【正文】 而在施加有機(jī)肥時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的土壤謹(jǐn)慎對(duì)待。莫測(cè)輝等將城市污泥應(yīng)用在礦山廢棄地的復(fù)墾中，證明城市污泥及其堆肥是一種良好的有機(jī)肥料和土壤改良劑；但在 應(yīng)用前必須對(duì)城市污泥進(jìn)行檢測(cè)及處理，重金屬含量超標(biāo)的不能使用，以避免 加重廢棄地的污染。劉莉莉等研究發(fā)現(xiàn)，土壤生物肥力水平是成功地進(jìn)行礦業(yè)廢棄地土地管理的關(guān)鍵因素之一，是礦業(yè)廢棄地生態(tài)恢復(fù)和治理的重要指標(biāo)。龍健等通過(guò)觀察浙江哩鋪銅礦廢棄地復(fù)墾土壤的微生物特征，發(fā)現(xiàn)礦區(qū)復(fù)墾土壤微生物區(qū)系發(fā)生明顯改變。 （ 4）區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和重建 礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工作， 要站在區(qū)域 (小流域 )的高度思考其生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)及其可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。在恢復(fù)和重建的同時(shí)，應(yīng)以小流域?yàn)閱卧獙?duì)區(qū)域進(jìn)行綜合整治和建立區(qū)域生態(tài)恢 復(fù)及重建模式。楊福海等研究遷安市包官營(yíng)鐵礦的恢復(fù)重建過(guò)程中，在可持續(xù)發(fā)展理論指導(dǎo)下，以礦養(yǎng)農(nóng)，因地制宜綜合開(kāi)發(fā)，農(nóng)林牧副漁全面發(fā)展，利用尾礦、廢石改良荒山 ，復(fù)墾土地 hm2，并改旱田為水田 hm2，建果園 60多 hm魚塘 、養(yǎng)雞場(chǎng)養(yǎng)雞棚 7座，形成了良好的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)。礦山的綜合整治同時(shí)還帶動(dòng)了機(jī)修業(yè)、運(yùn)輸業(yè)、加工業(yè)的發(fā)展，并使部分剩余勞動(dòng)力得到了安置。青南砂金礦治理恢復(fù)面積達(dá) 67193 hm2，修復(fù)的河道寬 10 m、深 112 m，基本恢復(fù)了原河床的位置與形態(tài)。治理恢復(fù) 區(qū)播種披堿草，面積 67193 hm2草場(chǎng)圈定了網(wǎng)圍欄。通過(guò)治理，過(guò)去采區(qū)沙堆、采金坑遍布，滿目狼籍的景象已不復(fù)存在?，F(xiàn)治理恢復(fù)區(qū)地形平坦，披堿草長(zhǎng)勢(shì)良好，水土流失量降低，地質(zhì)和生態(tài)環(huán)境得到明顯改觀。通過(guò)兩年的圍欄養(yǎng)護(hù)，治理恢復(fù)區(qū)披堿草產(chǎn)草量為自然狀態(tài)下的 511倍，成為礦區(qū)過(guò)采區(qū)綜合治理的一個(gè) “ 綠色植被示范區(qū) ” 。 研究區(qū)污染土壤修復(fù)及防治工作發(fā)展方向 （ 1）完善政策法規(guī)，盡快實(shí)施對(duì)小型礦山的有效管理。通過(guò)對(duì)礦區(qū)小礦山的調(diào)查，應(yīng)盡快修訂和完善有關(guān)土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)的政策法規(guī)，制訂土地復(fù)墾法和生態(tài)恢復(fù)指南。建議成立專門的小型礦山管理機(jī)構(gòu)，或者將對(duì)小型礦山的管理權(quán)限下放給縣級(jí)政府， 讓當(dāng)?shù)卣磭?guó)家和地方的法規(guī)政策實(shí)施管理。 （ 2）加強(qiáng)技術(shù)合作，多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)。礦區(qū)復(fù)墾耕地土壤修復(fù)一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，與生態(tài)、地質(zhì)、土壤、肥料、作物栽培、林業(yè)、農(nóng)田水利、環(huán)境保護(hù)、毒理、美學(xué)、農(nóng)藝、地理等許多學(xué)科有關(guān)。因此，生態(tài)和環(huán)境保護(hù)界等各方面的學(xué)者應(yīng)和采礦界的技術(shù)人員聯(lián)合攻關(guān)，通過(guò)引進(jìn)植物新品種，改善植物生長(zhǎng)性能；利用化學(xué)工程技術(shù)加速土壤的改良和熟化，使礦區(qū)復(fù)墾耕地的土壤質(zhì)量在短時(shí)期內(nèi)取得較大進(jìn)展和突破。 （ 3）擴(kuò)大對(duì)重 金屬超富集植物的篩選。礦區(qū)廢棄地重金屬污染嚴(yán)重，而植物修復(fù)對(duì)其治理有較好的前景和優(yōu)勢(shì)。因此應(yīng)積極開(kāi)展適合當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境條件的超富集植物的 篩選，這對(duì)金屬礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復(fù)工作具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。 （ 4）建立金屬礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)示范工程。國(guó)內(nèi)對(duì)單個(gè)礦山的案例研究較多，而在黃土地區(qū)對(duì)礦區(qū)廢棄地生態(tài)重建所面臨的共同問(wèn)題研究較少。建議將礦業(yè)廢棄地按污染程度劃分為不同的類型，按不同類型實(shí)施不同的污染土壤修復(fù)方案，建立試驗(yàn)示范工程，集中優(yōu)勢(shì)科研力量和資金，攻克共性的難關(guān)，構(gòu)建同類型礦區(qū)重金屬污染土壤生態(tài)恢復(fù)可行 模式，并開(kāi)發(fā)培育成套技術(shù)。 第三章 研究區(qū)地質(zhì)背景 研究區(qū) 地質(zhì)背景 地層 潼關(guān) 金礦區(qū)地處華北地臺(tái)的渭河小區(qū) 、 金堆城小區(qū)接壤帶 。 主要出露地層有太古界太華群中 高級(jí)變質(zhì)巖系和新生界第四系黃土 。 太華群 (Ar2)， 分布于 潼關(guān) 縣南部秦嶺基巖山地區(qū) ， 出露面積 45km2。 巖性特征可分為上下兩個(gè)巖套 ， 即太峪嶺巖套和翁岔鋪巖套 。 太華群地層年齡為晚太古代 ， 新生界第四系廣布于 潼關(guān) 縣山前大斷裂以北的沖洪積斜源和黃土溝壑地貌區(qū) ， 南部山區(qū)有零星分布 。 主要為早 中更新統(tǒng)三門組冰湖相沖洪積沉積層和中 晚更新統(tǒng)離石 組 、 馬蘭組風(fēng)積黃土及全新統(tǒng)現(xiàn)狀河流沉積 。 馬蘭組表層為耕作熟化的 塿土 ， 是 潼 關(guān)縣主要農(nóng)業(yè)耕作土壤 。 巖 石 研究區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)較為發(fā)育 ， 具有期次多 、 巖性復(fù)雜等特點(diǎn) 。 按時(shí)代可分為太古代 、元古代 、 加里東 華力西期 、 印支期 、 燕山早期等 。 其中太古代侵入巖主要有花崗巖 、偉晶巖和混合花崗巖 ， 以前者為主 ， 多呈巖脈狀 ， 分布在太峪 、 桐峪以及篙岔峪溝腦 ，主要組成礦物有斜長(zhǎng)石 (30%)、 微斜長(zhǎng)石 (45%)、 石英 (20%)、 黑云母 (5%)。 后者為巖株 、巖床狀 ， 分布于大西溝和蒲峪三官?gòu)R一帶 ， 巖性為陰影狀斜長(zhǎng)混合花崗巖 ， 主要礦物 由鉀長(zhǎng)石 50%、 石英 30%~35%、 斜長(zhǎng)石 15%、 黑云母 5%~10%組成 。 加里東 華力西期侵入巖出露于文峪 、泔 澗峪和小文峪 ， 巖性為二長(zhǎng)花崗巖 。 主要組成礦物為微長(zhǎng)石(25%~40%)、 斜長(zhǎng)石 (30%~50%)、 石英 (20%~25%)、 黑云母 (5%)， 斑晶為微斜條紋長(zhǎng)石 。伴生副礦物有磁鐵礦 榍 石 、 磷灰礦 鋯 石 、 螢石 、 黃鐵礦等 。 巖石化學(xué)總體為富鹼 (鈉質(zhì) )花崗巖 。 Na2O+NaO 為 %~%， 鈉略大于鉀 ， K2O/Na2O 比值為 ~1。 地質(zhì)構(gòu)造 潼 關(guān)縣地處小秦嶺太華臺(tái)拱與汾渭斷陷接合部 。 由 于古老基底太華群的長(zhǎng)期隆起和 渭河斷凹的不斷下降 ， 形成懸殊的地形地貌單元和構(gòu)造單元 。 在新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用下 ，山前斷裂發(fā)生間歇性強(qiáng)烈抬升 ， 山麓沖洪積扇群疊覆 ， 河流長(zhǎng)期遭受剝蝕夷平 ， 形成了現(xiàn)代地質(zhì)構(gòu)造景觀 。 研究區(qū) 礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)情況 研究 區(qū)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)主要以金礦開(kāi)發(fā)為主 ， 金礦開(kāi)發(fā)是該縣的支柱性產(chǎn)業(yè) 。 近年來(lái) ， 全縣（僅縣屬和集體企業(yè)）黃金產(chǎn)量穩(wěn)定在 10 萬(wàn)兩左右，產(chǎn)值 2~ 億元，利潤(rùn) 2021~3000 萬(wàn)元。黃金礦業(yè)產(chǎn)值占全縣國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（ 7~ 億元）的 30%左右；黃金企業(yè)對(duì)縣財(cái)政的貢獻(xiàn)率在 70%以上。（ 詳見(jiàn)表 31） 表 31 陜西 潼關(guān) 金礦區(qū)主要礦山企業(yè)生產(chǎn)狀況一覽表 企業(yè)名稱 實(shí)際生產(chǎn)能力（萬(wàn) t） 年末保有（萬(wàn) t） 生產(chǎn)狀況 東桐峪金礦 生產(chǎn) 大煣峪金礦 生產(chǎn) 小口金礦 生產(chǎn) 玉石峪金礦 生產(chǎn) 李家金礦 生產(chǎn) 太要金礦 生產(chǎn) 黃金冶煉廠 生產(chǎn) 秦太金礦 生產(chǎn) 陜西基指金礦 生產(chǎn) 渭南市金礦 生產(chǎn) 窯上金礦 生產(chǎn) 秦河礦業(yè)有限公司 生產(chǎn) 合計(jì) 生產(chǎn) （資料來(lái)源：渭南市礦山資源開(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀圖，渭南市國(guó)土資源局等， ） 以黃金為主導(dǎo)的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用，極大地促進(jìn)了 當(dāng)?shù)?經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，在過(guò)去二十年及其今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，黃金礦業(yè)都將作為 該 縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。同時(shí)，潼關(guān)縣 黃金礦業(yè)在二十多年的發(fā)展過(guò)程中，也 出現(xiàn) 了一些不可忽視的問(wèn)題： ① 金礦后續(xù)資源緊張，可持續(xù)發(fā)展受到威脅。目前大多數(shù)企業(yè)難以保證三年可供開(kāi)采的探明儲(chǔ)量。企業(yè)探礦各占一方，攻 其一點(diǎn)，缺乏全局性、系統(tǒng)性。 ② 采礦和選礦對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和污染比較嚴(yán)重。植被破壞、河道堵塞、水質(zhì)污染、水循環(huán)系統(tǒng)改變、地災(zāi)隱患嚴(yán)重。 第四章 指導(dǎo)思想和 技術(shù)路線 指導(dǎo)思想 礦區(qū)廢棄尾礦渣復(fù)墾還田及農(nóng)田土壤重金屬污染修復(fù)是 國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī) 劃的重點(diǎn)內(nèi)容之一，是“十二五”削減總量 改善質(zhì)量 防范風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)劃主線的主要體現(xiàn)，是改善民生、保障安全的集中所在。 因此本項(xiàng)研究中，要 依靠科技進(jìn)行 科學(xué)的 污染評(píng)估，分區(qū)、分類有針對(duì)性地采用經(jīng)濟(jì)高效的修復(fù)技術(shù)， 有 組織 的 開(kāi)展受污染土壤治理與修復(fù)試點(diǎn)示范工程 研究 ， 維護(hù)好、保護(hù)好、實(shí)現(xiàn)好人民群眾的根本利益。 根據(jù) 礦區(qū) 重金屬污染的實(shí)際現(xiàn)狀，采用合理的生態(tài)治理 工程 ，突出重點(diǎn)、循序漸進(jìn)，分步實(shí)施 。 對(duì)各類保障措施盡量提出簡(jiǎn)單、有效、易操作的方式方法，最大程度的節(jié)約人力、物力和財(cái)力 ，從而 科學(xué)有效的完成預(yù)定任務(wù)。 技術(shù)路線 針對(duì)礦區(qū) 廢棄尾礦渣場(chǎng)的分布面積及農(nóng)田 耕地污染程度和污染物的特點(diǎn)，在廣泛收集國(guó)內(nèi)外 研 究資料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行典型污染區(qū)調(diào)研（陜西潼關(guān)金礦區(qū)），對(duì)重污染區(qū)的土壤生產(chǎn)潛力、植被生長(zhǎng)狀況、礦區(qū)開(kāi)采對(duì)周邊環(huán)境的影響程度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，為礦區(qū)土壤修復(fù) 熟化 試驗(yàn)提供背景數(shù)據(jù) 和參數(shù)；充分調(diào)研國(guó)內(nèi) 有關(guān)重金屬污染土壤修復(fù) 、熟化及防治 技術(shù)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，分析目前礦區(qū)土壤修復(fù)防治技術(shù)的發(fā)展方向；設(shè)計(jì)野外小區(qū)試驗(yàn)方案，并邀請(qǐng)專家進(jìn)行論證，確保試驗(yàn)的可操作性和可靠性，以達(dá)到實(shí)施本項(xiàng)目要求的目標(biāo)；在小區(qū)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)選，提出適合于該礦區(qū)的土壤修復(fù) 技術(shù) ，進(jìn)行長(zhǎng)期定位觀測(cè) 試 驗(yàn)，為今后礦區(qū)土壤修復(fù) 熟化 提供基礎(chǔ)保障和技術(shù)體系，以期產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益。 第五章 研究?jī)?nèi)容及工作部署 研究?jī)?nèi)容 研究?jī)?nèi)容包括兩大試驗(yàn)。 （ 1） 污染農(nóng)田土壤重金屬修復(fù)試驗(yàn) 1） 物理修復(fù)（客土 與原土不同比例混合 、 上下層土均勻 混土） 2） 農(nóng)作物結(jié)構(gòu)調(diào)整（小麥、玉米 、 馬鈴薯 等） （ 2） 尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化試驗(yàn) 1） 隔離層 和 安全覆土 方式 試驗(yàn) 2） 土壤快速熟化及營(yíng)養(yǎng)化 試驗(yàn) （ 綠肥 壓青 ） 試驗(yàn)方案 制定試驗(yàn)方案的依據(jù) （ 1） 重金屬污染土壤修復(fù)方法的選擇 目前重金屬污染土壤的修復(fù)方法主要有三大類：①物理工程措施；②化學(xué)修復(fù)措施；③生物修復(fù)措施，包括植物修復(fù)和微生物修復(fù)技術(shù)。在本研究區(qū)（黃土地區(qū)）由于土壤的理化性質(zhì)和特定的重金屬種類（ Hg、 Cd、 Pb）， 采用化學(xué)技術(shù)修復(fù)污染土壤，或者是生物修復(fù)中的微生物修復(fù) ， 技術(shù) 尚 不成熟，且有一定的局限性，難以大規(guī)模處理污染土壤。因 此 本試驗(yàn)中， 考慮 被 修復(fù)土壤 最終 進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的目的，選擇物理工程措施（客土摻混、 布設(shè) 不同隔離層 、覆蓋層 ） 結(jié)合植物修復(fù)措施（不同農(nóng)作物合理布局）進(jìn)行礦區(qū)廢棄礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田和重金屬污染農(nóng)田修復(fù)。 （ 2） 污染因子的選擇 國(guó)土資源部 “ 重點(diǎn)礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題專題調(diào)查 ” ( 202112300057) ；國(guó)土資源部 “ 陜西潼關(guān)金礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題專題調(diào)查 ” ( 202112300057 1)研究成果表明， 1） 研究區(qū) 土壤中汞、鉛、鎘、銅、鋅元素的含量均值高于全國(guó)土壤背景值、關(guān)中地區(qū)塿土背景值、鄰區(qū) 40～ 60cm似背景值和耕作層對(duì)比值。 2）礦業(yè)污水灌溉型土壤剖面上， Hg含量超標(biāo)深度已達(dá) 35cm， Pb、 Cd超標(biāo)深度達(dá) 25cm； Hg、 Pb、 Cu累積污染超標(biāo)深度達(dá) 60 cm， Cd為 25 cm。尾礦渣淋溶型土壤剖面上， Hg超標(biāo)深度 20cm， Hg、 Pb、 Cd累積污染超標(biāo)深度達(dá) 140 cm。 根據(jù)以上研究成果，本研究選擇重金屬 Hg、 Pb、 Cd作為污染因子。 （ 3） 供試農(nóng)作物的選擇 根據(jù)國(guó)土資源部 “ 陜西潼關(guān)金礦區(qū)環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題專題 調(diào)查 ” ( 202112300057 1)研究成果，金礦區(qū)薯類作物、玉米籽粒吸收累積重金屬比小麥籽粒少的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實(shí)際，選擇玉米、 小麥、 馬鈴薯和大豆作為供試作物。其中選擇大豆是因?yàn)槎箍谱魑锏奶攸c(diǎn)，其根莖葉作為綠肥 壓青培肥土壤， 顯著改善土壤結(jié)構(gòu)性， 加速?gòu)?fù)墾土壤熟化，縮短復(fù)墾周期 。 （ 4） 工程措施中隔離層材料的選擇 隔離層材料的選擇應(yīng)當(dāng)考慮其本身具有惰性、有害物質(zhì)含量低、滲透系數(shù)小、價(jià)廉易得等特點(diǎn)。因而根據(jù)其他學(xué)者的研究成果和當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，選擇 黃土、 熟石灰 、細(xì)沙組成的“三合土” 作為隔離層， 起到隔水、 化 學(xué)穩(wěn)定的作用，防止 重金屬 揮發(fā)或隨毛細(xì)管作用 向表土層 的 遷移。 同時(shí)熟石灰可不同程度提高土壤 pH， 降低 Pb、 Cd 在土壤中的生物有效性。 試驗(yàn)方案 （ 1） 污染農(nóng)田土壤重金屬修復(fù)試驗(yàn) 1） 研究區(qū)域：礦區(qū)重污染農(nóng)田 2） 研究目的： 按 不同比例的客土 摻混、 上下 層土均勻 混 合 兩種方式，來(lái)降低 耕作層土壤重金屬含量 ，得到最佳摻混量；選用不同品種的農(nóng)作物和布局方式，通過(guò)種植 達(dá)到 既可以使土壤中污染物的殘留量降到最低程度，又能使農(nóng)作物中污染物的量達(dá)到食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 的目的 ，同時(shí) 使土壤的生產(chǎn)力和 綜合 質(zhì)量得到提升。 3） 試驗(yàn)設(shè)計(jì)： 根據(jù)該地區(qū)土壤重金屬測(cè)定結(jié)果， Hg、 Cd、 Pb 三種元素中以 Hg污染最嚴(yán)重，因而客土摻混量及上下層混合深度的計(jì)算主要依據(jù)污染土壤中 Hg 的 超標(biāo)倍數(shù) 。 試驗(yàn) 8 個(gè)處理水平，每個(gè)處理水平 3 個(gè)重復(fù)，共計(jì) 24 個(gè)處理。 每個(gè)處理的耕作層深度保證在 80cm。 A（對(duì)照）：原土 80cm+小麥 +玉米 ； B（對(duì)照）：原土 80cm+馬鈴薯 +玉米； C：摻混 20cm厚客土 +原土 60cm+小麥 +玉