隨著礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā),鐵尾礦產(chǎn)排放量快速上升,但其綜合利用率低,難以進(jìn)行大規(guī)模利用,導(dǎo)致尾礦堆存量急劇增加,引發(fā)了一系列的環(huán)境問(wèn)題:如土壤重金屬污染、揚(yáng)塵污染、水體污染等,同時(shí)尾礦庫(kù)有塌壩風(fēng)險(xiǎn),存在嚴(yán)重的安全隱患。針對(duì)上述一系列環(huán)境問(wèn)題,傳統(tǒng)的物理、化學(xué)及生物治理、利用技術(shù)存在成本高、難操作、易產(chǎn)生二次污染,無(wú)法有效控制尾礦利用過(guò)程中的重金屬污染等問(wèn)題,無(wú)法將尾礦有效的進(jìn)行大規(guī)模利用。基于此,我們提出了將尾礦土壤化利用的尾礦利用模式,采用植物-微生物聯(lián)合技術(shù)改善尾礦的pH、含水量、酶活性以及孔隙度等性質(zhì),使其基本滿(mǎn)足植物種植的要求;控制尾礦土壤化利用過(guò)程中的重金屬污染,降低尾礦的重金屬含量,消除在利用過(guò)程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的危害。這不僅能夠?qū)崿F(xiàn)尾礦的大規(guī)模利用,解決尾礦堆存帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題,還有益于綠色礦山的建設(shè),更能緩解我國(guó)所面臨的日益嚴(yán)重的耕地短缺問(wèn)題。本研究采用盆栽模擬實(shí)驗(yàn)方法,研究植物-微生物聯(lián)合技術(shù)對(duì)尾礦理化性質(zhì)的改良及重金屬污染的修復(fù)效果,并將研究成果進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證。主要研究結(jié)果如下:(1)通過(guò)盆栽模擬的方法,篩選出地膚(Kochiascoparia(L.)Schrad)、波斯菊(Cosmos bipinnataCav)和紫羊茅(Festuca rubra L)三種對(duì)尾礦具有較好的適應(yīng)性且對(duì)重金屬具有良好耐受性的優(yōu)勢(shì)植物。(2)利用植物改良技術(shù)和植物-微生物聯(lián)合改良技術(shù)對(duì)尾礦進(jìn)行改良,發(fā)現(xiàn)相較于單一植物修復(fù)技術(shù),聯(lián)合技術(shù)能夠更加高效地改善尾礦的理化性質(zhì)。經(jīng)檢測(cè),地膚+菌劑、波斯菊+菌劑、紫羊茅+菌劑三個(gè)植物-微生物聯(lián)合修復(fù)實(shí)驗(yàn)組與空白組相比,尾礦pH分別由8.03、8.06、8.11分別降低為6.96、6.60、6.85,改良效果比單一植物改良技術(shù)提升了 30%～50%;尾礦持水量由7.1%提升至14.9%、15.1%和15.5%,比植物改良技術(shù)提升了 20%以上;尾礦酶活性分別達(dá)到23.2、21.2和21.7ml/g,顯著改善了尾礦中微生物活性,比單一植物改良提升了 40%～90%;尾礦孔隙度提升至63.5%、57.2%和65.2%,為植物生長(zhǎng)營(yíng)造了良好的空隙結(jié)構(gòu)。(3)植物-微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)能夠更加高效地修復(fù)尾礦中的重金屬污染。通過(guò)對(duì)盆栽模擬污染實(shí)驗(yàn)中土壤重金屬含量進(jìn)行測(cè)定并計(jì)算重金屬去除率,結(jié)果表明植物-微生物修復(fù)技術(shù)對(duì)于重金屬的修復(fù)作用明顯強(qiáng)于單一植物修復(fù)。經(jīng)測(cè)定,地膚、波斯菊和紫羊茅三種植物在接種微生物菌劑后,對(duì)Pb的去除率達(dá)到36.5%、51.2%和42.2%,對(duì)Cd的去除率達(dá)到47.5%、52.3%和64.4%,相較于單一植物修復(fù)最高分別提升了 36.5%和45.7%。(4)將植物-微生物聯(lián)合改良修復(fù)技術(shù)應(yīng)用到工程現(xiàn)場(chǎng),經(jīng)取樣分析檢測(cè),證明該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中能夠有效改善尾礦理化性質(zhì),并能夠消除尾礦土壤化利用過(guò)程中的重金屬污染。結(jié)果表明,經(jīng)植物-微生物聯(lián)合修復(fù)后,工程現(xiàn)場(chǎng)尾礦的pH改善了1個(gè)單位,土壤酸堿性由原來(lái)的強(qiáng)堿性降至弱堿性;尾礦含水量提升了1倍,總孔隙度由原來(lái)的40%提升至60%,保證土壤生物生長(zhǎng)的呼吸及營(yíng)養(yǎng)需求等條件,總體上使鐵尾礦達(dá)到了保水保肥透氣的能力;尾礦中Cu、Zn、Cd、Pb和Mn 的去除率分別達(dá)到 53.5%、51.3%、52.4%、54.8%和 42.1%。
【學(xué)位單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：X53;X17
【部分圖文】：

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???第１章緒論??Ｕ研究背景??鐵礦資源是支撐鋼鐵行業(yè)生存和發(fā)展的根本，鋼鐵行業(yè)的發(fā)展必定伴隨著尾??礦的產(chǎn)生。我國(guó)鋼鐵行業(yè)經(jīng)過(guò)６０多年的發(fā)展，己成為礦業(yè)大國(guó)，與此同時(shí)也變??成一個(gè)尾礦儲(chǔ)存大國(guó)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，我國(guó)目前鐵礦石儲(chǔ)存量為２２０．９億噸，占??全球總儲(chǔ)量的１４．７％。近年我國(guó)鐵礦石原礦產(chǎn)量基本維穩(wěn)，２０１６年原礦產(chǎn)量達(dá)到??１２８０８９．３?萬(wàn)噸（圖?１－１）。??１８．００?ｒ??

（１）重金屬對(duì)植物生化性能的影響??在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)６０天后，進(jìn)行收割，測(cè)定植物株高、根長(zhǎng)等指標(biāo)，探??究重金屬污染對(duì)植物生化性能的影響，結(jié)果如圖２－１、２－２所示。由圖２－１和２－２??可知，重金屬Ｃｄ和Ｐｂ的加入，對(duì)不同植物產(chǎn)生的影響不盡相同。對(duì)于地膚、波??斯菊和紫羊茅，在Ｐｂ濃度低于５０．０ｍｇ／ｋｇ、Ｃｄ濃度低于２０．０ｍｇ／ｋｇ時(shí)，對(duì)植物??生長(zhǎng)能夠起到促進(jìn)的作用，根長(zhǎng)和株高較空白組有明顯地提高，孫寧驍?shù)龋郏叮叮菰谘??究植物對(duì)Ｃｄ污染的耐受性時(shí)也發(fā)現(xiàn)Ｃｄ濃度低于２５．０ｍｇ／ｋｇ時(shí)對(duì)植物生長(zhǎng)具有??促進(jìn)作用。隨著污染濃度増加，這種促進(jìn)作用減弱，但仍然能夠保持正常生長(zhǎng)，??表現(xiàn)出對(duì)重金屬污染一定的耐受性。對(duì)于香根草和彎葉畫(huà)眉草，Ｐｂ、Ｃｄ均對(duì)植??物生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用且與重金屬濃度成正相關(guān)。在Ｃｄ４０．０ｍｇ／ｋｇ、Ｐｂ４００．０ｍｇ／ｋｇ??時(shí)，香根草株高分別降低了?２５．０％、１６．２％，根長(zhǎng)分別降低了?２８．９％、３８．７％；彎??葉畫(huà)眉草株高分別降低了?２６．８％、１２．６％，根長(zhǎng)分別降低了?２９．３％、２３．７％，重??金屬的加入顯著抑制了植物的生長(zhǎng)發(fā)育

?４００??重金屬Ｐｂ濃度（ｍｇ／ｋｇ）??圖２－２不同Ｃｄ、Ｐｂ濃度對(duì)植物根長(zhǎng)的影響??（２）植物對(duì)重金屬去除能力研究??植物在光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)６０天進(jìn)行收割，測(cè)定土壤基質(zhì)中的重金屬含量，??并計(jì)算去除率，探究不同植物對(duì)重金屬的富集能力，結(jié)果如圖２－３所示，地膚、??波斯菊、紫羊茅對(duì)Ｃｄ最大去除率可以分別達(dá)到６７．３％、６８．５％和８１．４°／。，對(duì)Ｐｂ??的去除率也都高于５０％；但是香根草和彎葉畫(huà)眉草對(duì)Ｃｄ和Ｐｂ的去除率都低于??３０％，尤其是彎葉畫(huà)眉草，對(duì)Ｐｂ的去除率只有１９．１％。綜上可以說(shuō)明，地膚、波??斯菊和紫羊茅對(duì)重金屬的富集效果顯著，適宜修復(fù)尾礦土壤化利用過(guò)程中的重金??屬污染。??２１??
【參考文獻(xiàn)】

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6 王巖;石娟華;李晨光;張麗峰;李玉靈;;沙棘-桑樹(shù)人工混交林對(duì)鐵尾礦土壤的改良效益分析[J];蠶業(yè)科學(xué);2012年04期

7 杜志敏;郝建設(shè);周靜;李輝信;高倩圓;崔紅標(biāo);鄭學(xué)博;馬超;梁家妮;;四種改良劑對(duì)銅和鎘復(fù)合污染土壤的田間原位修復(fù)研究[J];土壤學(xué)報(bào);2012年03期

8 高玉倩;張俊英;李富平;侯春華;;生物修復(fù)礦區(qū)鉛鋅污染研究[J];現(xiàn)代礦業(yè);2012年04期

9 李靜;常勇;潘淑穎;;土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方法的研究[J];農(nóng)業(yè)災(zāi)害研究;2012年04期

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2 萬(wàn)春黎;電滲析-微生物技術(shù)修復(fù)油污土壤的效能及影響因素研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

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4 馬瑩;石煤直接浸出提釩尾礦制備建筑材料的研究[D];西安建筑科技大學(xué);2014年

5 王慶國(guó);美國(guó)的農(nóng)業(yè)環(huán)境問(wèn)題及其治理（1950-2000）[D];蘇州大學(xué);2010年

6 滕達(dá);四川省冕寧縣牦牛坪稀土尾礦區(qū)植物修復(fù)研究[D];成都理工大學(xué);2009年

7 于鳳強(qiáng);菌根共生對(duì)根際土壤酶活性的影響[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2007年

8 馬丹丹;阜新礦業(yè)廢棄地現(xiàn)狀及生態(tài)恢復(fù)技術(shù)[D];東北師范大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2842141