第一节 固废的排放量及处理处置概况
第十章 固体废物污染的环境修复技术
第十章 固体废物污染的环境修复技术
城市生活垃圾的产生量逐年增加，目前我国人均日产生活垃圾约1.2kg。
生活垃圾成分：以有机垃圾为主，可回收物的比例不断增长，可燃物增加，
第一节 固废的排放量及处理处置概况 垃圾热值有所提高；
1994年城市生活垃圾中可降解有机物为63％， 2000年城市生活垃圾中可降解有机物为55％。 我国垃圾物流管理还处于粗放状态，垃圾计量方式不规范，处理场对入场垃圾 没有严格的控制； 城市生活垃圾处理方式：以卫生填埋为主，占总处理量的95％以上； 多数填埋场未采取有效的防渗措施，仅20％的填埋量较符合要求； 大多数堆肥处理厂因垃圾的混合收集而面临困境；焚烧处理还处于起步阶段； 此外，目前我国每年将至少有600万台电视机、400万台冰箱、500万台洗衣机 要报废，至少有200万台电脑、上千万部手机被淘汰。仅上海一地，每年出现的电 子废弃物就有70多万吨。此外，一些发达国家通过各种非法手段和渠道向发展中国 家输出电子垃圾。而我国对电子垃圾的处理还处于粗放的原始手工处理阶段，大量 有毒有害物质（如重金属）进入土壤和地下水，造成了严重的环境污染。
第二节 固体废物污染的环境修复技术 一、概述
第二节 固废污染的环境修复技术
固体废物环境污染对象：土壤和水体。 固体废物污染的修复就是利用化学、物理或者生物的方法对污染环境的固体废 物进行处理，以达到减少污染，无害化处理的过程。 物理修复 包括：物理分离修复、蒸气浸提修复、玻璃化修复 固定/稳定化修复、低温冰冻修复、热力学修复以及电动力学修复等。 化学修复 包括：原位化学淋洗技术、溶剂浸提技术、化学氧化修复技术和 化学还原与还原脱氮修复技术等。 生物修复(bioremediation) 是利用天然存在的或特别培养的微生物在可调控 环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理过程。 生物修复可以消除或减弱环境污染物的毒性，可以减少污染物对人类健康和 生态系统的风险。 创新点： 促进或强化在天然条件下本来发生很慢或不能发生的降解或转化过程。
固体废物污染的生物修复的优点：
一、概述 ①可现场进行，减少了运输费用和人类直接接触污染物的机会；
②经常以原位方式进行，对污染位点的干扰或破坏达到最小，可在难以处理的地 方(如建筑物下、公路下)进行，在生物修复时场地可以照常用于生产； ③可永久性地消除污染物和长期的隐患，无二次污染； ④可与其他处理技术结合使用，处理复合污染；
⑤降解过程迅速，费用低，只是传统物理、化学修复费用的30％～50％。 生物修复技术的局限性和缺点： ①不是所有的污染物都适用于生物修复； ②有些化学品的生物降解产物的毒性和移动性比母体化合物还大； ③可处理性研究和评价的费用要高于常规技术(如空气吹脱)的费用，一些低渗透 性土壤往往不适合生物修复； ④项目执行时的监测指标除化学监测项目以外，还需要微生物监测项目。 目前，对于固体废物处置不当造成的环境污染治理中，生物修复技术已得到广 泛应用，如： 对于垃圾填埋厂及矿业固体废物的修复。
二、垃圾场的生物修复技术
垃圾填埋场会给人类带来三个主要问题：
二、垃圾场的生物修复技术
第一、垃圾渗滤液 以其特有的复杂性及肮脏性，对填埋场或堆放场周围的 大气、水体、土壤、植物及居民产生严重的二次污染，应建污水处理厂； 第二、产生大量的沼气，规范化的垃圾填埋厂区，均应建沼气发电厂； 第三、侵占大量土地，使人地矛盾突出。 当填埋场封土或堆放场废弃后可进行生物修复，使其变为园林绿地直至农牧 业用地，既可缓解人地矛盾，又可美化生态环境，治理垃圾二次污染。 1、垃圾场的植物修复 (1) 垃圾场生物修复的限制因素 ①基质不适宜大多数植物的生长，修复时要进行调配，
②水分满足不了大多数植物的生长要求；（垃圾土失水速率高于普通土壤，
垃圾场的植被营建中，应加强对水分的管理）。
③土层下垃圾发酵产生的热对植物根系的生长有很大影响。
(2)垃圾渗滤液污染场地的植物修复
垃圾渗滤液(refuse leachate)是垃圾在堆放和填埋过程中，由于发酵和雨水 的淋溶、冲刷以及地表水和地下水的浸泡而排放出来的高浓度有机污水。其COD 最高可达100g/L，铵态氮1700mg/L, 除此之外还含有多种重金属。 垃圾渗滤液污染的土壤，先与本地土壤按比例混合，再采用植物修复。 垃圾堆放引起的土壤重金属污染，也可采用超积累植物来修复。 重金属污染土壤的植物修复技术根据其作用过程和机理，可分为植物稳定、植 物挥发和植物提取三种类型： ①植物稳定技术 植物稳定是利用耐重金属植物降低土壤中有毒金属的移动性，从而减少金属 被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。 植物在植物稳定中主要有两种功能： (a)保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏来防止金属污染物的淋移； (b)通过金属在根部积累和沉淀或根表吸收来加强土壤中污染物的固定。
1、垃圾场的植物修复
②植物挥发技术 植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质，通过叶面释放到大气中，
达 到减轻土壤污染的目的。 研究表明：很多植物能吸收污染土壤中的硒(Se)，并将其转化为可挥发的气态 Se化合物(CH3SeCH3，CH3SeSeCH3)，湿地上的某些植物可清除土壤的Se，其中 单质Se占75％，挥发态Se为20％～25％。 Hg在环境中以多种状态存在，包括元素Hg、无机Hg(HgCI、HgO、HgCI2等) 和有机汞化合物[Hg(CH3)2、Hg(C2H5)2等]。其中以Hg(CH3)2对环境危害最大，且 易被植物吸收。一些耐Hg毒的细菌体内含有一种Hg还原酶，催化Hg(CH3)2和离子 态Hg转化为毒性小得多、可挥发的单质Hg，因而可运用分子生物学技术将细菌的 Hg还原酶基因转导到植物中，再利用转基因植物修复Hg污染土壤。 挥发进入大气的污染物有可能产生二次污染问题，对人类和生物具有一定的 风险，此方式尚存不少疑虑。
③植物提取技术 植物提取是利用重金属积累植物或超积累植物从土壤中吸取一种或几种重金 属，并将其转移、储存到植物根部、茎秆和叶片，通过收获即可除去污染土壤中的 重金属。 研究发现 ：黄杨、海桐、冬青、杉木和香樟五种常绿树木对镉的吸收主要在 树木叶片上。 在高汞区，种植红树等木本植物可吸收大量的汞，储存于不易被动物啃食的 茎、根部位。 总之，植物修复技术在清除因垃圾堆放污染的土壤中重金属污染物具有技术和 经济上的双重优势，实用范围广，污染物在原地去除，通过传统农业措施种植植 物，使成本大大降低，且植物本身对环境的净化和美化作用，更易被社会所接受。 此外，植物修复过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程，被修复过的 土壤适合多种农作物的生长。 表10-1 列出了美国污染场地植物修复的状况和效果。
2、重金属被活的或死的生物体吸附的过程。 垃圾场的微生物修复 微生物吸附
场地重金属污染的微生物修复技术： 微生物氧化还原 利用微生物改变重金属离子的氧化还原状态，从而降低环境 和水体中的重金属水平。 （1）微生物吸附 微生物吸附应用的条件：① 要有专一吸附能力的微生物； ②培育生物的成本要低。 场地重金属污染，可利用微生物还原性来降低重金属的毒性。 研究表明，生物酶能使Cd形成难溶性磷酸盐；土壤中的某些细菌能将硒酸盐和亚 硒酸盐还原为胶态低毒的Se、还可将pb2+转化为胶态的低毒Pb。 在好氧或厌氧条件下，已知有许多异养微生物能催化Cr6+→Cr3+的还原反应。 许多研究还显示，有机污染物（如芳香族化合物）可以作为Cr6+还原的电子供体， 这一结果表明微生物可以同时修复有机物和铬的污染。 为减少污泥中的重金属，可利用微生物的氧化反应来进行。 例如，在含高浓度重金属的污泥
中，加入适量的硫，微生物即把硫氧化成硫酸 盐，降低污泥的pH值，提高重金属的移动性。
2、垃圾场的微生物修复
3、已关闭垃圾场的植被修复 对于服役期满而即将关闭的垃圾填埋场，可采用乔木、灌木和草本相结合的措 施进行生态修复。 例如：重庆某垃圾场，利用已完成作业的地段，以粉煤灰和建筑弃土为覆盖 物，在覆盖土上种植了 珊瑚树、毛叶丁香、菊花、小叶榕、复羽叶栾树，石竹、莆 葵、结缕草、南天竹、麦冬、大叶黄杨。在边坡种植龙芽花(刺桐)、夹竹桃、构 树、洋槐、小蜡、一串红等18种植物，使关闭的垃圾场得到了植被修复。 在另一垃圾场，在原复垦地和新复垦地上种植了刺桐、小叶榕、毛叶丁香、高 羊茅、紫羊茅、剪股颖、结缕草，还从日本引种了草本植物萨卜三叶草，发现萨卜 三叶草、紫羊茅、剪股颖等不太适宜于垃圾场。在复垦场边坡，宜种构树、蓖麻、 刺藤、葛藤，它们既能护坎，又能耐肥、耐毒，生长良好。 香港政府通过栽植乔木、灌木和草本等植被，把已关闭的堆填区恢复成供市民 休闲的场所，如公园，高尔夫球场等。
3、已关闭垃圾场的植被修复
4、农田场地污染的生物修复 对于固体废物堆放不当造成的农田场地污染，可通过土地耕作（耕翻）或整备 床技术，促进微生物对有害化合物的降解，实现对污染土壤进行生物修复。 害废物、纺织厂污泥、炼油厂污泥、木材防腐废物、造纸厂污泥等。 土地耕作是好氧生物过程，使用土壤作为接种物和供生物生长的基质。为加速 生物降解应使土壤通气，在耕翻的同时加入营养盐。 对于0.3m以上的污染土壤，应用整地技术，一般规程包括：
4、农田场地污染的生物修复
固废来源有：市政污泥、化工厂残留物、食品厂加工产生的污泥、石油化工有
去除大的石块和碎片，使土壤比较均匀一致； 施用添加剂，使90％以上的土壤有添加剂； 烃类、氮和磷的一般比例为100：10：1，还可根据土壤状况补充微量元素； 一次施用量应限制在45kg/m3土壤之内，以防止流失； 如需要大量的营养盐可以用缓释剂或多次施用； 尽量增加土壤孔隙度，勤翻土壤或加入膨松剂，防止压实土壤； 黏土较重的土壤一般要掺沙子、锯末或木片，也有用石膏减少黏土中的水分； 调整土壤的pH值，可用石灰、明矾或醋酸。
土壤耕作床构造 (见图10-2) 通常用沙子或土壤作为表层，厚度：0.6～1.2m，最薄的有0.3～0.6m; 最底层是黏土保护层 其上是塑料防渗层。 需建排水系统收集渗滤液 渗滤液可以送回到土壤处理或 送到处理厂处理。
对于0.3m以下的污染土壤，应用整备
床处理技术(见图10-1)。
整备床需有防止污染物迁移的措施：
表层需有黏土层； 底层需有塑料防渗层； 需要渗滤液收集系统； 泄漏监测系统。
具体操作步骤： 挖出污染土壤，必要时过筛，放在沙床上；土壤撤至0.3～0.5m厚，必要时加 石灰调整pH值和加入营养盐（化肥），施用所有的添加剂以后，耕、耙污染土壤。 然后接种微生物和植物。 要求： 土壤的氧化还原电位：保持在800mV以上，不足要每天耕翻。 为降解难降解的化合物，使用微生物接种（下水污泥）可缩短驯化期； 可用牛粪来补充能源。 及时监测土壤中的污染物随时间消失的过程； 记录渗透液样品和水分的损失量。 应用案例： 为修复木材防腐剂五氯酚(PCP)污染的土壤（总土量约为4000m3； PCP平均浓 度为100mg/kg ）利用土耕操作法，在4个月内，使PCP平均浓度下降到5mg/kg， 半衰期约为25d。 处理过程包括：挖出污染土壤，摊开至0.4m厚，加入8cm厚的牛粪或下水道污 泥。整备床底有2mmHDPE膜，在渗透液收集系统上有15cm厚的沙粒层。 土壤置于砾层的上面，整个设施有顶棚遮盖。
三、垃圾堆肥污染的植物技术
三、垃圾堆肥污染的植物技术 类似腐殖质的物质（用作土壤改良剂）。
在堆肥化系统的设计中，必须采取应有的措施防治二次污染的产生。 (1)除臭技术与设备
垃圾堆肥是指居民生活垃圾中的有机物通过分解发酵而得到的一种性能稳定的 堆肥过程也会产生的环境污染（如：臭气，污水、灰尘、噪声、重金属等）。
堆肥化系统产生的臭气，主要有“氨、硫化氢、甲基硫醇、胺”等，因此需采取措 施除臭： ①清洁气体法 清洁气体法是指将堆肥排出的臭气用液体吸收液淋洗，减少臭气排放量。 液体吸收剂：水、海水、酸(各种酸、双氧水、高锰酸钾等)、 碱(氢氧化钠、次氯酸钠)，采用的系统有：喷射塔系统、密封塔系统等。 ②臭氧氧化方法 利用臭氧发生器产生的臭氧将臭气分子氧化，以降低臭气对环境的影响。 方法需要设置：臭氧发生器、臭氧反应塔。 ③土壤除臭法 一般是采用熟堆肥除臭或施用熟堆肥的土壤除臭。处理设备应安装除尘装置。
(2)振动与噪声的防治 在堆肥过程中，振动源来自破碎机。噪声源来自空压机和鼓风机。 减小振动的方法是在设备和基地之间安装隔振板，并使地基尽量大。 (3)污水处理 污水处理是处理来自储料发酵仓、设备运转过程中以及附属建筑的生活污水 等。堆肥化系统中产生的污水量比较少。 (4)重金属污染的修复 堆肥中的重金属含量的测定，依据重金属的化学形态，采取不同提取方法： ①简单的或络合的水溶态离子，易被植
物吸收利用，可用水提取； ②代换态离子，能被植物吸收利用，可用中性盐(pH＝7的醋酸铵)提取； ③与有机物键合的可给态离子，能被植物吸收利用，可用弱酸弱碱盐(醋酸铵) 提取； ④酸溶态的氧化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐或其他“二级矿物”等，不能被植 物直接吸收利用，可用一定浓度的强酸(HCl)提取； ⑤“一级矿物”晶格中的难溶态离子，不能被植物吸收利用，只有用各种混合酸 (HNO3-HCl-HClO4-HF)进行加热消解，才能从土壤中溶出。
研究表明，垃圾堆肥中的重金属主要以残渣态形式存在，经过堆肥化处理后， 水浸提态重金属的含量减少，而交换态和有机结合态增加，被生物吸收利用的可能 性增强。 如：采用蚯蚓或蠕虫处理城市下水道污泥中的重金属。经过3个月的堆肥处理后 的结果表明：a)积累在蚯蚓体内的重金属含量非常高--Cu12倍、Pb10倍、Cr8倍、 Zn 715倍、Ni 6倍、Cd 415倍、Mn 315倍和Co 116倍； b)在蠕虫堆肥中只有Fe的浓度增加115倍，而其他元素都有所降低。 在田间定位试验条件下，研究垃圾堆肥对土壤和农产品中重金属含量的影响， 结果表明：当垃圾肥施用量超过150t/(hm2)时，土壤中重金属含量随垃圾堆肥用量 的增加而增加。将导致作物和蔬菜产量的增幅减少；植物可食部分和茎秆中的铅、 镉、汞、砷等重金属元素的含量均未超过国家食品卫生标准； 土壤中有机质越多及pH值越高，重金属元素越不易向植物体内转移与积累。 研究表明：在施加垃圾堆肥同时拌施0.15％～1％的CaCO3，可以显著降低植物中 重金属的累积水平，与单施垃圾肥相比，蔬菜中Pb的含量下降29％～41％，Cr下 降5％～46％，Cd下降9％～42％，Cu下降2％～24％，As下降4％～60％。 这是因为堆肥同时拌施CaCO3，使得土壤的pH值升高，金属离子的溶解度降 低，蔬菜吸收利用重金属离子的能力被削弱的缘故。
四、矿山废石场的生物修复技术 废石场生物修复的类型，取决于废石堆放的地点和具体的规定： 四、矿山废石场的生物修复技术 如果在采矿过程中，将废石堆放于废弃深凹的露天矿坑时，则可在废石填满矿 坑时，予以平整并复土、种植，恢复成农业用地或造林用地。 如果废石堆放于浅露天矿坑时，可采用边开采、边堆放废石，逐年平整、逐年 修复的方法进行修复。 如果废石堆放在采矿场以外，而且已形成废石堆，不仅占用了大量土地，而且 废石堆本身已成为环境的污染源。在这种情况下，应根据不同要求，采用不同的方 法予以修复。 例如：美国、英国、波兰等国家要求必须将废石推倒整平，恢复成原有的地 形，然后覆土造田，部分或全部地恢复土壤肥
力，满足植物生长的要求。 我国在对矿山废石场修复的要求方面尚无统一规定，就当前来看，主要是按设 计要求进行整治堆放，但也有一些地区，则要求及时修复造田，并采用补偿征地的 形式，进行严格控制。
废石场的修复
对植物修复来说，修复程序一般可分为整治废石堆、覆土以及种植植被。 (1)整治废石堆 按照当地修复条例的要求，合理的安排废石堆的结构，整治后，修复造田 有利于植物生长，能防止地表径流的冲刷作用。 废石堆分层堆置的顺序是： 酸性、碱性废石在下层，中性废石在上层； 大块废石在下层，小块废石在上层； 不易风化的废石在下层，易风化的废石在上层； 不肥沃的土质在下层，肥沃的土质在上层。 美国： 废石堆坡面的坡度 按10％～15％考虑。 我国：不少矿山在整治废石堆时，也吸取了国外的经验。 种植农作物时，其坡度一般保持在2％～5％之间； 种草放牧，考虑牲畜的安全，其坡度一般应保持在10％以下； 种植树木，其坡面坡度可以大一些，但不得超过25％。
(1)整治废石堆
原位修复 在原来的废石地上进行修复。
异位修复
将废石搬运到陷坑、采空区或谷地进行修复;
(2)覆土 在废石堆被整治以后，根据废石和废土再种植的可能性，还要在废石堆表面覆 盖表土。 表土的来源：一般是露天开采时预先储存在临时堆放场的耕植土，也可以是采 矿场刚剥离下来的表土，或者是从邻近的土地上挖掘出来的表土。 不论从何处取来的表土，均应满足植物生长的要求。 覆盖表土的厚度： 美国： 一些州制定的修复条例中规定为：46～66cm。 我国： 耕植土厚度为10～20cm。 (3)植被的种植 在整治好的废石堆上，进行再种植时，植物的选择是很重要的。 通常应根据废石和覆土的种类、性质，选择适宜生长的农作物，如草木、灌木或其 他树木，然后进行人工或机械栽种。
(2)覆土
值得注意的是：
①在废石场设计时，就应当考虑修复的要求，做出合理的设计安排。 包括：废石场址的合理选择；废石的堆置方法；防排水系统的布置以及表土 采掘与储备等。 ②修复时应采取湿式作业和安全技术措施。 （防止产生大量的粉尘，给安全带来威胁） ③在整治废石堆时，应首先挖出自热自燃源，使之冷却后、再分层混入黄土并 进行压实处理。 如：湖南某锰矿的废石堆，由于自燃产生了大量有毒SO2气体，同时流出酸性 水，严重地影响农业生产。采取上述措施，取得了较好的效果。 ④废石场修复时，应考虑“废石”的日后复用。 随着科学技术的进步，若干年后废石又可能成为提取某种有用物质的原料。
(3)植被的种植
五、
露天采矿场的生物修复技术 露天采矿场的修复比废石场修复更为迫切，也更为困难。一般地，根据露天采 五、露天采矿场的生物修复技术 矿场的深度及有无覆盖层，将露天采矿场的修复分为四种不同的类型： (1)无覆盖层的浅采矿场修复 无覆盖层的浅采矿场是指覆盖很薄，开采深度小于30m的采矿场。 水淹型采矿场 如果其中的水体与其他水系没有连通，则可用一般充填料充填 进行修复。如果其中的水体与其他水系相连通，为了保护其他水系不受污染，最好 是采用硬岩、碎砖石、炉渣以及从建筑场地收集的材料进行充填。充填之后，可作 为基建用地，也可在其上覆盖一定厚度的腐殖土，进行人工栽植。 如果淹没采矿场的水体中不含有毒金属离子，还可改造成水库，发展养殖业或 将水体作为其他工业用水的水源；也可开辟成水上公园或水上运动场，供人游览。 干涸型采矿场 可采用垃圾、泥土和碎石交替循环修复法进行修复。 一般垃圾层的厚度可取2m左右；泥土、碎石层的厚度可取30cm 左右。 交错法修复后的采矿场可作为居民区或工业生产用地，也可用作人工造林场地。
(2)有覆盖层的浅采矿场修复 是指覆盖层比较厚，开采深度＜30m的露天采矿场。 这类采矿场的修复，可用采矿时剥离下来的覆盖土层来填补采矿场。 具体措施： 修复通常可与采矿同时进行。即在回采中，同时设置上、下两个采区，实行 上采矿下剥离，或下采矿上剥离的平行作业的采剥方式，使采矿和剥离互不干扰。 在采场布置上，沿矿体走向每隔400m划分为一个采场，在采场内再以长和宽 划分成若干个采矿段，在各采矿段内又划分成若干个采矿带，以便实现上矿段、矿 带剥离采矿，下矿段、矿带回填修复。这种采矿场的布置形式，有利于按矿段循序 进行采矿和修复，便于实现平行作业，达到既采矿又修复的目的。 为了满足采矿和修复同时作业的要求，在进行开采设计时，应当考虑修复程 序，同时剥离出来的废石，尽量减少中间堆放。条件许可时，应全部倒运到采空 区，并及时进行植物修复。
(3)无覆盖层的深采矿场修复 是指没有覆盖层或覆盖层极薄，而开采深度＞30m的露天采矿场。 采矿场的修复不可能用剥离下来的覆盖层大量回填来修复。 水淹型采矿场，可以整修成水库。发展养殖业或作生产和生活水源。 干涸型采矿场，可整修成其他用途使用的场地。如：射击场、自然保留地等 (4)有覆盖层的深采矿场修复 是指覆盖厚度比较大、开采深度＞30m的有色金属矿或煤矿的露天采矿场。 采矿场的修复可用采矿过程中，剥离的废石、煤矸石和表土来修复。 除了露天
矿的采矿场进行修复工作以外，对地下开采的采空区，也应进行修复 并重复利用。如：采用废石尾矿对不稳定的采空区进行充填。不但可以减少地表固 体废物的堆存量、节省更多的土地面积，而且还可以防止地表沉陷与土地破坏。 对稳固的地下采空区或井巷，可以修理用作军火库、火药库、民防工程、蘑菇 养殖场或作其他地下工程之用。根据调查，美国地下矿山采空区的重复利用率已达 25％，主要用作仓库和民防工程。 总之，矿山地下采空区的重复利用，愈来愈引起各国的重视。
六、矿山尾矿库的生物修复技术 六、矿山尾矿库的生物修复技术 1、限制尾矿库植物修复的因素 矿山固体废物不具备天然表土的特性，而且还具有不利于植物生长的因素： ①重金属和其他污染物含量高 通常，当金属元素微量存在时，可促进植物生长；但当超量时，就成为植物的 毒性物质。在一般情况下，可溶性的铝、铜、铅、锌、镍等对植物显示出毒性的浓 度为1～l0mg/kg，锰和铁为20～50mg/kg。当比导电性超过7mΩ时，土壤中的碱 金属盐，将会呈现毒性，对植物生长极为不利。 其次，含黄铁矿的固体废物，自然条件下产生的SO2、H2S等有毒气体，危害植 物生长。 ②酸碱性强且变化大 当固体废物中的pH值超过7～8.5时，则呈强碱性，可使多数植物枯萎。 当pH值小于4时，固体废物则呈强酸性，对植物生长有强烈的抑制作用。 此时，酸性环境中，重金属离子更易变化而发生毒害作用。 新采掘出来的煤矸石，随着堆放时间的延长，会由碱性变成强酸性，再由强酸 性变成中性。因此，煤矸石堆放时间越长，对植物生长越有利。
③植物营养物质含量低 矿山固体废物中一般都缺少土壤构造和有机物，不能保存氮、磷、钾这些养 1、限制尾矿库植物修复的因素 分。但堆放时间愈长，固体废物表面层中有机物的含量就愈高，对植物生长也就愈 有利。 ④固体废物表面不稳定 矿山固体废物很容易受到风、水和空气的侵蚀，其表面出现蚀沟、裂缝，导致 覆盖在尾矿和废石上的表土层破裂，出于重力作用，可能使表土层蠕动，使表土层 稳定性降低。而这种表土层的不稳定性及位移，均会严重地破坏植物的正常生长。 鉴于上述情况，在植物修复以前必须针对矿山固体废物的结构和特性，通过试 验，做出全面分析，然后有选择地选择种植一些适应性较强的植物，以利于生态发 展。
一般可分为整治、中和、覆盖和种植等工序。 ①整治尾矿库
2、尾矿库植物修复程序
2、矿库植物修复程序
对长期积水、类似沼泽地形的尾矿库，应先采用专门的机械设备排除积水，待 干涸后
再进行疏松、整平。对于干涸的尾矿床，由于表面易形成一层不透气的硬 壳，则应予以疏松。可根据植物修复的要求，进行局部整平或缓和地形即可。 ②酸碱中和处理 对碱性尾矿可采用硫化矿碎片进行中和处理，对酸性尾矿可采用石灰石矿碎片 进行中和处理。参与中和反应的碎石粒径，应愈小愈好，小粒径碎石能改善尾矿表 层的“土壤”结构，有利于植物生长。 ③覆盖、种植 在整治尾矿库、中和尾矿的基础上，进行覆盖泥土，然后进行种植。 例如：山东南野石墨矿、中条山的篦子沟铜矿等，在尾矿库上采用整治，中 和、覆土等工序，先后分别修复造田50多公顷，种植高粱、小麦等农作物，均收到 了良好的技术经济效果。
3、尾矿库植物修复的注意事项 尾矿粉的固结问题；
3、尾矿库植物修复的注意事项
目前， 尾矿库植物修复仍存在不少问题：
尾矿粉中缺少植物生长所需要的营养成分问题； 尾矿粉中含有过量的重金属元素，对种植农作物会造成二次污染问题； 不同成分与性质的尾矿粉对植物生长的影响等。 诸如此类问题，在植物修复之前，都必须根据实际情况，通过试验加以解决，
然后才能针对性地进行植物修复。 试验表明，对于碱性尾矿粉采用硫化物尾矿做中和处理后，种植豆类植物或种 植草本植物生长都比较好。 综上所述，无论是酸性尾矿粉或碱性尾矿粉，只要通过试验，了解其结构和特 性，因地制宜地进行植物修复是完全可行的。 我国不少矿山，在尾矿库上植物修复，都有成功的经验。
思考题
思考题
1．简述垃圾渗滤液重金属污染的植物修复技术和微生物修复技术。 2．已关闭垃圾场的植被修复及受限因素有哪些? 3．论述废石场的生物修复过程。 4．论述露天采矿场的生物修复过程及应用。 5．论述矿山尾矿的植物修复流程。
第一节 固废的排放量及处理处置概况
第十章 固体废物污染的环境修复技术
第十章 固体废物污染的环境修复技术
城市生活垃圾的产生量逐年增加，目前我国人均日产生活垃圾约1.2kg。
生活垃圾成分：以有机垃圾为主，可回收物的比例不断增长，可燃物增加，
第一节 固废的排放量及处理处置概况 垃圾热值有所提高；
1994年城市生活垃圾中可降解有机物为63％， 2000年城市生活垃圾中可降解有机物为55％。 我国垃圾物流管理还处于粗放状态，垃圾计量方式不规范，处理场对入场垃圾 没有严格的控制； 城市生活垃圾处理方式：以卫生填埋为主，占总处理量的95％以上； 多数填埋场未采取有效的防渗措施，仅20％的填埋量较符合要求； 大多数堆肥处理厂因垃圾的混合收集而面临困境；焚烧处理还处于起步阶段； 此外，目前我国每年将至少有600万台电视机、400万台冰箱、500万台洗衣机 要报废，至少有200万台电脑、上千万部手机被淘汰。仅上海一地，每年出现的电 子废弃物就有70多万吨。此外，一些发达国家通过各种非法手段和渠道向发展中国 家输出电子垃圾。而我国对电子垃圾的处理还处于粗放的原始手工处理阶段，大量 有毒有害物质（如重金属）进入土壤和地下水，造成了严重的环境污染。
第二节 固体废物污染的环境修复技术 一、概述
第二节 固废污染的环境修复技术
固体废物环境污染对象：土壤和水体。 固体废物污染的修复就是利用化学、物理或者生物的方法对污染环境的固体废 物进行处理，以达到减少污染，无害化处理的过程。 物理修复 包括：物理分离修复、蒸气浸提修复、玻璃化修复 固定/稳定化修复、低温冰冻修复、热力学修复以及电动力学修复等。 化学修复 包括：原位化学淋洗技术、溶剂浸提技术、化学氧化修复技术和 化学还原与还原脱氮修复技术等。 生物修复(bioremediation) 是利用天然存在的或特别培养的微生物在可调控 环境条件下将有毒污染物转化为无毒物质的处理过程。 生物修复可以消除或减弱环境污染物的毒性，可以减少污染物对人类健康和 生态系统的风险。 创新点： 促进或强化在天然条件下本来发生很慢或不能发生的降解或转化过程。
固体废物污染的生物修复的优点：
一、概述 ①可现场进行，减少了运输费用和人类直接接触污染物的机会；
②经常以原位方式进行，对污染位点的干扰或破坏达到最小，可在难以处理的地 方(如建筑物下、公路下)进行，在生物修复时场地可以照常用于生产； ③可永久性地消除污染物和长期的隐患，无二次污染； ④可与其他处理技术结合使用，处理复合污染；
⑤降解过程迅速，费用低，只是传统物理、化学修复费用的30％～50％。 生物修复技术的局限性和缺点： ①不是所有的污染物都适用于生物修复； ②有些化学品的生物降解产物的毒性和移动性比母体化合物还大； ③可处理性研究和评价的费用要高于常规技术(如空气吹脱)的费用，一些低渗透 性土壤往往不适合生物修复； ④项目执行时的监测指标除化学监测项目以外，还需要微生物监测项目。 目前，对于固体废物处置不当造成的环境污染治理中，生物修复技术已得到广 泛应用，如： 对于垃圾填埋厂及矿业固体废物的修复。
二、垃圾场的生物修复技术
垃圾填埋场会给人类带来三个主要问题：
二、垃圾场的生物修复技术
第一、垃圾渗滤液 以其特有的复杂性及肮脏性，对填埋场或堆放场周围的 大气、水体、土壤、植物及居民产生严重的二次污染，应建污水处理厂； 第二、产生大量的沼气，规范化的垃圾填埋厂区，均应建沼气发电厂； 第三、侵占大量土地，使人地矛盾突出。 当填埋场封土或堆放场废弃后可进行生物修复，使其变为园林绿地直至农牧 业用地，既可缓解人地矛盾，又可美化生态环境，治理垃圾二次污染。 1、垃圾场的植物修复 (1) 垃圾场生物修复的限制因素 ①基质不适宜大多数植物的生长，修复时要进行调配，
②水分满足不了大多数植物的生长要求；（垃圾土失水速率高于普通土壤，
垃圾场的植被营建中，应加强对水分的管理）。
③土层下垃圾发酵产生的热对植物根系的生长有很大影响。
(2)垃圾渗滤液污染场地的植物修复
垃圾渗滤液(refuse leachate)是垃圾在堆放和填埋过程中，由于发酵和雨水 的淋溶、冲刷以及地表水和地下水的浸泡而排放出来的高浓度有机污水。其COD 最高可达100g/L，铵态氮1700mg/L, 除此之外还含有多种重金属。 垃圾渗滤液污染的土壤，先与本地土壤按比例混合，再采用植物修复。 垃圾堆放引起的土壤重金属污染，也可采用超积累植物来修复。 重金属污染土壤的植物修复技术根据其作用过程和机理，可分为植物稳定、植 物挥发和植物提取三种类型： ①植物稳定技术 植物稳定是利用耐重金属植物降低土壤中有毒金属的移动性，从而减少金属 被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步污染环境的可能性。 植物在植物稳定中主要有两种功能： (a)保护污染土壤不受侵蚀，减少土壤渗漏来防止金属污染物的淋移； (b)通过金属在根部积累和沉淀或根表吸收来加强土壤中污染物的固定。
1、垃圾场的植物修复
②植物挥发技术 植物将污染物吸收到体内后将其转化为气态物质，通过叶面释放到大气中，
达 到减轻土壤污染的目的。 研究表明：很多植物能吸收污染土壤中的硒(Se)，并将其转化为可挥发的气态 Se化合物(CH3SeCH3，CH3SeSeCH3)，湿地上的某些植物可清除土壤的Se，其中 单质Se占75％，挥发态Se为20％～25％。 Hg在环境中以多种状态存在，包括元素Hg、无机Hg(HgCI、HgO、HgCI2等) 和有机汞化合物[Hg(CH3)2、Hg(C2H5)2等]。其中以Hg(CH3)2对环境危害最大，且 易被植物吸收。一些耐Hg毒的细菌体内含有一种Hg还原酶，催化Hg(CH3)2和离子 态Hg转化为毒性小得多、可挥发的单质Hg，因而可运用分子生物学技术将细菌的 Hg还原酶基因转导到植物中，再利用转基因植物修复Hg污染土壤。 挥发进入大气的污染物有可能产生二次污染问题，对人类和生物具有一定的 风险，此方式尚存不少疑虑。
③植物提取技术 植物提取是利用重金属积累植物或超积累植物从土壤中吸取一种或几种重金 属，并将其转移、储存到植物根部、茎秆和叶片，通过收获即可除去污染土壤中的 重金属。 研究发现 ：黄杨、海桐、冬青、杉木和香樟五种常绿树木对镉的吸收主要在 树木叶片上。 在高汞区，种植红树等木本植物可吸收大量的汞，储存于不易被动物啃食的 茎、根部位。 总之，植物修复技术在清除因垃圾堆放污染的土壤中重金属污染物具有技术和 经济上的双重优势，实用范围广，污染物在原地去除，通过传统农业措施种植植 物，使成本大大降低，且植物本身对环境的净化和美化作用，更易被社会所接受。 此外，植物修复过程也是土壤有机质含量和土壤肥力增加的过程，被修复过的 土壤适合多种农作物的生长。 表10-1 列出了美国污染场地植物修复的状况和效果。
2、重金属被活的或死的生物体吸附的过程。 垃圾场的微生物修复 微生物吸附
场地重金属污染的微生物修复技术： 微生物氧化还原 利用微生物改变重金属离子的氧化还原状态，从而降低环境 和水体中的重金属水平。 （1）微生物吸附 微生物吸附应用的条件：① 要有专一吸附能力的微生物； ②培育生物的成本要低。 场地重金属污染，可利用微生物还原性来降低重金属的毒性。 研究表明，生物酶能使Cd形成难溶性磷酸盐；土壤中的某些细菌能将硒酸盐和亚 硒酸盐还原为胶态低毒的Se、还可将pb2+转化为胶态的低毒Pb。 在好氧或厌氧条件下，已知有许多异养微生物能催化Cr6+→Cr3+的还原反应。 许多研究还显示，有机污染物（如芳香族化合物）可以作为Cr6+还原的电子供体， 这一结果表明微生物可以同时修复有机物和铬的污染。 为减少污泥中的重金属，可利用微生物的氧化反应来进行。 例如，在含高浓度重金属的污泥
中，加入适量的硫，微生物即把硫氧化成硫酸 盐，降低污泥的pH值，提高重金属的移动性。
2、垃圾场的微生物修复
3、已关闭垃圾场的植被修复 对于服役期满而即将关闭的垃圾填埋场，可采用乔木、灌木和草本相结合的措 施进行生态修复。 例如：重庆某垃圾场，利用已完成作业的地段，以粉煤灰和建筑弃土为覆盖 物，在覆盖土上种植了 珊瑚树、毛叶丁香、菊花、小叶榕、复羽叶栾树，石竹、莆 葵、结缕草、南天竹、麦冬、大叶黄杨。在边坡种植龙芽花(刺桐)、夹竹桃、构 树、洋槐、小蜡、一串红等18种植物，使关闭的垃圾场得到了植被修复。 在另一垃圾场，在原复垦地和新复垦地上种植了刺桐、小叶榕、毛叶丁香、高 羊茅、紫羊茅、剪股颖、结缕草，还从日本引种了草本植物萨卜三叶草，发现萨卜 三叶草、紫羊茅、剪股颖等不太适宜于垃圾场。在复垦场边坡，宜种构树、蓖麻、 刺藤、葛藤，它们既能护坎，又能耐肥、耐毒，生长良好。 香港政府通过栽植乔木、灌木和草本等植被，把已关闭的堆填区恢复成供市民 休闲的场所，如公园，高尔夫球场等。
3、已关闭垃圾场的植被修复
4、农田场地污染的生物修复 对于固体废物堆放不当造成的农田场地污染，可通过土地耕作（耕翻）或整备 床技术，促进微生物对有害化合物的降解，实现对污染土壤进行生物修复。 害废物、纺织厂污泥、炼油厂污泥、木材防腐废物、造纸厂污泥等。 土地耕作是好氧生物过程，使用土壤作为接种物和供生物生长的基质。为加速 生物降解应使土壤通气，在耕翻的同时加入营养盐。 对于0.3m以上的污染土壤，应用整地技术，一般规程包括：
4、农田场地污染的生物修复
固废来源有：市政污泥、化工厂残留物、食品厂加工产生的污泥、石油化工有
去除大的石块和碎片，使土壤比较均匀一致； 施用添加剂，使90％以上的土壤有添加剂； 烃类、氮和磷的一般比例为100：10：1，还可根据土壤状况补充微量元素； 一次施用量应限制在45kg/m3土壤之内，以防止流失； 如需要大量的营养盐可以用缓释剂或多次施用； 尽量增加土壤孔隙度，勤翻土壤或加入膨松剂，防止压实土壤； 黏土较重的土壤一般要掺沙子、锯末或木片，也有用石膏减少黏土中的水分； 调整土壤的pH值，可用石灰、明矾或醋酸。
土壤耕作床构造 (见图10-2) 通常用沙子或土壤作为表层，厚度：0.6～1.2m，最薄的有0.3～0.6m; 最底层是黏土保护层 其上是塑料防渗层。 需建排水系统收集渗滤液 渗滤液可以送回到土壤处理或 送到处理厂处理。
对于0.3m以下的污染土壤，应用整备
床处理技术(见图10-1)。
整备床需有防止污染物迁移的措施：
表层需有黏土层； 底层需有塑料防渗层； 需要渗滤液收集系统； 泄漏监测系统。
具体操作步骤： 挖出污染土壤，必要时过筛，放在沙床上；土壤撤至0.3～0.5m厚，必要时加 石灰调整pH值和加入营养盐（化肥），施用所有的添加剂以后，耕、耙污染土壤。 然后接种微生物和植物。 要求： 土壤的氧化还原电位：保持在800mV以上，不足要每天耕翻。 为降解难降解的化合物，使用微生物接种（下水污泥）可缩短驯化期； 可用牛粪来补充能源。 及时监测土壤中的污染物随时间消失的过程； 记录渗透液样品和水分的损失量。 应用案例： 为修复木材防腐剂五氯酚(PCP)污染的土壤（总土量约为4000m3； PCP平均浓 度为100mg/kg ）利用土耕操作法，在4个月内，使PCP平均浓度下降到5mg/kg， 半衰期约为25d。 处理过程包括：挖出污染土壤，摊开至0.4m厚，加入8cm厚的牛粪或下水道污 泥。整备床底有2mmHDPE膜，在渗透液收集系统上有15cm厚的沙粒层。 土壤置于砾层的上面，整个设施有顶棚遮盖。
三、垃圾堆肥污染的植物技术
三、垃圾堆肥污染的植物技术 类似腐殖质的物质（用作土壤改良剂）。
在堆肥化系统的设计中，必须采取应有的措施防治二次污染的产生。 (1)除臭技术与设备
垃圾堆肥是指居民生活垃圾中的有机物通过分解发酵而得到的一种性能稳定的 堆肥过程也会产生的环境污染（如：臭气，污水、灰尘、噪声、重金属等）。
堆肥化系统产生的臭气，主要有“氨、硫化氢、甲基硫醇、胺”等，因此需采取措 施除臭： ①清洁气体法 清洁气体法是指将堆肥排出的臭气用液体吸收液淋洗，减少臭气排放量。 液体吸收剂：水、海水、酸(各种酸、双氧水、高锰酸钾等)、 碱(氢氧化钠、次氯酸钠)，采用的系统有：喷射塔系统、密封塔系统等。 ②臭氧氧化方法 利用臭氧发生器产生的臭氧将臭气分子氧化，以降低臭气对环境的影响。 方法需要设置：臭氧发生器、臭氧反应塔。 ③土壤除臭法 一般是采用熟堆肥除臭或施用熟堆肥的土壤除臭。处理设备应安装除尘装置。
(2)振动与噪声的防治 在堆肥过程中，振动源来自破碎机。噪声源来自空压机和鼓风机。 减小振动的方法是在设备和基地之间安装隔振板，并使地基尽量大。 (3)污水处理 污水处理是处理来自储料发酵仓、设备运转过程中以及附属建筑的生活污水 等。堆肥化系统中产生的污水量比较少。 (4)重金属污染的修复 堆肥中的重金属含量的测定，依据重金属的化学形态，采取不同提取方法： ①简单的或络合的水溶态离子，易被植
物吸收利用，可用水提取； ②代换态离子，能被植物吸收利用，可用中性盐(pH＝7的醋酸铵)提取； ③与有机物键合的可给态离子，能被植物吸收利用，可用弱酸弱碱盐(醋酸铵) 提取； ④酸溶态的氧化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐或其他“二级矿物”等，不能被植 物直接吸收利用，可用一定浓度的强酸(HCl)提取； ⑤“一级矿物”晶格中的难溶态离子，不能被植物吸收利用，只有用各种混合酸 (HNO3-HCl-HClO4-HF)进行加热消解，才能从土壤中溶出。
研究表明，垃圾堆肥中的重金属主要以残渣态形式存在，经过堆肥化处理后， 水浸提态重金属的含量减少，而交换态和有机结合态增加，被生物吸收利用的可能 性增强。 如：采用蚯蚓或蠕虫处理城市下水道污泥中的重金属。经过3个月的堆肥处理后 的结果表明：a)积累在蚯蚓体内的重金属含量非常高--Cu12倍、Pb10倍、Cr8倍、 Zn 715倍、Ni 6倍、Cd 415倍、Mn 315倍和Co 116倍； b)在蠕虫堆肥中只有Fe的浓度增加115倍，而其他元素都有所降低。 在田间定位试验条件下，研究垃圾堆肥对土壤和农产品中重金属含量的影响， 结果表明：当垃圾肥施用量超过150t/(hm2)时，土壤中重金属含量随垃圾堆肥用量 的增加而增加。将导致作物和蔬菜产量的增幅减少；植物可食部分和茎秆中的铅、 镉、汞、砷等重金属元素的含量均未超过国家食品卫生标准； 土壤中有机质越多及pH值越高，重金属元素越不易向植物体内转移与积累。 研究表明：在施加垃圾堆肥同时拌施0.15％～1％的CaCO3，可以显著降低植物中 重金属的累积水平，与单施垃圾肥相比，蔬菜中Pb的含量下降29％～41％，Cr下 降5％～46％，Cd下降9％～42％，Cu下降2％～24％，As下降4％～60％。 这是因为堆肥同时拌施CaCO3，使得土壤的pH值升高，金属离子的溶解度降 低，蔬菜吸收利用重金属离子的能力被削弱的缘故。
四、矿山废石场的生物修复技术 废石场生物修复的类型，取决于废石堆放的地点和具体的规定： 四、矿山废石场的生物修复技术 如果在采矿过程中，将废石堆放于废弃深凹的露天矿坑时，则可在废石填满矿 坑时，予以平整并复土、种植，恢复成农业用地或造林用地。 如果废石堆放于浅露天矿坑时，可采用边开采、边堆放废石，逐年平整、逐年 修复的方法进行修复。 如果废石堆放在采矿场以外，而且已形成废石堆，不仅占用了大量土地，而且 废石堆本身已成为环境的污染源。在这种情况下，应根据不同要求，采用不同的方 法予以修复。 例如：美国、英国、波兰等国家要求必须将废石推倒整平，恢复成原有的地 形，然后覆土造田，部分或全部地恢复土壤肥
力，满足植物生长的要求。 我国在对矿山废石场修复的要求方面尚无统一规定，就当前来看，主要是按设 计要求进行整治堆放，但也有一些地区，则要求及时修复造田，并采用补偿征地的 形式，进行严格控制。
废石场的修复
对植物修复来说，修复程序一般可分为整治废石堆、覆土以及种植植被。 (1)整治废石堆 按照当地修复条例的要求，合理的安排废石堆的结构，整治后，修复造田 有利于植物生长，能防止地表径流的冲刷作用。 废石堆分层堆置的顺序是： 酸性、碱性废石在下层，中性废石在上层； 大块废石在下层，小块废石在上层； 不易风化的废石在下层，易风化的废石在上层； 不肥沃的土质在下层，肥沃的土质在上层。 美国： 废石堆坡面的坡度 按10％～15％考虑。 我国：不少矿山在整治废石堆时，也吸取了国外的经验。 种植农作物时，其坡度一般保持在2％～5％之间； 种草放牧，考虑牲畜的安全，其坡度一般应保持在10％以下； 种植树木，其坡面坡度可以大一些，但不得超过25％。
(1)整治废石堆
原位修复 在原来的废石地上进行修复。
异位修复
将废石搬运到陷坑、采空区或谷地进行修复;
(2)覆土 在废石堆被整治以后，根据废石和废土再种植的可能性，还要在废石堆表面覆 盖表土。 表土的来源：一般是露天开采时预先储存在临时堆放场的耕植土，也可以是采 矿场刚剥离下来的表土，或者是从邻近的土地上挖掘出来的表土。 不论从何处取来的表土，均应满足植物生长的要求。 覆盖表土的厚度： 美国： 一些州制定的修复条例中规定为：46～66cm。 我国： 耕植土厚度为10～20cm。 (3)植被的种植 在整治好的废石堆上，进行再种植时，植物的选择是很重要的。 通常应根据废石和覆土的种类、性质，选择适宜生长的农作物，如草木、灌木或其 他树木，然后进行人工或机械栽种。
(2)覆土
值得注意的是：
①在废石场设计时，就应当考虑修复的要求，做出合理的设计安排。 包括：废石场址的合理选择；废石的堆置方法；防排水系统的布置以及表土 采掘与储备等。 ②修复时应采取湿式作业和安全技术措施。 （防止产生大量的粉尘，给安全带来威胁） ③在整治废石堆时，应首先挖出自热自燃源，使之冷却后、再分层混入黄土并 进行压实处理。 如：湖南某锰矿的废石堆，由于自燃产生了大量有毒SO2气体，同时流出酸性 水，严重地影响农业生产。采取上述措施，取得了较好的效果。 ④废石场修复时，应考虑“废石”的日后复用。 随着科学技术的进步，若干年后废石又可能成为提取某种有用物质的原料。
(3)植被的种植
五、
露天采矿场的生物修复技术 露天采矿场的修复比废石场修复更为迫切，也更为困难。一般地，根据露天采 五、露天采矿场的生物修复技术 矿场的深度及有无覆盖层，将露天采矿场的修复分为四种不同的类型： (1)无覆盖层的浅采矿场修复 无覆盖层的浅采矿场是指覆盖很薄，开采深度小于30m的采矿场。 水淹型采矿场 如果其中的水体与其他水系没有连通，则可用一般充填料充填 进行修复。如果其中的水体与其他水系相连通，为了保护其他水系不受污染，最好 是采用硬岩、碎砖石、炉渣以及从建筑场地收集的材料进行充填。充填之后，可作 为基建用地，也可在其上覆盖一定厚度的腐殖土，进行人工栽植。 如果淹没采矿场的水体中不含有毒金属离子，还可改造成水库，发展养殖业或 将水体作为其他工业用水的水源；也可开辟成水上公园或水上运动场，供人游览。 干涸型采矿场 可采用垃圾、泥土和碎石交替循环修复法进行修复。 一般垃圾层的厚度可取2m左右；泥土、碎石层的厚度可取30cm 左右。 交错法修复后的采矿场可作为居民区或工业生产用地，也可用作人工造林场地。
(2)有覆盖层的浅采矿场修复 是指覆盖层比较厚，开采深度＜30m的露天采矿场。 这类采矿场的修复，可用采矿时剥离下来的覆盖土层来填补采矿场。 具体措施： 修复通常可与采矿同时进行。即在回采中，同时设置上、下两个采区，实行 上采矿下剥离，或下采矿上剥离的平行作业的采剥方式，使采矿和剥离互不干扰。 在采场布置上，沿矿体走向每隔400m划分为一个采场，在采场内再以长和宽 划分成若干个采矿段，在各采矿段内又划分成若干个采矿带，以便实现上矿段、矿 带剥离采矿，下矿段、矿带回填修复。这种采矿场的布置形式，有利于按矿段循序 进行采矿和修复，便于实现平行作业，达到既采矿又修复的目的。 为了满足采矿和修复同时作业的要求，在进行开采设计时，应当考虑修复程 序，同时剥离出来的废石，尽量减少中间堆放。条件许可时，应全部倒运到采空 区，并及时进行植物修复。
(3)无覆盖层的深采矿场修复 是指没有覆盖层或覆盖层极薄，而开采深度＞30m的露天采矿场。 采矿场的修复不可能用剥离下来的覆盖层大量回填来修复。 水淹型采矿场，可以整修成水库。发展养殖业或作生产和生活水源。 干涸型采矿场，可整修成其他用途使用的场地。如：射击场、自然保留地等 (4)有覆盖层的深采矿场修复 是指覆盖厚度比较大、开采深度＞30m的有色金属矿或煤矿的露天采矿场。 采矿场的修复可用采矿过程中，剥离的废石、煤矸石和表土来修复。 除了露天
矿的采矿场进行修复工作以外，对地下开采的采空区，也应进行修复 并重复利用。如：采用废石尾矿对不稳定的采空区进行充填。不但可以减少地表固 体废物的堆存量、节省更多的土地面积，而且还可以防止地表沉陷与土地破坏。 对稳固的地下采空区或井巷，可以修理用作军火库、火药库、民防工程、蘑菇 养殖场或作其他地下工程之用。根据调查，美国地下矿山采空区的重复利用率已达 25％，主要用作仓库和民防工程。 总之，矿山地下采空区的重复利用，愈来愈引起各国的重视。
六、矿山尾矿库的生物修复技术 六、矿山尾矿库的生物修复技术 1、限制尾矿库植物修复的因素 矿山固体废物不具备天然表土的特性，而且还具有不利于植物生长的因素： ①重金属和其他污染物含量高 通常，当金属元素微量存在时，可促进植物生长；但当超量时，就成为植物的 毒性物质。在一般情况下，可溶性的铝、铜、铅、锌、镍等对植物显示出毒性的浓 度为1～l0mg/kg，锰和铁为20～50mg/kg。当比导电性超过7mΩ时，土壤中的碱 金属盐，将会呈现毒性，对植物生长极为不利。 其次，含黄铁矿的固体废物，自然条件下产生的SO2、H2S等有毒气体，危害植 物生长。 ②酸碱性强且变化大 当固体废物中的pH值超过7～8.5时，则呈强碱性，可使多数植物枯萎。 当pH值小于4时，固体废物则呈强酸性，对植物生长有强烈的抑制作用。 此时，酸性环境中，重金属离子更易变化而发生毒害作用。 新采掘出来的煤矸石，随着堆放时间的延长，会由碱性变成强酸性，再由强酸 性变成中性。因此，煤矸石堆放时间越长，对植物生长越有利。
③植物营养物质含量低 矿山固体废物中一般都缺少土壤构造和有机物，不能保存氮、磷、钾这些养 1、限制尾矿库植物修复的因素 分。但堆放时间愈长，固体废物表面层中有机物的含量就愈高，对植物生长也就愈 有利。 ④固体废物表面不稳定 矿山固体废物很容易受到风、水和空气的侵蚀，其表面出现蚀沟、裂缝，导致 覆盖在尾矿和废石上的表土层破裂，出于重力作用，可能使表土层蠕动，使表土层 稳定性降低。而这种表土层的不稳定性及位移，均会严重地破坏植物的正常生长。 鉴于上述情况，在植物修复以前必须针对矿山固体废物的结构和特性，通过试 验，做出全面分析，然后有选择地选择种植一些适应性较强的植物，以利于生态发 展。
一般可分为整治、中和、覆盖和种植等工序。 ①整治尾矿库
2、尾矿库植物修复程序
2、矿库植物修复程序
对长期积水、类似沼泽地形的尾矿库，应先采用专门的机械设备排除积水，待 干涸后
再进行疏松、整平。对于干涸的尾矿床，由于表面易形成一层不透气的硬 壳，则应予以疏松。可根据植物修复的要求，进行局部整平或缓和地形即可。 ②酸碱中和处理 对碱性尾矿可采用硫化矿碎片进行中和处理，对酸性尾矿可采用石灰石矿碎片 进行中和处理。参与中和反应的碎石粒径，应愈小愈好，小粒径碎石能改善尾矿表 层的“土壤”结构，有利于植物生长。 ③覆盖、种植 在整治尾矿库、中和尾矿的基础上，进行覆盖泥土，然后进行种植。 例如：山东南野石墨矿、中条山的篦子沟铜矿等，在尾矿库上采用整治，中 和、覆土等工序，先后分别修复造田50多公顷，种植高粱、小麦等农作物，均收到 了良好的技术经济效果。
3、尾矿库植物修复的注意事项 尾矿粉的固结问题；
3、尾矿库植物修复的注意事项
目前， 尾矿库植物修复仍存在不少问题：
尾矿粉中缺少植物生长所需要的营养成分问题； 尾矿粉中含有过量的重金属元素，对种植农作物会造成二次污染问题； 不同成分与性质的尾矿粉对植物生长的影响等。 诸如此类问题，在植物修复之前，都必须根据实际情况，通过试验加以解决，
然后才能针对性地进行植物修复。 试验表明，对于碱性尾矿粉采用硫化物尾矿做中和处理后，种植豆类植物或种 植草本植物生长都比较好。 综上所述，无论是酸性尾矿粉或碱性尾矿粉，只要通过试验，了解其结构和特 性，因地制宜地进行植物修复是完全可行的。 我国不少矿山，在尾矿库上植物修复，都有成功的经验。
思考题
思考题
1．简述垃圾渗滤液重金属污染的植物修复技术和微生物修复技术。 2．已关闭垃圾场的植被修复及受限因素有哪些? 3．论述废石场的生物修复过程。 4．论述露天采矿场的生物修复过程及应用。 5．论述矿山尾矿的植物修复流程。