随着我国铜矿采选业的快速发展,高浓度浆料法(HDS)酸性废水处理技术在国内各大铜矿得到广泛应用,造成硫化铜矿酸性废水底泥排放量急剧增加,由于其堆存量大、综合利用率低,以德兴铜矿为例,酸性废水底泥年产生量约60万吨,导致大量宝贵的矿山空间被占用和土地破坏,对矿区生态环境构成严重威胁。植物修复技术具有土壤扰动小、操作便捷、修复成本低、绿色环保等优势被广泛应用于矿山土壤修复,发展前景广阔。本研究以江西铜业集团德兴铜矿酸性水处理厂产生的底泥为研究对象,通过对底泥理化性质进行分析,找出利用底泥进行生态复垦的关键因素,为硫化铜矿酸性废水底泥的改良与修复提供依据;通过堆土种植试验和现场工程应用等手段,开展硫化铜矿酸性废水底泥生态复垦过程中的植物修复技术研究,一方面通过对比不同植物生长形态指标,筛选出适于在底泥基质上生长的优势植物,另一方面改良底泥的理化性质,解决其盐碱度高、易板结、有机质等常规养分含量低等技术难题,以实现工程化应用。主要研究结果如下:(1)底泥中各项危害成分指标均低于《GB 5085.3-2007》和《GB 5085.1-2007》规定浓度限值,且底泥浸出液p H在6~9之间,属于Ⅰ类工业固体废弃物。底泥含水量、全氮、有效磷、速效钾、有机质含量分别为55.01%、0.266 g/kg、1.690 mg/kg、17.100 mg/kg、4.150 g/kg,底泥中植物生长所需的各种养分含量极为匮乏。底泥呈弱碱性(p H=7.63),电导率为245 ms/m,属于轻盐碱化土壤,易板结、龟裂。(2)在硫化铜矿酸性废水底泥与客土配比为4:1的混合土中,进行了九种植物堆土种植试验,结果表明:草本植物中玉米草和黑麦草发芽率分别为88.67%、98.33%,成活率分别为90.6%、97.90%,60天的株高分别为83.53 cm、21.70 cm,相比于平车前更适于在底泥上生长,可做为底泥生态复垦的先锋植物;灌木中红叶石楠成活率高,60天株高增量更大,更适合在底泥生境条件下生长;三种乔木中成活率依次为刺槐>毛白杨>湿地松,60天株高增量依次为刺槐>毛白杨>湿地松,刺槐和毛白杨更为适合在底泥生境条件下生长。(3)根据堆土种植试验研究成果,结合课题组其他研究成果,选用采用玉米草、黑麦草作为先锋草本植物,红叶石楠、大叶女贞、小叶女贞、刺槐、毛白杨套种进行为期3年的现场工程化试验,验证底泥替代完全客土作为植物生长基质进行矿山生态复垦的可行性,结果表明:试验区内植物长势良好,经两年植物覆盖率达到100%。草本植物玉米草、黑麦草逐渐被演替;灌木基本成片,株高为181.4 cm~213.8 cm、冠幅为92.2 cm~109.5 cm;乔木基本成林,株高为581.3 cm~603.2 cm、冠幅为157.3 cm~237.0 cm。(4)试验区建立3年后底泥各项理化性质指标的测定结果表明:底泥的综合理化性质得到明显改善。底泥电导率下降1.15%~5.40%,含水率下降16.90%~24.36%,底泥p H值变化幅度较小。有机质含量除毛白杨种植区以外皆为CK组的1.17~1.57倍;全氮含量仅在刺槐种植区域出现提升,对比对照组提升26.50%;全磷含量提高了11.89%~20.75%;全钾含量提高了31.54%~311.53%,红叶石楠、毛白杨、刺槐对于底泥有效磷含量改良效果更为明显,对比对照组上升了15.19%、14.99%、4.91%。