矿山生态修复主要方法
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矿山生态修复主要方法范文第1篇
中图分类号:TQ02 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(a)-0136-01
在经济高速发展的今天,粗放型的矿山开采方式越来越不能适应经济社会的发展,因此,改进矿山开采模式,对矿山环境进行必要的生态修复迫在眉睫。生态修复主要指致力于那些在自然突变和人类活动影响下受到破坏的自然生态系统的恢复与重建工作。
1 矿山环境影响评价
1.1 遥感图像数据在矿山环境调查中的应用
杨敏等[1]将SPOT5遥感图像数据用于小秦岭金矿区地质环境调查,结果显示SPOT5遥感数据在经济性、分辨率、可获得性等方面均较适合于1∶50000矿山地质环境调查工作。可快速、准确地圈定采矿、选矿的矿点分布,以及采矿废石、尾矿渣堆及堆排位置、数量、面积及体积,为野外有针对性的部署调查路线提供技术支撑,提高工作效率和调查水平。
1.2 模糊综合评判在矿山环境调查中的应用
唐建新等[2]针对丘陵地区的地质情况,构建了矿山地质环境影响程度的模糊综合评价指标体系。根据矿山环境地质条件,把地质环境影响程度分为三个等级编制成模糊综合评判表,以此来确定各种影响因子的级别;采用模糊综合评判方法,创建二级模糊综合评判模型。在实际应用中,该模型评估地质灾害影响结果与实际结果相似率较高。
1.3 基于GIS和RS的矿山地质环境评价在矿山环境调查中的应用
王海庆[3]分别应用矢量多边形法、缓冲区法、网格法等方法来评价辽宁省葫芦岛矿区的矿山地质环境。经分析,矢量多边形法的评价结果和实际地物边界相似度较高,但对发展趋势的预测没有网格法效果好。缓冲区法可以较好地预测发展趋势,但信息量体现较少;网格法可以较好地预测发展趋势,也可以体现出较多的信息量,但是评价结果不易理解。根据以上叙述,在矿山地质环境影响评价工作采用矢量多边形法效果较好。
通过不同的技术手段获得众多的技术资料,收集矿区需治理的面积、重点治理区域、地形地貌改变所需的工作量、防治的地质灾害类型、等级等信息资料,以确定治理工程措施、工程布置、结构设计、施工要求等,综合各种影响因子的影响权重,有利于进行经济核算。
2 不同场地条件的矿山生态修复
2.1 露天采场生态修复
露天采场生态修复的制约因素主要是阶梯状地形,基岩。露天矿的台阶坡度较大,最大可达到70°以上,在保证生产安全情况下,采用陡帮开采,可以减少剥离量,但在坡面上种植植被非常困难,即使全面覆土或穴状整地客土,其生态修复率也较低,一般在50%左右,因此种植植被不是首选,可优先考虑作为固体废物处置场、恢复为水面、矿山工业旅游场地开发等二次开发用地[4]。
2.2 废石场生态修复
矿山废石场采用“挡渣墙+截排水+植草”综合治理工程方案。即首先在堆渣体的坡脚位置设置一道挡渣墙用以拦截、支挡堆渣体,然后对堆渣体的坡面进行清坡、削方与夯实,为保证坡体自然稳定,平整后的坡面坡度一般不大于35°。在拦渣墙前布置排水沟,将废水导a流至矿山污水处理系统,以防止矿山废水对周围环境的污染。再在其表层覆盖耕植土,种植适合当地自然条件的植被,以恢复地表植被等[5]。
2.3 塌陷区生态修复
塌陷区的生态修复首先要做到防治结合,综合治理。若矿山仍在开采阶段,地表出现地裂缝、地面沉陷等情况时,应立即采取相应措施。针对地裂缝的空间分布特征及其类型,采取密闭、回填、灌浆、夯实、监测等治理措施;对应的地下坑道采取必要的支护、防塌措施;若矿山已闭坑,地表存在地面塌陷但规模不大时,应采取充填的方式进行治理。将废渣自外向内的由地面填入地下采空区、坑道,用细粒尾矿充填其中上部,为地面绿化做好准备;地面塌陷规模大且难以治理的特殊位置,应采取设置警示牌、连续监测等措施,划分为矿山地质灾害研究特区。监测过程要确保安全,划定出监测区、禁人区,修建防灾栅栏和修建监测道路[6]。
2.4 修复后系统的监测
建立健全矿山地质环境保护监测网是矿山治理不可或缺的方法,在完成布置监测网的同时,联系当地群众做好“群测群防”工作。对矿山开采造成的各种不良情况,如地裂缝与地面塌陷、不稳定边坡、矿渣堆积占地、采空区及巷道变形等,矿山应安排专人负责,定期巡视检查。一般可采用直观(眼看、耳听等)和简易测量的监测方法,录像、摄影等也可用来为监测矿山服务。监测变形的位置、方向、变形量、变形速率、发生时间及变化规律等。
3 建议
我国矿山生态修复的发展起步较晚,国外已经形成一套相对较为完整的体系,有许多我们可以借鉴学习的地方。为了保护生态环境,实现资源开发和环境协调发展的道路,需要在以下方面做出努力:制定、完善矿山环境保护法规;理顺矿山环境管理体系;建立矿山环境影响评价制度;实行矿山环境恢复保证金制度;实施矿山环境许可证制度;执行矿山环境恢复治理计划;实行矿山环境监督检查与强制执行制度等。
矿山生态恢复治理是一项长期的工作,必须有一支专业队伍进行生态恢复治理工程规划、设计技术指导,以确保矿山生态恢复治理工作顺利进行。矿山环境的生态修复技术的进步和管理理念的不断发展,可有效的保护矿山地质环境,消除各种地质灾害带给人们的危害。
参考文献
[1]杨敏,徐东寅,乔彦军,等.SPOT5遥感图像数据在矿山地质环境调查中的应用研究[J].环保与分析,2010,31(1):51-55.
[2]唐建新,徐宁霞,康钦容.模糊综合评判在矿山地质环境中的应用[J].重庆大学学报,2010,33(5):145-150.
[3]王海庆.基于GIS和RS的矿山地质环境评价方法必选[J].国土资源遥感,2010,85(3):92-96.
[4]祝怡斌,周连碧,林海.矿山生态修复及考核指标[J].金属矿山,2008,386(8):109-112.
矿山生态修复主要方法范文第2篇
关键词：冶金矿山；废弃地；生态修复；土壤改良；边坡治理
冶金矿山行业涉及面广、产业关联度大，是国家经济建设的重要基础。但在矿山的开采过程中，会不可避免地挖掘和破坏山体、毁坏林地和耕地、挤压动植物的生存空间，造成严重的水土流失和生态系统退化，形成大片的山体和废弃矿场；在资源的加工过程中，会副产大量的固体废弃物，如废石、尾渣等，它们堆弃占用土地，破坏耕地，释放有毒物质，并向周围环境迁移扩散，通过食物链在动植物体内和人体中富集，威胁矿区生物的多样性和矿区居民的正常生产生活，制约区域经济的可持续发展［1-6］。随着矿产资源的日益贫化，这些问题日趋严重，因此，对矿山废弃地进行生态修复，恢复其原有功能，已经刻不容缓。
1冶金矿山废弃地的生态现状
冶金矿山废弃地指在矿山开采过程中因被污染、占用或破坏，以致暂时失去利用价值的土地［7］。根据其成因，矿山废弃地可分为五类：（1）排岩场。由被剥离的表土、被剥采的废石以及缺乏深加工价值的低品位矿岩堆弃而成，堆积体结构松散、不稳定，自然条件下很难风化粉碎，表层植被生长困难；（2）尾矿库。由矿石经洗选加工后产生的尾渣泵送堆积而成［8］。尾渣粒径小、质地松散、表层干燥、保水能力差，尾渣会持续向外界释放有毒物质，尾渣毒性很强，植被难以存活［1-2］；（3）露天采坑。露天开采埋层较浅的矿床所形成的凹坑，通常直径较大、挖掘较深，表层岩石风化严重，植被立地条件差，难以形成植被覆盖［9］；（4）塌陷区。矿区地下大量开采后，地质条件不稳定，地面塌陷所形成的块状、带状凹陷区域，塌陷区地表破碎、难以复垦，塌陷坑四周封闭，坑内常年积水［10-11］；（5）压占地。为开发矿山所修建的辅助设施，如建筑物、公路等，它们会占用大量土地，在矿山停采后，这些区域被水泥、砌石、砖瓦等覆盖，难以复垦。我国在20世纪50年代就开始了矿山废弃地的生态修复工作，但受限于当时的观念和技术水平，这项工作一直处于零星、小规模状态，并未完全发展起来。针对矿区严重破坏的情况，国家相继出台了多项举措，一方面规范和引导矿区土地复垦工作［12］，同时明确矿企在矿山修复工作中的责任，增强了企业的责任意识，政企联合，加快了我国矿山废弃地生态修复的工作进展［13］，截止2016年底，我国已累计投入修复资金近千亿元，累计修复土地上百公顷，资助研发、推广了近200项先进治理技术，生态修复工作取得显著进步［14］。然而，我国矿区污染面积大，污染程度深，而多数矿企习惯了“先污染后治理”的生产模式，历史欠账多，使得环境治理资金需求量巨大。在当前持续低迷的矿业形势下，矿区土地的修复费用主要由政府财政拨款提供，资金缺口很大［15］。截止2016年底，我国矿山废弃地的修复率仍不足30%，与其他矿业发达国家50%~70%的平均修复率相距甚远，废弃土地修复工作不容乐观［13］。国外矿山的生态修复工作可追溯到19世纪末，到20世纪中期已经开始了系统化、规模化的治理工作，并在法律法规、管理方式和修复技术等方面获得了大量的成功经验。澳大利亚实行矿产开发、土壤改良与生态恢复相结合的“三位一体”管理模式，促进了矿区土地复垦和生态修复工作的进展［12］；美国的矿山土地复垦工作始于20世纪30年代，现已形成了健全的法律体系和完善的管理制度，废弃土地复垦率高达85%，其首创的复垦保证金制度已被许多国家学习采用［16］。德国在矿区土地复垦方面投入了大量的人力和财力，目前德国废弃土地的复垦率已经超过90%[13]。相比较而言，我国矿山废弃地的生态修复工作任重而道远。
2冶金矿山的生态修复技术
矿山废弃地地表大多坑洼不平、浮石凸起，铁矿等金属矿废弃地地表还散落有许多硬度大、难以破碎的低品位矿石。在进行土地复垦前，应首先利用推土机、压路机等大型设备对其地表进行平整处理，使区域附近地表性质尽量均一化，减小土壤改良和植被恢复的阻力，为后续复垦工作创造有利条件。矿山废弃地土壤重金属污染严重，氮、磷、钾等营养元素严重缺失，土壤结构性差，在不进行人工干涉的情况下，矿区植被很难恢复。因此，修复矿区污染土壤是矿区植被恢复和生态重建的前提。
2.1物理修复技术
土壤的物理修复技术包括表土转移和客土回填两种。表土转移指在矿山开采前将区域内表层土壤收集保存，待闭矿后再重新覆盖的方法［17］，在这个过程中，虽然地表植被被完全破坏，但土壤中的营养元素和种子库得以很好保存，能够加快植被的恢复速度［18］，表土转移法仅适用于新开矿山和新建尾渣场，在西欧国家的铁矿露采场应用较为广泛。客土回填指直接将区域内原有表土全部移除，回填适于植被生长的耕植土，在表面形成0.1~1.0m厚的覆盖层，以达到土壤改良的目的，Mago-ba等［19-20］在大量实验后发现，覆土厚度与植被覆盖率的增量成正相关关系，当覆土厚度为30cm时，区域内植被的覆盖率能提高近70%。该法效果明显，但需要外借耕值土，费用昂贵。湖北黄梅马尾山铁矿通过经济技术比较后采用了表层客土全覆盖、乔灌草间植的方式进行植被恢复，对防治水土流失和改善区域环境起到了很好的效果。
2.2化学修复技术
矿山废弃地普遍酸碱化过度，土壤pH值严重偏离正常范围，不适于植被生长，必须添加酸碱调节剂进行基质改良。对于酸化土地，可以施用石灰、碳酸氢盐等进行基质改良［22］，刘珊珊等［23］探究了用石灰调节南京紫金山铜矿堆浸场pH值的可行性，发现在浸场表层持续喷撒石灰一段时间后，能够显著提高基质表层的pH值，但由于渣堆厚度较深、下层尾渣酸化严重，因此对渣堆深处的pH值没有明显调节效果，这对于铁尾矿库表层基质的改良可起到一定的借鉴作用。对于碱化土地，可以投入石膏、碳酸氢盐、硫酸亚铁等来中和基质的碱性［24］。Na+含量过高容易导致土壤板结，石膏中的Ca2+能够有效地替换Na+，降低土壤碱性，疏松土壤，改善水分、空气和有机质的流通条件。当土壤酸碱度过高或失调时间过长时，宜采用“少量多次”的方法施加调节剂，这样既能保证药剂的持续效力，增强调节效果，又能节省药剂。重金属处理是土壤修复的关键，利用化学物质（包括钙酸盐、含磷材料、铁氧化物、铁盐、ED-TA、α-淀粉酶、腐殖酸等）的吸附沉淀、氧化还原、催化还原、络合等作用，可以在一定程度上达到重金属离子固定的目的，显著减弱重金属离子的迁移能力［25-31］。铁矿废弃地中存在的重金属主要有铜、镉、铅、锌等，Ca2+对这些重金属离子有明显的拮抗作用，可以有效缓解其毒性，向废弃土地中喷撒药剂可阻碍农作物对它们的吸收，保证农产品安全［32］。EDTA通过螯合作用可以固定多种重金属离子，且对土壤中的微生物群落几乎不产生影响，是目前广泛应用的铁矿废弃地重金属淋洗剂［33］。黄凯［34］将有机肥和泥炭的混合试剂经过特殊工艺处理后，用于修复铅锌矿尾矿库污染土壤。Wu等［35］利用黏土、生物炭成功研制出一种具有网状结构的新型纳米复合材料，能促使有毒的Cr6+转化成无毒的Cr3+，大大简化了土壤的修复步骤，提高了修复效率。另外，利用城市污泥较强的黏性、持水性和保水性，将其用于土壤改良，既能够提高土壤肥力，改善土壤的团粒结构，又能以废治废，促进城市固体废弃物的资源化再利用［36-37］。另外，从城市污泥中提取出的一些菌株还能对Cr6+起到还原作用，可有效去除其中90%的Cr6+，实现铬渣堆六价铬的高效治理［38-39］。
2.3生物修复技术
生物修复技术指利用酶、菌类及土壤动物等的新陈代谢作用来降低土壤中有毒、有害物质的浓度，从而达到土壤修复目的的一种技术。赵永红等［40］认为，植物与降解菌的协同作用，可显著增加土壤中降解菌的数量，提高降解菌的活性，改善植被的根际微环境，促进植被对养分和水分的吸收，促进植被的立地生长，加快土壤环境的改善速度。Denny等［41］研究发现，在土壤中接种菌根，菌根分泌物能够增强土壤中重金属离子的迁移能力，增强植被的抗性，促进植物对重金属离子的吸收，加快土壤的净化速度。Boyer等［42］研究了土壤动物蚯蚓对土壤中重金属的净化作用，发现蚯蚓既能够吞食土壤中的重金属，又能够疏松板结土壤，增加土壤孔隙度，改善土壤的物理结构。徐池［43］对用不同驯化浓度/时间筛选出的赤子爱胜蚯的生理指标进行了系统比较，通过急性毒性试验和彗星试验确定了该种类蚯蚓的耐性最佳驯化条件，用该最佳条件筛选出的赤子爱胜蚯对重金属有强提取作用，利用蚯蚓的吞食作用来改善重金属污染土壤具有广阔的应用前景。
2.4植被恢复技术
铁矿废弃地土地贫瘠、盐碱化严重、重金属毒害作用强，经过一系列的修复措施，如表土转移、化学试剂投放等，在一定程度上修复被破坏的土壤，通过人工种植能较快实现矿区的植被覆盖，最终建立起新的生态平衡［44］。禾草植物和豆科植物经常都被用作矿山废弃地生态修复过程中的先锋植物，它们生长迅速，抗旱性强，耐贫瘠能力强，且豆科植物具有固氮能力，能够产生易于植被吸收、且缓释性能良好的有机氮，这对于贫瘠土壤的修复改良至关重要［45］。杨卓等［46］对禾草植物高羊茅和黑麦草的重金属耐受性进行了研究，发现这两种植物抗逆性很强，可在重金属污染土壤中迅速生长，能够起到防止土壤侵蚀的作用。Chen等［47］发现，香根草具有对Cd2+的强富集作用，即使在Cd2+含量极低的土壤中，叶片中所吸收的Cd2+浓度也可达218gC/hm，是铁矿废弃地中Cd的理想治理植物。此外，高山甘薯、海州香薷、酸模等对Cu有较强的富集作用，高山漆菇草、东南景天羽叶鬼针草等对Pb也有富集作用［48-52］。多季收割重金属富集植物，土壤中重金属离子浓度降低，这时可种植一些生物量更大的植物（如灌木、乔木等）来完善区域的生物群落，增强矿区的保水、保肥能力和抗逆性［53］。对于收割获得的重金属富集植物体，可采取焚烧法、高温分解法、生物解吸法、植物冶金法、液相萃取法等进行处理［54-55］，其中焚烧法和高温分解法能够显著减少植物残体的体积和重量，是目前最为行之有效的重金属富集植物体处置技术［56-57］。
3冶金矿山的边坡治理技术
铁矿废弃地环境恶劣，露天采坑等区域表土几乎被完全剥离，土地结构破坏严重，水分和养分流失严重，滑坡时有发生；排岩场、尾矿库的堆积结构松散，颗粒易流动，且堆场往往势能较高，是潜在的人造泥石流发生源［11］。鉴于这些特征，除对矿区采取必要的生态修复手段外，还必须辅以边坡治理等措施，以疏通地表径流，减少基质流失，增强边坡稳定性，降低滑坡和溃坝风险。
3.1客土喷播技术
客土喷播技术是一项新型的岩质边坡绿化技术，主要利用机械搅拌设备将客土、种子、缓释肥、粘结剂、保水剂、稳定剂等充分混匀，在待修复坡面上锚杆挂网，然后利用泵和压缩空气机将基材垂直喷附到坡壁上，形成具有一定厚度的喷附层［58］。喷附层结构良好，含有植物生长所需的各种营养物质，其中的保水剂为高分子树脂材料，具有很强的储水保水能力，可吸收超过自身重量数百倍的水分，且高压下水分不脱除［59］。在种子的出苗和生长过程中，喷附层能够持续供水供肥，确保植物的正常生长，实现边坡的快速绿化。为丰富边坡生物群落，客土喷播技术通常采取草罐混植的搭配方式进行植被培育，同时选用根系发达、抗逆性强的植物种子，充分利用植物根系对土壤的加筋和锚固作用，力求达到最佳护坡效果［60］。
3.2植被混凝土技术
植被混凝土技术综合了土壤学、环境生态学、岩土力学、园艺学等多学科知识，系统考虑了边坡角度、裸岩性质、气候特征、绿化要求等条件，采用特定的混凝土配方和种子配方，将植生土、胶结剂、绿化剂、有机质、腐殖质、肥料、保水剂、草种等基础材料混匀，然后浇灌于坡壁以起到边坡防护与绿化的作用［61］。植被混凝土所用的胶结剂为普通硅酸盐水泥，将其与特制的绿化剂配合使用，能够在岩坡表面形成具有大量细密孔隙的植被生长基质，该生长基质既能像普通混凝土那样稳固边坡，又因为它独特的多孔结构，可以加快水分和养分的运输速率，营养物质供应顺畅，植被生长迅速，对裸岩边坡的治理效果良好［62］。
3.3生态灌浆技术
像排岩场这种类型的矿山废弃区域，它们的地表特征明显，堆渣呈块状、块间空隙大，几乎不存在植被生长土壤，可借鉴工程灌浆技术来对它们的边坡进行治理。将基质材料、黏土和水等按照特定的配比搅拌制浆，然后由上而下对渣堆边坡灌浆，浆体填充表面空隙，并逐渐在渣堆表层形成一层富含养分的植被生长基质，该基质层具有一定硬度和抗侵蚀能力，既防渗护坡，又适于植被生长，能够为后续的植被恢复工作奠定良好基础［11］。
3.4生态植被毯和袋技术
生态植被毯是以稻草、麦秸、玉米杆等为骨架，负载壤土、保水剂、有机质、植物种子等制备出的一种边坡高效水土保持材料[63]。植被毯适用于坡度较缓的边坡，能够有效减少地表径流和降水对坡面的冲刷，减少水土流失，其中含有的壤土和营养物质可以有效促进区域植被的立地生长，植被毯生产成本低、修复效果好，目前应用十分广泛［64］。生态植被袋技术是一项新型的柔性护坡技术，袋体为无纺布袋，以聚丙乙烯为原料制备而成，通常会在制作过程中添加抗老化剂，以延长植被袋的使用寿命。在进行植被袋的护坡施工时，将耐性较强的草木种子通过木浆纸附着在袋体内侧，然后向袋内装入干燥、疏松的细粒壤土，为促进植被生长，还会适量掺入缓释肥和保水剂，当袋内壤土达到密度要求后，停止装土，用专用缝纫机封口，然后堆垒护坡［65］。在工程实践中，由钢材、水泥等筑造的护坡挡墙属于硬质结构，常因局部沉降或受力不均匀而破裂；由植被袋构筑的护坡系统属于柔性结构，可在一定范围内维持结构体的稳定。生态植被袋既能够稳固边坡，减少水土流失，又能为植被的生长提供载体，增强边坡的观赏性，是一种有效的生态护坡技术。
4冶金矿山的功能化再开发
在矿山生态功能基本恢复后，可根据矿区自身属性的不同，选择恰当的发展模式进行资源的再开发利用。常见的矿山废弃地生态开发模式有三种：单一复绿模式、农业复垦模式、景观再造模式。再利用模式的选择，依废弃地的规模、环境、交通等因素的不同而不同，不同的再利用模式能够产生不同的综合效益［66］。
4.1单一复绿模式
主要适用于地理位置不佳、复垦后可获得的耕地资源有限，基本无景观开发价值的矿山废弃地，可引入水生植物，如芦苇、金鱼藻等，将其培育成人工湿地，增加塌陷区的生态稳定性；而对于一些采深较大、面积较广的露天采坑，可对其边坡和底部进行加固防渗处理，以开发成小型湖泊；特别是对于一些破坏十分严重的矿区，经人工辅助手段后即使能够在它的地表形成植被覆盖，它的生态功能也仍有可能十分脆弱，稍加干扰就会引起植被的大片枯萎、死亡，使矿区再次朝废弃土地的方向逆转，这时可通过法规条例，将其设定为自然保护区，加强监管措施，杜绝人为扰动，为矿区生态正常恢复创造有利条件。
4.2农业复垦模式
主要针对经适当修复后可被重新赋予生产力的废弃土地，如马钢姑山矿的多层次立体土地复垦模式是国内铁矿废弃地农业复垦的典型，该矿排岩场是依托矿区原有露天采坑形成的多平台堆积场，根据生态系统的多物种配置和多层次配置原则，设计出了可进行农、林、牧、渔综合开发的立体复垦结构［67］，将中心积水采坑设计成鱼塘，进行水产养殖；对水塘浅水区底层土壤施以必要改良措施，进行水稻种植，同时在水稻中放养鸭、鹅等家禽；对排岩场堆积平台，则种植上防风林、生态林、经济林等，同时林间修建小道，供市民休闲之用；排岩场斜坡坡度大、渣粒多、水土流失严重，可乔、灌、草间植，增加斜坡植被覆盖率，减少降水对斜坡的侵蚀，增加排岩场的生物多样性，提高生态位的利用率。
4.3景观再造模式
对于一些具有旅游开发潜力的矿山废弃地，可以将其作为景观资源加以二次开发，为城市的可持续性发展，特别是老工业城市的产业转型提供新的着力点。德国政府综合鲁尔区当时所面临的社会、环境、资源等各方面的问题，制定出了符合自身情况的长远规划方案，确保了区域环境治理方法与区域经济发展政策的连续性，设计人员对鲁尔区的铁矿采坑、桥梁隧道以及其它矿区建筑物进行了构思精妙的景观改造，将旧矿区成功开发成了新的旅游资源［68］。辽宁抚顺是我国重要的煤炭和铁矿基地，大规模的矿床开采作业使得当地地质灾害频发，矿区百姓深受其害，抚顺市在对矿区环境进行全面调查后，以国家“振兴东北老工业基地”政策为契机，将原有废弃矿坑、采坑塌陷地成功打造成了特色旅游景区，既缓解工矿企业与当地居民的矛盾，也促进了区域经济的转型升级［69］。湖北黄石国家矿山公园是我国第一家国家矿山公园，是铁矿遗址开发的典型代表，这种开发模式既有助于保留采址的原有风貌，展现矿区曾经的辉煌成绩，又能够启迪和教育后人，增强游客的环保意识，对其它矿山废弃地的开发利用具有重要借鉴作用［66］。
5结语
矿山生态修复主要方法范文第3篇
关键词：生态环境；矿山；赣州市
中图分类号：X171 文献标识码：A
1 引言
赣州作为江西省第二大城市，辖区内矿产资源丰富，是世界重要的钨产地，有着“世界钨都”之美誉。全市已发现矿种106种，查明资源储量的有75种，现有各类矿产地1400多处。已利用矿产54种，全市保有矿产储量潜在经济价值约4000亿元【1】，境内发现的砷钇矿、黄钇钽矿为我国首次发现的矿物。其中，2011年稀土和钨及其应用产业的主营业务的收入约640亿元，较前一年度增长93.5%，尚有众多矿产点处于待开采中。矿产资源的开发利用对周边的生态环境必然会造成或多或少的破坏性影响，这就需要加强矿产资源生态环境的保护力度，这对于调整产业结构、淘汰落后产能（包括矿能）、用环境保护优化经济发展、提高资源利用率、节能减排、保护生态环境都具有十分重要的意义【2】。
2 矿山开采对环境的影响
2.1 破坏土地资源
露天采矿、开挖以及废渣、废石和尾矿堆放、矿区道路的修建以及厂房的建设等，都会造成土地资源被大量占用，许多地方开采后的地面呈现出大面积沉降和塌陷，水土流失，土地荒漠化严重，每年由此造成巨大土地资源浪费。2012年4月，经有关部门调查的环境报告显示，赣州18个县（市、区），设计废弃稀土矿山的有302个，遗留的尾矿（废渣）1.91亿t，被破坏的山林面积达97.34km2。
2.2 诱发地质灾害
矿山的大量开采和相关工程的开工建设会给矿区周边的地形地貌产生较大影响，长期的地下开采和边坡开挖容易导致一些地质结构复杂地区滑坡、泥石流、地面塌陷等地质灾害的发生。以赣州为例，2011年全市共发生各类地质灾害19起，造成直接经济损失63万元，而截至2012年6月底，该市已发生地质灾害达到91起，其中矿山的废石堆、排土场等工程建设造成新的高陡边坡和不稳定斜坡的产生，也是诱发地质灾害的一大原因。
2.3 增加水资源污染程度
矿山开采对地表水和地下水资源的影响较大，一些矿区废砂的直接堆放，以及落后工艺的使用造成大量的选矿水和选矿废水被直接排入到地表中，而对于露天矿山而言一旦遇到雨水时便容易形成大量的废水被排到周边河流湖泊中。近年来随着开采技术的提升，矿产资源的开采强度和延伸速度都较以往有大幅度提高，导致地下水资源水位下降，严重影响周边居民的生产生活。
2.4 损害生物多样性
据不完全统计，我国每年被采矿破坏的森林面积达106万hm2，草地被破坏的面积为263万hm2。矿山的开采，大量水土流失、植被被清除，加上土壤退化、水资源的缺失等等都会造成周边被废弃的土层变薄、微生物活性差，由此导致被损害的生物系统恢复变得异常缓慢。这些严重威胁了动植物生存，对矿区生物多样的维持是致命性打击，也使得矿物生物多样性的损失具有不可逆性。
3 矿山生态恢复理论
3.1 生态恢复概念
生态恢复是指对生态系统停止人为的侵扰，以减轻生态负荷压力，依靠生态系统自我调节使其朝着有序的方向演化；或者辅之以一定的人工措施，使遭受破坏的生态系统逐步向良性循环方向发展。对于矿山生态系来说，就是指矿山开采后土地的治理和恢复，是为了建立与当地自然生态相和谐的人工生态系统，恢复矿区废弃地的生物学潜力，并且有利于矿区土地的重新利用【3】。
3.2 矿山生态环境恢复方法
矿山生态恢复是以生态环境恢复为核心，研究如何根据实际情况，因地制宜、因矿施治，落实矿山生态环境恢复工作，从而取得生态、经济、社会的最佳综合效益【4】。本文以露天矿山为例，就矿山生态恢复技术方法略作浅析。
露天采矿场生态恢复与重建暴露采场边坡的生态恢复与重建和采空区的生态恢复与重建【5】。在边坡生态恢复与重建中应重点做好边坡的稳定性治理恢复工作，为此可以分不同情况进行技术选择：对于那些坡度不符合设计规划要求的，比如开采面超过山顶的边坡应当采取消坡减裁的办法，而对那些不是很高的此类边坡，可以采取填方压坡脚技术方法；对于边坡处于富水区的要首先进行排水工作；对一些地质条件复杂容易形成滑坡的岩体，就需要采取抗滑桩或者是挡石坝的办法稳固边坡。做好边坡的稳定工作只是露天矿山生态环境修复的第一步，还需要对被破坏的植被就行恢复，这就需要结合矿山环境特点选择一些耐旱、耐热，以及具有美化、易采集的植被物种，然后将选取的物种根据矿山环境采取喷混播型、鱼鳞坑型、营造台阶型以及原生植物移植等绿化工艺进行恢复。对于露天采空区的生态恢复与重建，目前我国采取的主要3种技术模式【6】：即农林利用、蓄水利用生态重建模式以及挖深垫浅，综合利用等。
4 矿山生态环境保护与恢复构想
矿山生态恢复是一项综合性多学科课题，它包括地貌再开发、生产能力的恢复、生态综合性、经济和美学价值等问题【7】。这就需要在矿山生态环境保护与恢复工作中将可持续发展理论与恢复生态学和景观生态学理论结合起来加以运用。本文结合赣州矿山资源开采现状为例，就如何做好矿山生态环境保护与恢复提出如下对策。
（1）认真贯彻落实《土地管理法》和《矿山土地复垦规定》，严格把矿山生态环境治理恢复与开采结合起来，严格“谁开采、谁复垦”的原则，此外，矿业管理部门和企业管理者要给予重视，严格把矿上生态恢复纳入企业和单位的考评中。
（2）矿山生态环境恢复既需要时间也需要大量的资金投入。赣州辖区内被废弃的稀土矿区有302个，毁坏土地面积达97.34km2，2005～2022年，各级部门累计投入废弃矿山治理为1.928亿元，而要整个赣州市内稀土矿山环境恢复就高达380亿元【8】，这就迫切需要明确和拓宽矿山生态恢复的资金来源渠道。建立一个多渠道、宽领域、广覆盖、多元化的矿山环境恢复投资机制，对于那些历史中形成的废弃矿山生态环境的恢复治理可以采取：向国家或上级负责土地复垦开发的部门申请专项复垦经费，争取财政支持；或者申请国家环保与治理方面的专项经费；可以采取市场化的融资模式，将矿山生态环境保护与恢复与矿山开山、矿山租赁等相结合的方式，兑现“谁恢复、谁受益”的原则扩大融资来源渠道。对于一些矿山开采时间较久，或者是那些即将停产的矿山，企业无法独自承担恢复费用的，政府应加大补贴力度，此外也要企业合理负担部分费用。政府以及科研机构也要加强对矿山生态恢复技术的研发力，建立恢复生态学方面人才培养的中长期计划。
（3）完善政策落实保障工作。赣州辖区内的所有市县要以已经出台的《江西省矿山环境保护欲治理规划（2006-2015年）》和《赣州市矿产资源总体规划（2008-2015年）》这两个文件为根本，切实加大《赣州市人民政府关于加强矿山地质环境保护盒治理工作的意见》贯彻执行的力度。
（4）根据赣州市地质结构复杂、矿产种类繁多等自然地质环境的实际，有针对性的制定矿山生态修复的技术方案。例如对塌陷区、尾矿污染区以及金属矿和非金属矿的特征差异，采取生物修复和工程修复等相结合的办法，因地制宜地做好矿山生态环境的恢复工作。
（5）有针对性地选择部分矿山生态环境破坏较为严重的区域先行先试，然后将成功经验再向全市范围内推广，做到从点到面地推行效果。
参考文献：
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[2]李干杰.强调积极探索矿产资源生态环境保护新道路[EB/OL].[2010-09-30].http：///gzdt/2010-09/30/content_1713926.htm.
[3]李 礼，赵 庆.矿山污染控制与生态恢复进展研究.[J]能源环境保护，2008，22（4）：13～15.
[4]卞正富，张国良.煤矿区土地复垦的理论和方法[J].地域开发与研究，1994，5（1）：3～10.
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[6]胡振琪，杨秀红，鲍 艳，等.论矿区生态环境修复[J].资源与环境，2005（1）：38～43.
矿山生态修复主要方法范文第4篇
关键词： 矿山环境； 地质问题； 治理对策
1. 矿山环境地质问题的诱发因素
诱发矿山地质环境问题的因素主要可以概括为两个方面：一是自然环境的因素，一是人为的因素。①从自然环境因素的角度去分析： 我国的矿场资源具有地域分布不均等特点，我国很多地区的矿场资源都分布在生态环境比较脆弱的地区，在这些地区进行矿场资源的开采，往往多伴有崩塌，滑坡，泥石流等，在这些自然灾害多发的地区进行矿场开采，很容易就触发地质问题，加剧灾害的强度，这些地质问题由原生地质条件引起，相对来说是次要原因。②从人为因素的角度去分析，人类的经济活动是造成我国矿山环境地质问题的主要原因。大规模的矿山开采活动不仅改变了矿区地质环境，还影响到了矿山的自然生成，造成地质灾害及环境问题。例如，目前人类对矿山地区的开采方式主要有露天开采和地下开采，前者对地形地貌生态环境造成了较大破坏，还有可能诱发地质灾害，后者则易造成塌陷、裂缝等一些列的问题。
2. 矿山环境地质问题的基本类型
2.1 地面裂缝问题。地面裂缝问题在矿区的开采过程中经常出现，导致地面出现裂缝的主要因素就是采矿。通常情况下把地面的裂缝分为两种： 其一，规模较小的裂缝，这种裂缝通常在中小型矿开采中出现，裂缝只是一些小陷坑，裂缝之间的间距很大； 其二，沉陷盆地附近出现的裂缝，这种裂缝的分布非常均匀，且多呈平行关系，规模较大、影响范围也较大。
2.2 地面塌陷问题。地面的塌陷问题在我国矿区中属于一种常见的现象，塌陷的状态同开采区位置的地质环境和开采的方式都有着直接的关系。例如山西省长治矿区开采区地面塌陷的形状为波浪式，塌陷的面积很大、深度较浅。
2.3 坍塌问题。在矿山中出现的坍塌情况多为小范围坍塌，出现的地方多为采空区域，由于开采而造成边坡失稳形成的。坍塌问题对人们们的人身和财产都会造成极大的损失，因此如何处理坍塌问题已经是迫在眉睫的一项重要任务。
2.4 泥石流问题。在开采的过程中会持续爱你很多垃圾、废弃矿物等，这些都为泥石流的出现提供了条件，出现泥石流的地区多为连日降雨、堆积物松散的地区，矿山废弃物就会触发，进而导致泥石流问题的发生。
2.5 矿区开采后的“三废”问题。矿山环境地质中的三废问题，主要是针对矿区开采后给环境带来的影响问题来说的。所谓的三废，是指固体废弃物，液相废弃物和气相废弃物。固相废弃物主要包括了煤矸石、粉煤灰、剥离废弃物、废石等固相废料，此项废弃物一般都具有放射性物质，带来的危害主要包括了占地、边坡稳定、淋滤污染、风化扬尘污染等等。液相废弃物一般指废水，包括无机无毒水、无机有毒水、有机无毒水和有机有毒水四项，包含的化学物质会带来水体污染。气相废弃物主要包括废弃，粉尘，扬尘等，所夹杂的有害物质会对自然大气造成影响。
3. 矿山环境地质问题的治理对策
3.1 管理措施
管理措施包括： ①在政府的引导下完善立法及规章。例如，认真贯彻国家《矿山地质环境保护规定》，将矿山环境的治理与保护列为企业的重要义务，落实责任归属与权限，做到有法可依。②进一步完善矿山地区的责任机制。针对人们不合理的开采活动，造成了较为严重的环境地质问题，除了要政府加强行政管理外，对于已经造成危害的区域则需要进一步完善责任机制，加强治理力度。③提高重视，建立矿山环境地质问题机构。政府要建立专门的矿山环境地质问题机构，协调气象、水文、民政、公安等相关部门建立长效的管理机制。
3.2 技术措施
3.2.1 工程技术措施
对涉及到工程技术的内容进行分类，具体包括崩塌地质灾害防治、滑坡地质灾害防治、泥石流地质灾害防治、地面塌陷地质灾害防治。①崩塌地质灾害防治： 崩塌地质灾害的防治技术主要包括了危岩清除，坡面清理和废渣清理。②滑坡地质灾害防治： 滑坡地质灾害防治的技术包括截排水措施、锚杆措施、土钉支护措施。③泥石流地质灾害防治： 泥石流地质灾害的防止方案分为四种，包括了水治方案方案、土治方案、排导方案以及综合质量方案。④地面塌陷地质灾害防治： 地面塌陷地质的防治方案分为两种，第一种为废弃土地的治理，使土地重获新生； 第二种是对采空区进行强化，采用注浆或维修的方式进行治理。
3.2.2 生态环境恢复技术措施
矿山生态环境的恢复对象包括土壤和植被。①对土壤环境的恢复方法包括两种，第一种为地形的修复，也就是对裂缝、沉陷进行回填或设计高程； 第二种为土壤的物理修复、化学修复和生物修复。①在对植被进行恢复时，植物种类的选择是非常重要的一个环节，要尽量选择适应性强、经济价值高、抗旱耐湿的树种； 关于植被的恢复技术无疑就是在废弃的土地上进行植被的栽种； 另外一种方法就是把废弃的土地分割成多个小块，相间的进行植物的种植，一方面节约了经济的支出，另一方面还能使植被快速的恢复。
4. 总结
综上所述，矿山环境地质问题是一项复杂且系统的内容，在我国经济飞速发展的今天，探究我国矿山环境地质问题及对策具有极强的现实意义。本文就我国矿山环境地质的常见问题进行了分析，并根据相关实践经验给出了合理化对策，以供参考。需要指出的是，做到经济环境的可持续发展是当今时代的主题，发展经济并不能以牺牲环境为代价，在对矿山资源进行开发的过程中，要仔细分析可能出现的环境地质问题，防止污染，防止破坏。相信随着我国对矿山环境地质问题研究的不断深入，相关工作的发展将会迈向一个新的高度。
在进行矿场资源的开发利用过程中，不可避免地会带来许多环境地质问题。本文首先介绍了矿山环境地质问题的诱发原因，进而对我国矿山环境地质问题的基本类别进行了逐一介绍，最后对矿山环境的治理对策给出合理化化建议，以供参考。
参考文献：
矿山生态修复主要方法范文第5篇
关键词：矿区；重金属污染；修复；土壤
中图分类号：F124.5 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2013）18-0286-02
引言
中国是世界上重要的重金属矿区之一，分布着大量的优质重金属矿，丰富的重金属资源为中国国民经济的健康稳定发展提供了资源保障。然而，长期以来在重金属矿区开采的过程中，由于开采技术、资金缺乏及管理方面等原因，对矿区周围的土壤与环境造成了严重影响，从而引发了大量的生态环境问题。
矿业废弃地一般都含有大量的重金属，这些废弃地以尾矿和废弃的低品位矿石的重金属含量最高。重金属通过地表生物地球化学作用释放和迁移到土壤及河流中，而这些受重金属污染的水又通过灌溉方式进入农田，并通过食物链进入人体，从而对矿区附近居民的健康和生存环境构成严重威胁 [1]。通常情况下，有色金属矿区附近的土壤中，铅、铜、锌含量分别为正常土壤中含量的 10～40倍、5～200倍、5～10 倍 [2]。
一、矿区土壤重金属污染现状
铅锌矿区重金属污染现状越来越严重，已经损害了人民的群众健康。如在20世纪60年代，日本曾发生的第二公害病―骨痛病，便是由于食用被镉废水污染了土壤生产的“镉米”所致。王新等对辽宁省铁岭柴河Pb―Zn矿区的土壤一岩石界面的重金属行为特性进行了研究，结果表明该矿区土壤Cd、Pb、Zn元素含量分别是当地背景含量的11倍、4.5倍、3倍，大大超过了当地背景含量水平；Cd作为制约当地农业用地的限制性元素，超过国家土壤环境质量标准5.8倍；矿区附近玉米中Pb、Cd含量分别是国家食品卫生标准16～21倍、5.7～9.7倍[3]。湖南省由于有色金属矿山开采引起的Pb、Cd、Hg、As等重金属污染，受污染面积达2.8万km2，占全省总面积的13%。部分地区土壤中Pb、Cd、Hg、As高出正常值数倍至数百倍，从而出现了地方病。王莹以上虞某废弃铅锌尾矿山为研究对象，研究了土壤中重金属含量及污染状况，结果表明：尾矿山周边各采样点土壤 As、Zn、Pb 和 Cu 平均含量为 328 mg.kg-1、1 760 mg.kg-1、2 708 mg.kg-1和 287 mg.kg-1，均超过土壤环境背景值，各元素含量变异强度为：As>Pb>Cu>Zn[4]。
二、矿区土壤重金属修复技术
重金属是农业环境和农产品的一个重要污染物质。对土壤重金属污染的修复技术常用的有物理修复和化学修复。物理修复主要包括客土、换土和深耕翻土等措施。通过客土、换土和深耕翻土与污土混合，可以降低土壤中重金属的含量，减少重金属对土壤―植物系统产生的毒害。化学修复就是向土壤投入改良剂，通过对重金属的吸附、氧化还原、沉淀作用，以降低重金属的生物有效性。但由于重金属元素在环境中具有相对稳定性和难降解性，至今仍未找到可供大面积应用的重金属污染治理方法。
近年来出现的植物修复，具有投资和维护成本低、操作简便、不造成二次污染、具有潜在或显在经济效益等优点，并且其更适应环境保护的要求，因此越来越受到高度重视。植物修复是一种经济、有效且非破坏性的修复技术，主要利用自然生长或遗传培育植物对土壤中的污染物进行固定和吸收。通常包括：植物提取，即植物对重金属的吸收。目前已发现有400 多种植物能够超积累各种重金属，一些超积累植物能同时积累多种重金属，如羊蕨属植物和具有富重金属性的苋科植物对土壤中重金属的吸收率达到 100%。蒋先军等的研究发现，印度芥菜对Cu、Zn、Pb 等中等污染土壤具有良好的修复效果[5]。有证据表明，柳树和白杨能从土壤中去除一定量的重金属，净化低污染的土壤；植物挥发，即通过植物使土壤中的某些重金属（如Hg2+）转化成气态（HgO）而挥发出来；根际过滤，即利用植物根系过滤积淀水体中的重金属；植物稳定，即利用植物根际的一些特殊物质使土壤中的污染物转化为相对无害的物质。有研究发现，树木可以存活并生长于含有较高浓度的多种重金属污染的土壤上。经监测，桦树和柳树的一些树种可以耐受铅和锌[6]。
结论与展望
矿区土壤的重金属污染是矿区所面临的重大生态环境问题，具有自己独有的特征，在治理的过程中应因地制宜地选择恰当的治理方式。
物理、化学等方法对于矿山土壤的修复存在耗能、耗钱、对土壤结构损害较大等缺点，从保护生态环境出发，这些方法均对矿山生态环境的恢复作用不明显，而植物修复成本较低，可以稳定土壤、控制污染、改善景观、减轻污染对人类的健康威胁，所以在修复矿山土壤重金属污染的过程中，越来越多的国家选择使用植物修复技术。近年来，中国金属矿业迅速发展，所造成的重金属污染日益加剧，植物修复技术的研究更具有广阔的市场，并逐步走向商业化，同时中国有广袤的国土、丰富的资源、复杂多样的地理条件，蕴藏着大量超富集植物，为中国开展有关植物修复技术的研究提供了良好的基础。
参考文献：
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[2] 薛强，梁冰，刘晓丽.有机污染物在土壤中迁移转化的研究进展[J].土壤与环境，2002，（1）：90-93.
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