盧正新, 劉健康
(湖南科技大學(xué),湖南 湘潭 411201)
我國一直以來都是礦業(yè)大國,正處于工業(yè)化中后期和加速推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)的關(guān)鍵階段,各種大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)資源的需求量大大增多,然而長期無節(jié)制的開采對(duì)地表土壤、水體大氣、生物群落等都造成了巨大的污染,產(chǎn)生了山體滑坡、水土流失、酸雨等多種自然災(zāi)害。礦山生態(tài)修復(fù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾愈發(fā)尖銳。黨的十九大報(bào)告明確提出建立市場(chǎng)化、多元化的生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制,對(duì)礦山的治理不再局限于減少環(huán)境擾動(dòng)、消除自然災(zāi)害,并且向著生態(tài)修復(fù)轉(zhuǎn)型,逐漸轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),真正做到以環(huán)境促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,更好地體現(xiàn)了“綠水青山就是金山銀山”的理念,現(xiàn)已取得了多方面的收益[1]。
綠色礦山概念最初出現(xiàn)在《浙江省綠色礦山創(chuàng)建指南》,對(duì)綠色礦山的定義為:“綠色礦山是礦產(chǎn)資源開發(fā)利用與經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境相和諧的礦山,實(shí)現(xiàn)了礦產(chǎn)資源利用集約化、開采方式科學(xué)化、生產(chǎn)工藝環(huán)?;?、企業(yè)管理規(guī)范化、閉坑礦區(qū)生態(tài)化”。
2018年6月22日由我國自然資源部頒布、10月1日開始執(zhí)行的《非金屬礦行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范》等九大行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范中,明確闡釋了綠色礦山的定義為“在礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中,實(shí)施科學(xué)有序開采,對(duì)礦區(qū)及周邊環(huán)境擾動(dòng)保持在可控制范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)環(huán)境生態(tài)化、開采方式科學(xué)化、資源利用高效化、管理信息數(shù)字化和礦區(qū)社區(qū)和諧化的礦山”[2]。
綠色礦山的定義得到了豐富和更為詳盡準(zhǔn)確的闡釋,從中可以看出國家越來越重視在對(duì)資源進(jìn)行開發(fā)利用的同時(shí),也注重對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù),只要礦產(chǎn)資源開發(fā)強(qiáng)度不超過當(dāng)?shù)爻休d力,礦區(qū)對(duì)周邊地區(qū)生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)就能控制在可修復(fù)范圍內(nèi)。表1將綠色礦山的定義及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類解讀。
表1 綠色礦山建設(shè)的概念解析(據(jù)張雅麗等,2014修改)
建設(shè)綠色礦山是生態(tài)文明建設(shè)在采礦行業(yè)的具體實(shí)踐,是積極響應(yīng)國家政策的體現(xiàn)。綠色礦山建設(shè)是協(xié)調(diào)優(yōu)化人和礦山的關(guān)系,建設(shè)有序的生態(tài)運(yùn)行機(jī)制和良好的礦山生態(tài)環(huán)境所取得的物質(zhì)、精神和制度成果的總和,包括礦山的生態(tài)環(huán)境、生態(tài)意識(shí)以及生態(tài)制度等方面。
生態(tài)文明建設(shè)是我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要保障,是全面建設(shè)小康社會(huì)的內(nèi)在需要,是構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的重要條件。只有尊重和維護(hù)生態(tài)環(huán)境,注重生態(tài)文明建設(shè),把經(jīng)濟(jì)發(fā)展建立在生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的基礎(chǔ)上,才能有效解決人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的需求和自然生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)供給之間的矛盾[3]。綠色礦山建設(shè)具體落實(shí)了生態(tài)文明建設(shè)對(duì)礦業(yè)發(fā)展的要求,因此具有重要的發(fā)展戰(zhàn)略意義。
(1)地表裸露面積大,坡體較為陡峭,雨季來臨時(shí),容易引起泥石流、山體滑坡等,因此防洪工程建設(shè)要有更高的標(biāo)準(zhǔn),利用邊坡計(jì)算軟件Slide對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,從科學(xué)的角度對(duì)礦區(qū)場(chǎng)地進(jìn)行治理,依靠溝壑治理技術(shù)、崩崗治理技術(shù)、滑坡治理、危巖治理、邊坡支護(hù)治理及重力式擋土墻應(yīng)用等整治現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,為后期生態(tài)恢復(fù)奠定基礎(chǔ)。
(2)礦區(qū)包括露天采場(chǎng)、選礦工業(yè)場(chǎng)地、采礦工業(yè)場(chǎng)地、排土場(chǎng)、尾礦庫等,大多場(chǎng)地經(jīng)過了硬化處理,黏質(zhì)土壤較少;礦山廢水中的重金屬離子經(jīng)過滲透作用和徑流作用進(jìn)入土壤和水體,土壤出現(xiàn)保水能力差、缺少植物生長所必須的營養(yǎng)元素等不利因素,使得植物難以存活。沒有了植物植被的存在,礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)更是難上加難[4]。
土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)是建設(shè)綠色礦山的關(guān)鍵途徑,涉及多學(xué)科的交叉性應(yīng)用,如開采沉陷學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、土壤學(xué)、植物學(xué)、土力學(xué)等都是其重要的支撐理論學(xué)科。主要有工程技術(shù)措施和生物措施,應(yīng)該充分結(jié)合理論知識(shí)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,制定合適的土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)方案。
(1)邊坡是與地平線有一定傾斜角度的斜面,進(jìn)行生態(tài)修復(fù)前要保證邊坡穩(wěn)定,一般通過坡面處理結(jié)合坡面植被恢復(fù)來提高邊坡穩(wěn)定性。坡面處理主要有邊坡比法、削坡平臺(tái)法、錨固方法、擋土墻法等。
(2)對(duì)于露天采礦場(chǎng),應(yīng)在上部設(shè)置截水溝,用來接納各終了臺(tái)階的排水,在采場(chǎng)內(nèi)的終了開采臺(tái)階外側(cè)設(shè)置一道擋土墻,以阻擋平臺(tái)覆土流失。
(3)在礦山的臨時(shí)堆場(chǎng)應(yīng)實(shí)施攔擋工程和截排水工程,在臨時(shí)堆場(chǎng)區(qū)外圍設(shè)置一道土袋擋墻,以防止山坡水流對(duì)場(chǎng)內(nèi)堆土邊坡的沖刷影響,同時(shí)防止堆土受外界因素影響而產(chǎn)生崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害;在臨時(shí)堆場(chǎng)上面覆蓋篷布,以減少堆場(chǎng)淋溶水對(duì)水資源的污染影響[5]。
(4)為了降低雨水沖刷對(duì)礦山公路的破壞,在公路內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝。
4.2.1 土質(zhì)改良是生物措施實(shí)施的先決條件
(1)物理方法。改良污染土壤的物理方法主要有表土法和客土法。表土法是在地表擾動(dòng)破壞前先把表層(30 cm)及亞層(30~60 cm)土壤取走,加以保存,盡量減少其結(jié)構(gòu)的破壞和養(yǎng)分流失,以便工程結(jié)束后再把他們運(yùn)回原處利用。但此法只能在條件允許的情況下使用,在土源短缺的地方應(yīng)該使用客土法,直接采用異地的熟土覆蓋??屯磷鳂I(yè)時(shí),要盡可能利用城市生活垃圾污泥或其他項(xiàng)目剝離表土,減少對(duì)其他區(qū)域土壤土層的破壞。此外還有動(dòng)電法、熱力修復(fù)法等物理改良法[6]。
(2)化學(xué)方法。由于礦區(qū)廢棄地的污染,土壤變得貧瘠,含有過高重金屬、過酸和鹽漬化。通過少量多次的施加碳酸氫鹽與石灰中和土壤中的酸性物質(zhì),以此調(diào)節(jié)土壤pH值到植物適宜生長的正常范圍。施肥增加土壤的營養(yǎng)成分,提高植被的覆蓋度,比如在土壤中施加易溶性磷酸鹽,不但可增加土壤肥力,而且可促使重金屬形成不溶性化合物;施加Ca2+化合物可促進(jìn)重金屬離子的沉淀,有效緩解重金屬毒性[7]。
(3)生物方法。生物方法主要通過植物、動(dòng)物、微生物三種途經(jīng)對(duì)土壤改良。
植物改良:用植物來清除、轉(zhuǎn)化、穩(wěn)定土壤重金屬殘留,逐步改善土壤養(yǎng)分狀況并恢復(fù)土壤原有地貌,促進(jìn)局部氣候的改善,微環(huán)境得以優(yōu)化。植物改良主要包括植物提取、植物揮發(fā)、植物過濾、植物鈍化等。
土壤動(dòng)物改良:借助土壤中的線形動(dòng)物、原生動(dòng)物及環(huán)節(jié)動(dòng)物等有益的土壤動(dòng)物,在食物鏈基礎(chǔ)上形成食物網(wǎng),并幫助土體完成P、S和N等元素的循環(huán),實(shí)現(xiàn)污染物和重金屬元素的降解,創(chuàng)造出一個(gè)適宜植物生長的土壤環(huán)境。
微生物改良:利用微生物的生命代謝活動(dòng)減少土壤中有害物質(zhì)的濃度,比如礦區(qū)主要受到鐵污染,可以在土壤中接種鐵氧化菌,節(jié)約成本而且效果顯著[8]。
4.2.2 植被重塑
植被重塑應(yīng)盡量在表土上種植禾本植物和豆科植物等耐旱、耐貧瘠、速生的作物和牧草,作為生態(tài)恢復(fù)前期的主要植物種類。然后選擇優(yōu)勢(shì)鄉(xiāng)土樹、草種等當(dāng)?shù)匾嗽灾参镞M(jìn)行復(fù)墾,使開采后恢復(fù)成近似原生態(tài)景觀的地貌環(huán)境,把對(duì)生態(tài)環(huán)境的擾動(dòng)降到最低,不僅實(shí)現(xiàn)土地恢復(fù),更實(shí)現(xiàn)了生態(tài)地貌重塑[9]。
坡面植被恢復(fù)技術(shù)主要有噴混植生技術(shù)、生態(tài)植生袋邊坡植被恢復(fù)技術(shù)、巖石表面垂直綠化技術(shù)、生態(tài)注漿邊坡植被恢復(fù)技術(shù)、對(duì)土工格室邊坡植被恢復(fù)技術(shù)、三維網(wǎng)絡(luò)邊坡植被恢復(fù)技術(shù)[5]。為了達(dá)到提高邊坡穩(wěn)定性、保持土壤肥力、防止水土流失的目的,還可以在邊坡坡腳種上藤本植物爬墻虎,在終了臺(tái)階前沿種植向下攀爬植物常青藤。
江西銅業(yè)集團(tuán)下屬的城門山銅礦和永平銅礦分別采用了噴混植生技術(shù)和生態(tài)植生袋邊坡植被恢復(fù)技術(shù)。城門山銅礦噴混植物種子和永平銅礦植生袋中填充的種子主要有高羊茅、狗牙根、百喜草等禾本科和田箐等豆科草本植物,城門山銅礦后期補(bǔ)種采用了胡枝子、紫穗槐、紫花苜蓿等草灌木品種,永平銅礦后期補(bǔ)種則更多地采用了刺槐、女貞等灌木品種[10],均取得了良好的治理效果。
經(jīng)過多年的探索與發(fā)展,我國綠色礦山的建設(shè)發(fā)展已取得較為顯著的成效,但仍有諸多方面亟待改進(jìn)。
(1)政府依賴獨(dú)立的第三方中立機(jī)構(gòu)來完成綠色礦山的評(píng)估工作。因?yàn)槟芊裢ㄟ^綠色礦山標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估涉及企業(yè)的諸多利益,如能否獲得國家的各項(xiàng)扶持、獎(jiǎng)勵(lì)、補(bǔ)助政策,是否會(huì)受到國家的處罰等,所以第三方機(jī)構(gòu)對(duì)企業(yè)的評(píng)估在整個(gè)綠色礦山建設(shè)中起到了至關(guān)重要的作用。如何確保第三方機(jī)構(gòu)給出的評(píng)價(jià)公正公平公開是核心問題。要做到真正的客觀透明的評(píng)估,就得構(gòu)建一個(gè)把政府、企業(yè)、評(píng)估機(jī)構(gòu)、社會(huì)群眾都聯(lián)系起來的平臺(tái)(圖1)。每個(gè)階段的評(píng)估由政府和評(píng)估機(jī)構(gòu)共同參與,把評(píng)估過程、保護(hù)方案、資金使用情況公開詳盡地展示在平臺(tái)上,接受社會(huì)群眾的監(jiān)督。同時(shí)政府部門也應(yīng)當(dāng)對(duì)社會(huì)群眾尤其是礦區(qū)附近的居民多開展宣傳教育,提高公眾的責(zé)任意識(shí),讓公眾積極主動(dòng)地參與到監(jiān)督管理工作中,開放社會(huì)群眾的舉報(bào)渠道,核實(shí)后對(duì)舉報(bào)者給予一定獎(jiǎng)勵(lì),對(duì)企業(yè)或評(píng)估機(jī)構(gòu)作出相應(yīng)的懲罰,這樣才能更好地發(fā)揮出公眾參與的作用。
圖1 利益相關(guān)者分析示意圖(據(jù)張雅麗等,2018修改)
(2)明確責(zé)任劃分。首先應(yīng)該明確企業(yè)是綠色礦山的開發(fā)者也是負(fù)責(zé)人,企業(yè)應(yīng)當(dāng)宣傳培養(yǎng)綠色礦區(qū)的企業(yè)文化,讓企業(yè)從上到下都樹立起生態(tài)環(huán)保的意識(shí),建立對(duì)礦區(qū)各方面恢復(fù)治理的管理體系,并嚴(yán)格按照規(guī)定履行保護(hù)生態(tài)環(huán)境的責(zé)任。地方政府是整個(gè)綠色礦業(yè)建設(shè)的管理者,肩負(fù)著對(duì)各個(gè)綠色礦山監(jiān)督指導(dǎo)責(zé)任。結(jié)合國家規(guī)范根據(jù)當(dāng)?shù)氐V山情況制定相應(yīng)的激勵(lì)政策,對(duì)當(dāng)?shù)鼐G色礦山的發(fā)展不僅僅要起到監(jiān)督作用,更應(yīng)該積極引導(dǎo)企業(yè)利用先進(jìn)的技術(shù)來減少采礦活動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染,以更低的成本和更環(huán)保高效的方案進(jìn)行土地復(fù)墾和生態(tài)恢復(fù)治理。同時(shí)為了避免管理部門的職責(zé)交叉,各地方政府應(yīng)當(dāng)成立一個(gè)獨(dú)立的部門去負(fù)責(zé)礦區(qū)管理的相關(guān)事宜[11]。
在新冠肺炎疫情沖擊和世界經(jīng)濟(jì)衰退影響下,中國堅(jiān)定不移走生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展之路,展現(xiàn)出堅(jiān)如磐石的戰(zhàn)略定力。這種戰(zhàn)略定力源于對(duì)生態(tài)保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的深邃思考和科學(xué)把握。礦山環(huán)境治理作為生態(tài)文明建設(shè)的一個(gè)重要組成部分,必將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),治理問題要全面,治理模式、理念、技術(shù)方法要?jiǎng)?chuàng)新,環(huán)境損害的監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)、開復(fù)一體化、生態(tài)修復(fù)監(jiān)管等高新技術(shù)將得到重視而逐步完善。必須緊密圍繞“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念,使我國礦山環(huán)境得到全面、有效的改善,同時(shí)創(chuàng)新治理模式與機(jī)制,帶動(dòng)一方產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。