礦山生態環境恢復動態監測與綜合治理

李 立

（甘肅工業職業技術學院，甘肅 天水 741025）

隨著產業結構的調整與社會的發展，礦產資源成為城鄉建設發展不可或缺的資源，正是因為建設規模的不斷擴大，采石場的數量和規模也在增多。然而粗放型的開采模式在開采過程中對山體和環境造成了破壞，在開采完畢后也留下了許多的生態問題，比如泥石流、水土流失、粉塵污染和生物驟減等等，采礦地也往往隨著資源的耗盡成為荒涼的采礦廢棄地。

在我國“人少地多”的大背景下，隨著城市化的進程加速，許多采礦廢棄地也被納入城市建設規劃之中，如何有效地治理礦山的生態環境成為了可持續發展戰略的一部分。通過對礦山生態環境的恢復治理，不僅可以改善被破壞的自然環境，更能緩解土地資源緊缺的問題，在讓礦山獲得重生的同時，賦予其新的使用功能，促進資源的可持續發展，帶來巨大的生態、社會和經濟效益，推動城市的健康有序發展。

1 采石礦山風險評價

1.1 對生態環境的負面影響

采石礦山給自然環境帶來了諸多負面影響，對生態健康施加了巨大的壓力，為了更有針對性地開展生態環境的綜合治理工作，需要首先詳細地分析各種負面影響的成因、特點和防治手段，具體主要由以下幾個方面[1]。

1.2 土地污染

在礦山采石過程中，生產工作所產生的的廢物不僅會對人體健康造成損害，還會危害到礦山周邊的生態環境。

在礦山的開采過程中，土壤層次、土壤結構均會受到不同程度的破壞，比如土壤板結、變硬等，導致土壤中的水分和有機物含量減少，土壤肥力下降。此外，固體廢物在雨水的沖刷下滲入土層，破壞土質的酸堿性，從而引起土壤污染。更為嚴重的是，過度開采會導致礦區沉陷，地下水位因此而升高，氯化物等有害物質在這一過程中被釋放出來并進入到土壤中，引起土壤污染。

土壤在進行發育時，會受到氣候、地形、生物和人類活動等因素的影響，由于采石活動會造成地面裂縫和沉降，極大地改變地形條件，會對地表的植物造成直接破壞，并從而減少了地面的動物種類。加之采石活動往往會導致礦區地表熱容量降低，這一過程破壞了礦區的局部微氣候，使土壤進一步退化。

1.3 水污染

采石過程對水資源的污染主要體現在兩個方面：一是采礦污水對地表水系的直接污染；二是采礦改變了地質結構從而間接污染了地下水資源。由于對地表水系的污染過程更加直觀和明顯，較容易防治，且采石礦廠的污染物少有重金屬元素等危害性大的物質，所以采石過程中的水污染問題主要集中于對地下水的影響。

據國家統計局的統計結果，我國每年僅北方地區就約有2.7×109立方米的水體會受到采礦作業的影響。一方面，大量礦井投入生產，礦井自身的排水系統干擾了自然狀態下的地下水徑流，使得原有水循環系統幾乎癱瘓，水體的循環過程和自凈能力減弱。另一方面，采礦作業產生的廢物若不經處理，會對地下水造成嚴重的污染，最典型的是開采作業用到的硫元素會導致水體酸化，危害水體內的生物。

1.4 地質災害

采礦過程涉及大量的山體采掘，會導致巖土體、地質和水文的變化，各種地質變化積累到一定程度后便會誘發地質災害，造成生命、環境和經濟損失。采礦作業完成后會留下大面積的采空區，也就是山體內部的空洞，該區域在上覆巖層的持續壓力作用下，頂部會發生塌落，若不采取防治措施，會導致采空區上方的地表出現土地沉降。與此同時，礦區也往往會出現涌水現象，采空區在水體壓力的持續影響下最終會形成漏斗現象，并引發地表的土地沉降。除了地表沉降，山體滑坡也是采石礦山潛在的風險之一。由于在開采過程中會產生大量的矸石，若不及時轉移矸石堆積，其在降雨和風力侵蝕作用下，內部結構會發生改變，很容易在誘因的影響下引發山體滑坡[2]。

2 采石礦區環境治理措施

采石礦區要增強對礦山周邊環境問題的防治，需要轉變傳統的治理方式和思想，運用科學、合理的治理手段和措施，精確地、針對性地對礦區環境問題做出改善，保障礦區的綠色可持續發展。

2.1 環境綜合治理流程

（1）勘探查明環境破壞程度。礦區環境治理的根本依據來自對礦山周邊地質環境的了解程度，細致的勘探工作能夠為礦區生態修復工作提供必要的地質資料，包括地貌、地層、水文、結構、巖石分布等等，一方面有助于工作人員基于不同地質環境選擇不同的治理手段，另一方面，對周邊環境的深入了解也有助于預防治理工作中可能存在的安全隱患。

一般而言，礦山地質勘探要用到綜合性的地質勘探法，即綜合使用測繪、通感、鉆探等多種物理探測方法，結合點、線、面全面勘探地質結構。這一過程可以獲知地質底板變化情況、巖質分布情況以及含水層位置等重要信息，全面掌握勘探區域的地質情況，為生態治理工作提出可行性建議、提供安全保障。該方法的優點還包括成本低廉、適用范圍廣、不依賴特種勘探設備等等。

（2）采取針對性生態恢復策略。生態恢復治理工作需要在完全掌握環境破壞和污染情況的基礎上有針對性地提出治理措施，避免直接照搬其他地區的成功模式。舉例而言，對于地下水體的污染，不能盲目采取污水抽取、中和藥劑投放等普適性治理措施，應該首先分期抽取、檢測地下水的水質，根據其受污染程度和變化規律，制定完善的配套治理方案，在解決污染問題的同時，提高資源的利用率。因地制宜的治理策略另一方面也是為了避免二次污染現象的出現，若沒有考察清楚實際污染情況而根據過往經驗開展治理工作，很可能會使治理手段轉變為污染源，對礦區自然環境造成二度危害。

2.2 環境綜合治理存在的難點

（1）勘查工作對技術要求較高。在環境綜合治理初期階段的地質勘察任務中存在兩個難點。首先是勘查設備不足且技術人員素質不高。地質勘查工作既需要高技術的專業人才，也需要高精度的設備儀器，尤其是在探明礦山周邊環境的過程中，由于礦區地質條件復雜，且對結果的準確度要求高，需要較強的專業素養和儀器支持。其次是勘察周期不足。由于地質勘查有一定的時間限制，勘探人員沒有足夠的時間掌握所有地質條件，只能在勘探過程中有所取舍，而這種主觀性忽略有可能會嚴重影響地質勘探結果，給后續的治理工作留下安全隱患。

（2）生態恢復過程持續時間較長。生態恢復是一個長期的過程，很難在短時間內收到較明顯的成效，期間隨著環境等客觀因素的變化，還需要治理者進一步投入資金和人力，這也是環境綜合治理的難點所在。以水土流失治理為例，從恢復生態學的角度評價，修復水土流失應該是一個中長期的目標，除了短期內需要開展的工作如植被的快速覆蓋、坡地改造、溝道工程等，還需要從生態學的角度考慮處于系統中心地位的土壤肥力的提高、結構的改善以及土地可持續利用等等。

（3）生態恢復治理所需經費較高。長期以來礦區生態環境治理效果不理想的主要原因之一就是治理資金投入不足，采礦企業不愿意投入太多成本，而當地政府則缺少對應的財政預算。隨著國家新環境保護法的出臺和實行，“誰受益，誰投資”的要求將逐漸在全國推行，礦山開采企業將是承擔治理資金的責任主體，治理工作的持續資金問題有望解決。

3 采石礦區環境監測機制

3.1 監測廢棄礦山地區生態恢復情況

生態系統是一個復雜的整體，其恢復過程不僅僅需要恢復土壤條件、植被覆蓋、水環境等等，更需要在較長的時間里等待系統自身進行各種交互作用，從而最終恢復生態系統原有的結構和功能。在這一過程中，治理人員需要定期開展礦區生態環境恢復情況調查，以確保生態環境是否正在逐漸朝理想的方向恢復。主要監測對象是區域內的植被恢復情況、水質情況和自然災害發生情況。

（1）抽樣調查植被恢復情況。礦區植被恢復起著構建礦區退化生態系統初始植物群落的作用，還能促進礦區土壤結構與肥力積累，從而促進整個系統結構與功能的恢復重建，對礦區的植被恢復情況進行定期的、系統性的調查是十分必要的。

根據文獻研究成果，調查植被恢復情況的指標一般包括：植被種類、高度、密集度和優勢度等等。調查方法主要是在治理區域內隨機選取6個1平方米的樣方進行植被調查，記錄每一個樣方內自然恢復的植被種類、每種植物的個數、密度和高度等指標。植物的種數直接反映了生態系統內生物種類的多樣程度，直觀體現了恢復治理的成效。群落的高度可以表示生長情況、競爭情況和植物的適應能力。對于監測過程中的優化策略，首先要選擇該片區的原生植物類型，以便使恢復植被更好地適應環境。其次要采取科學的種植方式，避免對原有植被的破壞，加重水土退化。三是要科學規劃修復植被地域，調整原生植物與新增植物的分布結構，加速礦區生態修復進程。

（2）定期監測礦區水資源情況。進行水環境監測工作時有很多注意事項。第一，工作人員應該嚴格遵守國家頒布的水質測試標準，提高檢測結果的有效性。第二，在開展工作時應制定相關指標的明確范圍，保證數據的真實性和準確性。第三，在做好監測工作后要做好分析和處理數據的工作，并做好數據的復查、整理和記錄工作。地表水是日常用水的重要來源，應重視地表水的水質監測工作。工作人員應該采用水質自動監測技術提高工作效率和質量，通過自動化預警系統實現對水污染問題的快速反應。在進行水環境監測工作時，應充分發揮預先控制的優勢，做好全面的準備工作，逐漸完善水環境監測質量控制管理系統。要明確工作人員的職責，提高其專業素養，并要求工作人員掌握相關的法律和規定。用于監測的儀器要定期開展更換和維修工作，合理放置于適合的存儲空間。在完成水環境監測工作后，需要加強質量控制管理力度，建立審核制度，重視水環境監測數據結果的統計檢驗和檢查工作，對于不明確的數據信息應做好剔除工作，確保數據的可靠性。

3.2 針對監測情況及時應對

（1）統計、記錄監測結果。結合上述分析，在開展定期監測工作之后，要對數據結果做好記錄、統計和分析工作，必要時應備份存檔，形成結構清晰、查閱便捷的環境監測日志。一方面，系統性的信息整理工作有助于研究人員從時間發展的角度上把握礦區生態環境的恢復情況，從中發現綜合治理成果背后的規律性，從而有助于優化方案設計。另一方面，詳實的記錄工作也有利于發現、核驗具體開展工作期間出現的錯誤和漏洞，更好地保證了調查結果的真實性和可靠性。除此以外，要求工作人員如實記錄監測結果也能實現對工作人員的監督，避免可能出現的職業道德欠缺對調查結果造成的影響。

有檔可查、有據可依的調查結果和數據有利于工作人員用量化的方式評估礦區生態恢復治理水平，相比于傳統的粗放式評估與分析，量化的方法可以更精確地發現問題所在，從而更好地實現資源分配和人員調用，提高資源利用率和工作效率。

（2）結合實際調整策略。在綜合治理工作開展的過程中，通過環境狀況監測可以發現治理手段存在的問題，在這種情況下，如何有針對性地改變和調整原有方案是重要任務之一。

首先應根據監測記錄結果判斷出現問題的原因。以植被恢復為例，可能是選用的新植物適應礦區周邊自然環境的能力較強，對該區域原有植物造成了強烈的競爭，不僅沒有起到恢復生態系統的效果，甚至進一步導致了環境的惡化。在這種情況下，應及時調整礦區的植物種類，保護原生生態系統。其次要重新進行環境調查，以確認是否在調查環節出了差錯。在監測水質時，取水位置、盛水容器、測量方法都需要嚴格按照國家制定的標準執行，如果不滿足監測條件，則該結果是不可信的，需要重新按照標準進行監測，以免造成資源的浪費。

4 結語

采石礦山屬于污染危害程度偏小的礦山類型，污染物較單一、易防治，對周邊生態環境的破壞也往往是物理層面的地表損傷，修復難度較低。但是采礦企業也不應因此而忽視了對礦區生態環境的修復和保護，只有從采石初期便采取科學的、有計劃的綜合治理方案，才能將采石作業對環境的危害降到最低。