專利名稱：用于替代表土的煤基生物土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域和生態(tài)環(huán)境材料領(lǐng)域，特別是涉及土地復(fù)墾、生態(tài)修復(fù)中表土的替代材料。
背景技術(shù)：
采礦等人為活動和自然災(zāi)害，破壞了大量土地和區(qū)域環(huán)境，是土地荒漠化和農(nóng)地減少的最主要根源。礦產(chǎn)資源的開采一方面對我國的經(jīng)濟發(fā)展起到了巨大的推動作用，另一方面也不可避免地造成土地和環(huán)境的破壞，使平原變成高低不平的沉陷地，肥沃的農(nóng)田變成低產(chǎn)坡地、沼澤或蘆葦叢生的湖泊，茂密的草地退化或變成沙地，同時，煤矸石等礦山固體廢棄物的堆積不僅壓占土地，也會對環(huán)境造成污染。因此，破壞土地的復(fù)墾和退化生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境修復(fù)就成為我國當(dāng)前急待解決的任務(wù)，它不僅影響區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量，而且影響區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。
目前，治理沙漠化土地的主要措施有“五帶一體”固沙技術(shù)，防風(fēng)固沙林營造技術(shù)，飛播造林技術(shù)等，但這些技術(shù)實施的難點是沙漠化土地缺少表土、保水能力差和缺乏營養(yǎng)，致使植物成活率低，效果并不明顯。而對于礦山損毀土地主要采用充填和非充填復(fù)墾技術(shù)，由于現(xiàn)行的挖深墊淺非充填復(fù)墾技術(shù)大都未能很好考慮合理重構(gòu)土壤問題，致使復(fù)墾土壤層次顛倒或復(fù)墾土壤條件差，復(fù)墾土地生產(chǎn)力低下。用充填材料如粉煤灰、煤矸石等進(jìn)行的充填復(fù)墾技術(shù)，也往往缺少肥沃的表土覆蓋，植被恢復(fù)困難。因此，開發(fā)表土的替代材料，對荒漠化土地的治理和礦山損毀土地的復(fù)墾具有重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決在土地復(fù)墾和荒漠化土地治理過程中，由于客土少或十分貧瘠而不能達(dá)到恢復(fù)植被的要求，開發(fā)出一種用于替代表土的煤基生物土，該材料可以代替西部地區(qū)沙漠化土壤治理中所需的表土和礦山土地復(fù)墾(尤其是充填復(fù)墾)中所需的表土。能保證植被的正常生長，且該材料主要是由礦區(qū)固體廢棄物組成，可以實現(xiàn)廢物的再利用，具有效果好和無污染等優(yōu)點。
本發(fā)明提出的一種用于替代表土的煤基生物土，其特征在于，主要由風(fēng)化煤、粉煤灰、煤矸石、膨潤土、保水劑和土壤穩(wěn)定劑混合而成，各成分的重量百分比為風(fēng)化煤30-60％、粉煤灰8-40％、煤矸石10-40％、膨潤土1-10％、保水劑0.1-1％，土壤穩(wěn)定劑0.1-1％。
本發(fā)明提出的另一種用于替代表土的煤基生物土，主要由風(fēng)化煤、粉煤灰、草炭、膨潤土、保水劑和土壤穩(wěn)定劑混合而成，各成分的重量百分比為風(fēng)化煤30-60％、粉煤灰8-40％、草炭10％-30％、膨潤土1-10％、保水劑0.1-1％，土壤穩(wěn)定劑0.1-1％。
本發(fā)明的特點及技術(shù)效果
本發(fā)明研制出的“煤基生物土”具有土壤的基本特性，是一種生態(tài)(植物)恢復(fù)與重建的專用材料，具有保水、固沙、促進(jìn)植被恢復(fù)和提高植被產(chǎn)量的功效，產(chǎn)品中主要養(yǎng)分含量、有機質(zhì)、保水性能等均達(dá)到原地土壤水平，其中有機質(zhì)含量在30％以上。能促進(jìn)復(fù)墾土地或退化草地的植被生長，在沙化或新墾的植被稀少的土地上能增加產(chǎn)草量；促進(jìn)退化草地植被的恢復(fù)。
“煤基生物土”主要以煤矸石、風(fēng)化煤、粉煤灰和草炭為主，風(fēng)化煤是一種低階煤，在中國尤其是西北地區(qū)儲量極為豐富，然而它并沒有燃燒價值。草炭是地表沼澤環(huán)境中的植物遺體，在大氣氧和微生物的作用下，形成有機物和腐殖質(zhì)的結(jié)合體。煤矸石是采煤過程中產(chǎn)生的固體廢物，它的堆放占用了大量農(nóng)田還污染了環(huán)境。粉煤灰是從火力發(fā)電廠燃煤鍋爐氣體中收集下來的一種工業(yè)廢渣，它的存儲不僅要占用大量的土地，而且容易對礦區(qū)大氣、水環(huán)境造成污染和破壞。這些都是礦區(qū)的廢棄物，占用土地，利用這些廢棄物作為表土替代材料，一方面可以減少壓占土地的面積，另一方面還可以變廢為寶，使固體廢棄物資源化且減少其對環(huán)境的破壞。
該表土替代材料富含有機質(zhì)以及生物必需的鋅、硼、鉬等微量元素，田間及盆栽試驗顯示，不施或稍施加肥料在此材料中生長的植物都好于或等同于對照土壤上生長的植物，從而達(dá)到了表土替代的目的。通過對生長在該基質(zhì)上的植物進(jìn)行重金屬含量的測定，發(fā)現(xiàn)植物中的重金屬含量均小于國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，因此可以說是一種“潔凈”的材料，不會對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。


圖1為使用本發(fā)明的A配方與西部沙化土壤的苜蓿生長情況對比圖。
圖2為使用本發(fā)明的B配方與西部沙化土壤的苜蓿生長情況對比圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提出的表土替代材料——煤基生物土，結(jié)合實施例詳細(xì)說明如下本發(fā)明的基質(zhì)材料主要包括煤矸石、粉煤灰、風(fēng)化煤、草炭、膨潤土、保水劑和土壤穩(wěn)定劑。
本發(fā)明可分為兩種配方的煤基生物土。其中A配方風(fēng)化煤(30％-60％)，粉煤灰(8％-40％)，煤矸石(10％-40％)，膨潤土(1-10％)，保水劑(0.1-1％)，土壤穩(wěn)定劑(0.1-1％)。
B配方風(fēng)化煤(30％-60％)，粉煤灰(8％-40％)，草炭(10％-30％)，膨潤土(1-10％)，保水劑(0.1-1％)，土壤穩(wěn)定劑(0.1-1％)。
其中本實施例采用的煤矸石、粉煤灰和風(fēng)化煤均來自內(nèi)蒙古錫林浩特；本實施例采用的草炭產(chǎn)地遼寧阜新，以上各材料粒度均過2mm篩。本實施例的膨潤土產(chǎn)地河北宣化，為商用粘土礦物，粒度均過200目篩。保水劑和土壤穩(wěn)定劑為市場購買的商用試劑。
本發(fā)明的表土替代材料使用方法在沙漠化土地、貧瘠土地或塌陷地填充后的土地上覆蓋本發(fā)明材料，進(jìn)行保墑處理，播種后進(jìn)行日常管理。
實施例一使用煤基生物土A配方，各成分的含量為風(fēng)化煤35％，粉煤灰40％，煤矸石14％，膨潤土10％，保水劑0.2％，土壤穩(wěn)定劑0.8％。使用本實施例作為基質(zhì)種植苜蓿，與西部沙化土壤相比，植株生物量增加了20％。
實施例二使用煤基生物土A配方，各成分的含量為風(fēng)化煤55％，粉煤灰8％，煤矸石35％，膨潤土1％，保水劑0.9％，土壤穩(wěn)定劑0.1％。使用本實施例作為基質(zhì)種植苜蓿，與西部沙化土壤相比，植株生物量增加了25％。
實施例三使用煤基生物土B配方，各成分的含量為風(fēng)化煤35％，粉煤灰35％，草炭28％，膨潤土1％，保水劑0.9％，土壤穩(wěn)定劑0.1％。使用本實施例作為基質(zhì)種植苜蓿，與西部土壤相比，植株生物量可增加35％。
實施例四使用煤基生物土B配方，各成分的含量為風(fēng)化煤60％，粉煤灰15％，草炭14％，膨潤土10％，保水劑0.2％，土壤穩(wěn)定劑0.8％。使用本實施例作為基質(zhì)種植苜蓿，與西部土壤相比，植株生物量可增加20％。
本發(fā)明的生物土具有較高的有機質(zhì)含量，在其上生長的植物等于或好于對照土壤生長的植物，如圖1、2所示。
各圖中右邊為種植在試驗煤基生物土配方材料上的植株生長情況，左邊為種植在西部沙化土壤上的植株生長情況。由圖可見，煤基生物土配方材料上苜蓿的生長情況要優(yōu)于西部沙化土壤上植株的生長情況，因此可以使用該材料作為表土替代材料。
權(quán)利要求
1.一種用于替代表土的煤基生物土，其特征在于，主要由風(fēng)化煤、粉煤灰、煤矸石、膨潤土、保水劑和土壤穩(wěn)定劑混合而成，各成分的重量百分比為風(fēng)化煤30-60％、粉煤灰8-40％、煤矸石10-40％、膨潤土1-10％、保水劑0.1-1％，土壤穩(wěn)定劑0.1-1％。
2.一種用于替代表土的煤基生物土，其特征在于，主要由風(fēng)化煤、粉煤灰、草炭、膨潤土、保水劑和土壤穩(wěn)定劑混合而成，各成分的重量百分比為風(fēng)化煤30-60％、粉煤灰8-40％、草炭10％-30％、膨潤土1-10％、保水劑0.1-1％，土壤穩(wěn)定劑0.1-1％。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于替代表土的煤基生物土，屬于土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域和生態(tài)環(huán)境材料領(lǐng)域，本材料主要由風(fēng)化煤、粉煤灰、煤矸石、草炭、膨潤土、保水劑和土壤穩(wěn)定劑混合而成，各成分的重量百分比為風(fēng)化煤30－60％、煤矸石10－40％、粉煤灰10－40％、膨潤土1－10％、草炭10％－30％、保水劑0.1－1％，土壤穩(wěn)定劑0.1－1％。本發(fā)明的表土替代材料具有土壤的基本特性，是一種生態(tài)(植物)恢復(fù)與重建的專用材料，具有保水、固沙、促進(jìn)植被恢復(fù)和提高植被產(chǎn)量的功效。
文檔編號C04B18/24GK1669971SQ200510063339
公開日2005年9月21日 申請日期2005年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者胡振琪, 高愛林, 楊秀紅 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京校區(qū))