微生物强化城市污泥驱动铁基尾矿成土技术研究

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:QINQINXIAOTIANXIN
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本研究以包头市固阳县某铁基尾矿为对象,使用微生物强化城市污泥成土技术进行铁基尾矿的生态修复工作。实验分为先锋植物的筛选、菌剂施加配比、盆栽改良实验和现场示范共4部分,实验结束进行数据的测量与分析,获得实验效果显著,达到预期实验目的,主要结论如下:(1)针对铁基尾矿高盐碱、低营养,保水性差,难以有效利用的问题,本研究根据文献资料和通过现场环境调研,针对性筛选出适合铁基尾矿环境种植的先锋植物,分别为紫苜蓿、蓝羊茅和柠条;实验选择的菌剂有胶质芽孢杆菌(J)、圆褐固氮菌(H)、巨大芽孢杆菌(D)和蒙科优菌(B)。(2)盆栽改良实验,根据筛选的植物和选择的菌剂,共设置11个处理组和1个对照组共12组实验组,实验共进行3个月,实验结束完成对实验数据的测定收集。经过处理后,植物处理组的株高提高显著,紫苜蓿较对照组平均提高了63.99%,蓝羊茅中茎高平均提高了36.32%,柠条中茎高平均提高了57.23%;植物根系处理组植物根系都较为发达粗壮。植物体内脯氨酸含量都有下降,紫苜蓿在BD组含量最低为26.42μg/g,蓝羊茅在BD组含量最低为9.39μg/g。尾矿p H在紫苜蓿中下降效果最为明显,其中JBH组p H下降效果最好为8.02,较原尾矿p H降低了0.88个单位;尾矿脲酶活性在紫苜蓿和蓝羊茅中有显著的积累,紫苜蓿与蓝羊茅均在JH组含量最高。选择修复较好的紫花苜蓿实验组进行微生物分析,在门水平上,TM7菌门在JH组丰度较为突出为21.54%,显著高于其他处理组;硝化螺旋菌门(Nitrospirae)丰度在处理组中均有提高,较CK组提高1倍左右。属水平上,硫杆菌属(Thiobacillus)丰度在CK组中为7.1%,处理组下降到1.4%~2.7%之间,下降效果显著。植物紫苜蓿在尾矿中的生长状况在3种植物中最好,处理组BD组、JBH组和JH组修复效果较为显著。(3)现场选址位于包头市固阳县某废弃铁基尾矿,实验区域为30 m×40 m,实验共设置14个组别,分别为菌剂组、混合施加组、基质组和对照组,示范共进行60天。示范结束对实验数据进行收集,结果表明,添加城市污泥与菌剂处理组,在生物量上较对照组平均提高2.5倍,蒙科优菌+圆褐固氮菌+城市污泥处理组(I组)盖度达到了89.0%,较CK组提高了64.0%。在尾矿理化性质方面,处理组p H平均下降了6.02%,其中I组p H为8.2,较原尾矿降低了8.28%;尾矿含水率都有显著提高,其中添加蒙科优菌的C组、F组和I组含水率分别提高至12.98%、10.12%和12.08%,速效养分方面处理组均有显著提高。微生物群落方面,在门水平上,能促进植物生长的拟杆菌门(Bacteroidetes)在处理组中均有提高,在Y组中提高较为显著,提高了15.84%;放线菌门(Actinobacteria)和酸杆菌门(Acidobacteria)在处理组均有下降。在属水平上,假单胞菌属(Pseudomonas)相对丰度在处理组均有提高,均高于CK组;德文西亚菌(Devosia)、芽孢杆菌属(Bacillus)相对丰度在处理组中均有提高。(4)对示范进行工程造价核算,使用本研究修复技术成本为15.95元/m~2,传统尾矿进行覆土的修复技术为18元/m~2,对于内蒙古地区,因土层厚度薄,尾矿修复成本更高。使用本示范技术对尾矿进行修复,可以降低11.39%的成本投资,示范技术具有推广价值。
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