礦山生態(tài)環(huán)境恢復動態(tài)監(jiān)測與綜合治理

李 立

（甘肅工業(yè)職業(yè)技術學院，甘肅 天水 741025）

隨著產業(yè)結構的調整與社會的發(fā)展，礦產資源成為城鄉(xiāng)建設發(fā)展不可或缺的資源，正是因為建設規(guī)模的不斷擴大，采石場的數(shù)量和規(guī)模也在增多。然而粗放型的開采模式在開采過程中對山體和環(huán)境造成了破壞，在開采完畢后也留下了許多的生態(tài)問題，比如泥石流、水土流失、粉塵污染和生物驟減等等，采礦地也往往隨著資源的耗盡成為荒涼的采礦廢棄地。

在我國“人少地多”的大背景下，隨著城市化的進程加速，許多采礦廢棄地也被納入城市建設規(guī)劃之中，如何有效地治理礦山的生態(tài)環(huán)境成為了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一部分。通過對礦山生態(tài)環(huán)境的恢復治理，不僅可以改善被破壞的自然環(huán)境，更能緩解土地資源緊缺的問題，在讓礦山獲得重生的同時，賦予其新的使用功能，促進資源的可持續(xù)發(fā)展，帶來巨大的生態(tài)、社會和經濟效益，推動城市的健康有序發(fā)展。

1 采石礦山風險評價

1.1 對生態(tài)環(huán)境的負面影響

采石礦山給自然環(huán)境帶來了諸多負面影響，對生態(tài)健康施加了巨大的壓力，為了更有針對性地開展生態(tài)環(huán)境的綜合治理工作，需要首先詳細地分析各種負面影響的成因、特點和防治手段，具體主要由以下幾個方面[1]。

1.2 土地污染

在礦山采石過程中，生產工作所產生的的廢物不僅會對人體健康造成損害，還會危害到礦山周邊的生態(tài)環(huán)境。

在礦山的開采過程中，土壤層次、土壤結構均會受到不同程度的破壞，比如土壤板結、變硬等，導致土壤中的水分和有機物含量減少，土壤肥力下降。此外，固體廢物在雨水的沖刷下滲入土層，破壞土質的酸堿性，從而引起土壤污染。更為嚴重的是，過度開采會導致礦區(qū)沉陷，地下水位因此而升高，氯化物等有害物質在這一過程中被釋放出來并進入到土壤中，引起土壤污染。

土壤在進行發(fā)育時，會受到氣候、地形、生物和人類活動等因素的影響，由于采石活動會造成地面裂縫和沉降，極大地改變地形條件，會對地表的植物造成直接破壞，并從而減少了地面的動物種類。加之采石活動往往會導致礦區(qū)地表熱容量降低，這一過程破壞了礦區(qū)的局部微氣候，使土壤進一步退化。

1.3 水污染

采石過程對水資源的污染主要體現(xiàn)在兩個方面：一是采礦污水對地表水系的直接污染；二是采礦改變了地質結構從而間接污染了地下水資源。由于對地表水系的污染過程更加直觀和明顯，較容易防治，且采石礦廠的污染物少有重金屬元素等危害性大的物質，所以采石過程中的水污染問題主要集中于對地下水的影響。

據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計結果，我國每年僅北方地區(qū)就約有2.7×109立方米的水體會受到采礦作業(yè)的影響。一方面，大量礦井投入生產，礦井自身的排水系統(tǒng)干擾了自然狀態(tài)下的地下水徑流，使得原有水循環(huán)系統(tǒng)幾乎癱瘓，水體的循環(huán)過程和自凈能力減弱。另一方面，采礦作業(yè)產生的廢物若不經處理，會對地下水造成嚴重的污染，最典型的是開采作業(yè)用到的硫元素會導致水體酸化，危害水體內的生物。

1.4 地質災害

采礦過程涉及大量的山體采掘，會導致巖土體、地質和水文的變化，各種地質變化積累到一定程度后便會誘發(fā)地質災害，造成生命、環(huán)境和經濟損失。采礦作業(yè)完成后會留下大面積的采空區(qū)，也就是山體內部的空洞，該區(qū)域在上覆巖層的持續(xù)壓力作用下，頂部會發(fā)生塌落，若不采取防治措施，會導致采空區(qū)上方的地表出現(xiàn)土地沉降。與此同時，礦區(qū)也往往會出現(xiàn)涌水現(xiàn)象，采空區(qū)在水體壓力的持續(xù)影響下最終會形成漏斗現(xiàn)象，并引發(fā)地表的土地沉降。除了地表沉降，山體滑坡也是采石礦山潛在的風險之一。由于在開采過程中會產生大量的矸石，若不及時轉移矸石堆積，其在降雨和風力侵蝕作用下，內部結構會發(fā)生改變，很容易在誘因的影響下引發(fā)山體滑坡[2]。

2 采石礦區(qū)環(huán)境治理措施

采石礦區(qū)要增強對礦山周邊環(huán)境問題的防治，需要轉變傳統(tǒng)的治理方式和思想，運用科學、合理的治理手段和措施，精確地、針對性地對礦區(qū)環(huán)境問題做出改善，保障礦區(qū)的綠色可持續(xù)發(fā)展。

2.1 環(huán)境綜合治理流程

（1）勘探查明環(huán)境破壞程度。礦區(qū)環(huán)境治理的根本依據(jù)來自對礦山周邊地質環(huán)境的了解程度，細致的勘探工作能夠為礦區(qū)生態(tài)修復工作提供必要的地質資料，包括地貌、地層、水文、結構、巖石分布等等，一方面有助于工作人員基于不同地質環(huán)境選擇不同的治理手段，另一方面，對周邊環(huán)境的深入了解也有助于預防治理工作中可能存在的安全隱患。

一般而言，礦山地質勘探要用到綜合性的地質勘探法，即綜合使用測繪、通感、鉆探等多種物理探測方法，結合點、線、面全面勘探地質結構。這一過程可以獲知地質底板變化情況、巖質分布情況以及含水層位置等重要信息，全面掌握勘探區(qū)域的地質情況，為生態(tài)治理工作提出可行性建議、提供安全保障。該方法的優(yōu)點還包括成本低廉、適用范圍廣、不依賴特種勘探設備等等。

（2）采取針對性生態(tài)恢復策略。生態(tài)恢復治理工作需要在完全掌握環(huán)境破壞和污染情況的基礎上有針對性地提出治理措施，避免直接照搬其他地區(qū)的成功模式。舉例而言，對于地下水體的污染，不能盲目采取污水抽取、中和藥劑投放等普適性治理措施，應該首先分期抽取、檢測地下水的水質，根據(jù)其受污染程度和變化規(guī)律，制定完善的配套治理方案，在解決污染問題的同時，提高資源的利用率。因地制宜的治理策略另一方面也是為了避免二次污染現(xiàn)象的出現(xiàn)，若沒有考察清楚實際污染情況而根據(jù)過往經驗開展治理工作，很可能會使治理手段轉變?yōu)槲廴驹?，對礦區(qū)自然環(huán)境造成二度危害。

2.2 環(huán)境綜合治理存在的難點

（1）勘查工作對技術要求較高。在環(huán)境綜合治理初期階段的地質勘察任務中存在兩個難點。首先是勘查設備不足且技術人員素質不高。地質勘查工作既需要高技術的專業(yè)人才，也需要高精度的設備儀器，尤其是在探明礦山周邊環(huán)境的過程中，由于礦區(qū)地質條件復雜，且對結果的準確度要求高，需要較強的專業(yè)素養(yǎng)和儀器支持。其次是勘察周期不足。由于地質勘查有一定的時間限制，勘探人員沒有足夠的時間掌握所有地質條件，只能在勘探過程中有所取舍，而這種主觀性忽略有可能會嚴重影響地質勘探結果，給后續(xù)的治理工作留下安全隱患。

（2）生態(tài)恢復過程持續(xù)時間較長。生態(tài)恢復是一個長期的過程，很難在短時間內收到較明顯的成效，期間隨著環(huán)境等客觀因素的變化，還需要治理者進一步投入資金和人力，這也是環(huán)境綜合治理的難點所在。以水土流失治理為例，從恢復生態(tài)學的角度評價，修復水土流失應該是一個中長期的目標，除了短期內需要開展的工作如植被的快速覆蓋、坡地改造、溝道工程等，還需要從生態(tài)學的角度考慮處于系統(tǒng)中心地位的土壤肥力的提高、結構的改善以及土地可持續(xù)利用等等。

（3）生態(tài)恢復治理所需經費較高。長期以來礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理效果不理想的主要原因之一就是治理資金投入不足，采礦企業(yè)不愿意投入太多成本，而當?shù)卣畡t缺少對應的財政預算。隨著國家新環(huán)境保護法的出臺和實行，“誰受益，誰投資”的要求將逐漸在全國推行，礦山開采企業(yè)將是承擔治理資金的責任主體，治理工作的持續(xù)資金問題有望解決。

3 采石礦區(qū)環(huán)境監(jiān)測機制

3.1 監(jiān)測廢棄礦山地區(qū)生態(tài)恢復情況

生態(tài)系統(tǒng)是一個復雜的整體，其恢復過程不僅僅需要恢復土壤條件、植被覆蓋、水環(huán)境等等，更需要在較長的時間里等待系統(tǒng)自身進行各種交互作用，從而最終恢復生態(tài)系統(tǒng)原有的結構和功能。在這一過程中，治理人員需要定期開展礦區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復情況調查，以確保生態(tài)環(huán)境是否正在逐漸朝理想的方向恢復。主要監(jiān)測對象是區(qū)域內的植被恢復情況、水質情況和自然災害發(fā)生情況。

（1）抽樣調查植被恢復情況。礦區(qū)植被恢復起著構建礦區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)初始植物群落的作用，還能促進礦區(qū)土壤結構與肥力積累，從而促進整個系統(tǒng)結構與功能的恢復重建，對礦區(qū)的植被恢復情況進行定期的、系統(tǒng)性的調查是十分必要的。

根據(jù)文獻研究成果，調查植被恢復情況的指標一般包括：植被種類、高度、密集度和優(yōu)勢度等等。調查方法主要是在治理區(qū)域內隨機選取6個1平方米的樣方進行植被調查，記錄每一個樣方內自然恢復的植被種類、每種植物的個數(shù)、密度和高度等指標。植物的種數(shù)直接反映了生態(tài)系統(tǒng)內生物種類的多樣程度，直觀體現(xiàn)了恢復治理的成效。群落的高度可以表示生長情況、競爭情況和植物的適應能力。對于監(jiān)測過程中的優(yōu)化策略，首先要選擇該片區(qū)的原生植物類型，以便使恢復植被更好地適應環(huán)境。其次要采取科學的種植方式，避免對原有植被的破壞，加重水土退化。三是要科學規(guī)劃修復植被地域，調整原生植物與新增植物的分布結構，加速礦區(qū)生態(tài)修復進程。

（2）定期監(jiān)測礦區(qū)水資源情況。進行水環(huán)境監(jiān)測工作時有很多注意事項。第一，工作人員應該嚴格遵守國家頒布的水質測試標準，提高檢測結果的有效性。第二，在開展工作時應制定相關指標的明確范圍，保證數(shù)據(jù)的真實性和準確性。第三，在做好監(jiān)測工作后要做好分析和處理數(shù)據(jù)的工作，并做好數(shù)據(jù)的復查、整理和記錄工作。地表水是日常用水的重要來源，應重視地表水的水質監(jiān)測工作。工作人員應該采用水質自動監(jiān)測技術提高工作效率和質量，通過自動化預警系統(tǒng)實現(xiàn)對水污染問題的快速反應。在進行水環(huán)境監(jiān)測工作時，應充分發(fā)揮預先控制的優(yōu)勢，做好全面的準備工作，逐漸完善水環(huán)境監(jiān)測質量控制管理系統(tǒng)。要明確工作人員的職責，提高其專業(yè)素養(yǎng)，并要求工作人員掌握相關的法律和規(guī)定。用于監(jiān)測的儀器要定期開展更換和維修工作，合理放置于適合的存儲空間。在完成水環(huán)境監(jiān)測工作后，需要加強質量控制管理力度，建立審核制度，重視水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)結果的統(tǒng)計檢驗和檢查工作，對于不明確的數(shù)據(jù)信息應做好剔除工作，確保數(shù)據(jù)的可靠性。

3.2 針對監(jiān)測情況及時應對

（1）統(tǒng)計、記錄監(jiān)測結果。結合上述分析，在開展定期監(jiān)測工作之后，要對數(shù)據(jù)結果做好記錄、統(tǒng)計和分析工作，必要時應備份存檔，形成結構清晰、查閱便捷的環(huán)境監(jiān)測日志。一方面，系統(tǒng)性的信息整理工作有助于研究人員從時間發(fā)展的角度上把握礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的恢復情況，從中發(fā)現(xiàn)綜合治理成果背后的規(guī)律性，從而有助于優(yōu)化方案設計。另一方面，詳實的記錄工作也有利于發(fā)現(xiàn)、核驗具體開展工作期間出現(xiàn)的錯誤和漏洞，更好地保證了調查結果的真實性和可靠性。除此以外，要求工作人員如實記錄監(jiān)測結果也能實現(xiàn)對工作人員的監(jiān)督，避免可能出現(xiàn)的職業(yè)道德欠缺對調查結果造成的影響。

有檔可查、有據(jù)可依的調查結果和數(shù)據(jù)有利于工作人員用量化的方式評估礦區(qū)生態(tài)恢復治理水平，相比于傳統(tǒng)的粗放式評估與分析，量化的方法可以更精確地發(fā)現(xiàn)問題所在，從而更好地實現(xiàn)資源分配和人員調用，提高資源利用率和工作效率。

（2）結合實際調整策略。在綜合治理工作開展的過程中，通過環(huán)境狀況監(jiān)測可以發(fā)現(xiàn)治理手段存在的問題，在這種情況下，如何有針對性地改變和調整原有方案是重要任務之一。

首先應根據(jù)監(jiān)測記錄結果判斷出現(xiàn)問題的原因。以植被恢復為例，可能是選用的新植物適應礦區(qū)周邊自然環(huán)境的能力較強，對該區(qū)域原有植物造成了強烈的競爭，不僅沒有起到恢復生態(tài)系統(tǒng)的效果，甚至進一步導致了環(huán)境的惡化。在這種情況下，應及時調整礦區(qū)的植物種類，保護原生生態(tài)系統(tǒng)。其次要重新進行環(huán)境調查，以確認是否在調查環(huán)節(jié)出了差錯。在監(jiān)測水質時，取水位置、盛水容器、測量方法都需要嚴格按照國家制定的標準執(zhí)行，如果不滿足監(jiān)測條件，則該結果是不可信的，需要重新按照標準進行監(jiān)測，以免造成資源的浪費。

4 結語

采石礦山屬于污染危害程度偏小的礦山類型，污染物較單一、易防治，對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞也往往是物理層面的地表損傷，修復難度較低。但是采礦企業(yè)也不應因此而忽視了對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的修復和保護，只有從采石初期便采取科學的、有計劃的綜合治理方案，才能將采石作業(yè)對環(huán)境的危害降到最低。