寧都縣廢棄礦山生物修復(fù)技術(shù)措施

蔡立標(biāo)，羅昌繁

（江西省地礦局贛南地質(zhì)調(diào)查大隊，江西 贛州 341000）

1 資源特點及開采工藝

（1）資源特點。寧都縣可開采礦物的主要特點是:品位低、稀土元素配分齊全、放射性元素含量低、主要以離子態(tài)的形式吸附于礦物表面、主要賦存在全風(fēng)化層。寧都縣礦體主要賦存在侵蝕剝蝕構(gòu)造丘陵地貌，主要分布于燕山早期第一階段第二次巖漿侵入的花崗巖風(fēng)化殼內(nèi)，礦床厚度在5m～30m，一般為7～15m。

（2）開采工藝。寧都縣礦山開發(fā)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，其開采經(jīng)歷了池浸、堆浸和原地浸析等3種采礦工藝的變遷。

2 礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題及危害

寧都縣的礦山開采過程中，由于其獨特的采選冶形式，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生的破壞更為突出。尤其是對土壤的破壞尤為嚴重[1]。土壤對稀土金屬具有強烈的吸附性，且稀土在土壤環(huán)境中的遷移能力很弱，這使得金屬礦物在土壤環(huán)境中具有很強的累積性[2]。

因為稀土開采中大量使用浸礦劑導(dǎo)致的土壤中NH4+、NO3-、NO2-含量嚴重超過土壤背景值、并在礦山內(nèi)部富集，存在潛在生態(tài)風(fēng)險，主要原因是“三氮”的毒性[3,4]。進入土壤中的NH4+-N、NO3--N、NO2--N不但會對環(huán)境造成強烈的影響，而且最終會通過水、農(nóng)產(chǎn)品、食品進入人體，危害人體健康。NO3--N對人體的危害僅次于農(nóng)藥，長期飲用高NO3--N的水源會引起嚴重的疾病甚至死亡。另外，NO3--N、NO2--N是亞硝基化合物（NOCs）的前體物，一些NOCs能夠引起癌癥、高血壓、畸形和突變。另外NH4+-N、NO3--N、NO2--N對動植物也有廣泛的危害性。

3 寧都縣廢棄礦山恢復(fù)治理—生物修復(fù)技術(shù)

鑒于寧都縣的礦開采后，致使礦區(qū)土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)破壞嚴重、水質(zhì)污染嚴重、生物群落破壞等，造成生態(tài)修復(fù)困難。受土壤侵蝕作用及大量化學(xué)浸出劑使用的影響，礦區(qū)土壤及水體氨氮及稀土元素含量嚴重超標(biāo)，大量開采過后的礦山周邊至今寸草不生，生物多樣性破壞嚴重。

在綜合治理時，應(yīng)采用生物修復(fù)技術(shù)對礦區(qū)進行土壤改良綜合治理。

采用生物技術(shù)進行土壤改良綜合治理，其特點是以農(nóng)業(yè)廢物為生物質(zhì)載體，采用解淀粉芽孢桿菌菌株為植物促生菌劑，建立礦原位修復(fù)植物護理體系。通過生物質(zhì)載體的固定可以使植物促生菌長期保持活性，使其在環(huán)境中也可地發(fā)揮高效作用。

該技術(shù)不僅可以增加土壤肥力還可以防止土壤析結(jié)、防止土壤水分快速蒸發(fā)。采用農(nóng)業(yè)廢物生物質(zhì)載體，來源廣，費用低，操作簡單。不僅可以“廢物”利用，而且可以作為一種生物肥料，為植物提供各種物質(zhì)，使被修復(fù)的土壤更適合植物生長。

（1）技術(shù)基本原理。以農(nóng)業(yè)廢物為生物質(zhì)載體，采用解淀粉芽孢桿菌菌株為植物促生菌劑，制備廢棄礦原位修復(fù)植物護理體系。通過生物質(zhì)載體的固定可以使植物促生菌劑長期保持活性，使其在復(fù)雜環(huán)境中也可穩(wěn)定地發(fā)揮高效的作用。

（2）施工流程。采用原位生物修復(fù)基本方案，根據(jù)施工圖設(shè)計，修復(fù)用微生物菌劑，選擇合適的植物類型，預(yù)計需要的植物量，按施工圖設(shè)計施工開溝，布施植物秸稈，施用菌劑，覆蓋土層，播種或種植選用植物，布置滴灌系統(tǒng)，適當(dāng)覆蓋秸稈，修復(fù)區(qū)管理，包括滴灌，收獲，制備生態(tài)制劑，各種指標(biāo)監(jiān)測。

（3）治理效果。通過利用生物修復(fù)技術(shù)；對修復(fù)中的土壤和修復(fù)后的土樣進行了采樣送檢，檢測數(shù)據(jù)表明，生物修復(fù)有利于提高土壤有機質(zhì)，對氨的降低作用效果好，土壤有機質(zhì)顯著提高，土壤鉻和汞顯著降低；氨的水平已經(jīng)恢復(fù)正常，種植的植物將不會受到氨的毒害，農(nóng)產(chǎn)品將不會再有鉻和汞超標(biāo)現(xiàn)象。

（4）生物修復(fù)技術(shù)優(yōu)點：a、利用農(nóng)業(yè)廢物作為植物促生菌劑生物質(zhì)載體植物護理體系，可以利用植物促生菌解銨增加土壤肥力。還可作為一種保水劑，促進土壤團粒結(jié)構(gòu)形成，防止土壤板結(jié)；破壞土壤毛細現(xiàn)象，防止土壤水分蒸發(fā)，不破壞修復(fù)區(qū)土壤的結(jié)構(gòu)和質(zhì)地。b、選用農(nóng)業(yè)廢物作為植物促生菌劑的生物e載體，使菌種長期保持活性，可在復(fù)雜環(huán)境條件下能穩(wěn)定地發(fā)揮高效性。從根本上清除土壤中的重金屬污染物。c、用農(nóng)業(yè)廢物作為固定化載體，來源廣泛價格低廉，吸附效果好，菌種增殖速度快。而且還可作為肥料，為植物提供各種營養(yǎng)物質(zhì)。d、本技術(shù)作為植物修復(fù)廢棄礦山的生物技術(shù)支撐，比物理化學(xué)法處理費用低、對環(huán)境影響小、效率高，而且不會造成二次污染。特別是對地下水的污染；盡快的恢復(fù)修復(fù)區(qū)的生態(tài)結(jié)構(gòu)，從而減少和避免“水土流失”、“山體滑坡”等次生災(zāi)害的發(fā)生。e、治理工藝簡單，生產(chǎn)成本低。

4 結(jié)論

（1）通過對寧都縣廢棄礦山開采歷史、收集資料、現(xiàn)場踏勘等總結(jié)分析，認為該地區(qū)礦開采對礦山地質(zhì)環(huán)境破壞十分嚴重。

（2）相對于傳統(tǒng)的工程治理技術(shù)措施，生物修復(fù)技術(shù)優(yōu)點明顯，且取得了良好的效果，其成功經(jīng)驗可以借鑒到贛州其他稀土礦礦山，全面提高贛州廢棄礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)和綜合治理水平，為推進生態(tài)文明建設(shè)、建設(shè)美麗中國做出新的貢獻。