礦山廢棄地分析及生態環境修復技術研究進展

陳 艷，張品漢，陳 慧

（1.浙江睿城環境科技有限公司，浙江 溫州 325200；2.杭州弈揚環境科技有限公司，浙江 杭州 310000）

我國作為礦產資源大國，礦產已成為社會經濟發展中必不可少的資源。隨著國民經濟的快速發展，礦山開采也成為經濟可持續發展的重要物質基礎，但因礦山開發形成的廢棄地，嚴重危害生態環境，亟待治理。相關學者，例如，Li[1]借助中國知網及ScienceDirect等網站，查找的有關礦山廢棄地生態環境整治主題的相關研究成果來看，有關我國礦山資源開發環境的研究文獻并不豐富，近10年發表的相關主題論文約180篇，其中英文文獻僅20多篇，由此可知，礦山環保是目前行業領域研究的重點和難點。基于此，本文將分析礦山開發的基礎環境以及廢棄地修復的現狀，并結合現狀提出了生態環境修復技術，以實現保護礦山生態資源的穩定發展。

1 礦山開發的基礎環境

我國礦山環境的開發并不樂觀，存在較多環境污染和環保問題，亟待整治和處理。基于對自然資源生態的環境保護，礦山開發環境及其治理的影響因素主要分為：地質環境環境影響因素、生態環境影響因素和環境污染影響因素[1]，詳見表1。

表1 礦山開發導致的主要環境問題

2 礦山廢棄地的分類特點及修復現狀

2.1 礦山廢棄地的分類特點

根據礦山廢棄地的形成機理，集合相關勘察調研的結果，分析得出的礦山廢棄地的分類特點，詳見表2。

表2 礦山廢棄地的分類特點

2.2 礦山廢棄地修復現狀分析

近幾年，相關部門對礦山廢棄地環境的整治與預防修復加大了資金投入，截止2020年底，累積投入已經達到了1 000多億元，已經修復完成的礦山廢棄地面積也達到90萬 hm2，但治理的總有效率僅為29.9%，由此看出，我國礦山廢棄地的環境整治及治理存在較大壓力。目前，廢棄地治理資金的主要來源是以財政補貼和政府財政撥款為主，但更多的礦山修復資金來源于企業自給自足，自行承擔修復成本。另一方面，我國在礦山廢棄地的治理合作方面缺乏綜合性的合作模式，因此，在修復技術實施過程中，應引起更多的社會關注，這樣才能夠不斷促進礦山開采土壤修復技術和產業的不斷完善。其實，在土壤污染修復領域，商業開發價值和經濟價值是非常大的，但礦山資源開發用地相對偏僻，開發市場及相關開發資源難以支撐優質礦山資源開發路徑。所以，目前還沒有探索出一套科學的、優質的市場管理模式。

3 礦山廢棄地生態環境修復技術

在生態環境體系中，礦山廢棄地生態環境修復技術極為關鍵，不僅能夠高效的恢復原貌，還能形成環境的可持續發展，但這需要較長的恢復時間。然而，人工干預的方法，能夠在較短的時間內，高效實現礦山廢棄地生態環境的修復和治理。

3.1 基質改良、土地重構及地貌重塑

為了能夠實現礦山廢棄地區域生態功能的良好發展，要創造更多適宜植被生長的生態環境，還要加強水資源、生物資源等之間的相互關聯，以此構建生態環境修復技術。由于土壤是植被、微生物等生長的主要基質，限制礦區植物生長，對于基質結構及其養分具有重要意義。對于基質改性主要方法包含括物理、化學和生物法。其中，物理方法主要是借助將地表土進行回填實現。

按照礦山修復的相關技術規范內容，在堆場、礦山和尾礦庫等專用礦山區域建設之前，需要按照規范施工，防止出現水土流失的現象。在修復之前，生態修復區域表現為：地表裸露、土層缺失、地勢陡峭、坡度不穩等，區域內幾乎沒有植被。因此，生態修復可采用覆蓋廢棄礦山（礦區和渣場）的方式，其覆蓋的土壤主要為建筑垃圾、施工廢土及湖泊清淤等。對于建筑垃圾產生的混凝土及湖底淤泥進行有效的疏浚施工管理，不僅能夠有效提高土壤有機質的含量，還能夠不斷改善和優化土壤結構，進而為植物生態環境改善提供良好基礎[2]。

3.2 物理修復技術

物理修復技術主要包括隔離、固化和動力學方程計算法等。其中，隔離法主要是利用水泥、粘土及板材等材料，對于容易受到污染的土壤進行隔離，實現水體分離，以減少或者防止出現污染的現象。隔離法主要包含有振動梁擋土墻、平墻及薄膜墻等結構。這種處理方法往往用于受到污染較為嚴重的礦山廢棄地，且污染后容易被擴散，但污染物經過了一段時間的分離后，會受到較大的限制。

電動修復技術能夠去除土壤環境中的多類型重金屬污染物，例如，可在陰極中加入乙二胺四乙酸（EDTA），進而高效的提高修復電流，增強電動修復的效果，其在污染土壤中總銅、總鉛和總鎘的去除率分別為90.2%、68.1%和95.1%。韓璐[3]等在湘西華源鉛鋅尾礦中使用鈍化劑，發現其對Cd、Pb、Zn的遷移率和生物有效性以及凝固有顯著影響。相關研究表明，向礦山廢棄地環境中加入適量的磷改良劑，不僅能夠將廢棄地土壤環境中的鉛含量及時清除，同時能夠降低土壤環境中的鉛轉移率及生物有效性。這種方法應用具有高效性、穩定性、修復效果好等優點，但存在修復難度大、修復成本高等缺陷，在修復結束后培養難度大[4]。

3.3 化學修復技術

化學修復技術應用，主要是基于土壤中重金屬所發生的化學反應，進而逐步降低土壤中重金屬的含量以及降低其在土壤環境中的溶解度等。

黃錫華等研究學者認為，借助于P&T技術（提取A處理技術）可有效開展對污染土壤環境中淋巴液的處理，從而實現對深層土壤環境中固定劑的增加。于輝勝[5]等再對云南孤山某礦廠尾礦砂庫進行調查發現，根據綜合減毒指標和經濟成本，在1：6水土沖洗3 h，0.1 mol/L的技術條件下，EDTA是一種合適且有效的清潔劑。α-淀粉酶是一種理想的重金屬絡合劑，對酸性、還原和氧化重金屬有一定的去除作用。鐵鹽、鐵酸鹽和三氧化二鐵，特別是硫酸鐵，能有效降低砷的遷移率，抑制植物對砷的吸收。

4 結論

當前，我國提出了建設生態文明的自然環境，這需要大家共同努力。在大氣環境污染、地質環境污染和相關環境復雜影響因素下，如何實現環境治理的有效性，優化和提高環境治理的質量和效率是關鍵。鑒于此，本文從礦山廢棄地的環境影響因素及生態修復治理角度進行了詳細的分析，期望能夠給同領域技術人員提供一定的理論參考。