江西稀土矿山土壤修复与复绿的研究进展

South China Forestry ScienceVol. 48, No. 6Dec., 20202020年12月DOI 编码：10.16259/j.cnki.36-1342/s.2020.06.016江西稀土矿山土壤修复与复绿的研究进展刘晖1，俞莹1!,吴火亮打董悦2,章茹2（1.江西省农业生态与资源保护站，江西南昌330046;2.南昌大学资源环境与化工学院，江西南昌330031）摘 要:稀土是重要战略资源之一，而江西是我国稀土矿储量大省之一。南方离子型稀土矿历经3代不同开采技 术,造成土壤酸化、肥力［失、重金属污染、浸矿剂残留、水土［失等污染现状。本文在探讨污染成因的基q上，对矿山土

壤修复的物理、化学、生物技术的研究进展进行了归纳总结，并由此探讨矿山土壤修复要解决的关键因素。稀土矿山植

被恢复方法中植物修复优势种的筛选是重点，并针对矿山复绿的技术提出未来的研究发展方向。关键词：稀土矿山；土壤修复;矿山复绿中图分类号:S714 文献标识码:A 文章编号:2095-9818（2020）06-0074-05Research progress of soil remediation and greening in Jiangxi rare

earth mineLiu Hui1, Yu Ying1*, Wu Huoliang1, Dong Yue2, Zhang Ru2(1. Jiangxi Agricultural Ecology and resources protection station, Nanchang Jiangxi 330046, China;2. College of resources, environment and chemical engineering, Nanchang University, Nanchang Jiangxi 330031, China)Abstract： Rare earth is one of the important strategic resources, and Jiangxi is one of the provinces with large rare earth reserves in

China. After three generations of different mining technologies, ion type rare earth mine in South China has caused soil acidification, fertility loss, heavy metal pollution, leaching agent residue, soil erosion and other pollution status. On the basis of

discussing the causes of pollution, this paper summarizes the research progress of physical, chemical and biological technology of mine soil remediation, and discusses the key factors to be solved in mine soil remediation. The selection of dominant species in

vegetation restoration of rare earth mine is the key point. The feasible research direction of mine greening technology is putforward.Key words： rare earth mine; soil remediation; mine greening我国稀土矿储量占世界的80%左右，素有“稀土

王国”之称1-2,整体分布呈现“北轻南重”。江西富

典型的

_'生态环境恶化 的生产和生活质研究 。， 矿 土壤修

，理量，矿土壤修矿

矿 土壤污染现 和

的 理、化学、生 技术的研究 分

矿

稀土矿，储量占国的2/3, 稀稀土矿土壤修矿 工作，土矿 大省。 采工艺技术的、浸无序 采和 理的混乱，江西稀土矿山的土壤 、

生态环境 重 。江西的池浸、堆浸和

的 ，矿

矿工艺

和 浸矿

的 土壤 ， 土壤和发 。化、重 污染、土壤 和矿 。大。H1稀土矿区土壤污染现状及原因江西稀土矿的

矿叫

是开采工艺 没有得

和矿 土壤， 大量，土壤 的

工艺从 ，再发的 始终有土壤

随时代的要不断前发，矿 无 土壤 和 ， 大量 矿 的 入和浸矿井的开挖，

矿生态环境

。工艺

土壤 的。矿的生态环境

收稿日期:2020-09-16 ； 2020-10-26 修回基金项目：国家重点研发计划资助（项目编号:2016YFC0401500）；江西省科技计划项目（项目编号:2017BBG70080） 作者简介:刘晖，男，高级农艺师，硕士，从事土壤污染防治、农业面源污染防治研究。E-mail: ***************★通信作者:俞莹，女，高级农艺师，硕士，从事土壤污染防治、农业面源污染防治研究。E-mail:***************第6期刘晖等：江西稀土矿山土壤修复与复绿的研究进展75酸化、土壤肥力流失、土壤重金属污染、浸矿剂残留和 水土流失等1.1 土壤酸化土壤酸化一是因为过量的酸性浸矿剂滞留，造成

土壤酸性增强，且土壤胶体表面附着的氢离子和铝离

子被置换,也促进土壤酸化;二是过量的氨氮也会与 土壤胶体结合，替换氢离子和铝离子,增加土壤酸化

程度叫据相关观测资料表明，矿区土壤pH值均低于

5.0,矿区内河水中的平均pH值在5.32-5.76之间冋,

水环境的酸化也会反过来影响土壤的酸化。1.2 土壤肥力流失土壤肥力流失的原因有土壤表和被被 ，

土壤结 被 ， 成 的土壤 体来阻止营养物质的流失叫另，氨氮 会

土壤结 ，土壤营养物质叫 呀等 浸 浸 土矿土壤

化性质， 浸的有机质、TN和TP为0.194%、0.011%,60.998 mg-kg\"2，可看出土壤养分流失严重。测

土矿区 矿 土壤的养质、全氮

量分别降为1.03g・kg；1、0.23 g・kg；1、5.10 mg・kg；1、40.74 mg• kg\"1［8］，养分

流失重。

等\"9］ 土矿区的浸矿 留的土壤 ， 土壤结 被, 土壤 体

质和离化等胶合物含量 度低，是土壤肥力流失的

因。1.3重金属污染离子

土矿浸出液中含有多种重金属离子\"10］。且于

，土资

一, 土壤中留过量的重金属和土 。过量的氨氮与稀土

进 离子换吸附，会土矿中的 重金属化，

重金属产再生污染\"5=11］。孙峰等\"12］发现国土壤土元素平均总量为 177 mg-kg\"1，是 离子

土矿区污染农田土壤中稀土

总量的1/7左右。刘金辉问

表明土矿区未浸矿表土土壤重金属铅和2的量是州 市背景值的3-7倍。江西省对照区农田土壤土质

量比远低于采历悠久的稀土矿区，相差630

mg - kg\"1，几乎是对照区的3倍叫1.4浸矿剂残留浸矿剂 为氯化钠、硫酸I、碳酸氢I等［2］，会土壤中氨氮和硫酸盐量 氯化钠留易土壤板结和盐碱化;草酸和氨氮的

，会土壤酸化，并造成土壤重金属 性提升叫硫酸IS

碳酸氢I留会 土壤中氨氮过量,改变土壤重金属的有效性\"15］，氨氮也 迁移进入附近水环境中。浸矿 的浸矿剂用量

于浸和浸所用的量,所以造成的污染也会 ，产生废水的氨氮量高达 3 500-4 000 mg・L；1。SHOLKOVITZ E R［1S1研 表明稀土矿区采矿水中I态氮留量达3

500-4 000 mg・L；1。稀释后废水中的氨氮含量也高达

80-160 mg-L\"1,远远

了农作物长的氨氮平均值1.5水土流失等地质环境问题浸和浸 对土矿山表层土壤和植被的

破坏性是巨 的

于管 混乱、长期 序 采，浸矿产的尾矿渣被随意放置，又没 物固持水

土，所以极易造成崩塌、滑坡、甚至泥石流等次

质灾，水土流失等质环境问题对于矿区 的生态环境影响 重， 且未

的尾矿渣 体对于游农田或 也是一个巨 的 浸矿对土壤表 和 被造成的

于 浸和浸工艺，产 的尾矿渣也少，所以造成的危害相对较

低问 相关数据显示:裸露疏松尾矿 的平均土壤数达41 800 L・km\"2・a；1,赣州市稀土矿山受

面 78.1 km2,水土流失影响面 7.7 km2

\"18］为 浸矿 矿山水土流失2稀土矿区土壤修复技术研究进展土矿山 态环境

， 因是长期序 采造成的土壤表

重，

采 对于环境的

作也没 ， 没 的 程来管采矿 矿山 等 面来 ，矿山 态环境 所 的 重金属和氨氮污染因 重金属污染会 物 长， 氨氮污染

会 土壤 体 性， 土壤营养成 对于 内

关于矿山土壤重金属污染

的 ，是重金属污染一 会造成一 ， 比 土壤 物结 较差和极 pH值等，所以重金属

污染 了，土壤结

，对于 物 长环境也没

改 ;对于矿山土壤氨氮污染的 ，物

化学改良剂

等，面 较，且一 期较长2.1物理修复技术物

换土 土

土 表土等\"15］。换土是 污染土壤用

的土壤代替，

污染土壤\"19］，并且工程量较，较 ; 土 是 结

养 的土 于

的矿区被污染土壤表 ， 改表土壤的土壤化性质， 土壤㈣，76南方林业科学第48卷土源有限、耗费巨大、效果不持久且易造成二次污染， 无法长期使用［21-23］；深耕翻土是指将土壤表层的污染

物翻到深层土壤，使土壤表层污染物降低到安全 范围㈣,此方法需要较厚的土层,且工程量大;表土回

填是指将挖掘的土壤表层和亚层分层运走并保存，在 开采结束后将其原样填回原处,这样对于矿山的生态

环境的破坏是最小的供旳，不过法并不易 ，

长期 开采使得土壤表层破坏 ，

有表土回填的现实条件。这些术原 ，容易

， 效 ， 是工程量大，效果持久 不 保 ， 用 ， 破坏土壤结 ，

， 使用术不 -2.2化学修复技术术是过土壤

生环境。 的

分为和-

。是指

土

， 土壤结，土壤保保 ； 是指人工的分 物，

和， 大土壤 ， 土壤结

和保；

-

是指将 和的 结 ， 过 的 最大效的效，

其 土壤的 叫

土壤 的 ，

用降低

有效性。

㈣研究认为土壤有效

含量

粒的性，从而 土壤结 -Campbell何现泥炭 土用 处后

黑麦草对Cs的富集。/术所用材料源广泛且价廉， 效率，且工 程量小、易操作，是一的 的效果是片面

的，并不 解决土壤所面临的问题，所 选择 种各 具 的 制备 土壤是一个选方案。2.3生物修复技术生 术 微生

动 和-微生

术是利用微生 身新陈代谢反应，降低 的有效 生污染倒，具有污染去除效率

本低且环保的 ，但环境对于微生的影响太大，效果 不好控制㈣。Me Lean J等㈣研究表明假 胞菌原六价銘，降低其毒-动 术是指利用土壤动物对土壤污染的富集和钝

作用，降低污染，常的有蚯蚓汕、腐生波豆虫及梅氏扁豆虫

国，国内外 究较少，而且动 环境影响较大佝。 术环境影响相对较少，是利用植及根际微生 的吸附、降解 作用， 忍耐和对某种污染物有超富集作用基础,将污染从 土壤中彻底移除， 土壤 ，从而使污染土壤恢网， 有于土壤微生

动的恢，于恢和

个废弃矿的生态 ，是 矿区土壤和

恢的要 佝。而 ，生

术具有低 本 污染 去除效果好 不 外 生污染 和 土壤 量的

，微生 和动

环境影响大，植周期较，所生

术也有其局限-其中应用最广的是

-3稀土矿山植被恢复方法探讨术耗 小 不 外 生污染 ，

复周期较，是一种较常的矿山绿方法㈣。稀土 矿山的 绿需要有几方面的工作：1)将土壤降至安全范围内;2) 土壤 的 粒结构;3)选择 存 于稀土矿 的 ， 去除土壤中过量

的 ， 其破坏土壤 粒结 ， 恢 土保

持 和土壤保 ，

生环境。 有㈣37(究

稀土

去除，但实际土壤环境中， 污染 常是 的，并不去除， 外土壤表层和 破坏不是

的 破坏，土壤的结

破坏，使 土壤无法 冋。

于稀土矿山土壤 术的究现分，一的有

的，且 于 解决

分问题，生态环境是有分不利于

生的 -所，

和工程 ， -土壤-微生

作 ，

术

，好 将污染 和土壤结 解决， 造好的

生环境佝。谢 网纟污染土壤， 于根际微生态方面的 究 ，

对

稀土矿

的究方

-Lin Zhang㈣也研究 种对于 稀土矿的-

跑究表明控制土流失，

土壤 ，

跑现吸土壤中的稀土 ，并在 内的耐 制。种的筛选是一个 - 稀

土矿 生态环境

， 所选 一是需耐 耐根系生 应矿山 的环境， 根草 黑麦草

眇汽 超#4吩认

稀土矿 生态 的 有第6期刘晖等：江西稀土矿山土壤修复与复绿的研究进展77花苜蓿、％子草、翅荚决明、马唐草、香根草、柱花草、 山毛豆、木豆、油桐等，耐受性好，同时可以固定或富 集重金属等污染物跑。通过超积累植物的提取作用清

除污染土壤中的重金属,去除土壤结构功能和肥力恢 复的阻碍因子。稀土元素超累积植物包括柔毛山核

桃、山核桃、乌毛蕨和芒箕等网。张立峰等阴研究表明 铁花富集稀土能力强，可用作稀土 恢复。张等佝研究芒草、马

和

植对于 修复的影响和“植物-微生物-土壤”三者作用，结 表明植物

性和土壤正相关，

于

修复。4展望稀土矿山土壤修复复的决

，而土壤污染的 因 复 ， 的修复

以修复受 土壤， 对于修复 的 研究，修复 用。稀土矿山用的土壤修复 括植物修复、植物-修复等。植物修复 的 于 的，植

物-

修复 的 于 的和耐受植物 的 ， 植物修复 、性，可性。

的植物修复

修复 ，以 的研究 阻碍 恢复的因子， 用植物 植物-微生物-土壤 作用的

修复 山 ，研 对土壤结构修复和土壤污染修复的 修复，集成 用植物修复 物 修复 ， 恢复 山 结构，可以 让山-过。另一方， 不同的稀土山

同对待，针对性地调整修复方案， 用各修复，因制宜 用植物修复与物、修复 ， 效修复治理稀土

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