一種改良采石場廢棄渣土的綠化基質及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種改良采石場廢棄渣土的綠化基質及其制備方法和應用，選擇采石場廢棄渣土用人工或機械篩過孔徑為20mm篩，去除雜草等雜質，以干重計，按以下質量份進行配比：采石場廢棄渣土為75份，粉煤灰為5～10份，礦化垃圾為10～15份，污水污泥為5份，在常溫下均勻混合而成。本發明可以就地生產植生基質或土壤改良材料與配方，減少棄渣棄土量，降低成本，保護土地與植被資源，能夠應用于華北半濕潤地區，季節性干旱、雨量集中且大的建設項目活動地區進行的整體綠化、局部客土綠化以及袋裝綠化。
【專利說明】一種改良采石場廢棄渣土的綠化基質及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及礦山生態環境治理領域，尤其涉及一種改良采石場廢棄渣土的綠化基質及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]目前，經濟發展對礦產資源需求的迅速增加、現代化城市發展速度加快，縣鄉級城鎮化普及提速，導致一系列建設項目的出現，且采礦等行業發展不斷涌現，礦區的過度和非法開采形式，造成采石場破壞和危害形式多樣，尤其是露天開采，引發了礦區嚴重的生態環境問題:嚴重影響自然景觀、景觀破碎化現象十分嚴重、破壞原有的土壤地表和植被、堵塞河道、加劇水土流失、礦區周邊土壤和水體環境受到污染、誘發滑坡和泥石流等重大災害。同時，采礦所形成的廢棄地的渣土廢棄物具有眾多極端性質，主要表現為物理結構不良、貧瘠、極端PH值、重金屬含量過高、干旱等，對礦區土地資源、水環境、生物多樣性以及礦區景觀等均產生了巨大影響，同時危害人類的生存與健康，影響區域經濟可持續發展。
[0003]由于大部分廢棄渣土未進行分類，采取直接隨意堆放的形式，廢棄渣土堆中廢棄渣土粒徑大小不一，差異較大，同時造成地面下形成巨大孔隙，從而使地表水發生嚴重滲漏，造成地形整理難度大。且廢棄渣土均為不同層次的碎屑顆粒組成，營養成分缺乏，保水能力差，植被恢復治理難度更高。
[0004]現有技術中，一般采用直接覆土進行綠化，然而由于土壤成本高、運距遠造成植被恢復成本高，常規的植樹造林沒有達到可持續植被恢復的目的，導致苗木成活率不高。關于基質配比的研究也很多，如人工土壤、厚層基材型和植被混凝土性配方、巖質生態恢復基質、高陡邊坡生態護坡基材、污泥噴播綠化基質、煤矸石粉碎物噴播綠化基質、巖質邊坡生態防護綠化基質、砂巖巖質邊坡綠化基質等產品的出現， 但是，實際應用中仍然存在許多問題，例如，基質配方大同小異，地區局限性大，影響植被恢復效果。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種改良采石場廢棄渣土的綠化基質，該綠化基質能夠最大限度利用采石場廢棄渣土，減少使用熟化土壤和有機質等其它添加原料，具有取材方便、成本低廉、資源節約。
[0006]為達到上述目的， 本發明采用了以下技術方案:
[0007]—種改良采石場廢棄渣土的綠化基質，以干重計量，所述綠化基質由采石場廢棄渣土 75份、粉煤灰5~10份、礦化垃圾10~15份、污水污泥5份組成；
[0008]所述采石場廢棄渣土為采石場開采后的殘留物質，經人工或機械過孔徑為20mm的篩，去除雜草物質后所得的物質；
[0009]所述粉煤灰是粉煤燃燒時，煙氣中帶出的粉狀殘留物和爐底部排除的爐底渣，t匕如取自北京市昌平區水泥廠，它就是鍋爐燃燒時，煙氣中帶出的粉狀殘留物和鍋爐底部排除的爐底渣；[0010]所述礦化垃圾為垃圾填埋場陳垃圾(比如北京市北天堂村垃圾填埋場的陳垃圾)，經過20mm篩分后，剔除大塊物質，得到黑色的類土壤物質，其中大塊物質為石塊、磚頭、塑料、木塊、玻璃、骨頭等。
[0011]所述污水污泥為污泥采用高溫堆肥的方法，經二次生物發酵后產生的熟化污泥，外觀呈褐色、松散、含水率20~30%。所述污泥可以取自城市污水處理廠，比如取自北京市懷柔區廟里污水處理廠的污泥。
[0012]本發明的另一個目的在于，提供上述改良采石場廢棄渣土的綠化基質的制備方法，所述方法包括以下步驟:
[0013]選擇采石場廢棄渣土用人工篩過孔徑為20mm篩(去除雜草等雜質)后備用；
[0014]以干重計量，按以下質量份進行配比:渣土為75份，粉煤灰為5~10份，礦化垃圾為10-15份，污水污泥為5份；
[0015]將上述原料在常溫下均勻混合而成。
[0016]本發明的再一個目的在于，提供上述改良采石場廢棄渣土的綠化基質的應用，該基質適用于華北半濕潤地區中的建設項目活動產生的棄渣坡面和平臺進行植被恢復，具體地，該綠化基質能夠應用于半濕潤地區，季節性干旱、雨量集中且大的建設項目活動地區進行的整體綠化、局部客土綠化以及袋裝綠化。
[0017]具體適宜華北地區草本植物的配方為:
[0018]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:5:15:5 ;
[0019]適宜華北地區灌木的配方為:
[0020]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5。
[0021]具體適宜華北地區以下任一種植物的配方為:
[0022]黑麥草:
[0023]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:5:15:5 ;
[0024]高羊茅:
[0025]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:5:15:5 ;
[0026]紫葉小檗:
[0027]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0028]大葉黃楊:
[0029]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0030]珍珠梅:
[0031]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0032]叢生紫薇:
[0033]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0034]連翹:
[0035]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0036]黃櫨:
[0037]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;
[0038]油松:
[0039]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ;[0040]火炬樹:
[0041]采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5。
[0042]本發明由于針對建設工程廢棄的渣土坡面和平臺進行土壤改良，盡可能多地利用棄渣棄土和其他工農業廢棄物，盡可能少地添加泥炭、多元復合緩釋肥、生物肥、保水劑、土壤侵蝕防治劑等添加劑，可以就地生產植生基質或土壤改良材料與配方，減少棄渣棄土量，降低成本，保護土地與植被資源，能夠應用于華北半濕潤地區，季節性干旱、雨量集中且大的建設項目活動地區進行的整體綠化、局部客土綠化以及袋裝綠化的綠化基質。
[0043]本發明的改良采石場廢棄渣土的綠化基質，最大限度利用采石場廢棄渣土，減少使用熟化土壤和有機質等其它添加原料，具有取材方便、成本低廉、資源節約等特點。該綠化基質對促進渣土的成土熟化、增加渣土有效養分的供給、改善土壤理化特性、促進植被恢復具有顯著的作用。本發明不僅為采石過程中的廢棄物渣土找到了一條新的利用途徑，而且針對綠化基質就地取材方便的特點，適當選用粉煤灰、礦化垃圾、污水污泥等富含有機質等營養元素的工業廢棄物，實現了廢棄物資源化利用。
【具體實施方式】
[0044]本發明對各基質配方進行了詳細的理化性質分析,經過大量盆栽試驗,分析10種植物的植物生長指標，運用綜合平衡法和綜合加權評分法，從9種混合基質配方中篩選出適宜植物生長的最優配方。
[0045]實驗例I
[0046]本發明選取了添加物為采石場廢棄渣土、粉煤灰、礦化垃圾、污水污泥。發明選取2種草本、8種灌木植物進行試驗，2種草本:高羊茅、黑麥草；8種灌木:紫葉小檗、大葉黃楊、珍珠梅、叢生紫薇、連翹、黃 櫨、油松、火炬樹。各添加物特征如下:
[0047]本發明所述的采石場廢棄渣土為采石場開采后的殘留物質，經人工或機械過孔徑為20mm的篩，去除雜草物質后所得的物質；
[0048]所述粉煤灰取自北京市昌平區水泥廠，它就是鍋爐燃燒時，煙氣中帶出的粉狀殘留物和鍋爐底部排除的爐底渣；
[0049]所述礦化垃圾取自北京市北天堂村垃圾填埋場，為垃圾填埋場陳垃圾，經過20mm篩分后，剔除石塊、磚頭、塑料、木塊、玻璃、骨頭等大塊物質，得到黑色的類土壤物質；
[0050]所述污水污泥取自北京市懷柔區廟里污水處理廠，為城市污水處理廠的污泥采用高溫堆肥的方法，經二次生物發酵后產生的熟化污泥，外觀呈褐色、松散、含水率20~30%。
[0051]所述基質的草本植物種子和灌木植株選擇適應當地氣候的種類，尤其是選擇抗旱性、抗逆性強的品種。
[0052]所用采石場廢棄渣土、粉煤灰、礦化垃圾、污水污泥的重金屬成分和化學性質如下表1和表2。
[0053]表1幾種材料的重金屬含量
[0054]
銅砷汞鉛鉻鎘
名稱
(mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg)
【權利要求】
1.一種改良采石場廢棄渣土的綠化基質，其特征在于，以干重計量，所述綠化基質由采石場廢棄渣土 75份、粉煤灰5~10份、礦化垃圾10~15份、污水污泥5份組成； 所述采石場廢棄渣土為采石場開采后的殘留物質，經人工或機械過孔徑為20_的篩，去除雜草物質后所得的物質； 所述粉煤灰是粉煤燃燒時，煙氣中帶出的粉狀殘留物和爐底部排除的爐底渣； 所述礦化垃圾為垃圾填埋場陳垃圾，經過20_篩分后，剔除大塊物質，得到黑色的類土壤物質； 所述污水污泥為污泥采用高溫堆肥的方法，經二次生物發酵后產生的熟化污泥，外觀呈褐色、松散、含水率20~30%。
2.根據權利要求1所述的改良采石場廢棄渣土的綠化基質，其特征在于，適宜華北地區草本植物的綠化基質組成為: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:5:15:5。
3.根據權利要求1所述的改良采石場廢棄渣土的綠化基質，其特征在于，適宜華北地區灌木的綠化基質組成為: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5。
4.根據權利要求1或2所述的改良采石場廢棄渣土的綠化基質，其特征在于，適宜華北地區以下任一種植物的綠化基質組成為: 黑麥草: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:5:15:5 ； 聞羊矛: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:5:15:5。
5.根據權利要求1或3所述的改良采石場廢棄渣土的綠化基質，其特征在于，適宜華北地區以下任一種植物的綠化基質組成為: 紫葉小檗: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 大葉黃楊: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 珍珠梅: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 叢生紫微: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 連翹: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 黃櫨: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 油松: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5 ; 火炬樹: 采石場廢棄渣土:粉煤灰:礦化垃圾:污水污泥=75:10:10:5。
6.—種權利要求1所述的改良采石場廢棄渣土的綠化基質的制備方法，所述方法包括以下步驟: 以干重計量，按以下質量份進行配比:采石場廢棄渣土為75份，粉煤灰為5~10份，礦化垃圾為10~15份，污水污泥為5份； 將上述原料在常溫下均勻混合而成。
7.—種權利要求1所述的改良采石場廢棄渣土的綠化基質的應用，其特征在于，所述綠化基質用于華北半濕潤地區中的建設項目活動產生的棄渣坡面和平臺進行植被恢復。
【文檔編號】A01G31/00GK103461084SQ201310414867
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月12日 優先權日:2013年9月12日
【發明者】郭小平, 張平, 趙廷寧, 王瑋璐, 汪明勇 申請人:北京林業大學