废弃尾矿渣复垦还田试验研究

1、.：.；中国地质调查局工程设计书潼关金矿区土壤重金属污染修复实验研讨总体设计中国地质调查局西安地质调查中心长安大学地质调查研讨院2021 年 4 月 25日潼关金矿区土壤重金属污染修复实验研讨总体设计义务书编号：水202103-008-002工程编码：1212021140024实施/承当单位：长安大学地质调查研讨院工程担任人：易 秀编 写 人：易 秀 姜 凌 赖坤容 谢 娟 徐 斌单位担任人：裴先治：裴先治提交单位： 盖章提交时间：2021年4月25日第一章 前言1.1 工程概略工程来源：青藏高原矿产资源开发地质环境影响调查与评价；义务下达单位：中国地质调查局1212021140024；工程称

2、号：西北地域典型矿山地质环境治理关键技术协作单位：长安大学；义务分工：污染农田土壤重金属修复、尾矿渣场复垦还田农作物种植平安性实验研讨。1.2 目的义务矿产资源开采是迄今最大规模改动地球外表景观和破坏地表生态系统的有组织的人类活动。中国现有国营矿山企业8000多个，个体矿山企业到达23万多个。如此大规模的矿山开采对土地和环境的破坏是惊人的。据2007年统计，全国矿区累计被破坏的土地达2. 88106km2，并且每年以大约467 km2的速度增长，使本已稀缺的土地资源呈加速减少的趋势。矿山资源的开采，导致矿区生态退化与环境污染，尤其在金属矿的开采中呵斥了矿山企业周边地域土壤的严重污染。随着国内外

3、工农业经济的迅猛开展，对矿产资源的需求量呈快速上升趋势我国人多地少，耕地资源非常贫乏，充分利用矿区复垦地便显得非常重要。土壤是世界万物之源，人类生存之本。土壤环境遭到破坏或是遭到污染无疑会给土壤的生态功能带来影响，甚至能够使土壤系统解体、功能丧失。土壤环境是植物生长的基地，经过植物的吸收、积累作用可降解土壤中的污染物质，但同时也能够将污染物转移到植物体内，然后能够经过食物链的方式进入人体，从而危及人体安康。在矿山废弃地生态修复中，土壤的改良是首先需求处理的问题，也是中心问题。 我国在上世纪80年代初开场至90年代煤矿造地复田综合治理研讨，提出了矸石充填复垦、粉煤灰充填复垦和挖深垫浅3种复垦技术

4、。利用废弃物料充填复垦构成农田往往需求较高的投入，甚至由于二次污染等问题而不可行。由于煤矿废弃物中含有多种重金属元素，矸石、粉煤灰充填复垦有能够引起土壤污染；而且这些重金属污染对土壤根本是一个不可逆的过程，重金属进入土壤后很难经过自然过程得以从土壤环境中消逝或稀释，对生物体的危害和对土壤生态系统构造与功能影响不容易恢复。中国矿区受损土地的恢复相当缓慢，相比较而言，对于土壤污染修复的方方面面，研讨任务还处于初步开展阶段，以前人们更多关注的是显性的水、大气的污染，但其比例在逐年提高。在上世纪80年代初得到恢复的矿区废弃地只需0.7%1.0 %，到了80年代末提高到了2%，90年代初增至6.7%，1

5、994年已到达13.3%。1994年得到修复利用的矿区土地面积是1992年和1993年的总和，占全国在1987至1995年期间共修复土地的3.7%。20年之后，采矿占用、破坏土地743万hm2，每年递增4万hm2，但矿山土地复垦率仍缺乏10%；我国大型金属矿山进入集中闭坑期：26%铜矿、40%铅锌矿曾经闭坑或接近闭坑，假设不进展复垦或修复，会导致严重的环境污染问题。 近年来国家和政府也日益高度关注土壤污染的治理任务，但有关矿区污染土壤的修复与生态恢复任务仍存在一些具有挑战性的问题，包括技术方法、资金配套等。假设由各种缘由所呵斥的土地破坏总量的一半能被恢复并用于农业消费，那么中国每年的粮食产量会

6、提高几百亿kg。可见，矿区复垦区土壤质量的改良、土地的消费力的恢复和土壤生态系统安康对中国农业消费、环境维护、生态建立以及区域社会经济可继续开展均具有重要的现实意义。本研讨区位于小秦岭金矿区带西段北坡的灵宝市和潼关县接壤的中低山地域以北的山前冲洪积斜塬区、黄土沟壑台塬区，面积约300 km2。金矿选冶活动，尤其是混汞-浮选法及小汞碾、小氰化、小浮选等“三小提金活动，废水、废渣及冶炼废气的无序排放呵斥了严重的土壤重金属污染及环境效应，呵斥大量农田弃耕。周边农田土壤质量恶化，消费的农产品产量和质量下降，粮食平安遭到要挟，制约了当地的农业经济开展程度，成为建立调和社会的瓶颈。针对上述现状，经过开展野

7、外调查和大量田间实验，提出一套适宜于该矿区废弃尾矿渣场复垦还田熟化及重金属严重污染农田质量恢复的综合技术体系方案，从而使矿区污染土壤的质量得到根本性地改善，并以期获得良好的经济效益、生态效益和社会效益。本工程经过对现有金矿开采区及加工区的各环境要素分析与评价，利用国内外学者普遍认可且经济有效的农业栽培土壤熟化、营养化技术及废弃地工程处置技术，将现有矿区压占废弃地和污染的农田改造为适宜于农业耕种的优质良田，对其耕地质量变化趋势和农作物种植平安性进展长期监测，以期为类似矿区重金属污染土壤防治提供示范和自创。1.3 研讨区范围研讨区位于关中平原东端的潼关县，覆盖了陕西省潼关县全部地域及河南省灵宝市与

8、潼关接壤的西部地段，经纬度范围为：经度11008001102900；北纬342300343800，面积约445km2。潼关县北临黄河，与山西省隔河而望；东北接大荔，以渭水为界；南依秦岭，与洛南相邻；西接华阴市；东与河南省灵宝市接壤。区内交通便利，陇海铁路横贯东西，同蒲线北连山西。与陇海铁道路平行的西安-潼关高速公路由此进入河南。黄河大桥为秦晋衔接通道。乡镇之间有县级公路、简易公路相连。本工程研讨主要区域位于潼关县境内图1-1。图1-1 研讨区概图第二章 研讨现状2.1 国内外研讨概略及进展矿山生态恢复研讨可以追述到20世纪上半叶，其主要内容是研讨如何对一采矿业和开采地下水呵斥的各种塌陷环境进展

9、生态恢复。随着欧洲工业革命的进一步推进，使得人类对资源的要求和开发的规模急剧增长，在轻率地进展开发和获得直接效益中，根本没有思索对土地的破坏，致使土地污染破坏程度由个别开展景象转变为普遍景象。这一景象最早在欧洲出现，虽然部分有识之士对此提出异议，但并未引起注重。直至1966年，英国南威尔士阿贝芬发生了一场灾难才引起了人们的极大关注，它使人们更明晰地认识到对矿业废弃地进展生态恢复的重要性。一些兴隆国家，特别是矿区较多的澳大利亚、德国、美国等国家较早开展了矿区土地修复的相关研讨。经过20多年的开展，矿区土地修复研讨逐渐成为世界各采矿大国的热点研讨课题。Anthony对未被严重破坏和污染的矿区土壤进

10、展了自然恢复的研讨，结果阐明在不进展人工影响的情况下，矿区被破坏的土壤可以进展自我恢复。但是，由于大部分矿区污染较严重，仅仅靠土壤自然恢复时间太长，效果也不很明显。为了促进废弃土地快速演化和土壤培育，消除污染，改善土壤环境质量，目前在国外矿区土壤修复方面研讨较多的是土壤重构。土壤重构研讨主要集中生物种类与活性、土壤理化性质与矿物学特性、土壤重构研讨新技术的运用等三个方面。世界各国根据本身情况和技术程度，其生态恢复偏重点各不一样，表现为：欧洲由于工业资源的过度开发而偏重于矿山废弃地的恢复；北美洲那么偏重于水体和林地恢复；新西兰和澳洲那么由于其畜牧业而偏重于草原管理与恢复；中国那么由于人口众多而强

11、调农业综合利用和农业复垦任海等，2001；赵晓英等，1998)。我国学者在矿区废弃的生态修复任务方面进展了大量任务，主要研讨方向包括以下方面。1矿山废弃地复垦我国金属矿山废弃地大规模有组织的复垦任务起步较晚，而目前近2 /3的矿产资源处于中后期开采阶段或接近枯竭，在未来的几十年将有不少矿山封锁，大量的废弃地需求复垦。何书金和苏光全挑选出了影响矿山废弃地复垦潜力的自然和社会经济条件方面的4类14个亚类因子，并划分为6个等级，为全国矿山废弃地复垦潜力的评价及矿山废弃地的有效合理利用提供了参考。中澳矿山废弃物研讨管理工程是原中国有色金属工业总公司和澳大利亚在环境维护复垦领域的初次技术协作工程。199

12、3-1997年该工程按综合性系统工程开展尾矿库复垦研讨，研讨内容包括库区复垦设计、无土建立植被、坝体稳定性研讨、复垦区社区开展、复垦政策与指南等专项。我国一些已获得较好成果的金属矿山废弃地复垦的案例见表2-1。表2-1 我国部分金属矿山废弃地复垦实例矿山或治理者复垦义务及效果中国铝业贵州分公司第一铝矿1998-2005 年以来，开展了大规模自行复垦活动，植树5.9 万株, 排土场复垦面积29.11万m2，采空区复垦6.0万m2，矿区荒山、坡地复垦绿化8.25万m2。废弃排土场、采空区植被覆盖率达80. 7%。孝义铝土矿， 平果铝业公司铝土矿采场、排土场复垦18万m2， 复垦率74%。将工程复垦

13、与生物复垦有机结合，建立了剥采、排土与复垦结合新工艺，获得有色金属协会科技提高二等奖。铜陵有色集团公司五公里尾矿库复垦，建立了13 hm2无土植被，提出了“兼绿地与建筑用地为一体复垦方式。中条山有色金属集团公司毛家湾尾矿库复垦为农业用地，研讨了尾沙覆盖方法、尾沙改良熟化措施： 用少量黄土与尾砂混合覆盖，改良了尾沙构造, 是一种经济有效的复垦方法。广东乐山铅锌矿在尾矿废弃地上铺盖厚约20 cm渣滓及20kg /m2石灰, 提高了尾矿pH 值，降低了电导率，有效防止了下层尾矿的酸化， 植物生长良好。铜陵狮子山矿，铜陵有色集团公司水木冲尾矿库无土植被边坡稳定技术研讨，胜利运用在共6期后期坝的护坡上。

14、在控制坝坡水土流失、边坡汛期险情上获得良好效果。2废弃地重金属污染的植物修复植物修复技术是近些年来开展起来的土壤修复技术。植物修复技术可分为植物提取、植物挥发、根际过滤和植物固定4种类型。普通将前三者统称为去除过程，而将后者称为稳定过程。与覆盖土壤、物理和化学处置方法相比，植物修复技术具有本钱低、原位修复、不呵斥二次污染等多种优势，因此成为国际范围的研讨热点。我国近来在这方面的研讨也获得了一定成果，针对不同的重金属，挑选出了对应的高富集植物。如对于Pb，超富集或富集植物有羽叶鬼针、土荆芥、印度芥菜、双穗雀稗、雀稗、芥菜、银合欢等；对于Cd，有龙葵、小白菜、结球甘蓝、印度芥菜等；对于As，有蜈蚣

15、草、大叶井口边草等；对于Cu，有鸭跖草、印度芥菜、密毛蕨等；对于Zn，有东南景天、大叶相思、印度芥菜等；对于Hg有加拿大白杨幼苗等。3再造耕作土，改善矿山废弃地土壤肥力，加速土壤熟化由于废弃尾矿渣场外表缺乏耕作土，因此复垦还田的第一步就要再造耕作层。对于新建的耕作层有机质、氮、磷等营养物质缺乏，是植物生长的限制因子之一，很多学者用化肥、有机废弃物和固氮植物如豆科植物改良土壤的营养情况来处理这类问题。一是种植豆科牧草。主要是用来添加土壤营养，加速土壤熟化。首先种植豆科灌木或牧草 有固氮作用，然后将植物 有机物经过多种方法归还土壤，如绿肥压青、秸秆还田。经过如此循环来提高土壤有机质含量，加速土壤熟

16、化和土壤改良速度。二是参与食用菌废料。食用菌废料中含有许多植物需求的营养物质，其中残留的菌丝体在其生长发育过程中能分泌出一些酶，可以促进生化反响，因此能从复杂的有机物中释放出更多的易被植物吸收的营养物质，并能起到活化土壤的作用，能为多种土壤微生物提供生长基质，所以是很好的土壤改良剂。另外有机肥对多种污染物在土壤中的固定有明显的作用。如红壤种上绿肥紫云英后，镉在土壤溶液中的含量明显减少。适量施用有机肥可以防止作物的汞污染，降低汞的迁移才干。但有机肥对各种污染物的作用在不同的土壤中表现不一，因此在施加有机肥时应根据不同的土壤谨慎对待。莫测辉等将城市污泥运用在矿山废弃地的复垦中，证明城市污泥及其堆肥

17、是一种良好的有机肥料和土壤改良剂；但在运用前必需对城市污泥进展检测及处置，重金属含量超标的不能运用，以防止加重废弃地的污染。刘莉莉等研讨发现，土壤生物肥力程度是胜利地进展矿业废弃地土地管理的关键要素之一，是矿业废弃地生态恢复和治理的重要目的。龙健等经过察看浙江哩铺铜矿废弃地复垦土壤的微生物特征，发现矿区复垦土壤微生物区系发生明显改动。4区域生态系统的恢复和重建矿山废弃地生态恢复是一项综合性很强的任务， 要站在区域(小流域)的高度思索其生态系统的恢复及其可继续开展问题。在恢复和重建的同时，应以小流域为单元对区域进展综合整治和建立区域生态恢复及重建方式。杨福海等研讨迁安市包官营铁矿的恢复重建过程中

18、，在可继续开展实际指点下，以矿养农，因地制宜综合开发，农林牧副渔全面开展，利用尾矿、废石改良荒山36.7hm2，复垦土地23.3 hm2，并改旱田为水田6.7 hm2，建果园60多hm2、鱼塘1.8hm2、养鸡场养鸡棚7座，构成了良好的区域生态系统。矿山的综合整治同时还带动了机修业、运输业、加工业的开展，并使部分剩余劳动力得到了安顿。青南砂金矿治理恢复面积达67193 hm2，修复的河道宽10 m、深112 m，根本恢复了原河床的位置与形状。治理恢复区播种披碱草，面积67193 hm2草场圈定了网围栏。经过治理，过去采区沙堆、采金坑遍及，满目狼籍的景象已不复存在。现治理恢复区地形平坦，披碱草长

19、势良好，水土流失量降低，地质和生态环境得到明显改观。经过两年的围栏养护，治理恢复区披碱草产草量为自然形状下的511倍，成为矿区过采区综合治理的一个“绿色植被示范区。2.2 研讨区污染土壤修复及防治任务开展方向1完善政策法规，尽快实施对小型矿山的有效管理。经过对矿区小矿山的调查，应尽快修订和完善有关土地复垦与生态恢复的政策法规，制定土地复垦法和生态恢复指南。建议成立专门的小型矿山管理机构，或者将对小型矿山的管理权限下放给县级政府， 让当地政府按国家和地方的法规政策实施管理。2加强技术协作，多学科结合攻关。矿区复垦耕地土壤修复一个复杂的系统工程，与生态、地质、土壤、肥料、作物栽培、林业、农田水利、

20、环境维护、毒理、美学、农艺、地理等许多学科有关。因此，生态和环境维护界等各方面的学者应和采矿界的技术人员结合攻关，经过引进植物新种类，改善植物生长性能；利用化学工程技术加速土壤的改良和熟化，使矿区复垦耕地的土壤质量在短时期内获得较大进展和突破。3扩展对重金属超富集植物的挑选。矿区废弃地重金属污染严重，而植物修复对其治理有较好的前景和优势。因此应积极开展适宜当地自然环境条件的超富集植物的挑选，这对金属矿区废弃地生态恢复任务具有重要的实际意义和实际价值。4建立金属矿山废弃地生态恢复示范工程。国内对单个矿山的案例研讨较多，而在黄土地域对矿区废弃地生态重建所面临的共同问题研讨较少。建议将矿业废弃地按污

21、染程度划分为不同的类型，按不同类型实施不同的污染土壤修复方案，建立实验示范工程，集中优势科研力量和资金，攻克共性的难关，构建同类型矿区重金属污染土壤生态恢复可行方式，并开发培育成套技术。第三章 研讨区地质背景3.1 研讨区地质背景3.1.1 地层潼关金矿区地处华北地台的渭河小区、金堆城小区接壤带。主要出露地层有太古界太华群中-高级蜕变岩系和新生界第四系黄土。太华群(Ar2)，分布于潼关县南部秦岭基岩山地域，出露面积45km2。岩性特征可分为上下两个岩套，即太峪岭岩套和翁岔铺岩套。太华群地层年龄为晚太古代，新生界第四系广布于潼关县山前大断裂以北的冲洪积斜源和黄土沟壑地貌区，南部山区有零星分布。主

22、要为早-中更新统三门组冰湖相冲洪积堆积层和中-晚更新统离石组、马兰组风积黄土及全新统现状河流堆积。马兰组表层为耕作熟化的塿土，是潼关县主要农业耕作土壤3.1.2 岩石研讨区内岩浆活动较为发育，具有期次多、岩性复杂等特点。按时代可分为太古代、元古代、加里东-华力西期、印支期、燕山早期等。其中太古代侵入岩主要有花岗岩、伟晶岩和混合花岗岩，以前者为主，多呈岩脉状，分布在太峪、桐峪以及篙岔峪沟脑，主要组成矿物有斜长石(30%)、微斜长石(45%)、石英(20%)、黑云母(5%)。后者为岩株、岩床状，分布于大西沟和蒲峪三官庙一带，岩性为阴影状斜长混合花岗岩，主要矿物由钾长石50%、石英30%35%、斜长

23、石15%、黑云母5%10%组成。加里东-华力西期侵入岩出露于文峪、泔涧峪和小文峪，岩性为二长花岗岩。主要组成矿物为微长石(25%40%)、斜长石(30%50%)、石英(20%25%)、黑云母(5%)，斑晶为微斜条纹长石。伴生副矿物有磁铁矿榍石、磷灰矿锆石、萤石、黄铁矿等。岩石化学总体为富硷(钠质)花岗岩。Na2O+NaO为8.3%9.06%，钠略大于钾，K2O/Na2O比值为0.81。3.1.3 地质构造潼关县地处小秦岭太华台拱与汾渭断陷接合部。由于古老基底太华群的长期隆起和渭河断凹的不断下降，构成悬殊的地形地貌单元和构造单元。在新构造运动的作用下，山前断裂发生间歇性剧烈抬升，山麓冲洪积扇群叠

24、覆，河流长期蒙受剥蚀夷平，构成了现代地质构造景观。3.2 研讨区矿产资源开发情况研讨区矿产资源开发主要以金矿开发为主，金矿开发是该县的支柱性产业。近年来，全县仅县属和集体企业黄金产量稳定在10万两左右，产值22.5亿元，利润20003000万元。黄金矿业产值占全县国内消费总值77.5亿元的30%左右；黄金企业对县财政的奉献率在70%以上。详见表3-1表3-1 陕西潼关金矿区主要矿山企业消费情况一览表企业称号实践消费才干万t年末保有万t消费情况东桐峪金矿20.4223.13消费大煣峪金矿4.1163.66消费小口金矿4.19.25消费玉石峪金矿2.911.652消费李家金矿8.866.9消费太要

25、金矿1.480.32消费黄金冶炼厂1.53.3478消费秦太金矿1.51.173消费陕西基指金矿1.56.2308消费渭南市金矿1.5消费窑上金矿1.61.825消费秦河矿业1.2消费合计50.56消费资料来源：渭南市矿山资源开发利用现状图，渭南市国土资源局等，2003.6以黄金为主导的矿产资源开发利用，极大地促进了当地经济社会的开展，在过去二十年及其今后相当长的一段时间内，黄金矿业都将作为该县经济开展的支柱产业。同时，潼关县黄金矿业在二十多年的开展过程中，也出现了一些不可忽视的问题：金矿后续资源紧张，可继续开展遭到要挟。目前大多数企业难以保证三年可供开采的探明储量。企业探矿各占一方，攻其一点

26、，缺乏全局性、系统性。采矿和选矿对生态环境的破坏和污染比较严重。植被破坏、河道堵塞、水质污染、水循环系统改动、地灾隐患严重。第四章 指点思想和技术道路4.1 指点思想矿区废弃尾矿渣复垦还田及农田土壤重金属污染修复是国家环境维护“十二五规划的重点内容之一，是“十二五削减总量-改善质量-防备风险的规划主线的主要表达，是改善民生、保证平安的集中所在。因此本项研讨中，要依托科技进展科学的污染评价，分区、分类有针对性地采用经济高效的修复技术，有组织的开展受污染土壤治理与修复试点示范工程研讨，维护好、维护好、实现好人民群众的根本利益。根据矿区重金属污染的实践现状，采用合理的生态治理工程，突出重点、循序渐进

27、，分步实施。对各类保证措施尽量提出简单、有效、易操作的方式方法，最大程度的节约人力、物力和财力，从而科学有效的完成预定义务。4.2 技术道路针对矿区废弃尾矿渣场的分布面积及农田耕地污染程度和污染物的特点，在广泛搜集国内外研讨资料的根底上，进展典型污染区调研陕西潼关金矿区，对重污染区的土壤消费潜力、植被生长情况、矿区开采对周边环境的影响程度进展现场调查，为矿区土壤修复熟化实验提供背景数据和参数；充分调研国内有关重金属污染土壤修复、熟化及防治技术，结合当地的实践情况，分析目前矿区土壤修复防治技术的开展方向；设计野外小区实验方案，并约请专家进展论证，确保实验的可操作性和可靠性，以到达实施本工程要求的

28、目的；在小区实验的根底上，经过优选，提出适宜于该矿区的土壤修复技术，进展长期定位观测实验，为今后矿区土壤修复熟化提供根底保证和技术体系，以期产生良好的经济效益、生态效益和社会效益。第五章 研讨内容及任务部署5.1 研讨内容 研讨内容包括两大实验。1污染农田土壤重金属修复实验1物理修复客土与原土不同比例混合、上下层土均匀混土2农作物构造调整小麦、玉米、马铃薯等 2尾矿渣场复垦还田土壤熟化及营养化实验1隔离层和平安覆土方式实验2土壤快速熟化及营养化实验绿肥压青5.2 实验方案5.2.1 制定实验方案的根据1重金属污染土壤修复方法的选择目前重金属污染土壤的修复方法主要有三大类：物理工程措施；化学修复

29、措施；生物修复措施，包括植物修复和微生物修复技术。在本研讨区黄土地域由于土壤的理化性质和特定的重金属种类Hg、Cd、Pb，采用化学技术修复污染土壤，或者是生物修复中的微生物修复，技术尚不成熟，且有一定的局限性，难以大规模处置污染土壤。因此本实验中，思索被修复土壤最终进展农业消费的目的，选择物理工程措施客土掺混、布设不同隔离层、覆盖层结合植物修复措施不同农作物合理规划进展矿区废弃矿渣场复垦还田和重金属污染农田修复。2污染因子的选择 国土资源部“重点矿区环境地质问题专题调查( 200412300057) ；国土资源部“陕西潼关金矿区环境地质问题专题调查( 200412300057- 1)研讨成果阐

30、明，1研讨区土壤中汞、铅、镉、铜、锌元素的含量均值高于全国土壤背景值、关中地域塿土背景值、邻区4060cm似背景值和耕作层对比值。2矿业污水灌溉型土壤剖面上，Hg含量超标深度已达35cm，Pb、Cd超标深度达25cm；Hg、Pb、Cu累积污染超标深度达60 cm，Cd为25 cm。尾矿渣淋溶型土壤剖面上，Hg超标深度20cm，Hg、Pb、Cd累积污染超标深度达140 cm。根据以上研讨成果，本研讨选择重金属Hg、Pb、Cd作为污染因子。3供试农作物的选择根据国土资源部“陕西潼关金矿区环境地质问题专题调查 ( 200412300057- 1)研讨成果，金矿区薯类作物、玉米籽粒吸收累积重金属比小麦

31、籽粒少的特点，结合当地消费实践，选择玉米、小麦、马铃薯和大豆作为供试作物。其中选择大豆是由于豆科作物的特点，其根茎叶作为绿肥压青培肥土壤，显著改善土壤构造性，加速复垦土壤熟化，缩短复垦周期。4工程措施中隔离层资料的选择隔离层资料的选择该当思索其本身具有惰性、有害物质含量低、浸透系数小、价廉易得等特点。因此根据其他学者的研讨成果和当地实践情况，选择黄土、熟石灰、细沙组成的“三合土作为隔离层，起到隔水、化学稳定的作用，防止重金属挥发或随毛细管作用向表土层的迁移。同时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。5.2.2 实验方案1污染农田土壤重金属修复实验1研讨区域：矿区重污

32、染农田2研讨目的：按不同比例的客土掺混、上下层土均匀混合两种方式，来降低耕作层土壤重金属含量，得到最正确掺混量；选用不同种类的农作物和规划方式，经过种植到达既可以使土壤中污染物的残留量降到最低程度，又能使农作物中污染物的量到达食品卫生规范的目的，同时使土壤的消费力和综合质量得到提升。3实验设计：根据该地域土壤重金属测定结果，Hg、Cd、Pb三种元素中以Hg污染最严重，因此客土掺混量及上下层混合深度的计算主要根据污染土壤中Hg的超标倍数。实验8个处置程度，每个处置程度3个反复，合计24个处置。每个处置的耕作层深度保证在80cmA对照：原土80cm+小麦+玉米B对照：原土80cm+马铃薯+C：掺混

33、20cm厚客土+原土60cm+D：掺混20cm厚客土+原土60cm+E：原土40cm 上下层混匀+原土40cm+小麦+玉米F：原土40cm 上下层混匀+原土40cm+马铃薯+玉米；G：原土80cm上下均匀混合+小麦+玉米H：原土80cm上下均匀混合+马铃薯+玉米每个处置的小区面积长5m，宽4m，24个不同处置的小区随机陈列如图5-1。A-1B-1A-2B-2A-3B-3C-1D-1C-2D-2C-3D-3E-1F-1E-2F-2E-3F-3G-1H-1G-2H-2G-3H-3图5-1 实验小区随机分布图阐明：A、B、C、D、E、F、G、H实验的8个处置；1，2，3每个处置的反复实验数。每个小区

34、的分布如图5-2所示，黑色区域为小区边境，宽0.25m，作为维护带，边境内不种植作物。因此，每个小区实践种植作物的面积为4.75m3.75m。图5-2 实验小区表示图 4每个小区中客土的掺混量计算：客土容重按1.20g/cm3计，那么每个小区掺混20cm厚客土重4300kg。5种植方式：常规种植。施肥量按大田每亩用量折算，栽种前一次施入，生长期间不再追肥。整个生育期，灌溉定额、灌水时间按作物需求量和土壤干旱程度确定，但一切处置的灌水时间坚持一致。2尾矿渣场复垦还田土壤熟化及营养化实验1研讨区域：尾矿渣场 2研讨目的：经过布设隔离层、不同方式的平安覆盖技术，最终选择出一个工程量小，并可以有效阻止

35、污染物分散迁移的平安覆盖层。经过种植不同类型作物和合理规划，到达快速熟化土壤，并能显著提高肥力的目的，从而为矿区建立复垦还田实验示范基地提供有效数据。3实验设计：每个处置的隔离层由黄土、熟石灰、细沙“三合土组成，隔离层和覆盖层厚度保证80cm。 隔离层和平安覆土方式实验：8个处置程度，每个处置程度3个反复，合计24个处置。A对照：尾矿渣推平碾实+50cm客土压实30cm客土压实+旋耕2025cmB对照：尾矿渣推平碾实+50cm客土压实30cm客土压实+旋耕2025cmC对照：尾矿渣推平碾实+80cm客土压实旋耕2025cm+小麦+玉米；D对照：尾矿渣推平碾实+80cm客土压实旋耕2025cm+

36、马铃薯+玉米E：尾矿渣推平碾实+10cm隔离层40cm客土压实30cm客土压实+旋耕2025cmF：尾矿渣推平碾实+10cm隔离层40cm客土压实30cm客土压实+旋耕2025cmG：尾矿渣推平碾实+10cm隔离层70cm客土压实旋耕2025cm+小麦+玉米H：尾矿渣推平碾实+10cm隔离层70cm客土压实旋耕2025cm+马铃薯+玉米 土壤快速熟化及营养化实验绿肥压青：合计4个处置。I：尾矿渣推平碾实+50cm客土压实30cm客土压实+旋耕2025cm+大豆压青翻入J：尾矿渣推平碾实+80cm客土压实旋耕2025cm+大豆压青翻入K：尾矿渣推平碾实+10cm隔离层40cm客土压实30cm客土

37、压实+旋耕2025cm+大豆压青翻入L：尾矿渣推平碾实+10cm隔离层70cm客土压实旋耕2025cm+大豆压青翻入每个处置的小区面积和分布同于实验1，24个不同处置的小区陈列如图5-3。A-1B-1A-2B-2A-3B-3IC-1D-1C-2D-2C-3D-3JE-1F-1E-2F-2E-3F-3KG-1H-1G-2H-2G-3H-3L图5-3 实验小区随机分布图阐明：A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L实验的12个处置；1，2，3每个处置的反复实验数。4隔离层和平安覆盖层的资料及用量：每个小区中隔离层由黄土、熟石灰、细沙按5:3:2 体积比配制，隔离层容重按2.0g/cm3计，那

38、么每个小区10cm隔离层土重3600kg；平安覆盖层客土容重按1.40g/cm3计，5种植方式：常规种植。同于实验实验1。3土壤和植物样监测1土壤样品测定：样品类型：作物种植前后原土、客土，不同处置后的耕作层土样；测定工程：pH，含水量，容重，有机质，全氮，全磷、碱解氮、速效钾，速效磷，水溶盐分，重金属元素Hg、Cd、Pb含量。2植物样品测定：作物收获后不同器官籽粒、块茎重金属元素含量Hg、Cd、Pb；作物发芽率、不同生长期株高、叶片面积、蛋白质、可溶性糖、叶绿素、电导率、根系活性面积等植物生理目的；千粒重，作物产量。5.3 任务部署5.3.1 任务部署思绪1在了解国内外重金属污染土壤修复防治

39、措施的根底上，提出潼关矿区废弃尾矿渣场和重度污染土壤复垦还田及熟化的工程技术措施和植物修复的初步方案，组织相关专家对矿区重金属污染土壤工程修复和植物修复设计思绪和实验方案进展论证任务，以保证矿区生态修复工程的顺利实施和实验结果的可靠性；2以陕西潼关矿区为研讨对象，开展矿区土壤消费潜力、植被生长情况、矿区开采对周边环境的影响程度现场调查，为矿区土壤修复实验提供背景数据和参数；3按照野外实验研讨内容，开展不同内容的研讨任务。在总结研讨成果的根底上，对各种实验方案优选，提出适宜于该矿区的土壤修复熟化技术体系。5.3.2 任务进度安排1资料搜集、现状调查及评价，1个月；2污染农田土壤重金属修复实验、尾

40、矿渣场复垦还田农作物种植平安性实验，18个月；3修复及熟化后的矿区土壤综合质量评价研讨及验收，5个月。第六章 实物任务量污染农田土壤重金属修复实验、尾矿渣场复垦还田农作物种植平安性实验各有1个实验场，分布52个处置；每个处置小区面积为5m4m，合计开挖面积1040m2；按平均开挖深度80cm计，合计挖方量832 m3；种植小麦、玉米、马铃薯、大豆4种类型作物；按一年单次实验估计，采集耕层土壤样品52个，测定工程13个；估计采集植物根、叶、籽实样合计200第七章 预期成果预期成果主要包括：1污染农田土壤重金属修复关键技术；2尾矿渣场复垦还田农作物种植平安关键技术；3潼关金矿区土壤重金属污染修复效

41、果综合评价研讨报告；4国内外重要期刊发表研讨论文2篇以上。第八章 组织机构及人员安排8.1 专题工程组人员安排专题工程组人员安排及分工如表8-1。表8.1 专题研讨人员任务安排表序号姓名职称专题中承当的职责任务时间1易 秀教 授专题总担任人，担任专题的方案设计、经费预算、研讨过程的监管、成果汇总12个月2姜 凌副教授野外实验的详细实施、研讨报告撰写等12个月3赖坤容副教授野外实验察看、样品监测分析任务。10个月4谢 娟高级工程师野外采样、室内化学分析等任务。10个月5徐 斌工程师数据分析、图像处置、建模等任务。4个月6臧友华硕士研讨生室内外实验观测、分析、数据整理等任务。10个月8.2 专题工

42、程担任人易 秀，女，48岁，教授，1989年获农业环境维护专业硕士学位，2003年获地质工程专业博士学位，硕士生导师。 先后主持及参与了国家科技部艰苦科技攻关工程、，国家自然科学基金工程，教育部高等学校学科创新引智方案工程，陕西省水利厅工程和。其中2006年获陕西省科技提高3等奖。出版专著3部： 1黄土类土对铬砷的净化机理及其迁移转化研讨，陕西科学技术，2006，专著；2土壤化学与环境，化学工业，2021，主编；3环境科学实验技术，化学工业，2021，主编。近年来在土壤重金属污染研讨方面发表科研论文40余篇。主要有：1污染损失率法在土壤重金属污染评价中的运用.,2021,26(12): 64-

43、68.2Yi Xiu, Jiang Ling, Bu Ping-pingprehensive Assessment on Soil Quality in Jinghuiqu Irrigation District of Shaanxi Province.Proceedings of 2021 International Symposium on Water Resource and Environmental Protection. China: Shaanxi, Xian, May 20-22, 2021. Ei检索3陕西省泾惠渠灌区土壤肥力质量综合评价.,2021,25(2): 132-.

44、4陕西省泾惠渠灌区土壤肥力质量变化趋势研讨.,2021,30(3): 114-117.5陕西省泾惠渠灌区土壤重金属污染潜在生态风险评价.,2021, 28(6): 217-221.6陕西省泾惠渠灌区土壤重金属污染累积趋势预测.,2021,19(9): 2209-2213.7陕西省泾惠渠灌区土壤重金属地质累积指数评价.,2021, 32(3):288-291.8陕西省泾惠渠灌区土壤重金属环境质量现状及评价.,2021,30(3): 153-157.9铬砷及其交互作用对黑麦生理的影响.,2021,26(4):65-69.10铬砷及其交互作用对其土壤-植物系统迁移的影响.,2021,22(2): 6

45、2-65.11铬和砷及其交互作用对黑麦生长的毒性效应.,2021,17(1):201-205.12西安市污灌区土壤中重金属潜在生态危害评价.,2007,21(3): 118-120.8.3 工程主要成员姜 凌，女，36岁，副教授，2021年获长安大学地质工程专业博士学位。主要从事水土污染监测及治理方面的研讨任务。在本工程中承当野外实验的详细实施、研讨报告撰写等任务。赖坤容，女，42岁，副教授，2021年获长安大学地质工程专业博士学位。主要从事水文地球化学及化学分析方面的任务。本工程中承当野外实验察看、样品监测分析任务。谢 娟，女，50岁，高级工程师，硕士学位。主要从事运用化学工程分析、环境监测

46、等方面的任务。本工程中承当野外采样、室内化学分析等任务。徐 斌，男，35岁，工程师，博士研讨生。2005年获长安大学地理信息工程专业硕士学。主要从事地理信息系统、遥感在环境领域的工程运用研讨。在本工程中承当数据分析、图像处置、建模等任务。臧友华，男，23岁，在读硕士研讨生，环境工程专业。本工程中承当室内外实验观测、分析、数据整理等任务。第九章 经费预算9.1 工程概略工程承当单位均为长安大学，工程性质属于科研工程，任务起止年限为2021.1-2021.12。工程经费20万元。任务区范围为陕西地域。总体任务目的：本工程经过对现有金矿开采区及加工区的各环境要素分析与评价，利用国内外学者普遍认可且经

47、济有效的农业栽培技术及废弃地工程处置技术，将现有矿区压占废弃地和污染的农田经过一系列工程和土壤熟化措施，使其转变为适宜于农业耕种的优质良田，并对其耕地质量变化趋势和农作物种植平安进展长期监测，以期为类似矿区重金属污染土壤防治提供示范和自创。9.2 预算编制根据 1中国地质调查局关于下达地质矿产调查评价专项2021年工程义务书的通知中地调函202120号；2中国地质调查局关于做好2021年地质矿产调查评价工程预算编制与审查任务的通知中地调函202128号；3中国地质调查局办公室关于下达2021年地质调查专项资金设备购置方案的通知中地调办发202160号；4中国地质调查局发地质调查工程财政支出绩效

48、考核评价方法试行中地调发2021号；5中国地质调查局关于进一步加强地质调查与科研工程四项经费管理的通知中地调函2021317号；6专题工程设计报告任务方案；7财政部、国土资源部关于印发的通知财建2021174号；8中国地质调查局关于印发地质调查工程管理方法的通知中地调发202118号；9中国地质调查局关于加强地质调查工程委托业务管理的通知中地调函2021343号；10中国地质调查局关于加强地质调查工程委托业务费管理的通知中地调发2021208号；11中国地质调查局关于地质矿产调查评价工程预算编制和审查要求试行的通知中地调函202188号；12中国地质调查局关于地质矿产调查评价工程预算编制与审查

49、补充要求的通知中地调函2021255号；13中国地质调查局2021年10月发布的2021年试用；14中国地质调查局关于印发的通知中地调发2021239号； 15财政部、平安监管总局关于印发的通知财企202116号；16财政部关于印发的通知财行2006313号；17财政部、国土资源部、中国地质调查局公布其他有关财经制度和要求； 18西安地质调查中心工程管理方法以及财务管理制度；19中国地质调查局中地调发202155号；20；21长安大学有关工程管理制度、规定。9.3 采用的费用规范和测算根据本任务工程属于科研工程，按照乙类工程编制设计预算。计算方法是根据“任务手段的内容，按照“量价费数量预算规范

50、=预算费用的方法，逐项进展预算，逐级汇总编制而成。下面对各预算明细表所采用的费用规范和计算方法逐一阐明。1办公费预算明细预算中列入办公费的主要有优盘、挪动硬盘、计算器、档案袋、订书机针、胶水、橡皮擦、信封、图书资料、胶带纸等。按40人月，200元/人月计，合计40200元/人月=8000元。办公用品合计0.80万元。2印刷费预算明细印刷费主要包括普通印刷和论文版面费。研讨期间各种资料、图件复印按30份、100元/份计，合计30100元/份=3000元；工程设计论证报告、工程成果报告按30份、100元/份计，合计30100元/份=3000元；发表论文按5篇、2000元/篇计，合计52000元/篇

51、=10000元。印刷费合计1.60万元。3水电费预算明细水电费预算是根据研讨区的收费规范。水按4.5元/吨计，共需求400吨，合计4004.5元/吨=1800元，主要用于田间实验农作物灌溉；抽水及其他实验用电按0.80元/度计，需耗电500度，合计5000.8元/度=400元。水电费合计0.22万元。4邮电费预算明细邮电费预算包括资料邮寄费用、网络通讯费、费等。邮寄费按500元/年、1年计，合计1500元=500元；费按50元/人月、40人月计，合计4050元/人月=2000元。邮电费合计0.25万元。5交通费预算明细交通费主要包括市内交通费和野外实验汽车租赁费。市内交通费按10月、150元/

52、月计，合计10150元/月=1500元；汽车租赁费按5次、500元/次计，合计5500元/次=2500元。交通费合计0.40万元。6差旅费预算明细差旅费包括资料搜集调研、野外实验过程中所发生的交通费、住宿费以及补贴和公杂费等费用。其中西安至北京地域交通费往返按1500元/人次、2人次计，合计21500元/人次=3000元；出差时间按2人、5天、住宿费150元/人天、伙食费补贴50元/人天、公杂费30元/人天计，合计25150元/人天+50元/人天+30元/人天=2300元，交通和住宿合计0.53万元。西安至其他省会城市交通费往返按1500元/人次、2人次计，合计21500元/人次=3000元；

53、出差时间按2人、5天、住宿费150元/人天、伙食费补贴50元/人天，合计25150元/人天+50元/人天=2000元，交通和住宿合计0.50万元。潼关地域出差时间按5人、60天、住宿费150元/人天、伙食费补贴50元/人天计，合计560150元/人天+50元/人天=60000元，住宿、伙食补贴等合计6.00万元。省内外差旅费合计7.03万元。7公用资料预算明细该费用主要包括实验资料、样品测试试剂、外送样品测试费及公用燃料费等。主要为污染土壤修复和废弃矿渣场复垦还田实验中购买资料。取样资料样品袋、取样工具等按5批、300元/批计，合计5300元/批=1500元；种子、化肥、农药按2次、1500元

54、/次计，合计21500元/次=3000元；自测样品购买化学试剂无机和有机试剂按60瓶、80元/瓶，合计6080元/瓶=4800元；玻璃器皿按200件、20元/件计，合计20020元/件=4000元；外送样品土壤样品按40个、测定8个工程、 80元/个工程计，合计40880元/个工程=2.56万元；植物样品按50个、3个工程、100元/个工程计，合计503100元/个工程=1.50万元。A4复印纸按5箱、280元/箱计，合计5280元/箱=1400元；墨盒按2套、500元/套计，合计2500元/箱=1000元；硒鼓按2个、600元/个计，合计2600元/个=1200元。以上公用资料合计5.75万

55、元。燃料费主要涉及土样、植物样的运输、保管中所耗燃料按500升、8.00元/升计，合计500 8.00元/升=4000原资料及公用燃料费合计6.15万元。8咨询劳务费预算明细咨询劳务费主要用于工程的设计审查、成果验收以及暂时雇用人员的劳务费。设计审查、成果验收咨询费各按1单位次、4000元/单位次计，合计14000元/单位次=4000元。设计审查、成果验收咨询费合计0.8万元。 咨询费用主要是专家现场咨询，按5人次、800元/人次计，合计5800元/人次=4000元。合计0.40万元劳务费用于支付在工程实施过程中暂时雇用工人的工资及研讨生劳务费。污染农田土壤重金属修复实验暂时工以月平均1人计算

56、，5个月累计雇用5人月；尾矿渣场复垦还田农作物种植平安性实验暂时工以月平均1人计算，5个月累计雇用5人月；两个实验累计雇用暂时工为10人月，按照西安市市场价钱1200元/人月计，合计101200元/人月=1.20万元。研讨生劳务费两个实验累计任务时间为10人月，按照长安大学规范600元/人月计，合计10600元/人月=0.60万元。劳务费合计1.80万元。 咨询劳务费合计3.00万元。9维修费预算明细该费用用于必需开支的固定资产的修缮和维护费用。包括对打印机、计算机易损部件的维护和改换。打印机损坏部件按5件、200元/件计，合计5200元/件=1000元；计算机损坏部件按5件、300元/件计，

57、合计5300元/件=1500元。维修费合计0.25万元。10其他费用预算明细其他费用主要包括劳动维护费用。劳动维护费用内业按4人年、300元/人年计，合计4 300元/人年=1200元；外业按3人年、600元/人年计，合计3 600元/人年=1800元。劳动维护费合计0.30万元。9.4 预算的合理性可靠性分析本预算的编制是在充分了解工程任务方案意图根底上，按照有关根据及规定编制完成的，其编制根据可靠，费用测算过程合理，因此该任务方案预算是可靠的和可行的。本工程2021年经费预算20万元，预算费用构成比例合理，可以保证工程顺利开展。9.5 其它需求阐明的问题表9-1 工程费用构成及比例序号费用

58、工程本年预算(万元)费用构成备 注甲乙合计20.00100.00%1办公费0.804.00%2印刷费1.608.00%3水电费0.221.10%4邮电费0.251.25%5交通费0.402.00%6差旅费7.0335.15%7公用资料和燃料费6.1530.75%8咨询劳务费3.0015.00%9维修费0.251.25%10其他费用0.301.50%9.6 预算表本工程设计预算由1张主表，10张附表组成，分别为：地质调查任务工程支出预算明细表主表(预工-1)，办公费预算明细表(预工附-1)，印刷费预算明细表(预工附-2)，水电费预算明细表(预工附-3)，邮电费预算明细表(预工附-4)，交通费预算

59、明细表(预工附-5)，差旅费支出预算明细表(预工附-6)，公用资料和燃料费预算明细表(预工附-7)，咨询劳务费预算明细表(预工附-8)，维修费预算明细表(预工附-9) ，其他费预算明细表(预工附-10)。预工1地质调查任务工程支出预算明细表2021年度任务工程称号：西北地域典型矿山地质环境治理关键技术任务工程编号：1212021140024专题工程称号：潼关金矿区土壤重金属污染修复实验研讨专题工程编号：单位：万元费用工程预 算备 注总计2021年度甲12345收入合计20.0020.00-一、财政拨款20.0020.00-二、地方政府拨款三、单位自筹四、其他资金支出合计20.0020.00-一

60、、办公费0.80.80-二、印刷费1.601.60-1.报告印刷0.600.60-2.论文版面费1.001.00-三、水电费0.220.22-1.水费0.180.18-2.电费0.040.04-四、邮电费0.250.25-五、交通费0.400.40-1.租用费0.250.25-2. 市内交通费0.150.15-3. 燃料费-六、差旅费7.037.03-七、公用资料和燃料费6.156.15-1.原资料5.755.75-2.公用管材-3.低值易耗品-4.技术资料-5.公用燃料费0.400.40-八、咨询劳务费3.003.00-1.设计审查0.400.40-2.成果验收0.400.40-3.研讨期间