[发明专利]一种矸石堆场介质生境的快速改良材料及其方法

说明书

本发明公开了一种矸石堆场介质生境的快速改良材料，包括有钝化材料和植生改良材料；植生改良材料包含有：混合厌氧发酵物85％～90％、磷矿粉9％～10％和硫酸盐还原菌群1％～5％；所述植生改良材料用以下方法制备得到：A.混合厌氧发酵物制备A1:混合物制备：按重量百分比计将35％～55％的豆粕和45％～65％的构树凋落物混匀；A2:向A1步骤的混合物中接种豆豉微生物，豆豉微生物加入量为混合物总重量的0.2～1.5％，厌氧条件下进行发酵得到混合厌氧发酵物；B.向步骤A的混合厌氧发酵物中加入磷矿粉和硫酸盐还原菌群，混匀得到植生改良材料。本发明能改善矸石堆场的物理性状，能提高矸石堆场的氮素、磷素和速效钾等养分含量，提高煤矸石中的微生物量，从而促进矸石堆场的生态重建。

技术领域

本发明涉及一种快速改良材料及其方法，特别是一种矸石堆场介质生境的快速改良材料及其方法。

背景技术

富含硫、铁的各类矸石在露天堆放后易氧化产酸而严重污染周边环境和威胁人体健康，其中，煤矸石的数量更为庞大、分布更广、污染也最为突出。煤矸石是煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物，目前我国堆积量近50亿t，规模较大的煤矸石山有1600多座，占用土地约1.5万hm²。在自然环境中经过空气氧化、雨水淋溶及产酸微生物等综合作用下，极易风化形成低pH值、高铁、锰及硫酸根含量并含多种有害重金属离子的酸性矿山废水(acidmine drainage，AMD)，严重污染周边水体、土壤等环境，引起陆生和水生生态系统的退化。煤矸石的含硫尾矿的风化过程、污染释放及可能产生的环境生态风险，污染防治及生态修复等方面已引起广泛关注。

植物修复是矿区生态恢复的主要内容和目标，通过利用不同植物吸收、富集、固定、降解土壤和水体(包括地下水)中的污染物并减少或避免水土流失，同时通过植物的生长增加植被覆盖，从而达到生态恢复或生态改良。但由于煤矸石堆场具有强酸度、强氧化性、物理结构差、保水持水能力差、高有毒有害金属浓度、高硫酸盐以及低营养物质等原因，在煤矸石堆场上，植物着生极其困难。专利(申请号为“201911078464.3”)利用改性灰岩和改性硅石-过氧化钙钝化材料，能对高硫高铁矸石中污染物的释放能进行有效控制，并显著抑制硫氧化细菌的生物活性，快速降低矸石的产酸能力，综合实现矸石堆场污染释放的控制，从而有效保护矸石堆场周边的生态环境。而上述专利所用材料的养分含量低，虽然改善了矸石堆场的理化性质，但由于养分状况不佳，阻碍了矸石堆场生态修复的进展。因此，在进行矸石堆场植物修复之前对煤矸石进行基质改良尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种矸石堆场介质生境的快速改良材料及其方法。本发明在专利(申请号为“201911078464.3”)的基础上，添加了植生改良材料，能改善矸石堆场的物理性状，能提高矸石堆场的氮素、磷素和速效钾等养分含量，提高煤矸石中的微生物量，从而促进矸石堆场的生态重建，同时，对专利(申请号为“201911078464.3”)所提供的高硫高铁污染物释放原位控制的效果影响也不大。且本发明所用材料易获取、易加工，价格低廉，施工工艺简单，效果显著，可操作性强。

本发明的技术方案：一种矸石堆场介质生境的快速改良材料，包括有钝化材料和植生改良材料；植生改良材料按重量百分比计包含有：混合厌氧发酵物85％～90％、磷矿粉9％～10％和硫酸盐还原菌群1％～5％；所述植生改良材料用以下方法制备得到：

A.混合厌氧发酵物制备

A1:混合物制备：按重量百分比计将35％～55％的豆粕和45％～65％的构树凋落物混匀；

A2:向A1步骤的混合物中接种豆豉微生物，豆豉微生物加入量为混合物总重量的0.2～1.5％，厌氧条件下进行发酵得到混合厌氧发酵物；

B.向步骤A的混合厌氧发酵物中加入磷矿粉和硫酸盐还原菌群，混匀得到植生改良材料。

前述的矸石堆场介质生境的快速改良材料中，所述豆豉微生物按重量百分比计包含有45％～75％的细菌和25％～55％的真菌。