透气性。这是一个比较理想的思路,但由于石粉泥产量通常很大,污染方式通常是水流携带或偷排,因此石粉泥污染耕地被注意时往往已经很严重,难以生长草木,外运秸秆成本通常难以承受。

实际上,通过对硅质沉积岩的观察,可发现硅质沉积岩往往生物碳及残骸等数量很少,即便在煤矸石中也往往与煤层、碳质泥岩层等分离成边界清晰的岩层,这说明使用传统的简单混合思路或简单添加有机物、秸秆等思路,土壤依然处于很不稳定状态,很容易后续使用中分层。

有鉴于此,申请人对石粉泥污染耕地的修复进行深入的研究,发现需要有效切断土壤与石粉的结合途径,才能较好解决石粉泥污染耕地的修复,遂有本案产生。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种石粉泥污染耕地的修复方法,其具有修复效果好、成本低的特点。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种石粉泥污染耕地的修复方法,在石粉泥污染耕地上挖沟取土,堆积成土垄;对土垄喷洒淀粉浆或糖蜜,有机肥,以及镁肥,并在土垄的侧面中上部活动覆盖护坡材料层。

所述土垄的垄高为0.3-1.2米。

所述镁肥的用量是5-33公斤/亩。

所述淀粉浆中淀粉的用量或所述糖蜜的用量是2-33公斤/亩。

所述护坡材料层采用顶部具有开孔的开孔农膜,此开孔农膜的下端自由下垂。

所述开孔农膜的上端挂在所述土垄的侧面顶部,所述开孔农膜的下端自由下垂至约所述土垄的垄高1/2位置处或垄高3/4位置处。

进一步地,在修复过程中,定时或不定时清除沟中的石粉。

进一步地,在还垄利用时在沟中加入适量的农耕产出的秸秆或其他常见无害有机废料。

采用上述方案后,本发明根据石粉与土壤在流体存在下可分离的特点,通过在石粉泥污染耕地上挖沟取土,堆积成土垄,利用降雨季节或漫灌等方式可加快土壤和较重的石粉之间的分离,流水分离出的石粉堆积到土垄的下部,沟中因积累隔水性较高的石粉,反而可减少灌溉水的输送损失。在土垄的侧面中上部活动覆盖护坡材料层,以免悬挂性极佳的石粉泥继续从外部输入而挂埋土壤层,土垄的下部则让石粉和土壤自由接触以便传递积水和营养成分。通过对土垄喷洒淀粉浆或糖蜜、有机肥和镁肥,一方面可复壮土壤微生物系统和减少石粉层的触变性,另一方面通过引种或自然生成的方式,在沟底潮湿石粉上形成菌藻层,从而分解石粉中的矿物质为土壤所用。综合上述几个措施最终实现石粉泥污染耕地的修复。与现有技术相比,本发明方法的修复效果很好且成本极低。

进一步地,镁肥的用量是5-33公斤/亩,此用量有利于植物生长,且效果明显比在常见土地上使用效果好,且石粉层板结程度因高触变性的水化硅酸包覆膜被逐渐转化为低触变性的硅酸镁/碳酸镁矿物而明显下降。

进一步地,淀粉浆中淀粉的用量或糖蜜的用量是2-33公斤/亩,通过淀粉浆或糖蜜可激活土壤里的微生物。

进一步地,在还垄利用时在沟中加入适量的农耕产出的秸秆或其他有机废料,逐渐改变石粉材质。

具体实施方式

本发明的一种石粉泥污染耕地的修复方法,通过如下实施例来具体说明。

实施例一:

以晋江永宁一石粉覆盖的田地为试验田,此试验田石粉层覆盖厚度约20公分。寸草不生,土壤板结碱化,土壤微生物缺乏。

将试验田上要挖沟的位置上的石粉移走,挖取地下土壤在沟侧堆积0.6米高的土垄。之前移走的石粉则回放到挖出的沟中。

将有机肥和淀粉混合成混合水溶液,其中,按重量计,有机肥、淀粉和水的配比为5:1:20,将此混合水溶液撒播在土垄的土壤上,撒播的用量大约为10公斤/每分地(此处的土地面积指包括沟和土垄的土地总面积),大约3天后土垄的土壤板结状况开始缓解,土壤出现明显的微生物味道。此时再往土垄的土壤施加钙镁磷肥33公斤/亩(此处的土地面积同样指包括沟和土垄的土地总面积),并在土垄的两个侧面的顶部分别挂设顶部具有开孔的开孔农膜,开孔农膜的下端自由下垂至约土垄的垄高的3/4位置处。此后种植豆类与谷物即可。两年后土垄的土壤基本恢复正常肥力,无开孔农膜覆盖的区域明显有石粉积累现象,为风力和水力携带堆积造成,但不影响土垄的植物生长。

进一步地,可将收割后的谷物秸秆粉碎回试验田,部分谷物秸秆粉会随风吹进入沟中,可改变沟中石粉的材质。耐多次暴雨与石粉浆流入,沟中有秸秆混合的石粉层部分明显比无秸秆处的石粉层松散,颜色偏黄褐,藻类结皮数量要多于沟中一般石粉层。

对比田仅刮走地上石粉,在暴雨和石粉浆冲击下很快又积累起石粉层,依然寸草不生。未使用淀粉激活微生物的观察区土垄,土质始终板结严重。

实施案例二:

以南安水头一石粉覆盖的土地为试验田,石粉层覆盖厚度约3-5公分,地面杂草极少且基本只在没石粉覆盖的高处出现。

在试验田挖沟取土,不刻意取走石粉而让石粉和土壤混合造垄,堆积0.5米高的土垄。

将发酵秸秆碎片(常用农业有机肥的一种)、糖蜜、水混合成混合物,其中,按重量计,发酵秸秆碎片、糖蜜和水的配比10:1:10,将此混合物撒播在土垄的土壤上,撒播的用量大约为5公斤/每分地(此处的土地面积指包括沟和土垄的土地总面积),大约3天后土垄的土壤板结状况开始缓解,土壤出现明显的微生物味道。此时再往土垄的土壤施加菱镁废渣(用于替代镁肥)20公斤/亩(此处的土地面积指包括沟和土垄的土地总面积)。并在土垄两个侧面的顶部分别挂设顶部具有开孔的开孔农膜,开孔农膜的下端自由下垂至约土垄的垄高的1/2位置处。

施放农肥并种植豆类和蔬菜。两年试验期蔬菜正常成长,土地肥力明显提高,无开孔农膜覆盖的区域明显有石粉积累现象,为风力和水力携带堆积造成,但不影响土垄的蔬菜生长。耐多次暴雨与石粉浆流入,沟中有植物碎片混合的石粉层部分明显比无植物碎片处的石粉层松散,颜色偏黄褐,藻类结皮数量要多于沟中一般石粉层。

对比田蔬菜难以生长。未实施微生物激活的观察土垄始终板结严重。

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