弃渣场复垦土壤基质及制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种弃渣场复垦用土壤基质，按质量百分比，包括40‑75%的原土、10‑50%的工程弃渣、3~8%有机肥料、3‑7%松针，其中原土：工程废渣=1:1‑4:1。同时提供了其制备方法和应用。本发明专利技术的复垦用土壤基质，可以有效地处置弃渣场的大量弃渣，促进植株的生长，提高存活率。基质中的自然土、工程废渣与松针构成土壤结构疏松多孔，有利于土壤的透气与水分传输，有利于土壤中团聚体的形成，也有利于微生物的生存繁殖。有机肥料可以有效提高土壤的肥力，改善本来贫瘠的工程废渣与自然土，提供植株生长发育所需要的氮磷钾、有机质等养分，且对于城市污泥中含有的重金属可以起到钝化的作用，减少土壤中重金属可能带来的危害。主要材料的来源广泛，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
弃渣场复垦土壤基质及制备方法和应用
本专利技术涉及高速公路弃渣场的生态修复领域，具体涉及一种弃渣场复垦用土壤基质的改良方法，同时提供一种弃渣场复垦用土壤基质及其制备方法和应用。
技术介绍
在土地资源日益紧缺，土地保护压力不断加大的今天，公路的大规模建设和规划，对保护耕地、促进土地的集约利用带来了更大的挑战。因此如何控制和减少公路带来的一系列土地破坏，通过复垦来实现被破坏土地的生产和使用能力恢复，已成为公路规划设计、施工建设、运营管理中各方必须面对、思考、处理和解决的现实问题。同时土地复垦的内涵也已提升，不仅要恢复破坏土地的使用价值，也要恢复被破坏的生态环境，保持生态系统的可持续发展。目前主要采用的是施工时表土剥离存放，复垦时重新覆盖的方式，来进行高速公路弃渣场的复垦工作。如公开号为CN111279832A的中国专利技术专利申请，就是采用上述的方式来实现土地复垦。但是表土经过长时间的存放，在雨水、空气的自然作用下，所含养分已随时间的增长而大量流失，土壤较为贫瘠，因此生态恢复效果较差，以往多采取大量施加化肥的方式，对复垦土壤进行改良，但是化肥仅能在短时间内起效果，后期效果十分有限，且对土壤的结构、理化性质无明显的改善作用。另一方面，高速公路施工产生的工程弃渣数量多,占地面积大,养分低，难以处置与直接利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决高速公路弃渣场复垦难、时间长，工程弃渣量大难以处置的问题，提供了一种基于固体废物资源化利用的复垦用土壤基质。此基质，土壤机械组成合理，持水能力强，富含氮磷钾、有机质等养分。本专利技术所提供的弃渣场复垦用土壤基质，按质量百分比，包括40-75％的原土、10-50％的工程弃渣、3～8％有机肥料、3-7％松针，其中原土：工程废渣＝1:1-4:1。优选的是，弃渣场复垦用土壤基质，按质量百分比，包括46-75％的原土、15-46％的工程弃渣、4-7％有机肥料、3-6％松针。上述任一方案优选的是，弃渣场复垦用土壤基质，按质量百分比，包括68-75％的原土、15-20％的工程弃渣、4-6％有机肥料、4-6％松针。优选的是，其中所述红黏土粒径为＜2mm80％以上。上述任一方案优选的是，所述工程废渣为施工对象是多石山体时所产生的碎石、砂砾混合物,为自然物体产生的工程弃渣。工程弃渣主要成分为石灰岩、页岩，且质量比大致为1：1。上述任一方案优选的是，工程废渣粒径<1cm。上述任一方案优选的是，原土优选级配为：≤0.075mm70-96％，>0.075mm30-4％；优选<0.002mm10-80％、0.002-0.005mm1-30％、0.005-0.01mm3-20％、0.01-0.075mm3-60％、0.075-0.25mm0.1-5％、0.25-0.5mm0.01-1％、0.5-2mm0.01-5％、2-20mm0.01-25％、>20mm0-1.5％。上述任一方案优选的是，工程废渣级配优选为：<0.25mm以下5-20％、0.25-0.5mm10-30％、0.5-1mm15-30％、1-2mm10-30％、2mm-1cm30-50％。上述任一方案优选的是，还包括珍珠岩5-10％和/或压缩秸秆5-10％。压缩秸秆与多孔结构配合，为植物生长提供空间，且讲解后可提供肥料；珍珠岩在水分充足的情况下，吸收水分及营养，在干旱的时候，释放水分，起到保水的作用；且级配的珍珠岩，与多孔结构和压缩秸秆配合，进一步确保了植物的生长具有足够的生长空间，且水分过量时，不会导致植物被淹死。上述任一方案优选的是，优选珍珠岩级配为<0.25mm以下5-20％、0.25-0.5mm10-30％、0.5-1mm15-30％、1-2mm10-30％、2mm-1cm30-50％。上述任一方案优选的是，压缩秸秆长度10-20mm。上述任一方案优选的是，松针长度0.3-1厘米。上述任一方案优选的是，有机肥料通过如下制备方法得到：用脱水处理后的干鸡粪与城市污泥风干，按照体积比4：1进行混合，添加发酵剂，发酵剂中添加米糠或玉米、麸皮，搅拌均匀后散入已准备好的物料中，调节碳氮比，并控制PH值，加水调节鸡粪水分，建堆均匀通气，发酵过程中翻倒2-3次，发酵时间在7-10天，制备完成后进行风干，以供使用。所述弃渣场复垦用土壤基质的制备方法，步骤如下：(1)对原土进行检验、筛分备用；(2)所述工程废渣经风干后进行粉碎，筛分备用；工程废渣可以起到调整土壤结构，增加土壤孔隙，利于土壤的水分与空气交换；(2)制备所述有机肥料；(4)将松针用闸刀剪碎，保持0.3-1厘米规格(长度)备用；剪碎松针具有疏松土壤，隔热保湿的作用，腐烂后还可以提供一定养分；(5)将所有的原料按照比例进行混合，搅拌均匀后，制成高速公路弃渣场复垦用土壤基质。优选的是，制备有机肥料的时候，每1-1.5吨物料(干鸡粪和城市污泥风干并混合后的物料)添加一公斤发酵剂。上述任一方案优选的是，制备有机肥料的时候，每公斤发酵剂中添加5-10公斤米糠或玉米、麸皮中一种或几种。上述任一方案优选的是，制备有机肥料的时候，发酵肥料的碳氮比应保持在(25-35)：1。上述任一方案优选的是，制备有机肥料的时候，pH值应控制在7-8。上述任一方案优选的是，制备有机肥料的时候，调节好pH并加水调节鸡粪水分后，混合物含水量在60-70％。上述任一方案优选的是，制备有机肥料的时候，将制备好的有机肥料用超细气流粉碎机粉碎至100μm。此有机肥中富含氮磷钾、有机质等养分元素，可有效提高土壤的肥力，且鸡粪在堆肥发酵的过程中温度很高，起到了杀死污泥中寄生虫卵、杀菌的作用。本专利技术第三方面，所述土壤基质或所述方法得到的土壤基质在土地复垦方面的应用。可以是公路(包括高速公路和普通公路)或铁路废渣场的土地复垦，沿线施工临时占用场地的土地复垦，沿线临时道路的土地复垦，沿线石质边坡施工后的土地复垦，可以是矿山开采后的土地复垦、隧道加工等会产生大量废渣的施工土地的复垦。本专利技术的研究结果证明，此复垦用土壤基质，可以有效地处置弃渣场的大量弃渣，促进植株的生长，提高存活率。基质中的自然土、工程废渣与松针构成土壤结构疏松多孔，有利于土壤的透气与水分传输，有利于土壤中团聚体的形成，其次土壤中的孔洞也有利于微生物的生存繁殖。用鸡粪、污泥混合发酵的有机肥料可以有效提高土壤的肥力，改善本来贫瘠的工程废渣与自然土，提供植株生长发育所需要的氮磷钾、有机质等养分，此外工程弃渣中的石灰岩成分对于城市污泥中含有的重金属可以起到钝化的作用，减少土壤中重金属可能带来的危害。本专利技术中，主要材料的来源广泛，成本低廉，属于基于固废资源化利用的新型复垦用土壤基质。附图说明图1是按照本专利技术的弃渣场复垦用土壤基质的优选实施例种植植物15天时植株生长情况。图2是按照本专利技术的弃渣场复垦用土壤基质的优选实施例种植植物90本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.弃渣场复垦用土壤基质，按质量百分比，包括40-75%的原土、10-50%的工程弃渣、3~8%有机肥料、3-7%松针，其中原土：工程废渣=1:1-4:1；优选包括46-75%的原土、15-46%的工程弃渣、4-7%有机肥料、3-6%松针，或优选包括68-75%的原土、15-20%的工程弃渣、4-6%有机肥料、4-6%松针。/n

【技术特征摘要】
1.弃渣场复垦用土壤基质，按质量百分比，包括40-75%的原土、10-50%的工程弃渣、3~8%有机肥料、3-7%松针，其中原土：工程废渣=1:1-4:1；优选包括46-75%的原土、15-46%的工程弃渣、4-7%有机肥料、3-6%松针，或优选包括68-75%的原土、15-20%的工程弃渣、4-6%有机肥料、4-6%松针。


2.权利要求1所述的复垦用土壤基质，其特征在于：所述红黏土粒径中大部分粒径＜2mm；优选所述工程废渣为施工对象是多石山体时所产生的碎石、砂砾混合物,为自然物体产生的工程弃渣；优选工程废渣粒径<1cm；或原土级配优选为：≤0.075mm70-96%，>0.075mm30-4%；优选<0.002mm10-80%、0.002-0.005mm1-30%、0.005-0.01mm3-20%、0.01-0.075mm3-60%、0.075-0.25mm0.1-5%、0.25-0.5mm0.01-1%、0.5-2mm0.01-5%、2-20mm0.01-25%、>20mm0-1.5%；工程废渣级配优选为：<0.25mm5-20%、0.25-0.5mm10-30%、0.5-1mm15-30%、1-2mm10-30%、2mm-1cm30-50%。


3.权利要求2所述的复垦用土壤基质，其特征在于：还包括珍珠岩5-10%和/或压缩秸秆5-10%；优选压缩秸秆长度10-20mm；优选珍珠岩优选级配为：<0.25mm5-20%、0.25-0.5mm10-30%、0.5-1mm15-30%、1-2mm10-30%、2mm-1cm30-50%。


4.权利要求3所述的复垦用土壤基质，其特征在于：松针长度0.3-1厘米。


5.权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦晓春，邢云虎，倪安辰，康智鹏，樊开盼，孟秀元，赵彦博，
申请(专利权)人：北京交通大学，山西路桥集团阳蟒高速公路有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11