礦區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究

鄒 卉，馮 娟，全 爽

（青島大學(xué)，山東 青島266071）

1 引言

礦產(chǎn)資源為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要保障［1］。但是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得礦產(chǎn)資源需求量不斷增大，導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題與日俱增，成為影響可持續(xù)發(fā)展的重要因素［2］，因此，使礦區(qū)在生態(tài)修復(fù)后能達(dá)到最佳的生態(tài)環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，滿足可持續(xù)發(fā)展的需要，成為目前急需解決的問(wèn)題。

2 礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)的影響

2.1 對(duì)地表景觀的破壞

礦產(chǎn)資源的開(kāi)采包括露天開(kāi)采和地下開(kāi)采，都不同程度地對(duì)地表景觀造成破壞。露天開(kāi)采主要通過(guò)剝離挖損土地而改變地表景觀；地下開(kāi)采由于礦物的采出而導(dǎo)致上覆巖層發(fā)生變化甚至破壞。礦產(chǎn)資源的開(kāi)采破壞了原有的森林、草地等自然植被以及山體本身，嚴(yán)重破壞了地表景觀［3，4］。

2.2 對(duì)土地資源的破壞

礦產(chǎn)資源的開(kāi)采通常要壓占大量的土地。露天開(kāi)采中，采礦剝離的表土、井工采礦后的廢石，以及選礦后的尾礦都會(huì)破壞與壓占礦區(qū)土地［5］。地下開(kāi)采中，挖損土地會(huì)導(dǎo)致地面沉降和塌陷，同時(shí)加速水土流失和土壤侵蝕。

2.3 對(duì)水資源的破壞

礦產(chǎn)資源的開(kāi)采對(duì)地表水資源以及地下水資源造成影響。對(duì)地表水資源的影響主要有取水、河道和水文的改變、水質(zhì)的污染等。對(duì)地下水資源的影響主要是導(dǎo)致地下水位的下降和地面沉降等。

2.4 誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害

礦產(chǎn)資源的開(kāi)采和相關(guān)工程的建設(shè)會(huì)對(duì)礦區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擾動(dòng)，地下開(kāi)采、地面及邊坡開(kāi)挖都有可能誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地震等地質(zhì)災(zāi)害［6］。同時(shí)在開(kāi)采過(guò)程中，如果尾礦庫(kù)管理不當(dāng)，易引發(fā)潰堤垮壩等災(zāi)難事故，引起泥石流，淹沒(méi)耕地、淤塞河道、損毀公路，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大損失，嚴(yán)重威脅著人類(lèi)的生存環(huán)境［7］。

2.5 對(duì)生物多樣性的破壞

礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中的植被破壞、礦渣堆放等都會(huì)對(duì)礦區(qū)的生物多樣性造成破壞，同時(shí)由于廢棄土地中微生物活性差，生態(tài)系統(tǒng)的自身修復(fù)十分緩慢［4］。

3 礦區(qū)廢棄地的類(lèi)型及特點(diǎn)

礦區(qū)廢棄地是指在礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中所破壞的、不經(jīng)過(guò)一定的處理而無(wú)法使用的土地。主要分為以下4種。

（1）廢石堆廢棄地，是由剝離的表土、開(kāi)采的廢石及低品位的礦石堆積形成的。這種廢棄地的特點(diǎn)是廢棄物粒徑常在幾百乃至上千毫米，難以在短期內(nèi)自行粉碎風(fēng)化，并且空隙大，持水性差。

（2）開(kāi)采坑廢棄地，是伴隨礦物開(kāi)采而形成的采空區(qū)及塌陷區(qū)。開(kāi)采坑廢棄地形成的深坑會(huì)因常年積水形成潮濕的濕地。

（3）尾礦廢棄地，是通過(guò)分選精礦物后剩余的固體廢物形成的。由于現(xiàn)在的技術(shù)條件有限導(dǎo)致選擇礦回收率較低，使得尾礦排放量較大。

（4）采礦作業(yè)面、機(jī)械設(shè)施、礦區(qū)輔助建筑物和道路交通等先占用后廢棄的土地［7］。

4 礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的技術(shù)措施

礦區(qū)生態(tài)修復(fù)是指對(duì)采礦引起的土地功能退化、生態(tài)結(jié)構(gòu)缺損、功能失調(diào)等礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化的問(wèn)題，通過(guò)工程、生物及其他綜合措施來(lái)修復(fù)和提高生態(tài)系統(tǒng)的功能，修復(fù)其生態(tài)平衡的過(guò)程［8］。目前研究的主要生態(tài)修復(fù)技術(shù)措施如下。

4.1 礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的工程措施

礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程造成的最重要的生態(tài)破壞就是土地退化，因此，礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的重要環(huán)節(jié)就是土壤基質(zhì)改良。

4.1.1 地表土保存技術(shù)

因?yàn)榭筛N的表土的形成需要很長(zhǎng)時(shí)間，所以，在礦山開(kāi)采之前，可先取50cm左右厚的土壤保存，在礦山開(kāi)采結(jié)束后，再把封藏的表土填回［9］。

4.1.2 廢棄地改造技術(shù)

因?yàn)閺U渣的淋溶水中鎘、汞、鉛、砷等劇毒元素的含量均超過(guò)國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，所以，在進(jìn)行地表土改造之前，可先建造一個(gè)人工隔水層，減少地表水下滲，從而減少淋溶水中有毒元素的含量［10］。

4.1.3 土壤增肥改良技術(shù)

在礦區(qū)生態(tài)修復(fù)過(guò)程中，可以添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)等有效物質(zhì)來(lái)改良土壤的物理化學(xué)性質(zhì)，縮短植被演替的過(guò)程，加快礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)。

4.2 礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的生物措施

4.2.1 植被修復(fù)措施

植被修復(fù)是生態(tài)修復(fù)中生物措施的關(guān)鍵，而根據(jù)具體環(huán)境條件與需要選擇適宜的樹(shù)種是其關(guān)鍵技術(shù)之一。

首先分析土壤的物化、生化性質(zhì)，查明土壤pH值，土壤含水量、通氣性、土壤氮素等，從而選擇樹(shù)種、草種。應(yīng)遵循的原則是：①生長(zhǎng)快，適應(yīng)性強(qiáng)，抗逆性好；②優(yōu)先選擇固氮樹(shù)種等植被；③盡量選擇當(dāng)?shù)貎?yōu)良的鄉(xiāng)土樹(shù)種和先鋒植被種子，也可以引進(jìn)外來(lái)速生植被；④植被修復(fù)時(shí)不僅要考慮經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，更主要的是要考慮多種功能效益，主要包括抗旱、耐濕、抗污染、抗風(fēng)沙、耐瘠薄、抗病蟲(chóng)害以及具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

同時(shí)，礦山廢棄地一般重金屬污染較重，植被修復(fù)在重金屬污染修復(fù)中也起到關(guān)鍵作用，目前主要通過(guò)植物吸收、植物揮發(fā)、植物固定3種措施來(lái)進(jìn)行重金屬污染土壤的植物修復(fù)。

4.2.2 微生物技術(shù)的應(yīng)用

微生物在礦山植被恢復(fù)過(guò)程中起到越來(lái)越重要的作用。利用微生物技術(shù)可以增加植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收、改良土壤結(jié)構(gòu)、減少重金屬的毒害以及抵抗不良環(huán)境。主要運(yùn)用的微生物有以下兩種：一是抗污染的細(xì)菌，二是利于植物吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的微生物［11］。

4.3 尾礦的綜合利用

未經(jīng)處理或再利用的尾礦不僅占用了大量土地而且還污染環(huán)境，對(duì)尾礦進(jìn)行合理的綜合利用，能帶來(lái)顯著的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益：①?gòu)膹U棄物中進(jìn)一步回收有價(jià)元素，不僅降低了成本，還可以減少環(huán)境污染；②作為二次資源制取新形態(tài)物質(zhì)，不僅能變害為利，更能降低有毒、有害物質(zhì)對(duì)人類(lèi)造成的傷害；③用廢石與尾礦作為井下采空區(qū)的充填材料不僅能節(jié)省費(fèi)用，還能避免土地占?jí)海挚蓽p少水土流失源。

5 結(jié)論與建議

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的形成是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，必須按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，從當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)自然環(huán)境和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃出發(fā)，同時(shí)結(jié)合礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)產(chǎn)生的影響以及礦區(qū)廢棄地的類(lèi)型和特點(diǎn)，采取工程措施、生物措施和尾礦的綜合利用等切實(shí)可行的措施，使受損的生態(tài)環(huán)境得到有效的修復(fù)，使礦區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展相一致，人類(lèi)活動(dòng)和遵循自然規(guī)律相互協(xié)調(diào)，促進(jìn)和諧社會(huì)建造，實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)的目的。

目前礦區(qū)生態(tài)修復(fù)已經(jīng)取得了一些成績(jī)，根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，還應(yīng)當(dāng)在以下幾個(gè)方面繼續(xù)加強(qiáng)。

（1）目前，對(duì)礦山廢棄地中單個(gè)重金屬的污染治理已經(jīng)有一定的理論基礎(chǔ)，但是一般礦山都不是單一的重金屬污染，因此需要找到適合治理多種重金屬污染的方法。

（2）礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的治理與保護(hù)必需納入法制化軌道，在已有法律條款的基礎(chǔ)上，結(jié)合礦區(qū)環(huán)境的特點(diǎn)，建立符合我國(guó)國(guó)情的礦區(qū)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

（3）采礦企業(yè)追求利潤(rùn)、法律法規(guī)在執(zhí)行中不當(dāng)?shù)榷紝?dǎo)致了礦山的破壞，所以，要各盡其責(zé)，做好防范措施，減輕后期的治理。

（4）動(dòng)員全社會(huì)的力量參與礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，增強(qiáng)廣大群眾的生態(tài)環(huán)保意識(shí)和參與意識(shí)，喚起全社會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境修復(fù)的廣泛關(guān)注，促使企業(yè)自覺(jué)地保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。

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