露天礦山開采的生態(tài)環(huán)境問題及其修復(fù)技術(shù)研究

（江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六三大隊(duì)，江西 吉安 343000）

新中國成立以來，我國礦業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn)，截止2018年底，已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)173種，探明儲量的礦種從十幾種增至162種，我國成為世界最大礦產(chǎn)品生產(chǎn)國[1]。隨著經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展，礦產(chǎn)資源需求量持續(xù)增長，礦產(chǎn)資源開發(fā)力度不斷加大，礦山開采活動日益劇烈，尤其是露天礦山開采，給礦區(qū)及其周邊生態(tài)環(huán)境造成了較大影響，引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問題。

1 礦山生態(tài)環(huán)境問題

近年來，國家對礦山環(huán)境保護(hù)及恢復(fù)治理工作越來越重視。正確認(rèn)識和科學(xué)劃分礦山環(huán)境問題，是指導(dǎo)礦山環(huán)境調(diào)查、評價、修復(fù)治理與保護(hù)等工作的前提[2]。關(guān)于礦山環(huán)境問題的分類，前人做了很多研究，劃分的依據(jù)有：礦山環(huán)境問題性質(zhì)及其環(huán)境影響[3]，礦山環(huán)境問題特征[4]等。在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合露天礦山的開采過程，本文將露天礦山生態(tài)環(huán)境問題分為四類（表1），能直觀反映礦山開采與生態(tài)環(huán)境破壞之間的聯(lián)系，對指導(dǎo)礦山生產(chǎn)及生態(tài)修復(fù)具有實(shí)踐意義。

1.1 地貌形態(tài)破壞問題

露天開采對地表和地下巖土層都會造成擾動。對于新建礦山，首先要對采區(qū)進(jìn)行表土剝離，并將剝離的表層根植土妥善存放于選定的排土場區(qū)域。表土剝離將破壞地表植被，改變原始地形地貌景觀，同時，露天礦山開采過程中大規(guī)模的土石方運(yùn)移以及開采產(chǎn)生的廢土、廢石、矸石、尾礦等固體廢棄物堆放，也對地形地貌產(chǎn)生很大影響。

1.2 水土流失問題

露天開采過程中，地表植被遭到破壞，露天采場大面積裸露，水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，土壤侵蝕強(qiáng)度高。排土場不僅在建設(shè)初期，存在土方開挖和地表擾動，而且在整個礦山生產(chǎn)周期中，存在大量渣土持續(xù)堆放，土體松散且裸露，加上排土場多數(shù)設(shè)在山間溝谷處，若沒有攔擋、護(hù)坡、截（排）水等工程措施，極易造成水土流失。

表1 依據(jù)露天礦山開采過程的礦山環(huán)境問題分類及生態(tài)修復(fù)單元

1.3 環(huán)境污染問題

露天礦山開采過程中會產(chǎn)生廢氣、廢水和廢渣，例如：爆破產(chǎn)生的大量粉塵，露天采場內(nèi)的礦坑水，經(jīng)選礦產(chǎn)生的廢石、矸石、尾礦等，這些廢棄物中可能含有酸性、堿性、毒性或重金屬等有害成分，通過徑流和水循環(huán)，污染周圍的土體、水體和空間。

表2 地質(zhì)地貌工程修復(fù)技術(shù)分類

1.4 礦山地質(zhì)災(zāi)害問題

礦山地質(zhì)災(zāi)害主要指崩塌、滑坡、泥石流。露天礦山開采過程中形成的高陡邊坡，固體廢棄物堆棄形成的陡坡，都可能誘發(fā)局部滑坡、崩塌；廢石、矸石、尾礦的不合理堆放是誘發(fā)泥石流的主要因素[2]。露天采場、排土場、廢石場、矸石場、尾礦庫等都是礦山地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)區(qū)。

2 露天礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)

目前，許多專家和學(xué)者圍繞礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)，已開展了多領(lǐng)域、多學(xué)科的研究，并取得了較大進(jìn)展。有學(xué)者總結(jié)歸納了四類礦山修復(fù)治理技術(shù)：消災(zāi)修復(fù)技術(shù)、工程修復(fù)技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)[3]，也有學(xué)者依據(jù)損毀方式，將露天礦山修復(fù)治理技術(shù)分為：露天采坑修復(fù)技術(shù)、露天采場修復(fù)技術(shù)、礦山地面建設(shè)工程壓占修復(fù)技術(shù)、固體廢棄物壓占修復(fù)技術(shù)等[5]。本文根據(jù)露天礦山恢復(fù)治理過程將修復(fù)技術(shù)分為：地質(zhì)地貌工程修復(fù)技術(shù)、土壤修復(fù)技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

2.1 地質(zhì)地貌工程修復(fù)技術(shù)

地質(zhì)地貌工程修復(fù)主要目的是整治地形、加固地質(zhì)體、避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，為恢復(fù)植被創(chuàng)造良好的立地條件。

地質(zhì)地貌工程主要有露天采場邊坡修整及護(hù)坡工程、露天采場底部地形平整工程，排土場、廢石場、矸石場、尾礦庫等的地形平整工程、擋土墻工程、截（排）水溝工程等（表2）。

2.2 土壤修復(fù)技術(shù)

恢復(fù)植被是恢復(fù)生態(tài)功能的前提，而土壤是植被生長的基礎(chǔ)。土壤修復(fù)技術(shù)可以分為：土壤回填技術(shù)和土壤改良技術(shù)。土壤回填技術(shù)可以分為表土回填技術(shù)和客土回填技術(shù)，主要用于露天采場的生態(tài)修復(fù)。

對于新建礦山，土壤回填可以利用礦山開采初期剝離的表土進(jìn)行回填，對于老礦山或廢棄礦山，只能采用客土回填技術(shù)，外購根植土，但費(fèi)用較高。

土壤改良技術(shù)可以分為化學(xué)改良技術(shù)和生物改良技術(shù)。主要是通過使用化學(xué)添加劑或生物方法，吸附、降解、遷移、轉(zhuǎn)化土壤中的污染物，使土壤指標(biāo)恢復(fù)到適用范圍，達(dá)到土壤修復(fù)目的。

2.3 生態(tài)修復(fù)技術(shù)

生態(tài)修復(fù)是指將遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原先功能再現(xiàn)的過程[6]，礦山生態(tài)修復(fù)就是按照生態(tài)演替理論，通過引入先鋒植物進(jìn)行一系列自然演替，最終達(dá)到中生性的頂級群落，再現(xiàn)礦山生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，維持生態(tài)系統(tǒng)功能[7]。生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括：植被修復(fù)技術(shù)、景觀修復(fù)技術(shù)。

植被修復(fù)技術(shù)要點(diǎn)是要根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境特征及礦山現(xiàn)場實(shí)際，篩選先鋒植被及其種植組合（林木種、灌木種、草籽），達(dá)到快速復(fù)綠的修復(fù)效果。選取的先鋒植被應(yīng)該具備以下特征：抗逆性好；易成活；根系發(fā)達(dá)；生物量高；最好本地優(yōu)勢物種。

礦區(qū)景觀在露天開采后發(fā)生巨大變化，形成新的斑塊和廊道，景觀破碎，連接性差，功能下降，與周圍生態(tài)景觀不協(xié)調(diào)。景觀修復(fù)技術(shù)就是要按照景觀生態(tài)學(xué)原理，優(yōu)化配置，統(tǒng)籌兼顧，人工構(gòu)建適宜的生態(tài)系統(tǒng)，并充分運(yùn)用自然演替規(guī)律，發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自身的恢復(fù)功能，恢復(fù)生物群落與演替[8]，逐漸形成與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)的斑塊-廊道-基質(zhì)，將破碎化的景觀恢復(fù)成穩(wěn)定的景觀類型。

3 結(jié)語

露天開采造成的環(huán)境問題與人民日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要相矛盾，要積極開展礦山生態(tài)修復(fù)工作，加速形成“加快還舊賬，不再欠新賬”的恢復(fù)治理局面[1]，對于廢棄礦山，要積極爭取政策和資金，加大治理力度，對于生產(chǎn)礦山，要積極推進(jìn)綠色礦山建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)“金山銀山”到“綠水青山”的轉(zhuǎn)變。