礦山環(huán)境保護(hù)及生態(tài)恢復(fù)技術(shù)分析

（黃山學(xué)院生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，安徽 黃山 245000）

礦產(chǎn)資源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。我國(guó)地大物博，是一個(gè)資源大國(guó)，建國(guó)60多年來(lái)，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)已逐步發(fā)展成為我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的巨大支柱。但是它在給我們帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也給我們帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題，隨著人口的增長(zhǎng)，礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的規(guī)模以及密度也逐步增大，加上后期的管理與規(guī)劃意識(shí)不強(qiáng)，造成大量的礦山生態(tài)環(huán)境被破壞，產(chǎn)生礦山廢棄地，礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)是人為活動(dòng)，而且是已知對(duì)地球表面景觀、生態(tài)系統(tǒng)最大規(guī)模改變的組織型活動(dòng)[1,2]。

這一系列的環(huán)境與生態(tài)的失衡又將會(huì)反過(guò)來(lái)制約人類經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展，所以對(duì)于礦山的生態(tài)恢復(fù)治理和可持續(xù)發(fā)展是我國(guó)當(dāng)前亟需解決的問(wèn)題。

1 我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

中國(guó)礦產(chǎn)的儲(chǔ)備量在世界也排在了前列，但由于人口眾多，人均量少，從這點(diǎn)看我們國(guó)家還是資源短缺型的國(guó)家。

其礦產(chǎn)資源特點(diǎn)如下：兩少-人均及大型礦場(chǎng)少；四重壓力-經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)快速對(duì)礦產(chǎn)資源的壓力、龐大的人口基數(shù)對(duì)資源的壓力、潛在資源危機(jī)壓力、潛在生態(tài)危機(jī)壓力。1低-生活水平低導(dǎo)致礦產(chǎn)資源利用率低，資源的流失、浪費(fèi)嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的環(huán)境污染[3]。

當(dāng)前我國(guó)共擁有小型礦山企業(yè)二十余萬(wàn)座，全國(guó)各地均可見(jiàn)，特別是集中在經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的偏遠(yuǎn)地區(qū)，小型作坊技術(shù)相對(duì)較落后，缺乏創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才[4]，安全無(wú)保障，資源浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

其對(duì)于礦山土地破壞現(xiàn)象非常嚴(yán)重，幾乎無(wú)法恢復(fù)生態(tài)，且因?yàn)樾⌒偷V山數(shù)量太多，政府不能有效的進(jìn)行管理，礦山的生態(tài)恢復(fù)也得不到整體提高[5]。

據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)采礦業(yè)破壞的土地面積大概140萬(wàn)hm2～200萬(wàn)hm2，而且這速度還在不斷增加，當(dāng)前4萬(wàn)hm2/年速度不斷增加，全國(guó)每一年礦山開(kāi)發(fā)，占用98.6萬(wàn)hm2耕地面積，占國(guó)內(nèi)總耕地面積1.04%。由于采礦，直接破壞106.0萬(wàn)hm2森林面積，破壞26.3萬(wàn)hm2草地面積、同時(shí)，在有色金屬工業(yè)地，每一年有6000多萬(wàn)t固體廢棄物排放，累計(jì)的堆存量共達(dá)10億t，占7萬(wàn)多公頃土地。

在采礦業(yè)中，各種類型占地分布情況如下：

59%由采礦活動(dòng)本身所起；20%排土場(chǎng)；13%尾礦；5%廢石堆；3%塌陷區(qū)。全國(guó)受到礦業(yè)影響土地復(fù)墾率只有僅僅的13.3%，煤礦是主要的，金屬礦山的復(fù)墾率則比較低，這和發(fā)達(dá)國(guó)家75%復(fù)墾率差距比較大。所以生態(tài)修復(fù)礦山在開(kāi)采中，地位也是非常重要的[5-7]。

2 礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境的影響

礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)造成的環(huán)境問(wèn)題主要分為三類：地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題、生態(tài)環(huán)境問(wèn)題和環(huán)境污染問(wèn)題[8]。

首先地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題包括壩體潰決、邊坡失穩(wěn)、泥石流、崩塌、水位下降、涌水外排、塌陷變形、沙漠化等等。由于礦山地質(zhì)和水文條件復(fù)雜，礦產(chǎn)勘探和開(kāi)采過(guò)程都比較復(fù)雜，在地下開(kāi)采時(shí)，由于巖石采空，容易造成地面塌陷，導(dǎo)致人民的財(cái)產(chǎn)、生命受到威脅，在礦山的開(kāi)采階段會(huì)有大量堆積矸石，只要出現(xiàn)了不好的暴雨天氣，容易導(dǎo)致水土流失，造成山體滑坡?？傮w而言，礦山開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害，除常見(jiàn)泥石流水、滑坡、地面塌陷，出現(xiàn)了地下水短缺、海水入侵等不同類型的地質(zhì)災(zāi)害。

生態(tài)環(huán)境方面，包括壓占破壞土地、砍伐林木植被、增加水土流失、消耗水資源、減少生物多樣性、擾動(dòng)野生動(dòng)植物棲息環(huán)境、改變地貌景觀等。礦產(chǎn)資源在開(kāi)采時(shí)，其過(guò)程會(huì)受到破壞并占用大量土地的資源，加大了我們國(guó)家人均土地資源不足的情況，并引發(fā)周國(guó)地下水位下降，導(dǎo)致表土缺水的情況，很多地方的土壤都出現(xiàn)了承載力不足、養(yǎng)分不足等情況。土地貧瘠、植被受到破壞，造成水土流失加大了荒漠化嚴(yán)重。這些變化使土地喪失原有功能，直接破壞森林和草場(chǎng)面積，破壞生物的棲息環(huán)境，影響生物的多樣性[9]。而且受損的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)緩慢，導(dǎo)致這種破壞可逆性比較差。

環(huán)境污染方面包括大氣環(huán)境污染、水環(huán)境污染、固體環(huán)境污染、聲環(huán)境污染、輻射污染、土壤污染等。礦產(chǎn)資源的開(kāi)采會(huì)有很多的粉碎及鉆孔流程，用到大量汽車對(duì)廢石、礦石做運(yùn)輸，而所引發(fā)的尾氣排放風(fēng)化石，在風(fēng)力作用漫天飛舞，導(dǎo)致局部地方空氣污染，容易引發(fā)周邊居民呼吸系統(tǒng)疾病。在選礦廢水、礦坑水、廢石場(chǎng)淋水以及尾礦池廢水中會(huì)含有大量的金屬離子和放射性物質(zhì)，這些礦山廢水通過(guò)徑流或者滲入地下最終破壞原有水系的酸堿平衡，進(jìn)而影響這個(gè)地區(qū)的水生態(tài)安全[10]。

此外，礦山固體廢棄物有大量有害、有毒物質(zhì)，時(shí)間一長(zhǎng)暴露在露天場(chǎng)所中，容易導(dǎo)致氧化分解，這些有害、有毒物質(zhì)向四周環(huán)境釋放，污水了土壤與水體，滲入至地下，污染了地下水，礦石的開(kāi)采所留下的廢石及尾礦堆放，影響了土壤及農(nóng)作物的污染，對(duì)人體產(chǎn)生了間接、直接尾號(hào)，對(duì)于四周的動(dòng)物、植物也造成了極影響，危害著人與生態(tài)的安全。

3 礦山生態(tài)恢復(fù)技術(shù)分析

我國(guó)礦山土地生態(tài)恢復(fù)，原稱為廢棄地生態(tài)恢復(fù)，始于20世紀(jì)70年代末。初期因?yàn)榧夹g(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策原因，礦山廢棄物生態(tài)工作，規(guī)模小且水平不足。

最近20多年里，礦山的土地復(fù)墾有了一定發(fā)展，且規(guī)模越來(lái)越大，技術(shù)水平也得到了極大提升。從總體上來(lái)說(shuō)，礦山生態(tài)恢復(fù)技術(shù)包含3各方面：地質(zhì)地貌修復(fù)，土壤修復(fù)和植被修復(fù)[11]。

3.1 地質(zhì)地貌工程保護(hù)修復(fù)技術(shù)

在地質(zhì)修復(fù)技術(shù)中回填整平技術(shù)最為常見(jiàn)。通過(guò)回填整平可以使礦區(qū)不再有大的坡度和溝坎，也可維持地表基底穩(wěn)定；同時(shí)對(duì)礦山開(kāi)采造成的坡面和裸露地標(biāo)進(jìn)行加固和穩(wěn)定，防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生；根據(jù)地質(zhì)情況還可通過(guò)疏通土方構(gòu)建溝渠等方式進(jìn)行土地復(fù)墾，對(duì)塌陷地進(jìn)行地質(zhì)改良。

地貌基本特點(diǎn)恢復(fù)，決定其生態(tài)修復(fù)動(dòng)物、植物生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)基礎(chǔ)，因此地貌修復(fù)技術(shù)在礦山污染、環(huán)境治理方面較為關(guān)系。地貌修復(fù)技術(shù)經(jīng)過(guò)了這些年的發(fā)展，例如土工網(wǎng)、土工格室等等手段，在中國(guó)各地廢舊礦山、垃圾填埋場(chǎng)地中做好采用[12]。物理工程技術(shù)包括鋼筋混凝土框架、預(yù)應(yīng)力錨綜地梁技術(shù)；重物裝置技術(shù)是運(yùn)用最多的植生卷鋪蓋法、客土噴播技術(shù)等等；人工裝置的技術(shù)利用好人工裝置，幫助四周的地貌條件得以穩(wěn)定。同時(shí)為了確保坡面的基質(zhì)可以更加穩(wěn)定，掛三給網(wǎng)植草適用比較緩慢的土質(zhì)、沙石土邊坡。在實(shí)際技術(shù)中，人工裝置技術(shù)、工程技術(shù)、生物技術(shù)可以用來(lái)搭配處理、使用。

3.2 土壤基質(zhì)修復(fù)技術(shù)

土壤修復(fù)技術(shù)中包含物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)3種。物理修復(fù)技術(shù)如客土換土技術(shù)，即從其他地區(qū)獲得基土進(jìn)行礦區(qū)覆蓋的工程，要幫助土壤基質(zhì)快速改良，提供適宜植物生長(zhǎng)的環(huán)境條件，但是，缺點(diǎn)是客土源無(wú)法得到保障且成本比較高。

還有一種就是采用隔離技術(shù)把礦區(qū)污染地與周邊其他土地隔離開(kāi)來(lái)，防止污染擴(kuò)散，這種方法適用于高污染地區(qū)，但范圍比較局限。

化學(xué)修復(fù)技術(shù)中，固化修復(fù)技術(shù)深深處理被金屬、放射性物質(zhì)污染的土壤，把污染物轉(zhuǎn)化不容易溶解，遷移力或毒性小的形式、狀態(tài)。從而減小污染物的移動(dòng)性。另外還有一種淋洗修復(fù)技術(shù)，通過(guò)反絡(luò)合、溶解作用、吸附作用乖，讓重金屬由固相土壤轉(zhuǎn)移液相淋洗液中，其可循環(huán)運(yùn)用、處理，重金屬回收、處置，此種方法不僅能夠減少環(huán)境污染，同時(shí)能夠回收廢棄地中的重金屬離子，達(dá)到礦山二次利用的目的。

生物修復(fù)技術(shù)是指通過(guò)植物、動(dòng)物和微生物進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)與穩(wěn)定的技術(shù)。植物修復(fù)相對(duì)比較簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，選擇耐性植物恢復(fù)植被可以防止水土流失同時(shí)減少重金屬的擴(kuò)散遷移。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的吸收效果好的植物有很多種，如一年蓬Erigeron annuus，柔枝莠竹Microstegium vimineum和香根草Vetiveria zizanioides等。動(dòng)物的修復(fù)技術(shù)是在污染土壤中系列、生長(zhǎng)等等活動(dòng)中，對(duì)污染物進(jìn)行分解、破碎、富集等，讓污染物消除、降低的生物修復(fù)技術(shù)。比如蚯蚓就有利于土壤的生態(tài)恢復(fù)。微生物修復(fù)，通過(guò)其對(duì)重金屬溶解、轉(zhuǎn)化、固定所實(shí)現(xiàn)。

3.3 植被修復(fù)技術(shù)

植被修復(fù)主要包含植物的配置和養(yǎng)護(hù)以及植物的營(yíng)造技術(shù)。植物物種選擇要因地制宜，以快速恢復(fù)為主，結(jié)合經(jīng)濟(jì)型、美觀性和生態(tài)性綜合考慮搭配。

在養(yǎng)護(hù)上要根據(jù)當(dāng)?shù)厮临Y源情況選擇合適的樹(shù)種，并采用開(kāi)渠、覆膜、保水、打營(yíng)養(yǎng)劑等有利的技術(shù)來(lái)保證植被的成活率和應(yīng)用性。植被營(yíng)造技術(shù)上有噴播、魚(yú)鱗坑、圍堰栽植、容器苗栽植等等。噴播可以使種子分布均勻，是生產(chǎn)上最經(jīng)濟(jì)的造林方法。魚(yú)鱗坑、圍堰栽植運(yùn)用邊坡特殊的地形特點(diǎn)，運(yùn)用挖魚(yú)鱗坑、圍堰砌筑等等，在槽內(nèi)栽植所要種植的樹(shù)木，對(duì)礦山四周做好綠化處理。容器苗栽植在種子由于發(fā)芽慢、生化他感影響不合適直播情況之下，可以利用好容器做好苗栽植處理。其具有緩苗快、成活率高的顯著特點(diǎn)。

4 展望

習(xí)總書(shū)記在2005年在浙江安吉就提出兩山論：“綠水青山就是金山銀山”，呼吁大家以生態(tài)戰(zhàn)略的思想來(lái)實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的可持續(xù)發(fā)展，實(shí)踐綠色礦山建設(shè)。隨著生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護(hù)工作的大力推行，環(huán)境保護(hù)法律的不斷完善，礦山廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工程關(guān)注度越來(lái)越高，一些新的恢復(fù)技術(shù)逐步產(chǎn)生。

2018年，張紹良[12]等，對(duì)連續(xù)三屆世界生態(tài)恢復(fù)大會(huì)數(shù)據(jù)開(kāi)展統(tǒng)計(jì)工作，發(fā)現(xiàn)礦山生態(tài)系統(tǒng)是大會(huì)所交流的一大主題，關(guān)注度最高的對(duì)象一直是植被，關(guān)注最多的礦區(qū)類型是露天礦山，人工生態(tài)修復(fù)方法成為研究的主體。并且歸納了新開(kāi)發(fā)的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，包括植被恢復(fù)、土壤修復(fù)和景觀恢復(fù)等新技術(shù)，新型礦山生態(tài)系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)等等。新時(shí)代的生態(tài)文明建設(shè)任重而道遠(yuǎn)，我們要在習(xí)近平總書(shū)記的新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想為指導(dǎo)，完善相應(yīng)的政策法規(guī)，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外技術(shù)交流與合作，建立典型示范基地，實(shí)現(xiàn)生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益相統(tǒng)一的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。