【正文】 Shaanxi of 2021 International Symposium on Water Resource and Environmental Protection. China: Shaanxi, Xi’an, May 2022, 2021. （ Ei檢索） 3） 陜西省涇惠渠灌區(qū)土壤肥力質量綜合評價 .《干旱區(qū)資源與環(huán)境》 ,2021,25(2): 132137. 4） 陜西省涇惠渠灌區(qū)土壤肥力質量變化趨勢研究 .《灌溉排水學報》 ,2021,30(3): 114117. 5） 陜西省涇惠渠灌區(qū)土壤重金屬污染潛在生態(tài)風險評價 .《干旱地區(qū)農業(yè)研究》 , 2021, 28(6): 217221. 6） 陜西省涇惠渠灌區(qū)土壤重金屬污染累積趨勢預測 .《生態(tài)環(huán)境》 ,2021,19(9): 22092213. 7） 陜西省涇惠渠灌區(qū)土壤重金屬地質累積指數(shù)評價 .《地球科學與環(huán)境學報》 ,2021, 32(3):288291. 8） 陜西省涇惠渠灌區(qū)土壤重金屬環(huán)境質量現(xiàn)狀及評價 .《水土保持通報》 ,2021,30(3): 153157. 9） 鉻砷及其交互作用對黑麥生理的影響 .《干旱地區(qū)農業(yè)研究》 ,2021,26(4):6569. 10） 鉻砷及其交互作用對其土壤 植物系統(tǒng)遷移的影響 .《水土保持學報》 ,2021,22(2): 6265. 11） 鉻和砷及其交互作用對黑麥生長的毒性效應 .《生態(tài)環(huán)境》 ,2021,17(1):201205. 12） 西安市污灌區(qū)土壤中重金屬潛在生態(tài)危害評價 .《干旱區(qū)資源與環(huán)境》 ,2021,21(3): 118120. 項目 主要 成員 姜 凌， 女， 36 歲，副教授， 2021 年獲長安大學地質工程專業(yè)博士學位。 先后主持及參加了國家科技部重大科技攻關項目《中國西北不同生態(tài)地域山川秀美試驗示范區(qū)建設與重大科技難題研究》、《中國西北地區(qū)山川秀美科技行動計劃前期基礎調查及戰(zhàn)略研究》，國家自然科學基金項目《水溶液平衡化學模型及其水文地球化學應用》，教育部高等學校學科創(chuàng)新引智計劃項目《干旱半干旱地區(qū)人類活動水文生態(tài)效應及水安全問題研究》，陜西省水利廳項目《陜西交口抽渭灌區(qū)水源污染對灌溉影響及治理對策研究》和《強化灌區(qū)節(jié)水養(yǎng)水提高水與糧食安全研究》。 10 個月 4 謝 娟 高級工程師 野外采樣、室內化學分析等工作。 第六章 實物工作量 污染農田土壤重金屬修復試驗 、 尾礦渣場復墾還田 農作物種植安全性 試驗 各 有 1 個試驗場，分布 52 個處理 ； 每個處理小區(qū)面積為 5m4m，共計 開挖面積 1040m2； 按平均開挖深度 80cm計，共計挖方量 832 m3；種植 小麥、玉米、馬鈴薯、大豆 4 種類型作物；按一年單次試驗 預計 ， 采集耕層土壤樣品 52 個，測定項目 13 個； 預計采集植物根、葉、籽實樣共計 200 個 ， 測定 項 目 13 個 。 2）植物樣品測定： ① 作物 收獲后不同器官（籽粒、塊莖）重金屬元素含量（ Hg、Cd、 Pb）； ② 作物 發(fā)芽率、不同生長期株高、葉片面積、蛋白質、可溶性糖、葉綠素、電導率、根系活性面積等植物生理指標； ③ 千粒重，作物產量。 4） 隔離層 和 安全 覆蓋層的材料及用量：每個小區(qū)中 隔離 層 由 黃土、 熟石灰 、細沙按 5:3:2 體積 比配制，隔離層 容重按 ，則每個小區(qū) 10cm 隔離層 土重 3600kg；安全覆蓋層客土 容重按 ， 每個小區(qū) 70cm厚客土重 17600kg。 ② 土壤快速熟化及營養(yǎng)化 試驗 （ 綠肥壓青 ） ：共計 4 個處理。 通過種植不同類型作物和合理布局，達到快速熟化土壤，并能顯著提高肥力的目的，從而 為礦區(qū)建立復墾還田試驗示范基地提供有效數(shù)據。 5） 種植方式：常規(guī)種植。 A1 B1 A2 B2 A3 B3 C1 D1 C2 D2 C3 D3 E1 F1 E2 F2 E3 F3 G1 H1 G2 H2 G3 H3 圖 51 試驗小區(qū)隨機分布圖 說明： A、 B、 C、 D、 E、 F、 G、 H—試驗的 8 個處理； 1， 2， 3—每個處理的重復試 驗數(shù)。 試驗 8 個處理水平，每個處理水平 3 個重復，共計 24 個處理。因而根據其他學者的研究成果和當?shù)貙嶋H情況，選擇 黃土、 熟石灰 、細沙組成的“三合土” 作為隔離層， 起到隔水、 化 學穩(wěn)定的作用，防止 重金屬 揮發(fā)或隨毛細管作用 向表土層 的 遷移。 根據以上研究成果，本研究選擇重金屬 Hg、 Pb、 Cd作為污染因子。因 此 本試驗中， 考慮 被 修復土壤 最終 進行農業(yè)生產的目的，選擇物理工程措施（客土摻混、 布設 不同隔離層 、覆蓋層 ） 結合植物修復措施（不同農作物合理布局）進行礦區(qū)廢棄礦渣場復墾還田和重金屬污染農田修復。 技術路線 針對礦區(qū) 廢棄尾礦渣場的分布面積及農田 耕地污染程度和污染物的特點，在廣泛收集國內外 研 究資料的基礎上，進行典型污染區(qū)調研（陜西潼關金礦區(qū)），對重污染區(qū)的土壤生產潛力、植被生長狀況、礦區(qū)開采對周邊環(huán)境的影響程度進行現(xiàn)場調查，為礦區(qū)土壤修復 熟化 試驗提供背景數(shù)據 和參數(shù)；充分調研國內 有關重金屬污染土壤修復 、熟化及防治 技術，結合當?shù)氐膶嶋H情況，分析目前礦區(qū)土壤修復防治技術的發(fā)展方向；設計野外小區(qū)試驗方案，并邀請專家進行論證，確保試驗的可操作性和可靠性，以達到實施本項目要求的目標；在小區(qū)試驗的基礎上，通過優(yōu)選，提出適合于該礦區(qū)的土壤修復 技術 ，進行長期定位觀測 試 驗，為今后礦區(qū)土壤修復 熟化 提供基礎保障和技術體系，以期產生良好的經濟效益、生態(tài)效益和社會效益。 第四章 指導思想和 技術路線 指導思想 礦區(qū)廢棄尾礦渣復墾還田及農田土壤重金屬污染修復是 國家環(huán)境保護“十二五”規(guī) 劃的重點內容之一，是“十二五”削減總量 改善質量 防范風險的規(guī)劃主線的主要體現(xiàn)，是改善民生、保障安全的集中所在。目前大多數(shù)企業(yè)難以保證三年可供開采的探明儲量。 近年來 ， 全縣（僅縣屬和集體企業(yè)）黃金產量穩(wěn)定在 10 萬兩左右，產值 2~ 億元，利潤 2021~3000 萬元。 地質構造 潼 關縣地處小秦嶺太華臺拱與汾渭斷陷接合部 。 主要組成礦物為微長石(25%~40%)、 斜長石 (30%~50%)、 石英 (20%~25%)、 黑云母 (5%)， 斑晶為微斜條紋長石 。 按時代可分為太古代 、元古代 、 加里東 華力西期 、 印支期 、 燕山早期等 。 太華群地層年齡為晚太古代 ， 新生界第四系廣布于 潼關 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 。 第三章 研究區(qū)地質背景 研究區(qū) 地質背景 地層 潼關 金礦區(qū)地處華北地臺的渭河小區(qū) 、 金堆城小區(qū)接壤帶 。因此應積極開展適合當?shù)刈匀画h(huán)境條件的超富集植物的 篩選，這對金屬礦區(qū)廢棄地生態(tài)恢復工作具有重要的理論意義和實踐價值。礦區(qū)復墾耕地土壤修復一個復雜的系統(tǒng)工程，與生態(tài)、地質、土壤、肥料、作物栽培、林業(yè)、農田水利、環(huán)境保護、毒理、美學、農藝、地理等許多學科有關。 研究區(qū)污染土壤修復及防治工作發(fā)展方向 （ 1）完善政策法規(guī)，盡快實施對小型礦山的有效管理。治理恢復 區(qū)播種披堿草，面積 67193 hm2草場圈定了網圍欄。在恢復和重建的同時，應以小流域為單元對區(qū)域進行綜合整治和建立區(qū)域生態(tài)恢 復及重建模式。莫測輝等將城市污泥應用在礦山廢棄地的復墾中，證明城市污泥及其堆肥是一種良好的有機肥料和土壤改良劑；但在 應用前必須對城市污泥進行檢測及處理，重金屬含量超標的不能使用，以避免 加重廢棄地的污染。 另外 有機肥對多種污染物在土壤中的固定有明顯的作用。首先種植豆科灌木或牧草（ 有固氮作用），然后將植物（ 有機物）通過多種方法歸還土壤，如綠肥壓青、 秸稈 還田。 （ 3） 再造耕作土， 改善礦山廢棄地土壤肥力 ，加速土壤熟化 由于 廢棄尾礦渣場表面缺乏耕作土，因此復墾還田 的第一步就要再造耕作層。一般將前三者統(tǒng)稱為去除過程，而將后者稱為穩(wěn)定過程。 銅陵獅子山礦，銅陵有色集團公司 水木沖尾礦庫無土植被邊坡穩(wěn)定技術研究，成功應用在共 6期后期壩的護坡上。將工程復墾與生物復墾有機結合，建立了剝采、排土與復墾聯(lián)合新工藝，獲得有色金屬協(xié)會科技進步二等獎。我國一些已取得較好成果的金屬礦山廢棄地復墾的案例見表 21。 （ 1）礦山廢棄地復墾 我國金屬礦山廢棄地大規(guī)模有組織的復墾工作起步較晚，而目前近 2 /3的礦產資源處于中后期開采階段或接近枯竭，在未來的幾十年將有不少礦山關閉，大量的廢棄地需要復墾。為了促進廢棄土地快速演化和土壤培育，消除污染，改善土壤環(huán)境質量， 目前在國外礦區(qū)土壤修復方面研究較多的是土壤重構。 一些發(fā)達國家，特別是礦區(qū)較多的澳大利亞、 德國、美國等國家較早開展了礦區(qū)土地修復的相關研究。 圖 11 研究區(qū)概圖 第二章 研究現(xiàn)狀 國 內 外研究概況及進展 礦山生態(tài)恢復研究可以追述到 20世紀上半葉 ， 其主要內容是研究如何對一采礦業(yè)和開采地下水造成的各種塌陷環(huán)境進行生態(tài)恢復 。 與隴海鐵路線平行的西安 潼 關高速公路由此進入河南 。23′00″~34176。 本項目通過對現(xiàn)有金礦開采區(qū)及加工區(qū)的各環(huán)境要素分析與評價，利用國內外學者普遍認可且經濟有效的 農業(yè)栽培 土壤熟化、營養(yǎng)化 技術及廢棄地工程處理技術，將現(xiàn)有礦區(qū)壓占 廢棄地 和污染的 農田 改造 為 適合于農業(yè) 耕種的 優(yōu)質良田， 對其耕地質量變化趨勢和農作物種植安全 性 進行長期監(jiān)測，以期為類似礦區(qū)重金屬污染土壤防治提供示范和借鑒。 本研究區(qū)位于小秦嶺金礦區(qū)帶西段北坡的靈寶市和潼關縣接壤的中低山地區(qū)以北的山前沖洪積斜塬區(qū)、黃土溝壑臺塬區(qū)，面積約 300 km2。 20年之后，采礦占用、破壞土地 743萬 hm2，每年遞增 4萬 hm2，但礦 山土地復墾率仍不足 10%；我國大型金屬礦山進入集中閉坑期： 26%銅礦、 40%鉛鋅礦已經閉坑或接近閉坑，如果不進行復墾或修復，會導致嚴重的環(huán)境污染問題。由于煤礦廢棄物中含有多種重金屬元素，矸石、粉煤灰充填復墾有可能引起土壤污染；而且這些重金屬污染對土壤基本是一個不可逆的過程，重金屬進入土壤后很難通過自然過程得以從土壤環(huán)境中消失或稀釋，對生物體的危害和對土壤生態(tài)系統(tǒng)結構與功能影響 不容易恢復。土壤環(huán)境是植物生長的基地，通過植物的吸收、積累作用可降解土壤中的污染物質，但同時也可能將污染物轉移到植物體內，然后可能通過食物鏈的形式進入人體，從而危及人體 健康。隨著國內外工農業(yè)經濟的迅猛發(fā)展，對礦產資源的需求量呈快速上升趨勢 ,但與之對應的生產工藝落后，對尾礦以及金屬冶煉過程產生的廢 棄物處置不當，造成礦區(qū)周邊地區(qū)大氣、水及土壤環(huán)境污染的現(xiàn)象普遍發(fā)生，部分地區(qū)大面積土壤退化、糧食減產、品質下降，土壤生態(tài)系統(tǒng)原有的生態(tài)平衡也遭到不同程度的破壞。中國現(xiàn)有國營礦山企業(yè) 8000多個，個體礦山企業(yè)達到 23萬多個。 目的任務 礦產資源開采是迄今最大規(guī)模改變地球表面景觀和破壞地 表生態(tài)系統(tǒng)的有組織的人類活動。礦山資源的開采，導致礦區(qū)生態(tài)退化與環(huán)境污染，尤其在金屬礦的開采中造成了礦山企業(yè)周邊地區(qū)土壤的嚴重污染。土壤環(huán)境遭到破壞或是受到污染無疑會給土壤的生態(tài)功能帶來影響，甚至可能使土壤系統(tǒng)崩潰、功能喪失。利用廢棄物料充填復墾形成農田往往需要較高的投入，甚至由于二次污染等問題而不可行。 1994年得到修復利用的礦區(qū)土地面積是 1992年和 1993年的總和，占全國在 1987至 1995年期間共修復土地的 %。可見，礦區(qū)復墾區(qū)土壤質量的改良、土地的生產力的恢復和土壤生態(tài)系統(tǒng)健康對中國農業(yè)生產、環(huán)境保護、生態(tài)建設以及區(qū)域社會 經濟可持續(xù)發(fā)展均具有重要的現(xiàn)實意義。針對上述現(xiàn)狀，通過開展野外調查和大量田間試驗，提出一套適合于該 礦區(qū) 廢棄尾礦渣場 復墾還田熟化 及重金屬嚴重污染 農田 質量恢復 的綜合技術體系方案，從而使礦區(qū)污染土壤的質量得到根本性地改善，并以期獲得良好的經濟效益、生態(tài)效益和社會效益。29′00″； 北緯 34176。 區(qū)內交通便利 ， 隴海鐵路橫貫東西 ， 同蒲線北連山西 。本 項目研究 主要區(qū)域位于 潼 關縣境內 （ 圖 11） 。 直至 1966年 ，英國南威爾士阿貝芬發(fā)生了一場災難才引起 了人們的極大關注 ， 它使人們更清晰地認識到對礦業(yè)廢棄地進行生態(tài)恢復的重要性 。但是，由于大部分礦區(qū)污染較嚴重，僅僅靠土壤自然恢復時間太長，效果也不很明顯。 我國學者在礦區(qū)廢棄的生態(tài)修復工作方面進行了大量工作，主要研究方向包括以下方面。 19931997年該項目按綜合性系統(tǒng)工程開展尾礦庫 復墾研究，研究內容包括庫區(qū)復墾設計、無土建立植被、壩體穩(wěn)定性研究、復墾區(qū)社區(qū)發(fā)展、復墾政策與指南等專項。