重金屬礦山生態治理與環境修復技術進展

晏聞博，柳 丹，彭丹莉，李 松，陳俊任，葉正錢，吳家森，王海龍

（浙江農林大學 浙江省污染土壤生物修復重點實驗室，浙江 臨安 311300）

重金屬礦山生態治理與環境修復技術進展

晏聞博，柳 丹，彭丹莉，李 松，陳俊任，葉正錢，吳家森，王海龍

（浙江農林大學 浙江省污染土壤生物修復重點實驗室，浙江 臨安 311300）

在重金屬礦山長期開發過程中，由于長期忽視生態環境保護與恢復治理，使礦山植被、景觀、土地、水體均遭受不同程度污染破壞?；谥亟饘俚V山治理目標，采用文獻綜述的方式，通過對國內外最新礦山重金屬污染生態治理技術的梳理，凝練出地質地貌工程、植被修復、土壤基質修復等3個大方向，并進一步確定出7個技術大類和18種治理技術手段；同時，基于此基礎，提出重金屬礦山的生態環境治理，需要在治理開始階段、初步修復階段以及基本修復完成與后續等3個不同的階段中，分別針對性的采用礦山生態破壞及環境污染現狀的調查、修復技術應用以及后續的維護管理及開發等技術管理手段。結論認為，礦山重金屬污染生態環境修復治理，需要針對其不同所處階段，建立相應的修復模型，同時要通過可持續性的修復技術和生態維護平臺，加強其前期分析和后續風險評估和綜合利用的研究，從而達到重金屬礦山有效修復的目標。圖2表1參63

生態學；重金屬；礦山；生態恢復；環境修復；綜述

礦產資源是人類生產和生活的基本源泉之一，但礦產資源的開發在對國民經濟發展起重要推動作用的同時，也帶來了嚴峻的環境問題［1］。采礦造成的水土流失、土地壓占和毀損、次生地質災害、礦山廢水和重金屬污染等，影響面廣，范圍大，性質嚴重［2］。礦區乃至礦業城市周邊土壤重金屬污染問題已成為環境污染的熱點問題之一［3－4］。礦山開采產生的廢石、選礦產生的尾礦和冶煉廢渣經風化淋濾等使有害元素轉移到土壤中，造成土壤質量下降的同時污染農作物，最后通過食物鏈進入人體，危害人類健康［5］。恢復生態學理論認為，依靠自然恢復或通過人工措施，采用適當的工程方法和植被重建，可恢復退化的生態系統［6］。在采礦廢棄地上植被的自然恢復是十分緩慢的，經過20～30 a，木本植物的蓋度才能達到14%～35%［7］，50～100 a才能漸漸恢復，而土壤系統的恢復可能要持續100～1 000 a［8］。目前，部分礦區生態修復中大都依然使用傳統方法與技術模式，造成生態治理效果單一而不全面、效果緩慢而不可持續、經濟投入大而生態效益低等問題。因此，本文主要對礦山生態污染環境問題進行分析，對主要的生態環境治理修復技術進行歸納，通過對生態治理技術與應用的梳理，構建一個完整的生態恢復體系，為礦山重金屬污染環境下的生態治理研究提供參考。

1 礦山開采的生態和環境污染問題

據統計，全國113 108座礦山中，采空區面積約為134.9萬hm2，占礦區面積的26%；采礦活動占用或破壞的土地面積238.3萬hm2，占礦區面積的47%；采礦引發的礦山次生地質災害累計12 366起，造成直接經濟損失166.3億元［9］。礦山開發造成的環境污染實質是礦山資源開采對區域環境中水、空氣、土壤和噪聲的污染以及對生態產生的一系列問題（表1）。以浙江省為例：截至2008年底，礦產量達到4.4億t·a－1，礦山數量2 700多家，大部分是開采建筑石料和水泥灰巖的山坡露天礦山［10］。同時有廢棄礦山近1萬個，亟待治理的有1 615個。例如浙江省諸暨市浬浦銅礦區周圍土壤中更是發現砷、銅、鋅、鎳、鉛等5種重金屬，同時存在明顯積累并嚴重污染周邊環境的現象［11］。

表1 礦山生態及環境污染問題Table 1 Ecological and environmental problems in mine pollution

金屬礦山開發主要包括對自然景觀、地質結構、生態環境等的影響和破壞。金屬礦山的露天開采直接破壞地表土層和植被，對區域生態環境的影響非常直觀，主要表現在占用林地、農田，掩埋地面植被，造成水土流失；地下開采對生態環境的影響相對較小，但廢石堆場、礦石堆場、運輸道路等也將占用林地和農田［12］。例如，浙江省遂昌金礦在3.6 km2的礦區范圍內，地表分布有廢石渣場10多處，尾礦庫4個，采石場和其他廢棄工業場地多處，還有大量未經治理的酸性廢石堆，這些廢棄的廢石堆和礦坑經多年的雨水淋濾產生大量酸性重金屬廢水［13］。粵北大寶山的礦山開發引起重金屬暴露于地表環境，致使11 000人受到嚴重的礦山污染威脅［14］。

2 礦山生態治理技術類型分析

中國歷來重視礦山生態修復技術工作的研究，在礦山生態環境的各個方向修復領域都有一定的經驗成果。通過對國內外的研究進行梳理，發現恢復礦山生態環境的治理技術主要有3個方面（圖1）。

2.1 地質地貌工程保護修復技術

2.1.1 地質修復技術 ①回填整平技術：在地質修復中，回填整平技術最為常見。趙愛軍等［15］在三江源區礦山復坑平整中利用大型宣推土機進行回填整平，使得采區內不再有大的坡度和溝坎。周惠榮等［16］針對滇池流域采礦廢棄地特點，采取削坡、護坡、場地整治等工程措施以維持地表基底穩定；唐偉等［17］通過復坑整平將裸地整理成具有極小平緩坡度的平整地面，使礦區的較大的坡度和溝坎減少或消失。②坡面加固排危技術：礦山造成的坡面及裸露地表的狀態極不穩定，需要通過坡面加固排危技術處理緩解地質隱患穩定地質環境。張洪生等［18］在太行山區礦區修復中將礦區劃分為若干區段，利用大型鏟運機將剝離的條帶巖石和表土 “剝皮式”分開鏟裝，在復墾條帶分別按順序 “鋪灑式”排放沿等高線平整礦區剝離物堆放場及邊坡土地，改造成環形寬條帶水平梯田或梯田綠化帶。③土方疏通技術：土方疏通是根據地質破壞的具體狀況，在土方作業盡可能小的情況下，進行場地疏通恢復。苑鑫等［19］在對古交市采煤區的生態修復中對塌陷地的緩坡地段進行地質修復，通過開挖溝渠形成有效的水利系統達到將塌陷地復墾成良田的目的，同時將無污染或污染可以經濟有效防治的充填物充填塌陷地。

圖1 礦山生態治理修復技術Figure 1 Repair technology of mine ecological governance

2.1.2 地貌修復技術 在礦山污染環境下除了對地質地形的修復治理，進一步的地貌地表環境治理尤為關鍵，地貌基本特征的恢復決定了生態修復中動植物等生態系統恢復的基礎［20］。地貌修復技術經過十幾年的發展，如漿砌片石骨架、土工網、土工格室等手段，已在中國各地的廢舊礦山和垃圾填埋場治理中廣泛采用。①物理工程技術：有漿砌片石骨架、鋼筋混凝土框架、預應力錨索地梁等技術。李健等［21］在妙峰山鎮楊嶺廢棄礦山生態恢復中采用鋪砌護坡連鎖磚整治坡面。在削坡整理的基礎上，鋪設了10萬余孔護坡連鎖磚，利用連鎖磚的六邊形結構形成相互咬合的網狀結構，再用鋼質鉚桿縱向間隔10 m橫向連續釘制鋼性支撐，有效地促進了長坡面的穩定性，固土護坡、涵養水源。②生物裝置技術：應用最為廣泛的是植生卷鋪蓋法、噴混植生、客土噴播技術等。其中植生卷鋪蓋法主要適用于較緩的低矮的需要迅速得到防護或綠化的土質邊坡。在福州市的廢棄礦山地貌治理中［22］，針對實際情況，采用植藤和生命力強的草類等方法，并在基部栽植巨尾桉Eucalyptus grandis×E.urophylla等速生樹木作為屏障，結合實際采取有利于植物生產的輔助工程措施，如砌護坡、排水溝、回填客土等進行生態恢復，較好地完成了治理工程、施工和植樹綠化工作。③人工裝置技術：利用人工裝置幫助地貌條件的穩定。如掛三維網植草適用于較緩的土質及部分沙石土邊坡,可使坡面的基質更加穩固。在江蘇省宜興市林場廢棄礦中采用掛網客土噴播復綠［23］，將削坡降坡及清坡施工結束后，在露采坡面上進行掛網客土噴播復綠施工。在穩定坡面防止水土流失的同時，為坡面的地貌植被恢復提供了條件。同時，在實際技術應用中，人工裝置技術與工程技術以及生物技術經常搭配使用。例如陳芳孝等［24］在龍鳳嶺廢棄采石場治理模式中對開采巖質坡面采用了簡易植被恢復基材噴附、掛雙向格柵＋植被恢復基材噴附＋生態植被毯、生態植被袋生態防護、巖面容器苗垂直綠化等技術進行植被恢復。

2.2 生態植被恢復技術

2.2.1 植物配置養護技術 ①物種選擇與種群配置：在植物的搭配設置上，主要從生態性、經濟性、美觀性等方面考慮，例如在云南省大紅山礦區植被恢復的過程中［25］，考慮到植被恢復后將移交地方管理，植被配置首先以植被快速恢復為主，結合附近農村林業產業發展需求，采用喬灌結合、竹灌結合，選用芒果樹Mangifera indica與三葉豆Campylotropis rockii混植、竹子Bambusoideae與車桑子Dodonaea viscosa混植2種配置方式布局在大面積的平地或平緩地；榕樹Ficus microcarpa，構樹Broussonetia papyrifera等或榕樹、鳳凰樹Delonix regia與車桑子、三葉豆混植2種配置方式布局在坡地、臺面、陡坡地、零碎地塊。在浙江省礦山坡面植被森林化過程成中發現，礦山邊坡植被森林化構建的物種配置宜以美麗胡枝子Lespedeza bicolor為優勢樹種，同時伴生映山紅Rhododendron simsii，野桐Mallotus japonicus var.floccosus等樹種［26］。②植物養護：在不同自然條件下植物的養護技術也需要具有更強的應用性。例如在北京，大部分礦區自然條件差，水資源缺乏，植物措施成活率、保存率低，給生態環境建設增大了難度。因此，在生態植被恢復工程中，必須考慮耐旱性水土保持林栽植技術，在春季、雨季通過綜合運用集水技術、保水劑、地膜或植物材料覆蓋技術、營養袋容器苗技術、生根粉處理技術等進行生態植被恢復［24］。在三江源區的治多縣松莫茸砂金礦區，采用播種當年追施磷酸二銨或尿素225~300 kg·hm－2，不采種，不刈割，不放牧，次年可采種并刈割1次，效果是在播種第3年其覆蓋度可達到70%以上［15］。因此，在植物的配置與養護管中，應加強技術與實際經驗的結合，利用有利的技術維護搭配植物群的建立和恢復。

2.2.2 植被營造技術 ①噴播：是生產上最經濟的造林方法，在噴播草種的同時，夾雜木本種子一起噴播在具有植生基質附著的邊坡上［27］。例如：浙江省海寧縣鼠尾山露采廢棄礦山利用噴播技術，在第1年植物種類都是由人工噴播的物種組成，即美麗胡枝子Lespedeza Formosa，紫穗槐Amorpha fruticosa，馬棘Indigofera pseudotinctoria，高羊茅Festuca elata，狗牙根Cynodondactylon，紫花苜蓿Medicago sativa和白三葉Trifolium repens等［28］。在舟山的礦山坡地利用噴播技術使得高羊茅、紫穗槐、紫花苜蓿等分布較均勻且對各種坡面的適應性良好［29］。②魚鱗坑、圍堰栽植：利用邊坡特殊的有利微地形特點，采用挖魚鱗坑或圍堰砌筑或用植生袋疊置燕窩狀栽植槽，然后在坑內或槽內栽植目的樹種進行礦山邊坡森林化構建的點綴式營造。海寧縣鼠尾山露采廢棄礦山邊坡采用植生袋圍堰造坑植樹等植被修復技術，已形成喬木蓋度31%，灌木蓋度52%，草本蓋度59%的喬木、灌木和草本復合的森林植物群落［28］。③容器苗栽植：在種子由于發芽遲緩或生化他感影響而不適宜直播的情況下，可利用容器苗栽植。試驗證明，采用容器苗造林，具有緩苗快、成活率高的顯著特點。王蓉麗等［30］在浙江省金華地區礦山的修復研究中選用特制的木箱、塑料花柱、玻璃鋼花盆或用磚石砌成一定大小的花盆，基質苗選用傘房決明Cassia corymbosa，夾竹桃Nerium indicum，紫穗槐Amorpha fruticosa，多花木蘭Indigofera amblyatha，刺槐Robinia pseudoacacia等喬、灌木樹種等進行容器苗栽植?？梢姡芯可a適合礦山邊坡專用的容器苗是今后礦山邊坡植被森林化構建的一種行之有效的方法，可以彌補噴播的不足［26］。

2.3 土壤基質修復技術

2.3.1 物理修復技術 ①客土換土技術：主要針對立地條件極差，土層極薄甚至沒有土層的廢棄礦山。例如在北京的礦山治理中［7］，從建筑工地購買其挖出的基土，運送到項目區在滿足條件的區域覆土60~ 80 cm。購買菌劑添加到土壤中，調節土壤微生物生存環境促進其生長以改良土壤理化性質加速植物生長，這樣有利于快速改良土壤基質，提供適宜植物生長的環境條件，但缺點是客土源難以保障、成本較高。②隔離法技術：物理修復中的隔離法主要使用各種防滲材料如水泥、黏土、石板塑料板等，把污染土壤就地與未污染土壤或水體分開，以減少或阻止污染物擴散到其他土壤或水體。常用的有振動束泥漿墻、平板墻、薄膜墻等［31］。該法常應用于污染嚴重并易于擴散且污染物又可在一段時間后分解的情況，使用范圍較為有限。為減少地表水下滲，還可在污染土壤上覆蓋一層合成膜或在污染土壤下面鋪一層水泥和石塊混合層［32］。

2.3.2 化學修復技術 ①固化修復技術：土壤固化通常用于重金屬和放射性物質污染土壤的無害化處理，將污染物轉化為不易溶解，遷移能力或毒性變小的狀態和形式。朱佳文等［33］在對湘西花垣鉛鋅尾礦砂中鎘、鉛、鋅使用石灰和磷酸一銨等鈍化劑后，發現對鎘、鉛、鋅的移動性和生物有效性有明顯的影響和固化效果。同時有研究表明，向土壤中加入不同形式的磷改良劑，能有效地將土壤中的鉛從非殘渣態轉化成為殘渣態的形式存在，從而降低土壤中鉛的移動性與生物有效性［34］。②淋洗修復技術：化學淋洗技術修復污染土壤是通過解吸附、反絡合及溶解作用，使重金屬從固相的土壤轉移到液相淋洗液中，淋洗液進行循環利用或處理，重金屬回收或處置［35］。黃細花等［36］研究發現可以利用P&T技術處理污染淋出液，在深層土壤添加固定劑、能有效固定從耕作層淋下來的重金屬，且被固定的重金屬很少被后期的降水等再淋洗出來，能很好地控制對地下水的環境風險。常用的土壤重金屬苯取劑有鰲介試劑和無機酸、有機酸等［37］。例如，許超等［38］選用粵北大寶山礦區下游受酸性礦山廢水污染的土壤為供試樣品，采用0.05 mol·L－1的檸檬酸對污染土壤中重金屬進行淋洗動力學研究，發現檸檬酸適合用于受酸性礦山廢水污染的中等污染程度土壤中重金屬的淋洗去除。朱光旭等［39］在云南省個舊古山選礦廠尾砂庫的研究發現，基于綜合毒性消減指數和經濟成本，選擇在1∶6土水比2次淋洗3 h的技術條件下0.10 mol·L－1的乙二胺四乙酸（EDTA）是適合的高效淋洗劑；許超等［40］利用EDTA對礦山的重金屬污染土壤進行淋洗研究，發現EDTA能有效從土壤中淋洗出鉛、鋅、銅和鎘等重金屬離子。

2.3.3 生物修復技術 ①植物穩定技術：礦山廢棄地尾礦的采空區、剝離表土堆放地分布相對比較集中，各個區域土壤的肥力以及重金屬的含量存在明顯的差異，植物吸收轉移的量相對有限，針對植物提取技術的不足，選擇耐性植物盡快恢復植被，通過植物穩定技術則相對簡單而且容易實現，一方面可以減少水土流失，另一方面可以降低重金屬的遷移擴散［41］。劉茜等［42］對湖南省湘潭錳礦業廢棄地土壤上的自然定居植物研究發現商陸Phytolacca acinosa，燈心草 Juncus effusus，土荊芥 Chenopodium ambrosioides，狗牙根Cynodon dactylon，野茼蒿Crassocephalum crepidioides，一年蓬Erigeron annuus等草本植物對重金屬的穩定吸收有很好的作用。王學禮等［43］在福建三明典型金屬礦區受到重金屬污染土壤中，發現筆管草Equisetum ramosissimum，一年蓬和五節芒Miscanthus floridulus等對重金屬具有較大的地上部富集量穩定作用，對修復鉛、鎘污染的土壤具有潛在的應用價值。烏蕨Stenoloma chusanum，千金子E-uphorbia lathyris，二歧飄拂草 Fimbristylis dichotoma，柔枝莠竹 Microstegium vimineum，短葉水蜈蚣Kyllinga brevifolia等適用于污染程度較高且植物萃取技術難實施的礦業廢棄地的穩定控制。同時，田勝尼［44］通過與鵝冠草Roegneria kamoji的比較，認為香根草Vetiveria zizanioides無論是對銅、鉛、鋅單一污染還是復合污染都有較好的對土壤基質的修復功能。②微生物修復技術：主要通過微生物對重金屬的溶解、轉化與固定來實現修復。如Chanmugathas等［45］發現土壤微生物能夠利用有效的營養和能源，在土壤濾瀝過程中通過分泌有機酸絡合并溶解土壤中的重金屬。張一修等［46］研究認為運用基因工程培育具有積累重金屬、降毒能力及加速植被吸收重金屬的微生物研究是土壤環境治理的關鍵手段之一。③動物修復技術：是在污染土壤中生長、繁殖、穿插等活動過程中對污染物進行破碎、分解、消化和富集作用，從而使污染物降低或消除的一種生物修復技術。鄧繼福等［47］發現土壤中的蚯蚓Pheretima和蜘蛛對重金屬元素有很強的富集能力，其體內鎘、鉛、鋅與土壤中相應元素含量呈明顯的正相關。張成梁等［48］在研究美國新墨西哥州西北部Farminton的LaPlata煤礦生態修復時發現在生態相對穩定的土壤中加入腐生波豆蟲Bodo putrinus，蚯蚓等土壤動物有利于土壤的生態恢復。

3 礦山重金屬污染生態治理技術流程構建與評估研究

3.1 生態治理技術流程構建

在礦山生態恢復過程中加入人為因素的干擾以加快其演替的過程，可以大大加速植被系統的建立以至于最后到整個生態系統功能的恢復，實現這一系統的自我維系從而進入良好的發展階段［49］。因此，在已經被人為破壞污染的礦山土壤生態環境中除了利用合適的修復技術，合理科學的礦山土壤重金屬污染生態修復理論分析構建與評價也極其重要。生態環境治理技術框架的構建主要利用3個技術階段配合3種礦山生態治理狀態的協同綜合治理，3個階段的生態環境治理狀態包括治理開始階段、初步修復階段以及基本修復完成與后續階段。針對的3個技術階段是礦山生態破壞及環境污染現狀的調查、使用具體修復技術以及后續的維護管理及開發等（圖2）。

在礦山重金屬污染生態治理中主要技術包括：管理技術、宏觀規劃設計技術、工程綠化修復技術、土壤修復技術、監管、預測與風險評估技術等。其中①監管、預測與風險評估技術是通過對礦山污染環境動態的污染檢測和監管，對它們進行風險評估，監控污染程度、范圍以及其規律分布［50］，為礦山污染的生態治理技術提供數據和技術標準制定依據。②宏觀規劃設計技術要求，對于任何工程都要有前期細致的規劃設計，應在詳細的調查、測量的基礎上，運用現代的地理信息電腦技術，進行礦山生態修復的規劃設計［51］。③管理技術是對受污染的環境資源進行科學管理，建立健全的礦山環境保護管理體系與環境保護監督制度，同時要有規劃設計、工程實施及修復改善后的宏觀管理以及礦山整個生命周期的環境修復管理［31］。

3.2 評估方法

3.2.1 傳統土壤統計方法 傳統土壤統計常常采用Fisher［52］創立的經典統計方法。其統計原理是假設研究變量為純隨機變量，樣本之間是完全獨立且服從己知概率分布。其統計方法是按質地將土壤在平面上劃分為若干均一區域，在深度上劃分為不同土層，通過計算土壤樣本數據的均值、標準差、方差、變異系數以及進行顯著性檢驗，來描述土壤特性的空間變異［53］。該方法可以在樣本小、材料多樣和環境多變等條件下獲取最多的信息，被大量的土壤工作者所采用［54］。隨著對土壤特性研究的深入，人們發現土壤性質的變化并非完全隨機，而是在特定時空區域內彼此相關，普遍具有空間自相關特點［55－56］。

圖2 重金屬礦山生態修復治理體系構建技術框架Figure 2 Framework construction of heavy metal mine ecological restoration system

3.2.2 土壤空間分布研究方法 ①空間自相關（spatial autocorrelation）是區域化變量的基本屬性之一?？臻g自相關分析是對某一地理變量空間分布相鄰位置間的相關性進行檢驗的一種統計方法。它通過檢側一個位置上的變異是否依賴于鄰近位置的變異，來判斷該變異是否存在空間自相關性，即是否存在空間結構?？臻g自相關分析作為一種多尺度分析方法，可以用來反映空間鄰近區域某一變量屬性值的相似程度和空間分布的聚集特征。空間自相關分析包括全程空間自相關和局部空間自相關2個部分［57］。全程空間自相關分析用來研究整個范圍內指定屬性是否具有自相關性。局部空間自相關則用來分析在特定局部地點指定屬性是否具有自相關性。空間自相關分析的結果可用來解釋和尋找存在的空間聚集性或 “焦點”。這種分析所需要的空間數據類型是點或面數據，分析對象是具有點面分布特征的特定屬性。具有正相關屬性，其相鄰位置與當前位置的值具有較高一致性。常用的定量指標主要有Moran’s I系數，Geray’s I系數，以及G統計量［58］。②分形理論（fractal theory）是在20世紀70年代由數學家Mandelbrot首次提出的，后被廣泛應用到自然生態和環境科學領域，并進一步被應用到土壤、地質等其他領域。所謂分形，是指在形態或結構上存在著相似性幾何現象，分形現象的科學稱為分形幾何學［59］。土壤屬性數據一般具有空間自相關性，點對間距離越近，元素含量的差異就越小，反之亦然。當距離達到一定程度后，空間自相關性消失，其差異趨于穩定，不再隨距離變化而變化，變異函數隨距離穩定增長的范圍正是自相關的范圍，這種自相關是由在各種尺度上分形結構的自相似性所產生的，該范圍又反映了分形存在的尺度。所以，地統計中變程就是分形存在的范圍，反映出這兩種空間結構研究方法間的內在聯系。由于土壤是一個不均勻的復合體，它與氣候、水文、農田灌排等諸多因素相互作用，往往導致土壤特性參數值在空間上呈現出不規則性和隨機性，這種情形適于用分數維布朗運動或隨機分形來量度［60］。③Journel和Huijbregts［61］認為，地統計學是指對自然現象的統計學研究，這些自然現象一個最明顯的特征就是研究變量的實測值是空間分布并且相關。地統計學通過假設相鄰數據空間相關，并假定表達這種相關程度的關系可以用一個函數來進行分析和統計，從而對這些變量的空間關系進行研究。地統計學具有確認數據間空間關系的能力，由于它能定量描述這種空間關系，因此可以解決一些問題，例如對未采樣點進行預測［62］。國內的一些地統計工作者認為［63］： “地統計學是以區域化理論為依據，以變異函數為主要工具，研究那些在空間分布上既有隨機性又有結構性，或空間相關性和依賴性的自然現象的一門科學?！逼渲兄饕獣玫絽^域化變量、半方差函數、克里格插值等。

3.2.3 重金屬土壤環境污染風險評估方法 析取克里格法：進一步的研究土壤重金屬的污染狀況，采用析取克里格法對已有污染超標的元素進行污染概率分析。概率克里格是一種風險估值方法，可在一定風險條件下給出未知點可能達到某一水平值的概率及空間分布。采用概率克里格，能直觀地反映出研究區內受重金屬污染的風險性程度，在環境污染風險評價方面具有較好的應用前景。潛在生態危害指數法：Hakanson潛在生態危害指數法作為國際上土壤（沉積物）重金屬研究的常用方法之一，它結合環境化學、生物毒理學、生態學等方面內容，以定量的方法劃分出重金屬潛在危害程度，是目前此類研究中應用較為廣泛的一種。

4 展望

礦山重金屬污染生態環境修復治理作為一個現實而緊迫的問題，其修復方法手段的研究與生態治理評價構建的研究領域依然有很大的發展空間和領域，其中有很多創新的研究方向值得擴展。

在不同礦山的修復中，應建立不同的修復手段從而達到最佳修復效果，因此，需要在對污染環境的前期勘察與分析中使用更加有效的技術手段方法，評估中利用傳統土壤統計方法、空間分布方法、風險評估手段等不同專業知識，為生態修復提供更加科學的前期分析參考。

在礦山重金屬污染環境治理的工程技術正在向實用化、組合化、多功能化等方向發展，同時修復技術的開發原則也越來越生態化，盡量采用自然生態手段進行修復治理。

污染土壤的生態修復并非單一的土壤修復，而是根據礦山生態系統的修復，構建土壤生態修復系統。利用現代統計學理論，結合地理信息技術構建科學評價體系與景觀生態規劃方案成為完善有效的修復平臺。

在生態修復后的維護與處理中，可持續性的修復技術和生態維護成為重點，通過植物修復的重金屬污染土壤，其中修復重金屬后的植物處理主要是借鑒廢棄物的處置方法，較少有針對修復植物特性的處理技術，還需更系統、深入地開展植物回收的技術原理研究，從而進一步避免二次污染的產生。

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Technology advances of ecological restoration and environmental remediation of heavy metal mines

YAN Wenbo,LIU Dan,PENG Danli,LI Song,CHEN Junren,YE Zhengqian,WU Jiasen,WANG Hailong
（Key Laboratory of Soil Contamination Bioremediation of Zhejiang Province,Zhejiang A&F University,Lin’an
311300,Zhejiang,China）

During the process of the exploitation of heavy metals mines in China,both vegetation,landscape, land and water are all destroyed in varying degrees due to long-term neglection of ecological environmental protection and restoration.Heavy metal pollution result in soil quality degeneration which seriously threats human health and the natural ecological system.In this article,the ecological restoration technology of heavy metal mines area was reviewed.Three major repair measures involving geological engineering,vegetation restoration and soil remediation were covered,and seven technology categories and eighteen control techniques were put forward.Furthermore,the technical process scheme for the heavy metal pollution of mining ecological restoration is established,which is used to provide reference for mine ecological environment management including the investigation of pollution situation,the application of remediation techniques,and subsequent maintenance and development in the early stages of repair,preliminary stage as well as the later stage.In conclusion,the heavy metal pollution of mining requires building different fix models according to its status.Meanwhile,it also needs to strengthen the research of analysis in early stage,risk assessment in later period and comprehensive utilization.Accordingly,we are able meet the goal to restore the mine effectively.［Ch,2 fig.1 tab.63 ref.］

ecology;heavy metal;mining;ecological restoration;environmental remediation;review

S714；X171

A

2095-0756（2015）03-0467-11

10.11833/j.issn.2095-0756.2015.03.021

2014-05-09；

2015-01-08

國家自然科學基金資助項目（31300520）；浙江省科學科學技術公益項目（2014C33043）

晏聞博，從事生態環境修復研究。E-mail：184435348@qq.com。通信作者：柳丹，副教授，博士，從事土壤污染修復等研究。E-mail：liudan7812@aliyun.com