1025露天采矿场的生物修复技术课件.ppt

1、环境修复原理与技术第十章第十章 固体废弃物污染的环境修复技术固体废弃物污染的环境修复技术环境修复原理与技术1010. .2.22.2 垃圾场的生物修复技术垃圾场的生物修复技术(1)垃圾场生物修复的限制因素(4)固体废弃物堆放不当造成的 农田场地污染的生物修复(3)已关闭垃圾场的植被修复(2)垃圾渗滤液污染场地的生物环境修复原理与技术(1)(1)垃圾场生物修复的限制因素垃圾场生物修复的限制因素水水毒毒热热气气肥肥限制因素限制因素环境修复原理与技术v 分别按垃圾占混合基质0、25、50、75、100等配置垃圾营养土、然后按土壤重的25，垃圾重的50加水(相当于田间持水量)。陈化7天后，测定速效氮、

2、磷、钾。以后每隔7天测定速效氮、磷、钾，考察垃圾土的养分变化特征。结果表明，垃圾土的速效氮、磷、钾含量随时间的变化与土壤小的速效氮、磷、钾随时间的变化趋势基本一致，但其速效养分含量明显高于普通土壤。因而具有较高的肥力，具有持续、稳定提供养分的能力，可以保证植物生长的需要。环境修复原理与技术v 分别按垃圾占混合基质0、25、50、75、100等配置垃圾营养土。混匀装入高约40 cm，直径6.0 cm的圆柱筒中(底部衬以石英砂)。少量、多次添加水，直至筒底有明水流出，此时垃圾土的水分处于饱和状态。然后每隔5天，测定失水率，考察垃圾土的水分动态变化。结果表明，垃圾土的含水率明显高于土壤。垃圾土自水分

3、饱和开始的含水率曲线之变化趋势与土壤含水率曲线的变化趋势基本一致。含水率曲线在一定时间内可以用直线方程近似描述，但垃圾土失水速率要高于普通土壤，因此在垃圾场的植被营建过程中，应加强对水分的管理。 环境修复原理与技术v 在30 cm30 cm100 cm的木箱中，装入新鲜垃圾35 kg，分别覆盖10 kg、20 kg、30 kg、40 kg中性紫色土，分早、中、晚三次测定气温及距地表5 cm、15 cm、25 cm处的混合土温，持续测定60天考察垃圾土的热量变化特征。结果表明，土层下垃圾发酵产生的热且对土壤热量状况有较大的影响，同一深度层次上的温度与垃圾覆盖物厚度有密切的关系。在植被营建过程中、

4、必须考虑垃圾热对植物根系生长的影响。 环境修复原理与技术(2)(2)垃圾渗滤液污染场地的生物修复垃圾渗滤液污染场地的生物修复v垃圾渗滤液垃圾渗滤液(refuse (refuse leachateleachate) )F指垃圾在堆放和填埋过程中，由于发酵和雨水的淋溶、冲刷，以及地表水和地下水的浸泡而排放出来的高浓度有机污水，其COD最高可达100g/L，铵态氮可达1700mg/L，除此之外， 渗滤液中还含有多种重金属。 环境修复原理与技术l重金属污染土壤的重金属污染土壤的植物修复植物修复 F 采用植物对重金属的忍耐和超量积累能力并 结合共生的微生物体系来实现对重金属污染 环境的修复。 环境修复原

5、理与技术植物组织积累植物组织积累植物排斥植物排斥植物固定植物固定植物降解植物降解植物挥发植物挥发植物修复重金属污染土壤的机理示意图植物修复重金属污染土壤的机理示意图环境修复原理与技术植物修复技术的类型植物修复技术的类型植物稳定技术植物稳定技术植物挥发技术植物挥发技术植物提取技术植物提取技术利用耐重金属植物降低土壤中有毒利用耐重金属植物降低土壤中有毒金属的移动性，从而减少金属被淋金属的移动性，从而减少金属被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。污染环境的可能性。利用植物的吸收、积累和挥发而减利用植物的吸收、积累和挥发而减少土壤中一些挥发性污染物。少土壤中

6、一些挥发性污染物。利用重金属积累植物或超积累植物利用重金属积累植物或超积累植物从土壤中吸取一种或几种重金属，从土壤中吸取一种或几种重金属，并将其转移、储存到植物根部可收并将其转移、储存到植物根部可收割部分和植物地上枝条部分。割部分和植物地上枝条部分。根据根据作用过程和机理作用过程和机理，分为：分为：环境修复原理与技术 黄 杨海 桐冬 青杉 木香 樟几种超积累镉的植物几种超积累镉的植物环境修复原理与技术地点应用污染物结果衣阿华州面源污染控制，1.6km河段种植杨树硝酸盐、莠去津、甲草胺以及土壤侵蚀去除硝酸盐和0.10-20%莠去津衣阿华州生活固体废物对峙后施用在杨树、玉米和羊茅草上BEHP、Ba

7、P、PCBs、氯丹机物固定俄勒冈州生活垃圾填埋厂覆土上种植杂交杨有机物、重金属和BOD成功衣阿华州伊阿华市杨树处理垃圾填埋渗滤液有机氯溶剂、金属、BOD、NH3杨树在污染物浓度1200mg/L下生长马里兰州乔治王子县杨树种植在施用污水污泥的土地污泥中的氯每公顷420t污泥，种植6年俄勒冈州Corvallis水培系统的有机物，栽培杨树、沙枣、大豆、绿芩处理硝基苯及其它基本完全吸收新墨西哥州污染土壤种植曼陀罗属（Datura）、和番茄属（Lycopersicon）TNT基本完全吸收田纳西州橡树岭有机物污染土壤种植松树、一枝黄花属、巴伊亚雀陴三氯乙烯及其它加强生物矿化犹他州盐湖城污染土壤种植冰草五氯

8、酚和菲促进矿化伊利诺斯州新泽西浅层地下水和杨树硝酸盐和氨氮降低污染羽流的大小俄勒冈州Mcminnville用填埋渗滤液灌溉6公顷杨树氨和盐分零排放、替代送入污水处理厂阿拉巴马州Childersherg土壤用狐尾藻处理TNT促进降解表表10-110-1美国污染场地植物修复的应用美国污染场地植物修复的应用环境修复原理与技术微生物吸附微生物吸附微生物氧化还原微生物氧化还原重金属被活的或死的生物体所吸附。实际应用取决于两个方面：筛选具有专一吸附能力的生物；降低培育生物的成本。 利用微生物改变重金属离子的氧化还原状态。l重金属污染土壤的微生物修复重金属污染土壤的微生物修复环境修复原理与技术(3)(3)已

9、关闭垃圾场的植被修复已关闭垃圾场的植被修复 乔木、灌木和草本相结合的措施进行生态修复 小叶榕小叶榕结缕草结缕草毛叶丁香毛叶丁香刺桐刺桐蓖麻蓖麻刺藤刺藤葛藤葛藤构树构树重庆某垃圾场选重庆某垃圾场选出的先锋植物出的先锋植物环境修复原理与技术(4)(4)固体废弃物堆放不当造成的农田场地污染固体废弃物堆放不当造成的农田场地污染的生物修复的生物修复v固体废弃物堆放不当造成的农田场地污染指如市政污泥、化工厂残留物、食品厂加工产生的污泥、石油化工有害废物、纺织厂污泥、炼油厂污泥、木材防腐废物、造纸厂污泥等堆放在农田造成的污染。环境修复原理与技术上层30cm的污染土壤:可通过土地耕作进行生物修复规程：规程：v

10、去除大块石块和碎片，使土壤 均匀一致；v施用添加剂，使90以上的土 壤有添加剂；v烃类、氮和磷的一般比例为 100:10:1，还需要根据土壤状 况补充微量元素如钾等；土壤耕作工艺示意图土壤耕作工艺示意图 环境修复原理与技术v 一次施用量应限制在45 kgm3土壤之内，以防止流失；v 如需要大量的营养盐可以用缓释剂或多次施用；v 尽量增加土壤孔隙度，勤翻土壤或加入膨松剂，防止压实土壤；v 粘土较重的土壤一般要掺砂子、锯末或木片，也可用石膏减少粘土中的水分；v 调整土壤的pH值，可用石灰、明矾或醋酸。土地耕作土地耕作环境修复原理与技术30cm以下的污染土壤:应用整备床处理技术 图图10-110-1

11、典型固体废物污染耕地生物修复过程典型固体废物污染耕地生物修复过程 图图10-210-2固体废物污染土壤耕地生物修复固体废物污染土壤耕地生物修复 的整备床示意图的整备床示意图 环境修复原理与技术10.2.310.2.3 垃圾堆肥污染的植物技术垃圾堆肥污染的植物技术垃圾堆肥垃圾堆肥-指居民生活垃圾中的有机物通过指居民生活垃圾中的有机物通过 分解发酵而得到的一种性能稳定的产品，它的分解发酵而得到的一种性能稳定的产品，它的 主要成分是类似腐殖质的物质，它不是肥料，主要成分是类似腐殖质的物质，它不是肥料， 而是一种而是一种土壤改良剂土壤改良剂。 环境修复原理与技术(1)(1)除臭技术与设备除臭技术与设备

12、清洁气体法清洁气体法臭氧氧化方法臭氧氧化方法堆肥氧化吸附法堆肥氧化吸附法-将排出的臭气变成液态 -利用臭氧的强氧化能力和屏蔽作用-土壤除臭法使用液体如水、海水、酸(各种酸、臭氧水、高锰酸钾等)、碱(氢氧化钠、次氯酸钠)，将臭气液体化，或利用这些液体减少臭气。通常在清洁塔中进行，可采用喷射塔系统、密封塔系统等。 一般是采用熟堆肥除臭或施用熟堆肥的土壤除臭，这种方法及设施都比较简单，熟堆肥原料来源于堆肥产品。 这种方法需要没置臭氧发生器、臭氧反应塔。 环境修复原理与技术(2)(2)振动与噪声的防治振动与噪声的防治 振动-在堆肥化设备中，由破碎机中的物料撞 击或旋转滚筒转动不平衡产生。噪声-来自堆肥

13、化系统中的空气压缩机和鼓风 机减小振动的方法是在设备和基地之间安装隔振板，并使地基尽量大。特别是，在地面较软的地方，事先对地质概况作了解后再安装机器；一般来讲，如果振动是在设备安装好后运行时才发生的，就很难采取措施来解决振动问题，因此事先应妥善考虑。环境修复原理与技术(3)(3)污水处理污水处理污水处理设备是处理来自贮料发酵仓，处理设备运转过程中以及附属建筑的生活污水等。 处理过程中的污水处理过程中的污水 环境修复原理与技术(4)(4)重金属污染的修复重金属污染的修复简单或在溶液中络合的水溶态离子简单或在溶液中络合的水溶态离子可以交换的代换态离子可以交换的代换态离子酸溶态的氧化物、碳酸盐、硫酸

14、酸溶态的氧化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐或其它盐、磷酸盐或其它“二级矿物二级矿物”等等“一级矿物一级矿物”晶格中的难溶态离子晶格中的难溶态离子与有机物键合的可给态离子与有机物键合的可给态离子污水污泥和土壤中的污水污泥和土壤中的重金属的化学形态重金属的化学形态环境修复原理与技术v采用蚯蚓和蠕虫处理城市下水道污泥中的重金属。经过3个月的堆肥处理后的结果表明:与对照相比，积累在蚯蚓体内的重金属含量非常高: Cu 12 倍、Pb 10 倍、Cr 8 倍、Zn 715 倍、Ni 6 倍、Cd 415 倍、Mn 315 倍和Co 116 倍； 在蠕虫堆肥中只有Fe 的浓度增加115倍，而其它元素都有所降低：

15、Mn 92 %、Zn 89 %、Cu 90 %、Cr 88 %、Pb 87 %、Cd 86 %、Ni 51 %和Co 42 %。环境修复原理与技术10.2.410.2.4 矿山废石场的生物修复技术矿山废石场的生物修复技术 异位修复异位修复原位修复原位修复指将废石搬运到陷坑、采空指将废石搬运到陷坑、采空区或谷地进行修复。区或谷地进行修复。指在原来的废石地上进行修指在原来的废石地上进行修复。复。 环境修复原理与技术1整治废石堆：整治废石堆：其工作主要是按照其工作主要是按照当地修复条例的要当地修复条例的要求，合理的安排废求，合理的安排废石堆的结构。石堆的结构。2覆土：覆土：表土的来源，表土的来源，一

16、般是露天开采时一般是露天开采时预先贮存在临时堆预先贮存在临时堆放场的耕植土，或放场的耕植土，或采矿场刚剥离下来采矿场刚剥离下来的表土，或从邻近的表土，或从邻近的土地上挖掘出来的土地上挖掘出来的表土。的表土。 3植被的种植：植被的种植：根据废石和覆土的根据废石和覆土的种类、性质，选择种类、性质，选择适宜生长的农作物，适宜生长的农作物，如草木、灌木或其如草木、灌木或其他树木，然后进行他树木，然后进行人工或机械栽种人工或机械栽种。对植物修复来说，修复程序一般可分为对植物修复来说，修复程序一般可分为：环境修复原理与技术10.2.510.2.5 露天采矿场的生物修复技术露天采矿场的生物修复技术v根据露天

17、采矿场的深度及采掘时所采用的充填料的来源和性质，将露天采矿场的修复分为四种不同的类型 ：无覆盖层的浅采矿场修复无覆盖层的浅采矿场修复有覆盖层的浅采矿场修复有覆盖层的浅采矿场修复无覆盖层的深采矿场修复无覆盖层的深采矿场修复 有覆盖层的深采矿场修复有覆盖层的深采矿场修复 环境修复原理与技术无覆盖层的浅采矿场修复无覆盖层的浅采矿场修复v无覆盖层的浅采矿场是指覆盖很薄，开采深度小于30米的采矿场，如开采石灰石、花岗岩等的露天采矿场。 亚洲第一大露天石灰石矿亚洲第一大露天石灰石矿 环境修复原理与技术水淹型采矿场：水淹型采矿场：若其中的水体与其他水系(地表水或地下水)没有连通，则可用一般充填料充填进行修复

18、。若其中的水体与其他水系相连通，为了保护其他水系不受污染，则应对充填料进行严格的选择。无覆盖层的无覆盖层的浅采矿场浅采矿场干涸型采矿场：干涸型采矿场：可采用交替循环修复法进行修复，即在采矿场中堆积一层垃圾，再堆积一层泥土和碎石，交替进行充填。一般垃圾层的厚度可取2米左右；泥土、碎石层的厚度可取30厘米左右。 环境修复原理与技术有覆盖层的浅采矿场修复有覆盖层的浅采矿场修复v有覆盖层的浅采矿场是指覆盖层比较厚，开采深度在30米以下的露天采矿场。 通常剥采比都比较大。一通常剥采比都比较大。一般为般为1010：1 1或或1515：1 1，甚至，甚至个别的剥采比高达个别的剥采比高达2525：1 1。 某

19、露天稀有金属采矿场某露天稀有金属采矿场 用覆盖层来补偿被采出矿用覆盖层来补偿被采出矿石后的采矿场，修复通常石后的采矿场，修复通常可与采矿同时进行。可与采矿同时进行。 环境修复原理与技术无覆盖层的深采矿场修复无覆盖层的深采矿场修复v无覆盖层的深采矿场是指没有覆盖层或覆盖层极薄，而开采深度却大于30米的露天采矿场。 对水淹型采矿场，可以整修对水淹型采矿场，可以整修成水库、发展养殖业或作生产成水库、发展养殖业或作生产和生活水源。和生活水源。对无法回填的干涸采矿场，可对无法回填的干涸采矿场，可整修成其他用途使用的场地，整修成其他用途使用的场地，如可用作军用射击场或其他试如可用作军用射击场或其他试验场之

20、用，也可作为自然保留验场之用，也可作为自然保留地或保持有趣的地质露头。地或保持有趣的地质露头。环境修复原理与技术有覆盖层的深采矿场修复有覆盖层的深采矿场修复v有覆盖层的深采矿场是指覆盖厚度比较大、开采深度超过30米的有色金属矿或煤矿的露天采矿场。 山东某金矿露天采矿场山东某金矿露天采矿场覆盖层厚、剥采比大，故覆盖层厚、剥采比大，故可以提供大量的废石、煤可以提供大量的废石、煤矸石和表土，对采矿场进矸石和表土，对采矿场进行全面修复。行全面修复。环境修复原理与技术10.2.610.2.6 矿山尾矿库的生物修复技术矿山尾矿库的生物修复技术v(1)限制尾矿库植物修复的因素v(2)尾矿库植物修复程序 v(

21、3)尾矿库植物修复的注意事项环境修复原理与技术(1)(1)限制尾矿库植物修复的因素限制尾矿库植物修复的因素重金属和其他污染物含量高重金属和其他污染物含量高酸碱性强且变化大酸碱性强且变化大植物营养物质含量低植物营养物质含量低 固体废物表面不稳定固体废物表面不稳定 不利于植物生长不利于植物生长环境修复原理与技术重金属和其他污染物含量高F通常情况下，矿山固体废物中含有大量的铜、铅、 锌、镉等重金属元素。在一般情况下，可溶性的铝、 铜、铅、锌、镍等对植物显示出毒性的浓度为110 mg/kg，锰和铁为2050 mg/kg。F修复中应注意土壤中可溶性碱金属盐的含量。当固体 废物中的比导电性超过7m时，将会

22、呈现毒性，对植 物生长极为不利。其次，含黄铁矿的固体废物，可能 自燃产生二氧化硫和硫化氢等有毒气体，危害植物生 长。 环境修复原理与技术酸碱性强且变化大 F多数植物适宜生长在中性土壤中。当固体废物中的pH值 超过78.5时，则呈强碱性，可使多数植物枯萎。当pH 值小于4时，固体废物则呈强酸性，对植物生长有强烈 的抑制作用。 植物营养物质含量低 F植物正常生长需要多种元素，其中氮、磷、钾等元素 不能低于正常含量，否则植物就不能正常生长。 环境修复原理与技术固体废物表面不稳定 F由于矿山固体废物固结性能不好，很容易受到风、水 和空气的侵蚀，尤其尾矿受侵蚀以后，其表面出现蚀 沟、裂缝，导致覆盖在尾矿

23、和废石上的表土层破裂， 出于重力作用，可能使表土层出现蠕动，使表土层稳 定性降低和移动。而这种表土层的不稳定性及位移， 均会严重地破坏植物的正常生长。环境修复原理与技术(2)(2)尾矿库植物修复程序尾矿库植物修复程序 F整治尾矿库整治尾矿库 F酸碱中和处理酸碱中和处理 F覆盖、种植覆盖、种植 一般地，对碱性尾矿可采用一般地，对碱性尾矿可采用硫化矿碎片进行中和处理；硫化矿碎片进行中和处理；对酸性尾矿可采用石灰石矿对酸性尾矿可采用石灰石矿碎片进行中和处理。碎片进行中和处理。 对长期积水、类似沼泽地形的尾矿库，对长期积水、类似沼泽地形的尾矿库，应先采用专门的机械设备排除积水，应先采用专门的机械设备排除积水，待干涸后在进行疏松、整平。对于干待干涸后在进行疏松、整平。对于干涸的尾矿床，由于表面易形成一层不涸的尾矿床，由于表面易形成一层不透气的硬壳，则应予以疏松。透气的硬壳，则应予以疏松。 环境修复原理与技术(3)(3)尾矿库植物修复的注意事项尾矿库植物修复的注意事项1 12 23 34 4尾矿粉固结 尾矿粉中缺少植物生长所需要的营养成分尾矿粉中含有过量的重金属元素，在种植农作物时可能造成二次污染不同成分与性质的尾矿粉对植物生长的影响环境修复原理与技术2022年6月9日18时34分