前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇矿山生态修复方案范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词 破损山体;生态修复;治理措施
中图分类号 X171.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)03-0267-01
破损山体的修复治理是以绿化为主的生态修复工程,是一项功在当代、利在千秋的德政工程,也是一项投入较大、施工复杂、技术含量高的系统生态建设工程。2012年以来,辽宁省提出了以破损山体生态修复治理为重点的“青山工程”生态建设,经过2年的破损山体生态修复治理,丹东市共治理破损山体921.27 hm2,极大地推动了该市的绿色增长和可持续发展。然而,在破损山体生态修复治理的技术措施上,还存在一些问题,在实施过程中要注意把握以下几点。
1 科学编制施工方案
对破损山体生态修复治理施工前,要进行实地考察,确定可行的生态修复治理技术路线[1-2],编制施工设计方案,可以收到事半功倍的效果。制定方案时首先要确定损毁山体的破坏类型,比如矿山坑口屈洞型、采石场露天破损型、山体切面断开型、尾矿堆积山体型、山体取土平面型等,针对山体损毁面积、回填土石方量、表土来源与数量,确定栽种植物种类、数量和栽种与遮盖方式;最后要确定施工时间,作出用工、车辆、耗材、土石、苗木等工程概算和施工要求,绘制有关项目位置图、项目现状及预测分析图、项目生态修复规划图、项目施工设计图和治理后效果图。做到认真规划,严格设计,依设计施工,确保修复质量与效果。
2 把握合理技术途径
在落实修复山体的技术途径上要推行生物工程与还土工程相结合、造林与种草相结合、栽种乔灌树木与栽种藤本植物相结合、绿化覆盖与工程护坡相结合、绿化美化与景观造园相结合、营造生态林与营造经济林相结合。针对不同区位、不同类型的损毁山体,综合运用土建、生物等技术途径,灵活进行设计,把损毁山体治理成生态防护、休闲观光与经济效益相结合的样板工程。修复矿山、采石场等损毁山体,在设计施工中,按照省政府的要求思路,因地制宜、一地一策、一矿一措、分类施策。做到“五个结合”,即与土地整理相结合、与城镇化发展相结合、与工业区建设相结合、与改善居民生活条件相结合、与建立矿山治理长效机制相结合、使青山修复治理项目发挥最大的生态、社会和经济效益。
3 运用适宜技术措施
一是预防控制措施。主要是在矿山、采石场、尾矿库、废石场等工程建设中,为防止生产者无限、无序扩大山体损毁面积,防止斜坡径流洪水冲蚀已修复林地的表土,以免出现水土流失和泥石流,而采取的修建截水与排水沟、挡土墙等水土保持工程[3-4]。二是工程加固措施。针对矿山坑口、采石场、排岩场、塌陷区、修路破损山体等出现的断面和塌陷地,采取砌墙护坡、网格固土护坡、土石填埋等护坡工程措施,确保堆放土石、矿渣等尾矿库的安全稳定性,为全面采取生物工程措施打下基础。三是土壤修复措施。主要是针对破损山体的地表土壤损失后无法栽种树木的情况,采取客土、回填表土、填加基土等措施,恢复林地土壤理化性状。回填土要分2步进行,先填加碎石和土壤混合基土,形成水分渗透层,增加土壤通透性,可利用废弃矿渣、碎石渣、弃土场、城乡拆卸建筑垃圾等作为填加基土,厚度不低于30 cm;然后回填厚度不低于30 cm的表层熟土,并进行平整和挖坑整地。
4 采用立体多样化设计
对破损山体生态修复施工设计,要根据山体损毁的面积、形状、恢复难度、所处区位、矿山周边环境与经济实力等情况,统筹采取绿化、美化、香化、效益化、景观化设计模式,宜树则树、宜草则草、宜花则花、宜果则果、点块结合、景绿结合、修废利废,把破损山体生态修复项目与植物造林和城乡绿化美化结合起来,将破损山体生态修复工程建设成为绿化美化的精品工程。节俭、科学、求实、立体多样化设计施工。
5 落实施工与管护责任主体
一是落实矿山等业主的治理主体责任。采取严厉的经济和行政手段,确保对破损山体生态修复不走过场、不出现返工,确保按设计施工。二是落实当地政府和有关部门的监督管理责任。对破损山体生态修复的全过程监督管理对保证施工质量非常重要,要落实责任单位和责任人,签订责任书,进行事前、事中和事后全程监管与审计,确保按设计施工,保证修复效果尽快显现。三是落实林地所有人的监督管理责任。一般矿山和采石场的林地所有人大多为村集体和林地承包者,编制破损山体生态修复方案与设计时,要征求土地所有人的意见,土地所有人要出具破损山体生态修复意见书,意见书要经村民代表议定后签字盖章。林地使用权人或治理主体要出具破损山体生态修复承诺书,从而建立矿山业主、政府部门与林地所有权人多方相互制约、相互监督的责任机制。
6 参考文献
[1] 于荣,沈夫钧,张黎华,等.建立集体森林资源资产化管理体系初探[J].林业经济,2010(5):37-40.
[2] 王志为,王春.丹东市林产资源现状与发展对策[J].科技资讯,2008(1):147.
关键词:生态重建;复恳技术;造林方法
我国现在处于社会主义初级阶段,生产方式落后,开山取石的现象十分普遍。尤其是在扩建城市规模的地区,在经济与生态的对立中,生态环境的保护远远比不上人们对物质的需求。据统计:我国共有大中型矿山9000多座,小型矿山26万多座,采矿侵占土地面积已接近40000 km2,由此而废弃土地面积达330km2/a。矿山废弃地如得不到及时的重建,将可能引发一系列的环境问题,造成水土流失、水资源污染、水量减少、矿区固体废弃物污染等,将直接影响社会、经济与生态环境的可持续发展。
矿山废弃地生态重建所面临的问题:(1)表土层破坏导致缺乏植物能够自然生根和伸展的介质、水分缺乏、营养物质不足、毒性物质含量过高。(2)存在限制植物生长的物质如重金属含量过高、pH值太低或盐碱化等。(3)缺乏必要的营养元素如有效磷浓度低、含氮量极低。(4)生物因素除了上述土壤条件变劣外,生物种类的减少或丧失给矿区废弃地恢复带来了更加不利的影响。
解决方法:(1)覆盖土壤,这种办法能够解决上述所面临的各种问题。但覆盖土壤的费用很高。(2)挖松紧实的土壤、整理土壤表面的措施是较为有效的措施。向土壤中添加碱性物质以调整土壤的pH值也是非常有效的。(3)添加营养物质大部分矿山废弃物和类土壤物质缺乏氮、磷等营养物质,是植物生长的限制因子之一,解决这类问题的办法是添加肥料或利用豆科植物的固氮能力。(4)去除有害物质在废弃地恢复过程中。(5)添加物种在矿山废弃地恢复过程中,通过人工选择物种,使土壤的物理化学性质得到改良,从而缩短植被演替的进程,加快矿山废弃地的生态重建进程[1]。
以上方法可归结为3种,以覆土和夯土为主的工程措施,以植物重建逐渐改善土壤理化性质的生物措施,覆土后在种树的工程生物想结合的措施。而在实际恢复中,往往不可能只使用一种方法,通常是二者的结合:
1、以工程措施为主的重建方式(以农田恢复为例)[2]
矿山开采过程中所丢弃的废渣,堆放到农地里,对土地(土壤)造成了严重破坏,使原先的良田变成半绝产或绝产的废弃地,修复工程就是使这些废弃地重新变成可耕地。
(1)表土转换技术:在堆放煤矸石(或其他矿渣)之前,先把堆放地的表土(耕植土)层取走,并保护好,然后在堆放地铺上50 cm厚的粘土并压实,以防煤矸石或矿渣向下渗透而污染地下水及地面水。同样,在煤矸石或矿渣堆放完并展平压实之后,也需再铺上一层50 cm厚的粘土并压实,造成一个人工的粘土封闭层。然后再垫上1 m厚的生土,最后把表土搬回铺上,马上就可以在上面种植作物了。这种方法可以基本上保持原表土层的肥力,达到立即复耕的效果。
(2)表造技术:在进行表造之前,应设法灌注粘土泥浆,以便让泥浆包裹煤矸石表面,减缓煤矸石淋溶速度,降低其淋溶水中有毒元素的含量,然后再上50 cm厚的粘土并压实。这样做的目的是造成一个人工隔水层,尽量减少地面水下渗,减缓煤矸石淋溶速度,降低其淋溶水中有毒元素的含量,以求达到国家标准,保障生物和人群的健康。最后覆盖表土,覆盖的表土层的厚度不能少于1 m。由于覆盖的生土层过于贫瘠,所以表面30cm这一层必须混入足够量的有机肥或淡水水域中的淤泥以增加土层中的含氮量。同时还要每年施入足量的氮、磷、钾肥,复垦后的最初几年应大量种植豆科植物,这是增加土壤中含氮量的最好办法。
2、以生物措施为主的重建方式(以矿山森林恢复为例)[3]
生态恢复指恢复被损害生态系统到接近于它受干扰前的自然状况的管理与操作过程,即重建该系统干扰前的结构与功能及有关物理、化学和生物学特征。矿山植被森林化恢复的方法,主要包括物种如何选择、种群怎样配置和采取怎样的技术进行栽植 3 个方面。
A、 物种选择
森林化发展的趋势是趋近于自然森林植被的种群结构,所以可利用周边自然森林植被的种群结构作为参照物来确定矿山植被恢复的主要物种。由于比较逼近于自然植被某个演替阶段的种群结构,其森林化程度就相对较高。因此,矿山边坡森林化植被构建的物种选择宜预先对周边山体植被的物种组成与结构进行比较仔细的调查,尽量选择周边山体的乡土物种,这是矿山边坡森林化构建的重要基础,也是边坡人工植被趋近于自然、免养护或少养护和相对稳定性的根本保证。
B、 种群配置
植物群落的组成并不是一组杂乱无章的堆积,在特定地段的自然条件下,总是由一定的植物种类结合在一起,成为一个有规律的组合。物种的更新也有其自身的生长对策,树木在长期的生态适应过程中形成两大生长对策类型,一类是在整个生长过程中都需要充足的光照,这一类型树种的生长尽管处在生长前期或幼树期,也有较高的生长速率,另一类型是在整个生长过程中,生长前期,特别是幼苗和幼树期,需要适当的庇荫,前期生长很慢,以大量发育根系为主,后期生长较快并需要较充足的光照。
因此,在矿山植被森林化构建的同时,还要考虑种群的合理配置问题。在矿山边坡缺水、缺肥和缺土的恶劣环境条件下,由于光照充足,可结合植生基质喷附,利用美丽胡枝子乡土树种作为边坡植被森林化构建的先锋树种是比较理想的。
C、造林方法
喷播:喷播是生产上最经济的造林方法,在喷播草种的同时,夹杂木本种子一起喷播在具有植生基质附着的边坡上。由于木本种子发芽迟缓,草本种子发芽迅速,如果木本种子不进行预先的发芽处理,通常不能保证草种与木本植物种子的同步发芽。同时还要考虑这些草种的生长是否会对目的树种的种子萌发和幼苗生长具有相克作用或生化他感作用。混喷的植物种子还要注意物种的生化他感效应,因此木本植物种子喷播,除要预先进行催芽处理外,还要注意草种对木本植物种子的生化他感作用。
容器苗种植: 在种子由于发芽迟缓或生化他感影响而不适宜直播的情况下,可利用容器苗种植。试验证明,采用容器苗造林,具有缓苗快、成活率高的显著特点。研究生产适合矿山边坡专用的容器苗是今后矿山边坡植被森林化构建的一种行之有效的方法,可以弥补喷播的不足。
鱼鳞坑、围堰种植:利用边坡特殊的有利微地形特点,采用挖鱼鳞坑或围堰砌筑或用植生袋叠置燕窝状种植槽,然后在坑内或槽内种植目的树种进行矿山边坡森林化构建的点缀式营造。采用的苗木宜经过圃地驯化和修剪整形,或采用大型的容器苗,以适应矿山边坡的立地环境。
矿山生态环境重建理是一项重大而艰巨的历史任务。由于边坡缺水、缺土、缺肥,修复的难度较大是事实,投入的资金也相对较多,如果没有正确把握恢复方法,就很难把握修复的效果,难免会出现新的退化问题。要因地制宜,在对自然生镜全面调查的基础上,做出相应的方案选择,才能到达生态恢复的目的。
参考文献
[1] 李永庚,蒋高明.矿山废弃地生态重建研究进展[J].生态学报,2004,1:95―99.
1保证金的概念
保证金是为了保证履行某种义务而缴纳的一定数量的资金。如:在证券市场融资购买证券时,投资者所需缴纳的自备款;投标建设工程的企业在投标活动中,随投标文件一同交给招标人的一定形式、一定金额的投标责任担保;为能确保购买到某一商品或某项服务时,预付给商家的押金或定金等。支付保证金的目的就是确保权益人得到自己的权益,同时促使相关义务方履行责任的保障。矿山环境治理恢复保证金是为了保证采矿权人履行矿山环境治理恢复义务而缴纳的资金。《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国矿产资源法》等法律法规中都有明确的规定:开发利用自然资源,必须采取措施保护生态环境;给他人生产、生活造成损失的,应当负责赔偿,并采取必要的补救措施。因此,矿山企业有义务对因矿产资源开发利用造成的生态环境破坏进行治理恢复。建立矿山环境治理恢复保证金制度的实质就是为了贯彻“谁污染、谁治理;谁破坏,谁恢复”的环保原则,促进采矿权人在采矿过程中保护矿山环境,并确保在闭坑、停办、关闭后受破坏的矿山生态环境得到治理恢复的一项特别的经济手段和措施。
2保证金征收的理论基础和现实需求
2.1理论基础
征收保证金制度实质是实施生态补偿的一种形式。生态补偿的理论基础包括外部性理论、公共产品理论和生态资本理论等。根据外部性理论,在生产或消费中对他人产生额外的成本或效益,然而施加这种影响的人却没有为此付出代价或得到好处,这种外部性就会导致市场失灵,使得资源配置无效或低效。因此,需要采用一些措施或途径来矫正或消除这种外部性。具体而言,就是要设计一定的机制对生态产品的边际私人成本或边际私人收益进行调整,使之与边际社会成本和边际社会收益相一致,实现外部效益的内部化[1-3]。由于矿产资源开发是生态破坏的行为,属于负的外部效应,要实现生态补偿,就必须确保矿山企业的主体责任,利用一定的经济手段促使矿产资源开发造成的环境成本内部化,从而建立一种生态补偿的有效形式,促进矿山生态环境的保护和治理恢复。当前,对外部效应的起源有不同的认识,因此有多种矫正方法,归纳起来主要有两种:一是庇古手段,即通过政府干预的手段来矫正外部性,对于正的外部影响应予以补贴,对于负的外部影响应处以罚款,以使外部性生产者的私人成本等于社会成本,从而提高整个社会的福利水平;二是科斯手段,即通过明晰产权、依靠市场力量来解决外部性问题[4]。由此,要促使矿山企业的主体责任得到确立,并保证其主动实施,一方面需要从法律上规定其治理恢复矿山生态环境的责任,另一方面,还必须利用税费政策从经济上约束矿山企业的行为,促使其保护环境。目前,中国许多法规中已有明确的要求,规定了矿山企业保护和治理恢复矿山生态环境的责任,而建立保证金制度的目的正是利用经济手段促使矿山企业治理恢复矿山生态环境的经济手段。
2.2现实需求
在矿山环境保护方面,中国虽已出台了一系列矿产资源开发的环境资源税费政策,比如:资源税、矿产资源补偿费、土地复垦费、水土流失防治费/补偿费、森林植被恢复费、排污费等,分属不同部门征收和管理。但这些税费政策都没有从根本上触及矿产开发企业的经济利益,不能内化开发行为造成的社会成本,形成不了激励企业保护环境的经济机制,不适应市场经济条件下矿产资源开发的环境管理制度规律[5]。根据当前的税费政策,企业缴纳相关税费后,由主管部门统筹使用,企业的相关责任随之转嫁给相关部门。因此,从目前实践来看,矿山环境治理和生态恢复的责任,仍然主要由政府和社会承担,作为生态环境破坏主体的矿山企业,并没有承担应有的责任,这种现象尤其在中小型矿山企业中十分明显。就当前情况来看,中国的矿山环境保护仍属于强制式的管理[6]。一方面,政府部门缺乏有效的制约措施,管理政策主要属于命令控制型;另一方面,企业环境保护的责任意识不强,矿山环境保护行为是被动的和消极的,缺乏积极性和主动性。如何提高矿山企业的责任意识,主动实施环境保护和治理恢复是当前亟需解决的重点和难点。因此,必须内化企业开发行为造成的社会成本,从经济手段上制约企业的开发行为,促使其积极主动实施矿山环境保护和治理恢复。
3保证金制度具有更好的法律效力
保证金制度与一般环境资源税费政策的共同点都是基于同一个目标,即为了保护和改善因矿产资源开发利用而破坏的生态环境,是矿产资源开发生态补偿机制落实中的重要措施和经济手段,通过缴纳保证金和征收环境资源税费以促进生态破坏和环境污染的外部成本内部化。但相比之下,保证金在促使矿山企业履行环境保护和治理恢复责任上,更具有法律效力。
3.1保证金的性质为企业所有,缴纳保证金不属于收费范畴
这一点与一般税费有着明显的区别,更容易被企业接受。矿山企业按规定缴纳的保证金,资金性质为企业所有,其权益仍然属于企业,监管部门只负责保证金的征收、监督和管理。企业按规定完成矿山环境治理与恢复,并经验收合格后,监管部门必须及时返还保证金。只有在企业不履行环境治理责任,或者治理后达不到验收标准的情况下,权益才会发生改变,监管部门才有权根据相关规定动用保证金实施招标治理。而矿山企业缴纳的一般税费,自缴纳之日起权益已经发生改变,或纳入财政预算,或划定为专项资金,相关部门可以利用已征收的税费按规定统筹使用。比如排污费,排污费是直接向环境排放污染物的排污者依法缴纳的专门用于环境污染防治的费用。根据《排污费征收使用管理条例》的规定,排污费必须纳入财政预算,列入环境保护专项资金进行管理,主要用于重点污染源防治、区域性污染防治和污染防治新技术、新工艺的开发、示范和应用等。
3.2缴纳保证金,企业的责任主体不发生转移
矿山企业缴纳保证金,并不免除企业治理恢复矿山环境的责任,而是促使矿山企业严格按照相关法规履行这一基本义务的经济手段。无论企业是否自行组织实施治理,最终都要为恢复矿山环境买单,而确保这一企业责任的手段就是征收保证金。企业在缴纳一般税费后,至少会免除环境治理的部分责任。比如,企业在缴纳了森林植被恢复费后,因开采矿产资源造成的森林植被面积破坏和功能下降的责任,将由林业部门统一组织实施恢复。再比如:水土流失防治费和土地复垦费,根据《中华人民共和国水土保持法实施条例》和《土地复垦条例》的规定,如果企业无力自行治理,必须缴纳相应治理费用,由相关部门代为组织实施治理。可见,在缴纳了水土流失防治费和土地复垦费后,责任主体已经明显发生转移。
3.3保证金制度有利于激励企业实施创新
矿山企业若实施了矿山环境治理恢复任务,并经验收合格后,保证金予以返还。能够有效地激励企业为了降低环境治理成本,而进行采矿工艺以及生态破坏恢复和环境污染治理的技术创新。首先,可以促进企业在矿产资源开发中改进生产技术,从源头上控制环境破坏的程度;其次,有利于企业创新生态修复和环境治理技术,以减少成本,提高矿山生态修复和环境治理的积极性。
3.4保证金制度可以激发企业保护环境的积极性
缴纳保证金可以有效地促使企业主动履行环境治理恢复责任。一方面,为了降低生态环境建设成本,企业从一开始就会注重生态环境保护,以免最终付出更大的代价实施环境治理恢复措施;另一方面,将保证金列为企业生产成本,提高了企业缴纳保证金的积极性,并有利于企业将生态环境保护理念贯穿于矿产资源开发的整个过程中;第三,在企业完成环境治理与恢复责任后,缴纳的保证金会及时返还,有利于企业尽早、尽快实施环境治理任务。总体来看,实施保证金制度能够提高矿山企业环境保护的积极性和主动性,可以更好地促进矿产资源开发生态破坏和环境污染的外部成本内部化,是当前矿山环境保护必要且有效的形式。
4中国矿山环境治理恢复保证金制度现状与建议
“毒地”公害
我国耕地总量的三分之二都是中低产田,在土地数量不断减少的同时,由于过度施用化肥农药,采矿、工厂的重金属污染,土地质量也在加速退化。城市虽然繁华,但土地污染却不会被厚厚的水泥板掩盖,它就在我们的脚下潜伏;农村虽然广袤,但土地污染却早已潜滋暗长,呈现星火燎原之势,它正向每一片田野蔓延。
土壤污染被称作“看不见的污染”,包括水污染、大气污染在内的所有污染,最终都会回归土壤,造成土壤污染。专家指出,许多地区的污染已超过土壤的自净能力,没有外来的治理干预,土壤无法自净,甚至可能出现三种环境报复风险。
一是生态关系失衡,引发生态环境恶化。中国科学院地理科学与资源研究所在长江三角洲的一项调查发现,由于农药化肥的过量使用,稻田生物多样性被破坏,土壤中的蚯蚓、土鳖及各种有益菌等大量消失,农作物害虫的天敌青蛙的数量大减,自然生态面临危机。
二是土壤质量下降,使农作物减产降质。重金属污染的增加,农药化肥的大量使用,造成土壤有机质含量下降,土壤板结,导致农产品产量与品质下降。调查显示,由于各种土壤污染,我国粮食每年减产达100亿公斤。
三是污染粮食,影响人类生存。农业专家表示,土壤污染的最终后果将是人类“有米不敢吃”。南京农业大学在全国各地市场上进行的调查显示,约有10%的大米存在重金属镉-超标。若长期食用镉米,将会给人体健康带来极大的危害。
事实证明,土地污染已严重影响到农产品安全、食品安全和居住环境、人体健康,更已构成国土资源环境安全和经济社会可持续发展的重大威胁。土地污染防治已到了必须面对和急需解决的地步,必须成为环境保护工作的重中之重!
土地的救赎
从1994年开始,中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所等机构就对全国土壤51个化学元素进行监测,1999年开始对中国东部农田区54个化学元素进行填图,2008年又开始建立覆盖全国的地球化学基准网,对含78种元素的土壤81个化学指标进行探测。
研究表明,我国土壤正出现越来越多本来没有或微不足道的危险元素。土壤一旦被污染,通过自净能力完全复原周期长达千年。土壤不像水会有一个循环,土壤就摆在那里。比如重金属在土壤中的惰性比较强,一不容易迁移,二不容易变化,顶多是从一种形态转化到另一种形态或者通过降解向下渗,减少的速率非常慢。
也有专家表示,土壤自身恢复这种说法其实是一个猜测而已。靠风吹雨淋移走重金属,不能准确定量,“数百年、上千年”的说法给出来的只是一个概数,用来帮助人们理解,说永远不能恢复都行。就像是矿山,在人类开采之前,矿山中的重金属早就存在了成千上万年。
根据不同的污染物,土壤修复可采取的修复手段不尽相同。国内外的经验显示,有机污染物可采取热解、焚烧及微生物等方法。而重金属污染,很难通过化学手段彻底根除,植物修复相对更为有效。
在湖南省郴州市苏仙区邓家塘乡,绿油油的草长满了整个农田,乍看之下还以为是青色的水稻。在这块已经被重金属严重污染、无法农耕的土地上,被称作“土壤清洁工”的蜈蚣草却生长得郁郁葱葱。蜈蚣草吸收土壤中砷的能力相当于普通植物的20万倍,通过蜈蚣草的吸附、收割,三至五年内,这片土地就可以“恢复健康”,在郴州已经有修复完工的土地恢复了耕作。
现在,蜈蚣草已经在湖南郴州、云南个旧、广西环江扎下了根,尤其是在广西环江,蜈蚣草种植面积已经达到了1000亩~2000亩,成为世界上最大面积的砷污染农田修复项目。
蜈蚣草的“同盟战友”还有东南景天,这是在广东种植的专门修复镉中毒农田的植物,现在东南景天在全国也有上百亩的试验基地。
在西北,300多亩盐碱土地上种植了被称作“吸毒解毒高手”的竹柳,它不仅耐寒、耐旱、耐涝、抗盐碱,还可以吸收城市污水,消除氮磷钾,分解土壤中的重金属成分。
中国的污染场地修复刚刚起步,土壤污染控制与修复应用还未大面积推广,修复技术与装备的研发落后于欧美发达国家。中国也引进了很多技术,但需要先解决技术本土化的适应性问题,还要衡量引进成本,最后在实践上能否应用还没有定论。由于国内还尚未建立污地修复标准,究竟被污染土地修复到什么程度才算合格,实则难以界定。
土地“洗澡”代价高昂
土壤修复的方式主要就是三种,即物理方法——直接移除换新土,好处是快,坏处是治标不治本,仅仅是污染转移;化学方法—加化学试剂稳定固定化,减小重金属的危害,好处是便宜而且快,坏处是污染还在,而且可能有二次污染;生物方法——用生物吸收再移除,好处是环境友好,坏处是慢。综合来看,植物修复法更接近自然生态,从经济投入、修复周期和避免二次污染等多方面考虑都是目前的最佳选择。
虽然植物修复法已经非常“实惠”,修复一吨污染土的成本已经低于200元,但是修复面积的庞大却使总投入数额惊人。以云南个旧为例,目前治理修复面积还不到100亩,而污染面积却在20万亩以上,如果要全部修复,至少需要上亿元的投资,这对当地财政来说是个不小的数目。
而且目前发现的超富集植物一般都是野生植物,其种苗繁育存在较大的技术难度,实现大规模种苗就更加困难,所以现今使用的是先大棚育种再移植到修复区的办法,无疑会增加成本和操作难度。类似蜈蚣草的砷超富集植物多集中在我国淮河以南,而在淮河以北则很少发现,使植物修复法的影响范围也大大受限。
对于土地修复地区的村民来说,最为痛苦的则是三至五年的修复周期过于漫长,他们守在不能耕作的试验田旁,除了等待,毫无办法。更为残酷的现实是,很多污染地区都等不及采用植物修复法,而选择了“客土法”。这种方法主要是将被污染土壤深埋到水稻根系不能达到的25厘米以下,虽然运用“客土法”修复一亩污染土地要花费上百万元,污染土壤仍然存在,甚至会继续扩大,但是由于修复方法简单,花费时间少,这种饮鸩止渴的方法被广泛应用。
在当前农业生产规模小、效益低的现实情况下,如此代价高昂、周期漫长的修复也大大降低了农民治污的积极性。多地农业部门的监测发现,为了减少生产成本,农民自购的农膜基本上不合格,往往使用0.006毫米的超薄膜,甚至还有0.005毫米的农膜。越薄的农膜强度越低,抗拉能力差,容易老化,破碎后碎块更小,难以捡拾,相应产生的农膜残留量就更大。不少农民反映,种一季粮挣不了几个钱,化肥、农药一旦用少了,庄稼立马减产,谁都不敢轻易减量。
其实,污土修复的核心在于如何依靠技术来降低成本和保障环境安全性。因此,经济合理的技术方案一直是科学家们追求的突破目标。目前世界上见效最快的土壤修复技术是“纳米铁”。美国和欧洲已开始采用,一些有机污染物和重金属都可以处理,几乎属于比较理想万能的修复,实验室里一天就能见到修复效果,野外见效通常几个星期或几个月。但高昂的修复价格,是致命的缺点,使其难以成为最理想的修复方案。
棕色地块变成“唐僧肉”
那些已经受到或将要受到污染却未经修复的污染场地,被媒体称为“毒地”,而在欧美国家它有一个文雅的名称:棕色地块。
“毒地”危害最知名的案例是美国的“拉夫运河事件”。在1942年至1953年的11年问,位于美国加利福尼亚州的干涸的拉夫运河河谷,一直是个用于倾倒工业废料的垃圾场。20世纪50年代后期,这片河谷陆续被开发,2000多户居民居住于此。70年代末,各种怪病开始困扰当地居民,癌症发病率和死亡率奇高。在随后的调查发现,1974年至1978年间,拉夫运河小区出生的孩子56%有生育缺陷。拉夫运河小区的妇女比搬进来之前的流产率增加了300%。当地居民不得不搬迁。
如今,棕色地块正成为中国城市的噩梦。最近几年,越来越多从城市搬迁的化工厂、农药厂、钢铁厂等高污染场地被重新开发成了住宅小区,这些房地产开发商大力宣传的楼盘名称,对其进行二度包装。更加令人痛心的是,许多“毒地”尚未“清毒”就被一些地方政府、房地产开发商视为“唐僧肉”,建成经济适用房等。
从北京地铁八通线管庄站下车,沿着双桥东路南行,穿过一片城中村,能看到两处隔路相对的大型社区,D社区与Y社区。D社区的居民2005年入住,入住率极高,二手房均价达到2.45万元每平方米。据悉,D社区所处地块曾是铁道部防腐枕木厂的工业用地,由于大量有害化学用品的过度使用,该厂曾发生过“工人中毒事件”。虽然厂子于2001年倒闭,但在其40年的历史中,大量的有害元素已渗入土地,使场地遭受到了严重污染,属于典型的棕色地块。然而,就在这样未经修复的“毒地”之上,安建广厦千万间?
按照土壤修复的程序,修复企业先要对污染场地进行环境评价,跟人生病去医院“看病、诊断、治疗”的程序类似,土壤采样、实验室化验、分析诊断都是必须环节。但在利益的追逐下,现实版的土壤修复故事往往要粗糙得多。
一位土壤修复工程师曾在其博客里质疑:你相信一个20年的老化工厂,调查结果是只有50平米污染土壤吗?你相信一个生产十几种持久性有机污染物的场地里没发现苯系物吗?你相信现场五颜六色,结果只有两种重金属超标吗?在一天几十万元的银行利息压力下,房地产商选择土壤修复多出于无奈,往往将土壤修复流程简化成两个程序:挖干净,拉走。
据业内人士透露,在我国棕色地块的土壤修复,实质上是非常有限的,若在这样的土地上居住,极有可能上演中国的“拉夫运河事件”。但他同时强调,危害需要通过长期积累才可能显现。
还有多少看不见的污染?
土壤污染带来的恶性事件,一次又一次地刺痛了国人的心,然而长期以来,我国土壤污染状况始终没有权威公布,一年一度的环境公报也鲜有提及。权威信息缺失,已经导致人们的普遍焦虑,人们急于知道,究竟有多少“看不见”的土地污染在威胁人的生命安全?
北京律师董正伟曾向环保部提交政府信息公开申请,要求“公开全国土壤污染情况调查的数据、调查依据、污染成因和防止措施以及方式方法”。但环保部以“国家秘密”为由,予以拒绝。中国的土地已被污染到如此种程度,环保部却还在以“国家秘密”给自己当遮羞布,着实令人心寒。
环保部近期的《2012中国环境状况公报》称已经完成全国土壤污染状况调查,这说明相关部门对污染情况不是没有掌握,秘而不宣地刻意隐瞒,让公众获知艰难。浪费了大量社会资源,也损失了公众信任,甚至还会因谣言四起造成不必要的恐慌。
污染“家底不清”,直接影响到人们的生产生活。一面是“1.5亿亩耕地污染”“华南部分地区50%耕地受重金属污染”“全国每年因重金属污染的粮食达1200万吨”等数据广泛流传,一面是污染源情况不明,农民无辜受损、消费者无所适从。
关键词 矿区废弃地;污染;综合治理;土壤质量;植被恢复
中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)17-0226-02
矿区废弃地是指为采矿活动所破坏的、未经治理而无法使用的土地,同时还包括周边一定辐射范围的区域。根据其来源可分为4种类型,即露天采矿区场、排土场、尾矿场和塌陷区。我国是矿业大国,年开采量已超过50亿t,在极大地促进经济发展的同时也带来很大的环境污染问题。生态恢复是针对人类破坏的生态系统,采取各类措施使其重新恢复生物多样性,达到生态系统的动态平衡,这是一个环境恢复和重建的过程,目的是使被破坏的生态系统与当地自然界实现协调[1]。对于采矿废弃地而言,其生态重建和恢复的目的也是恢复生态系统的结构和功能,使之具有一定的自然生产力水平,提高生产力稳定性,不仅与周围景观价值协调,而且维持相对稳定的生态平衡,最终实现整体性的目标。目前废弃矿山区生态系统重建形式较多,包括旅游休闲用地、林地、耕地、牧业用地等[2]。实际上,矿区生态恢复是一项综合性多学科课题,包括地貌再开发,生产能力的再恢复,生态综合性、经济和美学价值等问题。自20世纪80年代开始,对废弃矿山区生态恢复的研究领域已扩展到生物多样性、景观生态学、植被生态学、生态经济学、安全经济学及可持续发展等方面的研究。矿区的生态恢复工程重点体现在土壤质量的改善和矿区植被的恢复2个方面。
1 土壤质量的改善
采矿废弃地,尤其是金属矿废弃地,其主要污染问题是重金属污染,给治理工作带来较大困难。在植被重建过程中,许多尾矿废弃地土壤养分缺乏是一个重要的问题,如有些尾矿废弃地如铁矿,缺少速效氮、速效钾,造成植物的生长受到限制,其磷素也无法利用[3];湘潭锰矿矿渣废弃地和德兴铜矿的尾矿极度缺乏碳素、氮、磷等植物生长必需的元素;而铅锌矿废弃地土壤的有机质含量低,普遍缺乏氮素[4-6]。另外,土壤pH值不适宜及盐碱化问题也是造成生态恢复困难的原因之一,如果土壤偏酸极有可能加重重金属污染[7-8]。此外,还有一个重要的方面是土壤动物和微生物,它们是生态系统的重要组成部分,对土壤的形成、发育和演替,以及能量、物质循环具有重要作用[9-10]。在矿区重金属影响下,其土壤微生物的多样性以及活性大大降低[11],降低了微生物群落功能多样性,生物量较低,虽然生理活动活跃,但是利用效率低,对于矿山复垦土壤中碳、氮等重要元素的循环流动作用降低,有机质积累困难[12-13]。
矿山废弃地不利于植物的生长,因此恢复矿山植被的基础是基质的改良,如覆盖表土、施入化学药剂调节土壤酸碱度、添加肥料增强土壤肥力等措施。因此,针对上述情况,莫测辉等在城市污泥的处理研究中发现,城市污泥能改良矿区土壤的理化性质,有利于植被的恢复和提高微生物的活动性等。此外,在矿区废弃地种植草皮是较适合的恢复方法,研究发现,香根草和粽叶芦在添加了猪粪和肥料的含铅土壤中生长良好。
2 矿区植被恢复
矿山废弃地生态恢复的关键在于植被的恢复,重建植被是重建生物群落的基础和重点[14]。我国经济发展速度快的区域,如浙江省提出了矿区生态复绿的工作要求,针对日趋严重的矿区污染,采取多种治理方法,除了建设矿区公园外,还有新增土地和新增水面型、生态复绿型和自然复绿型等方案。在复垦复绿过程中,通过建设优质粮油、珍异畜禽、花卉苗木、林桑茶果、食用菌等项目,推进了农业标准化、产业化、品牌化和现代化农业科技示范园建设。
矿区废弃地立地条件特殊,因此在选择重建恢复植物时应当因地制宜,慎重选择。除了结合以往的种植经验,还应当进行实验室模拟种植,针对当地的自然气候、土壤条件等,比较确定适宜物种。主要遵循以下原则:一是选择当地优良的先锋植物、固氮植物、乡土植物,经论证适宜的,也可引进外来速生植物。二是选择的物种应当具有适应性强、生长速度快、耐瘠薄、抗逆性好等特性。三是选择物种主要考虑其稳定和培肥土壤、减少污染、控制侵蚀等方面的作用[15]。例如禾本科植物中香根草、狗牙根、雀稗、百喜草、类芦等应用较多,其恢复效果较好[16]。豆科植物特有的固氮作用,能为矿区废弃地土壤提供很好的有机质,也能促进其他先锋树种的生长,同时具有固定作用的树种也可用于矿区的复绿工程[17]。一类特殊植物对重金属耐性强,甚至有超富集能力,因此非常适宜于修复矿区废弃地重金属污染土壤。相关研究表明,龙葵和宝山堇菜被发现为镉超富集植物[18-19]。蜈蚣草、大叶井口边草、羽叶鬼针草、酸模、鸭跖草、海洲香薷、东南景天、商陆等被发现是重金属的超富集植物[20]。但是运用此类植物存在生物量小、恢复周期长等制约因素,因此在此基础上,利用基因工程对这些特殊植物进行改良,强化其吸收、富集重金属的功能,增强其对重金属环境的耐性,从而提高重金属污染修复效率。
矿山废弃地是一种次生裸地,其植被恢复过程具有原生演替的特征,生态系统的自我恢复较为缓慢,通过人工恢复可在一定程度上改变生态系统演替的方向和速度、缩短其恢复周期。因此,加快矿山废弃地植被的恢复,最重要的是对废弃地进行及时的工程治理,同时辅以相应的草本—灌木—乔木的植被恢复措施,迅速提高其植被覆盖度。
3 结语
矿区污染地区的生态恢复是长期而漫长的过程,生态系统的恢复与重建也是一个动态过程,因此需要建立完善的指标体系,应该依靠政府组织、协调和领导,建立健全的综合决策机制,要掌握在此过程中生态系统所发生的变化、恢复的程度等信息,完善生态恢复指标体系。还应建立有偿使用自然资源和恢复生态环境的经济补偿机制,根据“开发者补偿、破坏者恢复”的原则,在政府和大众的监督下,最大程度地恢复污染和破坏的自然环境。因此,今后应该在兼顾生态学过程的恢复研究基础上,重视矿区恢复与地方社会经济发展、区域脱贫、城市化进程、城镇规划等现实有机结合起来,达到改善区域人类生存条件,提高人民生活水平的目标。
4 参考文献
[1] 宋书巧,周永章.矿业废弃地区及期生态恢复与重建[J].矿产保护与利用,2001(5):43.
[2] 刘海龙.采矿废弃地的生态恢复与可持续景观设计[J].生态学报,2004(2):325.
[3] 徐东强,杨福海,张荣,等.马兰庄铁矿尾矿复垦实践[J].唐山工程技术学院学报,l995,17(4):99-104.
[4] 林文杰,肖唐付,敖子强,等.黔西北土法炼锌废弃地植被重建的限制因子[J].应用生态学报,2007,18(3):631-635.
[5] 闫文德,向建林,田大伦.湖南湘潭矿业废弃地土壤特性研究[J].林业科学,2006,42(4):12-18.
[6] 陈怀满,郑春荣,周东美,等.德兴铜矿尾矿库植被重建后的土壤肥力状况和重金属污染初探[J].土壤学报,2005,42(1):29-36.
[7] DUDKA S,PONCE-HERNANDEZ R,TATE G,et al.Forms of Cu,Ni,and Zn in soils of Sudbury,Ontario and the metal concentrations in plants[J].Water,Air and Soil Pollution,1996,90(3-4):531-542.
[8] 张志权,束文圣,蓝崇钰,等.土壤种子库与矿业废弃地植被恢复研究:定居植物对重金属的吸收和再分配[J].植物生态学报,2001,25(3):306-3l1.
[9] 杨万勤,张健,胡庭兴,等.森林土壤生态学[M].成都:四川科学技术出版社,2006:174.
[10] 林英华,宋百敏,韩茜,等.北京门头沟废弃采石矿区地表土壤动物群落多样性[J].生态学报,2007,27(11):4832-4839.
[11] LIAO M,CHEN C L,HUANG C Y.Effect of heavy metals on soil microbial activity and diversity in a reclaimed mining wasteland of red soil area[J].Journal of Environmental Science,2005,17(5):832-837.
[12] 姚斌,尚鹤,刘成志,等.废弃柴河铅锌矿区土壤微生物特征调查研究[J].林业科学研究,2006,19(3):400-403.
[13] 莫测辉,蔡全英,王江海.城市污泥在矿山废弃地复垦的应用探讨[J].生态学杂志,2001,20(2):44-47.
[14] 李洪远,鞠美庭.生态恢复的原理与实践[M].北京:化学工业出版社,2005.
[15] 周树理.矿山废地复垦与绿化[M].北京:中国林业出版社,1995:17.
[16] 廖彬森.龙岩市市区一重山特殊地类快速绿化技术的探讨[J].防护林科技,2006(3):113-115.
[17] 简曙光,杨中艺,简伟军.多花黑麦草在酸化铅锌尾矿上的定植和生长[J].应用生态学报,2004,15(2):255-260.
[18] 魏树和,周启星,王新,等.一种新发现的镉超积累植物龙葵[J].科学通报,2004,49(24):2568-2573.