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铜矿尾矿库无土植被与有土覆盖农作物种植研究 周连碧， 代宏文， 吴亚君 （北京矿冶研究总院， 北京 “ “ “ ） 摘要研究五公里铜矿尾矿库无土覆盖建立植被和毛家湾铜矿尾矿库有土覆盖农作物种植。结果表明， 铜矿尾沙上直接 种植是一种经济有效的复垦方法， 草、 灌木和 乔木相结合可以形成很好的植被覆盖， 大大改善了库区的生态环境。用少量黄土与 尾砂混合覆盖， 复垦投入少、 作物产量高、 作物可以食用， 是一种经济有效的复垦方法。 关键词铜矿； 尾矿库； 无土植被； 有土覆盖； 农作物种植 中图分类号 “ ； “ ； 0 C - 0 A 0 C - - D E F 0 A G - AH . G D A G 0 I D A B 样品号 HJ K , L HJ K L HJ K L , HJ K 5 L 样品类型细灰沙中灰沙粗灰沙细泥 深度 ／ 9 * “ * , *2 * ** “ 碳酸盐 ／3 2 7 “ 7 5 *, 7 2 * 7 “ / M 7 2 7 2 5 7 , 7 2 2 / M （ 0滤取） 7 “ 7 5 7 * 7 5 电导率 ／ （“- 9 ） 1 12 *, , * 总溶解盐 ／ （9 G N G ） , * * 1 * “ *2 , 1 * 含水量 ／3 7 “ 7 “* 7 , 可溶解硼 ／ （9 G N G ） 全砷 ／ （9 G N G ） “ “, 5 “ 有效砷 ／ （9 G N G ） * 7 * 7 ,* 7 * 7 2 全镉 ／ （9 G N G ） 5 有效镉 ／ （9 G N G ） * 7 1 * 7 7 5 全钴 ／ （9 G N G ） 5 有效钴 ／ （9 G N G ） 7 , 7 ,, 7 5 7 , 全铜 ／ （9 G N G ） “ *2 , 5 , 2 * 有效铜 ／ （9 G N G ） 5 2, , 5 5 2 全铁 ／ （G N G ） “ 7 5 , 7 *5 7 5 有效铁 ／ （G N G ） * 7 2* 7 2 7 , * 7 2 全锰 ／ （9 G N G ） 1 * * *“ 1 * * 有效锰 ／ （9 G N G ） 5 , “ 7 , “ 全铅 ／ （9 G N G ） “ 有效铅 ／ （9 G N G ） 7 7 , 7 , 7 “ 全锌 ／ （9 G N G ） , 5 5 * 有效锌 ／ （9 G N G ） 7 , 5 7 7 55 2 7 , 全锡 ／ （9 G N G ） , 有效锡 ／ （9 G N G ） * 7 , * 7 , * 7 , * 7 , 凯氏氮 ／ （9 G N G ） “ , 1 * * 正磷酸盐 ／ （9 G N G ） * 7 * 7 * 7 * 7 有机物 ／3 7 ** 7 2* 7 7 第“ “卷增刊 **,年,月 有色金属 O P O ’ Q R R P S TU Q A; “; “; 9; ;; 细尾沙 （; ; “ ; “ ） ／ B A “ ;B 9 C “ “ A 尾矿泥 （; ; ; “ ; ; “ ） ／ ; ; ;D AA ;“ 9 A9 C ; 粘土 （ “ “） ／ 9 A9 A“ A ; ; ; 56 7 8 9 （“ ; ; , ） 的样品明显有较多的尾矿 泥， 细尾沙和尾矿泥是尾矿库中的主要组成部分。 从植被来分析， 五公里尾矿库的尾砂是非常贫 瘠的土壤材料， 其主要因素是 尾矿具有沙质土壤结 构， 持水力差； 缺乏粘土和有机质， 阳离子代换量低； 缺乏有效氮和磷， 营养力低； 尾砂颗粒凝聚力差， 易 引起风吹尾砂对植物苗期的影响； 尾沙含有“ ; ; B A ; 4 ／ E 4 的铜和A ; 9 A ; 4／ E 4 的钴， 这些是食物 链中重金属的潜在来源， 其它重金属含量都较低。 但尾砂也有有利因素。碳酸盐的含量高， 可长 久地保持 F G 值接近C， 这样降低了以铜为主的重金 属在土壤水中的溶解度， 使作物对重金属的吸收量 明显降低， 并且 F G 值比较适宜作物生长。 “ 小区田间试验 试验的目标是在不覆土， 仅施用化肥增加尾沙 中的氮和磷的条件下， 寻找能在很湿尾矿上生长的 树、 草和豆科植物品种。在粗沙和细沙地区， 水位不 同的地段建立了两个试验小区。先后种植了柳树、 杨树、 冬青、 樟树、 刺槐、 紫穗槐等树种和德比黑麦、 狗牙根、 高羊茅、 紫花苜蓿、 白三叶、 小冠花、 马棘等 草与豆科植物。 “ 扩大种植试验 根据小区的试验结果， 用生长较好的黑麦草、 狗 牙根、 高羊茅、 结缕草等与豆科植物混合扩大种植了 “ H “， 并增加了树的种植品种与数量， 如木棉、 紫 荆、 泡桐、 柳杉、 荚竹桃、 榆树、 广玉兰、 爬山虎等。同 时， 进行了几种不同草种密度的种植试验， 为减少种 植费用， 进行整个尾矿库再植被准备。 “ 左右， 并且长势良好。与草本科植物 混播后， 增加了美观效果， 改良了尾沙营养成分， 是 无土复垦的有效方法。 “ ’ 大面积复垦种植 9 D D B年春季， 对已闭库的五公里尾矿库可种植 的剩余面积9 ; H “进行了全面种植。结合尾矿库 的道路规划和排水条件， 种植的树木有红花木锦、 大 叶黄杨、 紫荆、 大叶女贞、 柳树、 广玉兰等近9 A ; ;棵， 在整个赤露的尾沙上混合种植了黑麦草、 狗牙根、 高 羊茅、 结缕草和白三叶， 并对豆科植物白三叶进行了 菌种接种种植。目前， 整个尾矿库植被覆盖率达到 D A 以上， 一片绿色。 “ 试验结论与建议 （9） 五公里尾矿库尾沙的矿物学、 颗粒粒径、 重 金属含量分析表明， 碳酸盐的含量高， 可以长久地保 持 F G 值将近C， 大大降低了以铜为主的重金属在尾 沙水中的溶解度， 重金属对植物根系的毒性程度降 低， 植物可以直接在尾沙上生长。 （“） 尾沙样品物理化学分析显示， 尾沙中营养元 素氮、 磷含量很少， 持水量和阳离子代换量低， 无土 再植被的初期要施加较高的氮、 磷复合肥。尾矿库 的上游水位深， 持水量差， 植物生长特别是苗期受自 然降雨影响较大， 因此树木的早期管理， 及时浇水、 剪枝等非常重要。尾矿库的下游尾矿细泥含量较 高， 积水将保持比较长的时期， 只适合于种植耐水淹 的植物。 （） 经过试验筛选， 高羊茅、 狗牙根、 黑麦草、 结 缕草等混播， 适合在此尾沙上生长， 无土植被效果 好。树木种植试验结果表明， 刺槐、 柳树、 杨树、 木 锦、 黄杨、 女贞、 紫荆等树种生长效果较好， 种植时若 在树坑里掺一些土壤， 并施加肥料， 及时浇水， 可以 有较高的成活率和较好的长势。由于尾沙中缺乏微 DA 增刊周连碧等 铜矿尾矿库无土植被与有土覆盖农作物种植研究 万方数据 生物及腐植质， 白三叶等豆科植物成活率很低， 因此 种植豆科植物前需要进行根瘤菌接种， 接种后白三 叶成活率提高显著。 （） 五公里尾矿库经过两年的无土再植被后， 已 观察到鸟类、 兔子、 青蛙、 昆虫等动物在草地上活动 并建立巢穴， 一些表层尾沙的颜色也发生了变化， 腐 植质的含量得到了改善。无土植被取得了初步的生 态效益和环境效益。 “ 毛家湾尾矿库农业种植研究 “ 项目背景 / 碳酸盐 ／ “ A A 3 B 6 . ; 3 4 5 6 . L . 4 M . N . . 0 85 4 ; 样品类型 O 62 ;2 42 P2 3G F /Q 尾砂土壤 “ , “ “ “ , - “ , * *“ , “ * * 种子玉米 , , “ , , “ , “ , , “ 高粱 , , “ , “ * , , “ , , 花生 , , , “ “ * , , * , * “ 大豆 , , “ , * ““ - , -* , - , * - 产品玉米 “ , , , “ *“ , “ 玉米 , , , “ *“ , “ 玉米 , , , “ *“ , “ 玉米 * , , , “ “ , “ * 高粱 “ , , , “ , - , “ 高粱 , , , “ , , “ 高粱 , , , ““ , , “ 高粱 * , , , * *“ , , “ 花生 “ , , , - *“ “ , “ 花生 , , , ““ “* , 花生 , , , - “ , 花生 * , , , * ““ *“* , 大豆 “ , , , “ ““ * , * 大豆 , , , ““ , * 大豆 , , , ““ , 大豆 * , , , -“ “ “ , 食品标准 , , DDDD “ , D “ 增刊周连碧等 铜矿尾矿库无土植被与有土覆盖农作物种植研究 万方数据 从分析结果可知， 毛家湾尾矿库作物产品中的 重金属浓度与原有种子的含量相当或略高， 远远低 于尾沙土壤中的含量， 并且符合食品卫生标准。尾 矿库生长的作物可食性是矿山和当地农民非常关心 的问题， 研究成果为矿山以地换地， 返还复垦土地给 农民耕作提供了可靠的理论和实践依据。 “ “ 结论与建议。毛家湾尾矿库用黄土与尾沙 混合覆盖的方法处理， 改良了尾沙结构， 提高了田间 持水能力， 缩短了土壤熟化时间， 作物产量高， 节省 了大量土源， 减少了复垦费用， 是一种经济有效的复 垦方法。最适宜种植的品种有花生和高粱， 产量分 别为 * * 3 5 3 6 A 3 6 3 2 A 9 B 0 A B 1 B 3 C 9 1 9 2 9 1 C * 3 5 3 3 2 9 0 C 9 1 6 9 1 3 C 0 9 A 9 1 ［D］ ／ ／. 届国际环保化学会议论文集 ［E］ “南京，. ’ ’ -. .’ 0 ’ 8 8 4 7 . A，5 0 3 .. ，B * 9 0 3 5 2 3 0 A G 9 C * C * 3 B 9 3 1 C 9 6 9 B 0 3 B C 6 C * 3 5 3 * 0 9 A 9 C 0 C 9 1 6 B 3 5 9 1 3 C 0 9 A 9 1 6 5 / 3 3 C 0 C 9 1 0 1 2 0 H 5 9 B A C 5 0 A 0 A 9 3 2 C C * 3 C G 9 A C 9 C 3 ，I 0 9 A 9 1 J 1 2 9 1D 1 * 9J 5 / 9 1 B 30 1 2F 0 0 9 A 9 1 J 1 2 9 1L * 0 1 M 9 J 5 * 3 5 3 A C 6 C * 3 6 9 3 A 2 C 5 9 0 A * GC * 0 C / 3 3 C 0 C 9 1G 9 C * 5 0 ， * 5 0 1 2 C 5 3 3 1 C * 3 1 9 A B / 3 5 C 0 9 A 9 1 9 B * 3 0 3 5 0 1 23 6 6 3 B C 9 / 3G 0 N 6 5I 0 9 A 9 1 J 1 2 0 9 5 / 9 1 A 0 5 3 A N C * 3 3 1 / 9 5 1 H 3 1 C 6 C * 3 C 0 9 A 9 1 1 20 5 3 0 “D CF 0 0 9 A 9 1 J 1 2，9 C 9 C * 3 3 CG 0 N C B / 3 5 0 A 9 C C A 3 9 A 9 M 3 2G 9 C * C 0 9 A 9 1 6 5 C * 3 C 0 9 A 9 1 0 3 A 9 5 0 C 9 10 B B 5 2 9 1 C C * 3 A G5 3 * 0 9 A 9 C 0 C 9 1 B C，* 9 *B 5 N 9 3 A 2 0 1 2 C * 3 B 5 0 6 3 C 3 0 C “ 1 “ 21’ -B 3 5 9 1 3；C 0 9 A 9 1 1 2；5 3 * 0 9 A 9 C 0 C 9 1 O 有色金属第 卷 万方数据