礦山環境保護及生態恢復技術分析

（黃山學院生命與環境科學學院，安徽 黃山 245000）

礦產資源是人類生存和發展的重要物質基礎。我國地大物博，是一個資源大國，建國60多年來，礦產資源開發已逐步發展成為我國的國民經濟增長的巨大支柱。但是它在給我們帶來經濟效益的同時也給我們帶來了一系列的環境問題，隨著人口的增長，礦產資源開發的規模以及密度也逐步增大，加上后期的管理與規劃意識不強，造成大量的礦山生態環境被破壞，產生礦山廢棄地，礦產資源的開發是人為活動，而且是已知對地球表面景觀、生態系統最大規模改變的組織型活動[1,2]。

這一系列的環境與生態的失衡又將會反過來制約人類經濟與社會的發展，所以對于礦山的生態恢復治理和可持續發展是我國當前亟需解決的問題。

1 我國礦產資源開發現狀

中國礦產的儲備量在世界也排在了前列，但由于人口眾多，人均量少，從這點看我們國家還是資源短缺型的國家。

其礦產資源特點如下：兩少-人均及大型礦場少；四重壓力-經濟增長快速對礦產資源的壓力、龐大的人口基數對資源的壓力、潛在資源危機壓力、潛在生態危機壓力。1低-生活水平低導致礦產資源利用率低，資源的流失、浪費嚴重，甚至出現了較為嚴重的環境污染[3]。

當前我國共擁有小型礦山企業二十余萬座，全國各地均可見，特別是集中在經濟不發達的偏遠地區，小型作坊技術相對較落后，缺乏創新創業人才[4]，安全無保障，資源浪費現象比較嚴重。

其對于礦山土地破壞現象非常嚴重，幾乎無法恢復生態，且因為小型礦山數量太多，政府不能有效的進行管理，礦山的生態恢復也得不到整體提高[5]。

據資料統計，我國采礦業破壞的土地面積大概140萬hm2～200萬hm2，而且這速度還在不斷增加，當前4萬hm2/年速度不斷增加，全國每一年礦山開發，占用98.6萬hm2耕地面積，占國內總耕地面積1.04%。由于采礦，直接破壞106.0萬hm2森林面積，破壞26.3萬hm2草地面積、同時，在有色金屬工業地，每一年有6000多萬t固體廢棄物排放，累計的堆存量共達10億t，占7萬多公頃土地。

在采礦業中，各種類型占地分布情況如下：

59%由采礦活動本身所起；20%排土場；13%尾礦；5%廢石堆；3%塌陷區。全國受到礦業影響土地復墾率只有僅僅的13.3%，煤礦是主要的，金屬礦山的復墾率則比較低，這和發達國家75%復墾率差距比較大。所以生態修復礦山在開采中，地位也是非常重要的[5-7]。

2 礦產資源開發對環境的影響

礦產資源開發造成的環境問題主要分為三類：地質環境問題、生態環境問題和環境污染問題[8]。

首先地質環境問題包括壩體潰決、邊坡失穩、泥石流、崩塌、水位下降、涌水外排、塌陷變形、沙漠化等等。由于礦山地質和水文條件復雜，礦產勘探和開采過程都比較復雜，在地下開采時，由于巖石采空，容易造成地面塌陷，導致人民的財產、生命受到威脅，在礦山的開采階段會有大量堆積矸石，只要出現了不好的暴雨天氣，容易導致水土流失，造成山體滑坡。總體而言，礦山開采會導致嚴重地質災害，除常見泥石流水、滑坡、地面塌陷，出現了地下水短缺、海水入侵等不同類型的地質災害。

生態環境方面，包括壓占破壞土地、砍伐林木植被、增加水土流失、消耗水資源、減少生物多樣性、擾動野生動植物棲息環境、改變地貌景觀等。礦產資源在開采時，其過程會受到破壞并占用大量土地的資源，加大了我們國家人均土地資源不足的情況，并引發周國地下水位下降，導致表土缺水的情況，很多地方的土壤都出現了承載力不足、養分不足等情況。土地貧瘠、植被受到破壞，造成水土流失加大了荒漠化嚴重。這些變化使土地喪失原有功能，直接破壞森林和草場面積，破壞生物的棲息環境，影響生物的多樣性[9]。而且受損的生態系統恢復緩慢，導致這種破壞可逆性比較差。

環境污染方面包括大氣環境污染、水環境污染、固體環境污染、聲環境污染、輻射污染、土壤污染等。礦產資源的開采會有很多的粉碎及鉆孔流程，用到大量汽車對廢石、礦石做運輸，而所引發的尾氣排放風化石，在風力作用漫天飛舞，導致局部地方空氣污染，容易引發周邊居民呼吸系統疾病。在選礦廢水、礦坑水、廢石場淋水以及尾礦池廢水中會含有大量的金屬離子和放射性物質，這些礦山廢水通過徑流或者滲入地下最終破壞原有水系的酸堿平衡，進而影響這個地區的水生態安全[10]。

此外，礦山固體廢棄物有大量有害、有毒物質，時間一長暴露在露天場所中，容易導致氧化分解，這些有害、有毒物質向四周環境釋放，污水了土壤與水體，滲入至地下，污染了地下水，礦石的開采所留下的廢石及尾礦堆放，影響了土壤及農作物的污染，對人體產生了間接、直接尾號，對于四周的動物、植物也造成了極影響，危害著人與生態的安全。

3 礦山生態恢復技術分析

我國礦山土地生態恢復，原稱為廢棄地生態恢復，始于20世紀70年代末。初期因為技術、經濟、政策原因，礦山廢棄物生態工作，規模小且水平不足。

最近20多年里，礦山的土地復墾有了一定發展，且規模越來越大，技術水平也得到了極大提升。從總體上來說，礦山生態恢復技術包含3各方面：地質地貌修復，土壤修復和植被修復[11]。

3.1 地質地貌工程保護修復技術

在地質修復技術中回填整平技術最為常見。通過回填整平可以使礦區不再有大的坡度和溝坎，也可維持地表基底穩定；同時對礦山開采造成的坡面和裸露地標進行加固和穩定，防止地質災害的發生；根據地質情況還可通過疏通土方構建溝渠等方式進行土地復墾，對塌陷地進行地質改良。

地貌基本特點恢復，決定其生態修復動物、植物生態系統恢復基礎，因此地貌修復技術在礦山污染、環境治理方面較為關系。地貌修復技術經過了這些年的發展，例如土工網、土工格室等等手段，在中國各地廢舊礦山、垃圾填埋場地中做好采用[12]。物理工程技術包括鋼筋混凝土框架、預應力錨綜地梁技術；重物裝置技術是運用最多的植生卷鋪蓋法、客土噴播技術等等；人工裝置的技術利用好人工裝置，幫助四周的地貌條件得以穩定。同時為了確保坡面的基質可以更加穩定，掛三給網植草適用比較緩慢的土質、沙石土邊坡。在實際技術中，人工裝置技術、工程技術、生物技術可以用來搭配處理、使用。

3.2 土壤基質修復技術

土壤修復技術中包含物理修復、化學修復和生物修復3種。物理修復技術如客土換土技術，即從其他地區獲得基土進行礦區覆蓋的工程，要幫助土壤基質快速改良，提供適宜植物生長的環境條件，但是，缺點是客土源無法得到保障且成本比較高。

還有一種就是采用隔離技術把礦區污染地與周邊其他土地隔離開來，防止污染擴散，這種方法適用于高污染地區，但范圍比較局限。

化學修復技術中，固化修復技術深深處理被金屬、放射性物質污染的土壤，把污染物轉化不容易溶解，遷移力或毒性小的形式、狀態。從而減小污染物的移動性。另外還有一種淋洗修復技術，通過反絡合、溶解作用、吸附作用乖，讓重金屬由固相土壤轉移液相淋洗液中，其可循環運用、處理，重金屬回收、處置，此種方法不僅能夠減少環境污染，同時能夠回收廢棄地中的重金屬離子，達到礦山二次利用的目的。

生物修復技術是指通過植物、動物和微生物進行生態恢復與穩定的技術。植物修復相對比較簡單易實現，選擇耐性植物恢復植被可以防止水土流失同時減少重金屬的擴散遷移。

已經發現的吸收效果好的植物有很多種，如一年蓬Erigeron annuus，柔枝莠竹Microstegium vimineum和香根草Vetiveria zizanioides等。動物的修復技術是在污染土壤中系列、生長等等活動中，對污染物進行分解、破碎、富集等，讓污染物消除、降低的生物修復技術。比如蚯蚓就有利于土壤的生態恢復。微生物修復，通過其對重金屬溶解、轉化、固定所實現。

3.3 植被修復技術

植被修復主要包含植物的配置和養護以及植物的營造技術。植物物種選擇要因地制宜，以快速恢復為主，結合經濟型、美觀性和生態性綜合考慮搭配。

在養護上要根據當地水土資源情況選擇合適的樹種，并采用開渠、覆膜、保水、打營養劑等有利的技術來保證植被的成活率和應用性。植被營造技術上有噴播、魚鱗坑、圍堰栽植、容器苗栽植等等。噴播可以使種子分布均勻，是生產上最經濟的造林方法。魚鱗坑、圍堰栽植運用邊坡特殊的地形特點，運用挖魚鱗坑、圍堰砌筑等等，在槽內栽植所要種植的樹木，對礦山四周做好綠化處理。容器苗栽植在種子由于發芽慢、生化他感影響不合適直播情況之下，可以利用好容器做好苗栽植處理。其具有緩苗快、成活率高的顯著特點。

4 展望

習總書記在2005年在浙江安吉就提出兩山論：“綠水青山就是金山銀山”，呼吁大家以生態戰略的思想來實現礦產資源的可持續發展，實踐綠色礦山建設。隨著生態文明建設和環境保護工作的大力推行，環境保護法律的不斷完善，礦山廢棄地的生態恢復工程關注度越來越高，一些新的恢復技術逐步產生。

2018年，張紹良[12]等，對連續三屆世界生態恢復大會數據開展統計工作，發現礦山生態系統是大會所交流的一大主題，關注度最高的對象一直是植被，關注最多的礦區類型是露天礦山，人工生態修復方法成為研究的主體。并且歸納了新開發的生態修復技術，包括植被恢復、土壤修復和景觀恢復等新技術，新型礦山生態系統及其設計等等。新時代的生態文明建設任重而道遠，我們要在習近平總書記的新時代中國特色社會主義思想為指導，完善相應的政策法規，加強國內外技術交流與合作，建立典型示范基地，實現生態、社會和經濟效益相統一的可持續發展目標。