黑龍江礦山生態修復研究

宋英赫 汪繼偉

收稿日期：2023-12-10

作者簡介：宋英赫（1983—），男，黑龍江哈爾濱人，高級工程師，研究方向為國土調查、空間規劃、耕地保護、生態修復等。

摘 要：隨著社會經濟的快速發展與科學技術水平的不斷提高，礦山資源開采在我國經濟體系中占據重要地位。然而，礦山過度開發已導致生態災難，區域生態平衡被嚴重破壞，生態環境亟待修復。以黑龍江為例，分析了礦山開發對生態環境的不利影響，提出了一系列科學治理措施，旨在提高礦山區域的生態環境質量，降低生態災害風險，為從業人員提供一定的參考。

關鍵詞：礦山生態修復，生態保護，方法，理論

中圖分類號：X171.4 文獻標志碼：B文章編號：2095–3305（2024）03–0-03

21世紀以來，我國工業生產體系愈發完善，社會經濟愈加繁榮，受此影響，礦產資源開采程度也在不斷加深，而礦產資源的過度開采對區域生態環境造成了嚴重破壞。因此，相關部門應積極尋找更為有效的治理措施，綜合分析礦山生態層面存在的土壤結構被破壞、森林植被退化、地質災害頻發、水源被污染、氣候環境變化、土地生態退化等現象，明確不同影響要素對礦山生態帶來的負面沖擊，進一步恢復礦山區域的生態功能。

1 礦山開發對生態環境的不利影響

1.1 對土地資源的影響

礦山活動及礦產資源開發工作對區域生態環境影響巨大，尤其是露天開采作業，其會直接破壞區域山體結構，加之各類大型采礦設備的反復碾壓，區域土層巖石層的物理性質也會發生改變，進一步引發地面塌陷或滑坡等地質災害。同時，礦山開采活動也會極大地改變區域土壤環境，使得土壤中的營養元素加速流失，進一步削減了生態承載能力。隨著土壤貧瘠現象愈發普遍，區域生態植被也會受到極大影響，原有的生態平衡被打破，最終導致礦區內部出現大面積人工裸地，此時，水土流失問題也會進一步加重，山體滑坡等地質災害的破壞力也會持續增強[1]。

此外，礦山開采期間，大量固體廢渣的存在會造成區域水環境遭受嚴重污染。固體廢渣經雨水沖刷與淋溶，其有毒有害成分將進入到土壤中，徹底改變土壤原有成分，酸堿污染物問題也隨之出現，而有機毒物污染及重金屬污染問題很難得到有效治理，礦山生態效益持續衰減。而地下開采作業則會直接破壞區域地下巖層結構與分布，使得山體與斜坡的穩定性難以保障，地面塌陷、開裂、崩塌及滑坡等災害頻發。

1.2 對區域水環境的影響

礦區塌陷、裂縫及礦山疏干排水作業都會造成區域原有的地下水分布發生改變，地下水水位下降，并形成大面積的疏干漏斗。同時，地下水水位下降也會影響到地表徑流，地表徑流持續縮減，水源枯竭，水利設施喪失原有功能，區域工農業用水及城市生活用水面臨巨大挑戰。此外，礦山開采作業也會產生大量礦坑水及廢石淋濾水等污染較為嚴重的劣質水，且多數礦山開采企業為控制其生產成本，不會對礦坑水及廢石淋濾水進行處理，使得大量礦山廢水被直接排放，最終影響區域水生態環境。

1.3 對大氣環境的影響

在礦山生產作業期間，大量機械設備的連續運作將產生大量粉塵及其他有毒有害氣體，尤其是露天煤礦開采環節，粉塵及煤矸石氧化與自然過程中產生的有毒有害氣體將直接影響到區域大氣環境。同時，由于我國露天煤礦開采區域氣候環境相對干燥，自然風強烈，若開采過程未能采取有效的降塵措施，則很容易引發礦塵爆，進一步破壞礦山生產區域的作業環境，直接損害一線工作人員的身心健康[2]。

1.4 對區域生物多樣性的影響

在礦產生產作業執行期間，相關企業為提高生產作業效率與礦區資源勘測作業質量，往往會清除礦山表面植被，使得區域土壤嚴重退化，土壤承載能力下降，綠色植被也大幅減少，水土流失現象愈加嚴重。同時，區域水生態環境也會受到嚴重污染，水資源總量也會持續減少。如此一來，區域生物多樣性將難以維持，原有的生態平衡也會被打破，動植物的生存條件將會面臨極大挑戰。此外，生物多樣性的退化會進一步加快區域生態環境惡化速度，礦山修復工作也會愈加困難。更為嚴重的是，這種生物多樣性的喪失還可能引發連鎖反應，影響到整個生態系統的穩定。例如，某些關鍵物種的消失，可能會導致食物鏈的斷裂，進而影響其他物種的生存。長此以往，這片區域可能會變成一個荒蕪、無生命的地方，對人類和其他生物都構成極大的威脅。

2 礦山生態修復的主要措施

2.1 針對礦山邊坡結構進行科學治理

礦山邊坡結構在穩定性與安全性層面存在巨大隱患，因此，相關部門及生產企業應積極采取有效的技術措施，針對礦山生產區域的各類邊坡結構進行科學治理。邊坡治理過程應快速完成危石清理，并降坡削坡，盡量將原本角度較大的邊坡懸崖改造成水平臺階，將邊坡整體坡度控制在安全范圍，從而有效避免邊坡體滑塌災害，保證礦山開采作業環境，避免因意外事故而影響到一線作業人員生命財產安全及相關企業的經濟效益。邊坡治理工作的順利進行也可以為礦山生態修復工作創造有利條件，配合落實其他措施，相關部門及生產企業可進一步完善礦山生態修復方案。

2.2 尾礦區域的科學治理

相關部門及生產企業應有序處理尾礦區域，針對占地面積較大的尾礦，企業應進一步推進礦產資源二次開發，提高尾礦的綜合利用率、礦產資源的社會經濟效益。尾礦二次開發可有效借助原有的開采環境，因此，整體開采投資相對較少，生產企業可對尾礦資源類別進行分析，盡量實現規模經營及多品種開發的資源化與商品化，變廢為寶。

同時，針對尾礦區域常見的礦坑水問題，相關部門及企業應采取有效的處理對策，凈化地表污水，加速建設水資源全面回收與廢水零排放工作體系。針對尚未處理完成的采空區域、廢棄巷道及硐室，生產企業亦可利用尾礦區域的各類廢棄物對其進行處置，如此不僅可避免采空區出現次生地質災害，亦可提高尾礦利用水平，削減尾礦帶來的生態環境問題。

此外，在尾礦區域治理的過程中，科技手段的應用具有舉足輕重的地位。例如，可以積極引入先進的遙感技術和地理信息系統，這些高科技工具能夠對尾礦區域進行精確、全面地監測和評估，從而為制定科學、合理的治理策略提供有力的數據支持。生態修復工作同樣不容忽視，相關部門應通過植被恢復、土壤改良等一系列措施，努力改善尾礦區域的生態環境，逐步恢復其生態功能，為區域的可持續發展奠定堅實、穩固的基礎，讓尾礦區域煥發出新的生機與活力。

2.3 重塑礦山的生態結構

我國地域遼闊，各地區礦產資源、地質環境及氣候環境存在巨大差異，因此，礦山生態結構重塑過程中，相關部門及生產企業應具體分析區域的實際情況，積極采用物理措施及化學措施，快速處理影響生態環境發展的不利因素。物理處理手段主要應用于礦山生態前期修復階段，生產企業應對因生產作業而產生的礦坑、邊坡及其他不穩定堆積體進行處理，盡量減少區域地質環境隱患，如排矸場內部可采用熟土進行掩埋、采空區可使用低價值尾礦資源進行填充。地質問題解決完成后，生產企業也要廣泛開展植被種植等各項生態恢復措施，以維持生態平衡為目標，充分調動區域資源，提高礦山地表景觀區的穩定性。

化學處理作業需使用化學藥劑，工作人員將這些化學藥劑噴灑在尾礦區域表面后，藥劑將會與空氣及其他物質發生化學反應，并形成一層保護膜，保護尾礦區域穩定，減少水體侵蝕影響，并同時控制區域水環境污染問題?；瘜W處理措施存在很大限制，生產企業應科學管控化學藥劑的使用，并著重分析化學藥劑成分，以免其使用不當而引發更為嚴重的生態污染。

2.4 恢復礦山生產區域的植被

研究表明，植被修復是實現礦山生態修復與重塑的最有效措施[3]。植被恢復作業開始前，相關部門及企業應全面調研礦山區域的實際破壞情況，綜合治理生態平衡與水土流失問題。結合具體情況。企業及相關部門可采用直接種植或覆土種植的方式進行種植，并分析礦山土壤情況、土壤肥力，確保植被恢復過程不超過土壤的承載力。

植被直接種植投入較少，整體操作十分簡便。但植被直接種植恢復措施對礦山地質土壤環境要求嚴格，其土壤應具備一定的營養條件，可滿足植物生長所需。然而，由于礦山開采作業破壞性較強，多數廢棄礦山土地為裸地，地表不存在可供植物生長的土壤，植被恢復緩慢且存活率很低。同時，礦山土壤內部多含有大量有毒有害物質，造成其土壤中的微生物及其他有益生物總量均較低，若采用直接種植恢復措施，很難保證植被存活率。因此，直接種植模式僅適用于礦山區域土壤環境被破壞程度相對較低的場景。

相較于直接種植模式，覆土種植場景適應性更強。但覆土種植需生產企業及相關部門對礦山修復區域進行覆土作業，且覆土厚度需滿足植被生長的基本需求，因此，覆土種植成本較高。為實現成本管理，相關部門可廣泛種植豆科類植物，充分利用其根系固氮能力，進一步改善土壤肥力與整體環境，提升土壤承載力，促進區域植被生態快速恢復。

以黑龍江某采石場為例，生產作業區域總面積達到4.5 hm2，且很多區域為歷史遺留廢棄礦山，原有的生態系統已遭到嚴重破壞，地質災害頻繁出現。為有效解決采石場廢棄區域生態問題，地方政府及相關部門聘請第三方專業機構，結合區域環境特征，制定了一整套生態修復方案，嚴格按照“宜耕則耕、宜建則建、宜綠則綠”的基本原則，充分利用自然修復能力，覆土作業整體厚度為30 cm，并廣泛種植本土植被。此外，針對采石場區域存在的邊坡過于陡峭問題，相關企業對地勢較高的部位進行了開挖找平，并利用各類廢棄尾礦資源對礦坑進行了填平壓實，邊坡坡度被控制在15°以下。經過多年治理，該區域生態環境已基本恢復，廢棄作業區域已基本實現全面綠化，水生態環境逐步改善。

2.5 礦山土壤生物的修復機制

在礦山土壤環境修復過程中，企業應重點關注土壤內部各類微生物與有益生物，注重各項措施的落實效果，提升土壤肥力，改善土壤結構。土壤微生物可有效提升土壤活性，促進各類營養物質的快速分解，從而提升土壤中有機物含量。微生物亦可有效吸收各類污染物，并將其轉變為可滿足植被生長所需的營養物質，在提高綠色植被存活量的基礎上，進一步削減土壤污染帶來的負面影響，促使整個生態系統更加平衡[4]。

土壤有益生物可有效避免土壤板結問題，并加快落葉及枯枝的分解速度，提升土壤肥力，并使植被土壤可形成完整的營養循環，重塑區域生態系統。

礦山土壤生物修復工作應與綠色植被種植工作同步進行，相關部門及企業也要時刻關注直接治理效果，跟蹤土壤環境變化，分析植被存活率，及時發現礦山土壤生物修復環節存在的漏洞與不足，評估生態整體恢復情況以及污染治理情況，并同步采取更為先進的技術工藝與修復理念，促使區域生態恢復自我平衡。

2.6 礦山水污染的處理

礦山開采作業需持續消耗水資源，而開采作業形成的廢水也含有大量有毒有害物質，若這些廢水在未經處理的情況下直接排放，則區域地表水及地下水將受到嚴重影響。礦山污水問題可借助人工濕地等措施進行綜合治理，廣泛種植耐受植物，并借助微生物的分解作用，減少水體中的污染物總量。礦山水污染問題治理亦可為礦山生產水資源科學利用創造有利條件，結合實際處理效果，礦山生產企業可將這些處理后的尾水二次利用，進而形成廢水資源零排放，并最大限度減少礦山開采期間的整體耗水量。

礦山水污染問題處理工作十分重要，水污染治理要與植被恢復及其他治理工作同步進行，從而進一步控制水污染問題形成的負面影響，全面減少污染物的總體含量，打斷原有的惡性循環，充分發揮自然生態的自我修復能力。同時，企業及相關部門應施加合理的人工引導，從而控制整體治理成本，實現區域水資源的科學調配，避免出現結構性缺水難題。

此外，礦山水污染治理的成效離不開嚴格的監管和執法，因此必須確保所有礦山企業都嚴格遵守水污染防治的相關法規，對于任何違法排污行為，都應依法予以嚴厲打擊。同時，為了提升廢水處理的效果和效率，應鼓勵并引導礦山企業積極采用市場上先進的水處理技術和設備，這樣不僅能有效提高廢水處理的質量，還能幫助企業降低處理成本，從而為礦山水資源的可持續利用提供更為堅實的保障。

2.7 尾礦庫科學復墾

在尾礦庫復墾工作推進期間，企業及相關部門應分析區域土層化學性質及污染物成分，若區域含有大量放射性有毒物質，則應設置必要的隔離層；若區域含鹽量較高，則企業及相關部門快速落實除鹽作業，若條件允許，可進行深度覆蓋處理，盡量避免鹽分物質被雨水溶解。

此外，尾礦庫區域應按要求設置排水設施，既要關注水資源科學開發與利用，也要考慮到水生態環境保護以及礦山生產區域的整體排洪需求。各項基礎處理完成后，企業及相關部門也要及時進行覆土種植工作，恢復區域綠色植被，并借助土壤微生物及有益生物，逐步削減原有有毒有害物質總量，避免其對區域生態產生持續負面的影響。在植被的選擇上，應優先考慮那些具有耐受力、能夠快速生長且能改良土壤的植物。此外，對于復墾區域，還應建立長期的監測機制，定期評估復墾效果，確保生態環境的持續改善。通過這些措施，尾礦庫復墾不僅能有效恢復生態環境，還能為周邊居民提供更為健康、宜居的生活環境。

3 結束語

廢氣礦山生態修復工作需消耗大量時間，相關部門與企業應以保護生態環境、恢復區域生態平衡為目標，綜合分析區域礦山生態問題及實際污染現狀，科學制定完善的生態修復計劃，并注重思想意識創新及工藝技術升級。同時，應面向土壤、綠色植被及生物等多個方面實施修復作業，長期跟蹤礦山生態修復工作的實際執行情況與進展，及時找出生態修復過程中存在的不利條件，調整修復措施，最終實現礦山生態結構的可持續發展。

參考文獻

[1] 李占軍.礦山生態修復方法及工程措施研究[J].冶金與材料，2023，43（7）：13-15.

[2] 董珂.礦山生態修復監管法律問題研究[D].太原：山西財經大學，2023.

[3] 陳朝陽，楊廣營.廢棄礦山生態修復對土地整治的新要求及相關建議[J].農村經濟與科技，2022，33（15）：21-23.

[4] 張婷婷.寒冷地區礦山生態修復與景觀再造設計研究[D].張家口：河北建筑工程學院，2022.