露天廢棄礦山治理存在的問(wèn)題及對(duì)策

貴州省大方縣自然資源局 葛永均

一、礦山開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)環(huán)境

從環(huán)境影響因素的角度分析，礦山開(kāi)發(fā)環(huán)境主要分為礦山區(qū)域環(huán)境影響因素、生態(tài)環(huán)境影響因素和環(huán)境污染影響因素。從三類因素的最新情況來(lái)看，我國(guó)礦山環(huán)境的開(kāi)發(fā)并不樂(lè)觀，從開(kāi)墾的面積上分析，仍然存在較多環(huán)境污染和環(huán)保問(wèn)題，亟待整治和處理。

二、露天廢棄礦山廢棄地的分類特點(diǎn)及修復(fù)現(xiàn)狀

（一）礦山廢棄地的分類特點(diǎn)

依據(jù)礦山廢棄地的形成機(jī)理，集合相關(guān)勘察調(diào)研的結(jié)果分析，可得出表1中的礦山廢棄地的分類特點(diǎn)。

表1 礦山廢棄地的分類特點(diǎn)

（二）礦山廢棄地修復(fù)現(xiàn)狀分析

近幾年，尤其是針對(duì)各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域提出的節(jié)能環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展理念的落實(shí)，礦山廢棄地環(huán)境的整治與預(yù)防修復(fù)加大了資金投入，截至2020年底，累計(jì)投入達(dá)到1000多億元，已經(jīng)修復(fù)完成的礦山廢棄地面積也達(dá)到90萬(wàn)hm2，但是總體看，治理的總有效率僅為29.9%?？傮w來(lái)看，我國(guó)礦山廢棄地的環(huán)境整治及治理的歷史痕跡相對(duì)較多，治理存在較大的壓力，目前從治理資金的來(lái)源看，主要以財(cái)政補(bǔ)貼和政府財(cái)政撥款為主，但是更多的礦山修復(fù)企業(yè)的資金來(lái)源于自給自足，需要更多企業(yè)自行承擔(dān)修復(fù)的成本。目前，我國(guó)在礦山廢棄地的治理合作方面缺乏綜合性的合作模式，在土壤污染修復(fù)領(lǐng)域，由于具有較高的商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值和較高的社會(huì)參與度，修復(fù)場(chǎng)地在技術(shù)和市場(chǎng)上已經(jīng)開(kāi)始成熟，成為目前土壤修復(fù)的主要市場(chǎng)。由于耕地直接關(guān)系到食品安全，政府已經(jīng)啟動(dòng)了大規(guī)模的建設(shè)項(xiàng)目示范，而礦用地相對(duì)偏遠(yuǎn)，還沒(méi)有探索出好的市場(chǎng)模式。但是，從土壤治理環(huán)境來(lái)看，礦山土地污染巨大，具有積累性、隱蔽性和不可逆性，礦山環(huán)境整治治理問(wèn)題迫在眉睫。

三、當(dāng)前廢棄礦山面臨的環(huán)境問(wèn)題

（一）土地占用

礦山露天開(kāi)采之后，產(chǎn)生的大量廢石，大量廢石的堆載會(huì)占用礦區(qū)附近的農(nóng)田。廢棄后的礦區(qū)臨時(shí)建筑和臨時(shí)性道路也會(huì)占用土地資源，加劇了土地資源的緊張，會(huì)給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成一定的影響。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，礦山在不斷開(kāi)采時(shí)，產(chǎn)生的大量廢棄礦石的外排占用的面積會(huì)是開(kāi)采所占用土地面積的10倍以上，造成極大的土地資源浪費(fèi)。

（二）生態(tài)惡化

礦山的開(kāi)采會(huì)對(duì)原有植被造成巨大影響，采礦時(shí)必須將附著在山體的植物剔除，此外，產(chǎn)生的廢石堆積在整個(gè)礦區(qū)也會(huì)導(dǎo)致植物數(shù)量減少，甚至無(wú)法存活。植物的減少也影響了地區(qū)生物多樣性，生態(tài)系統(tǒng)會(huì)進(jìn)一步惡化。整個(gè)礦區(qū)會(huì)喪失之前的綠水青山、整個(gè)景觀會(huì)顯得異常生硬、單調(diào)。此外，礦山開(kāi)采還會(huì)影響地下水循環(huán)系統(tǒng)，造成水資源的枯竭，挖掘出的礦物質(zhì)和地下的土壤如果富含有害物質(zhì)，長(zhǎng)期在自然環(huán)境中，在雨水作用下，有害物質(zhì)會(huì)滲透到土壤中去，使得地下水體受到污染，從而使得地下水體進(jìn)一步影響到動(dòng)植物和人類的生產(chǎn)生活。

（三）地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題

礦產(chǎn)資源的大肆開(kāi)采，會(huì)產(chǎn)生大量的危險(xiǎn)巖壁和一些穩(wěn)定性較差的邊坡。這些不良地質(zhì)體一旦受降雨、施工擾動(dòng)或地震的影響非常容易釀成地質(zhì)災(zāi)害，同時(shí)廢棄礦區(qū)形成的大量的廢棄礦石的堆積物，也容易產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)礦區(qū)周邊的單位和人民群眾造成巨大威脅。

（1）崩塌。廢棄礦山崩塌地質(zhì)災(zāi)害主要由于不合理的開(kāi)采形成了陡峭的巖壁和懸崖，這些陡峭的巖壁和懸崖，在重力作用下，非常容易在結(jié)構(gòu)面發(fā)生崩塌。

（2）滑坡?；聻?zāi)害的形成非常復(fù)雜，不僅受到地質(zhì)構(gòu)造和地貌條件控制，還會(huì)受人為作用和內(nèi)外動(dòng)力作用影響。礦區(qū)的滑坡類型分兩種:一是無(wú)層滑坡，即礦山被開(kāi)挖后，產(chǎn)生的大量廢渣，被無(wú)序堆放，形成大型邊坡，這些礦渣非常松散、未膠結(jié)，極易產(chǎn)生滑坡。二是順層滑坡，這種類型的滑坡是由于邊坡和巖層的傾向相近，巖層傾角小于邊坡坡角時(shí)形成滑坡。

（3）泥石流。泥石流災(zāi)害經(jīng)常發(fā)生在溝谷區(qū)域，這種區(qū)域地勢(shì)險(xiǎn)峻，非常容易累積砂石，廢棄礦區(qū)本身大量的碎石源，是泥石流災(zāi)害最易形成的天然場(chǎng)所。在雨水作用下，水、泥和石子形成泥石流，嚴(yán)重威脅群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。

四、礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)

自然生態(tài)環(huán)境下，礦山廢棄地經(jīng)過(guò)了自然更替，不僅能夠高效地恢復(fù)原貌，還能夠形成可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境等，但是這需要很長(zhǎng)的路要走，也需要較長(zhǎng)的恢復(fù)時(shí)間。因此，基于人工干預(yù)的方法，能夠在較短的時(shí)間，高效實(shí)現(xiàn)礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和治理。

（一）基質(zhì)改良、土地重構(gòu)及地貌重塑

為了能夠?qū)崿F(xiàn)礦山廢棄地區(qū)域生態(tài)功能的可持續(xù)發(fā)展，不僅要?jiǎng)?chuàng)造更多適宜植被生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)水資源、生物資源等的相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境修復(fù)。由于土壤是植被、微生物等生長(zhǎng)的主要基質(zhì)，限制礦區(qū)植物的生長(zhǎng)，對(duì)于基質(zhì)結(jié)構(gòu)及養(yǎng)分等的缺乏具有積極意義，基質(zhì)改性中，主要方法包含有物理法、化學(xué)法和生物法。其中，物理法主要借助于地表土進(jìn)行回填實(shí)現(xiàn)。按照礦山修復(fù)的相關(guān)技術(shù)規(guī)范內(nèi)容可知，在堆場(chǎng)、礦山和尾礦庫(kù)等專用礦山區(qū)域建設(shè)之前，需要按照規(guī)范施工，防止出現(xiàn)水土流失的現(xiàn)象。

生態(tài)修復(fù)前，生態(tài)修復(fù)區(qū)地表裸露，土層缺失，地勢(shì)陡峭，坡度不穩(wěn)，幾乎沒(méi)有植被。通過(guò)對(duì)礦山修復(fù)的研究發(fā)現(xiàn)，生態(tài)修復(fù)采用覆蓋廢棄礦山（礦區(qū)和渣場(chǎng)）的方式，覆蓋土壤主要為建筑垃圾、玄武湖隧道施工廢土和湖泊清淤，修復(fù)面積1.3m，平均土厚7m。生態(tài)修復(fù)前，對(duì)建筑垃圾產(chǎn)生的混泥土和湖底淤泥進(jìn)行疏浚，有效提高了土壤有機(jī)質(zhì)含量，從而改善了土壤結(jié)構(gòu)，為植物生長(zhǎng)提供了良好的基礎(chǔ)[2]。

地質(zhì)邊坡穩(wěn)定與排水措施。廢棄尾礦地，礦體主體為各種礦化氧化的中細(xì)花崗巖，結(jié)構(gòu)松散，強(qiáng)度低，砂石多，非常貧瘠，持水能力差，抗軟化能力弱，低剪切強(qiáng)度和相對(duì)較差的邊坡穩(wěn)定性。

（二）物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)是借助于物理學(xué)方法，如隔離、固化、電動(dòng)力學(xué)等，對(duì)于環(huán)境土壤進(jìn)行有針對(duì)性的處理；隔離法主要以利用水泥、黏土及板材等材料，對(duì)于容易受到污染的土壤進(jìn)行隔離，實(shí)現(xiàn)水體分離，以減少或者防止出現(xiàn)污染的現(xiàn)象。在常用的物理修復(fù)技術(shù)中，主要包含有振動(dòng)梁擋土墻、平墻及薄膜墻等結(jié)構(gòu)，此種處理方法，往往用于受到污染較為嚴(yán)重的礦山廢棄地，且污染后容易被擴(kuò)散，污染物經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的分離后，會(huì)受到較大的限制。結(jié)果表明，電動(dòng)修復(fù)技術(shù)可以同時(shí)去除土壤中的多種重金屬污染物，在陰極加入乙二胺四乙酸(EDTA)可以提高修復(fù)過(guò)程中的電流，增強(qiáng)電動(dòng)修復(fù)的效果。EDTA污染土壤中總銅、總鉛和總鎘的去除率分別為90.2%、68.1%和95.1%。韓璐等在湘西華源鉛鋅尾礦中使用Cd、Pb、Zn等鈍化劑，發(fā)現(xiàn)它們對(duì)Cd、Pb、Zn的遷移率和生物有效性以及凝固有顯著影響。同時(shí)，研究表明，向土壤中添加不同形式的磷改性劑，可以有效地將土壤中的鉛從非殘留狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅埩魻顟B(tài)，從而降低土壤中鉛的遷移率和生物有效性。物理修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)是修復(fù)效果好，但修復(fù)成本高，修復(fù)后難以培養(yǎng)。因此，本文提出的方法僅適用于重污染和小污染區(qū)域。

（三）化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)是指與土壤中的重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低重金屬在土壤中的溶解性、遷移性和生物有效性。

鐵鹽、鐵酸鹽和三氧化二鐵，特別是硫酸鐵，能有效降低砷的遷移率，抑制植物對(duì)砷的吸收。對(duì)廢棄礦區(qū)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)首先要對(duì)礦坑進(jìn)行回填，以減少礦區(qū)內(nèi)的陡坡和溝整，對(duì)部分地區(qū)還要進(jìn)行工程處置，如護(hù)坡、削坡。對(duì)不良地質(zhì)體要進(jìn)行加固，保證巖土體的穩(wěn)定性。礦區(qū)巖土體的長(zhǎng)期裸露，經(jīng)受自然風(fēng)化嚴(yán)重，要對(duì)表面的浮石、浮土加以處理，排除隱患。此外，還必須對(duì)地貌環(huán)境予以治理，要對(duì)動(dòng)植物生態(tài)體系予以恢復(fù)。地貌恢復(fù)經(jīng)常使用的方法有客土噴播和植生卷鋪蓋。這兩種方式適應(yīng)不同的地貌環(huán)境，植生卷鋪蓋適合坡度較緩的土質(zhì)邊坡，客土噴播則主要用于地形條件差、土層薄的環(huán)境。

（四）生物修復(fù)技術(shù)

目前文獻(xiàn)報(bào)道的生物修復(fù)技術(shù)主要有植物修復(fù)技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)、動(dòng)物修復(fù)技術(shù)、生物材料修復(fù)技術(shù)、物理修復(fù)技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)等。其中，植物修復(fù)技術(shù)是指利用植物對(duì)環(huán)境介質(zhì)中有毒有害污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，進(jìn)而對(duì)污染土壤進(jìn)行修復(fù)和處理的技術(shù)。近10年來(lái)，我國(guó)植物恢復(fù)技術(shù)的成就主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：（1）恢復(fù)植物物種數(shù)據(jù)庫(kù)不斷豐富。我國(guó)學(xué)者不斷發(fā)現(xiàn)，它可用于修復(fù)受污染的土壤，如含鉛金草和超富植物。王飛將低生物量富砷植物紫檀轉(zhuǎn)化為高生物量擬南芥Chelase基因PvPSVI，構(gòu)建了砷污染土壤修復(fù)工程植物。利用基因工程技術(shù)，劉慧芳等發(fā)現(xiàn)GSH汞轉(zhuǎn)移酶基因可以調(diào)節(jié)植物氧化應(yīng)激，提高植物汞積累能力。（2）修復(fù)處理技術(shù)更加環(huán)保、經(jīng)濟(jì)?；謴?fù)受污染的植物豐富的荒地。，對(duì)于富含重金屬的植物。如果處理不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致二次污染。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者一直在探索更加環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)的處理方法，如植物冶金、水熱改性、生物解吸、水熱液化等。目前植物修復(fù)技術(shù)尚處于研究階段，在工藝設(shè)計(jì)、處理效果、資源利用等方面仍存在爭(zhēng)議，一定程度上阻礙了植物修復(fù)技術(shù)的推廣應(yīng)用。

1.微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)技術(shù)是利用微生物對(duì)污染土壤中的污染物進(jìn)行降解、轉(zhuǎn)化、吸收、去除或過(guò)濾，以修復(fù)污染土壤。近年來(lái)，菌根技術(shù)已成為污染土壤修復(fù)的研究趨勢(shì)，并取得了良好的效果。

2.動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

動(dòng)物修復(fù)技術(shù)是指通過(guò)一些低等動(dòng)物（蝴蝶、線蟲(chóng)、甲螨等）對(duì)污染土壤進(jìn)行直接或間接修復(fù)。蚯蚓是最常用的土壤修復(fù)動(dòng)物，有學(xué)者對(duì)蚯蚓的污染物富集規(guī)律及蚯蚓含量的影響進(jìn)行了研究，但由于土壤動(dòng)物不易從土壤中清除，因此目前仍很少使用。動(dòng)物修復(fù)技術(shù)能直接修復(fù)受污染的土壤，而且大部分是土壤動(dòng)物的間接作用，增強(qiáng)了植物和微生物的修復(fù)作用。

廢石利用：由于我國(guó)工程建設(shè)規(guī)模龐大，各類混凝土需要大量的砂石作為骨料，砂石的開(kāi)采同樣對(duì)環(huán)境造成非常大的負(fù)擔(dān)。部分廢棄礦石由于力學(xué)性質(zhì)較好，耐久性強(qiáng)，可以將這些廢石進(jìn)行破碎、篩分得到不同粒徑級(jí)配的砂石骨料。此外，還可以將骨料用來(lái)制作砌體材料，如蒸壓磚、透水磚等。某些廢棄礦石內(nèi)部往往存在非常多的伴生礦物，這些礦物具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以將這些伴生礦物提煉出來(lái)，使其獲得較好的利用。隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展，很多難以回收的礦物能在較低成本的情況下提煉出來(lái)，取得較好的效益，大大減輕對(duì)環(huán)境的影響。充填塌陷區(qū)或鋪設(shè)路基礦山開(kāi)采容易造成礦區(qū)附近形成塌陷，將廢石進(jìn)行填充可以減輕地面塌陷、開(kāi)裂等災(zāi)害，同時(shí)還可以用來(lái)鋪設(shè)周邊的路基，作為地基處理材料。

在治理環(huán)境破壞和污染問(wèn)題時(shí)，需要從根源出發(fā)進(jìn)行嚴(yán)格管控，只有這樣，才能確保良好效果。比如利用科學(xué)方式開(kāi)采，降低對(duì)環(huán)境的破壞程度。在開(kāi)采工作即將完成時(shí)，要積極治理和恢復(fù)被破壞的環(huán)境，最大限度恢復(fù)其原有面貌。對(duì)于相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)層而言，應(yīng)提前制定保護(hù)環(huán)境相關(guān)制度，明確規(guī)定破壞環(huán)境需要負(fù)哪些責(zé)任。與此同時(shí)，充分利用法律法規(guī)，強(qiáng)制企業(yè)履行責(zé)任。對(duì)于管理人員而言，需要從當(dāng)?shù)貙?shí)際情況出發(fā)，將環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)建立起來(lái)，讓企業(yè)按照制度規(guī)范開(kāi)采，給企業(yè)提供可以遵循的規(guī)章制度，一定程度上減少對(duì)環(huán)境的破壞。完善法律法規(guī)，要求企業(yè)在開(kāi)采礦山之前，制定開(kāi)采資源方案和恢復(fù)治理方案，經(jīng)過(guò)審核人員審理合格后才能開(kāi)展相應(yīng)施工。

除此之外，在實(shí)施露天開(kāi)采中需要采取新科技，促進(jìn)技術(shù)不斷更新?lián)Q代。合理利用資源，提高植被覆蓋率，增加土壤肥力，促進(jìn)大氣質(zhì)量不斷提升。施工中一旦出現(xiàn)突發(fā)情況，就需要尋求專業(yè)技術(shù)人員幫助，必須親臨現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展實(shí)際調(diào)查工作。保障機(jī)器具有高度安全性和可靠性，采用正確技術(shù)，高效完成露天開(kāi)采任務(wù)。

五、結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，我國(guó)提出要建設(shè)生態(tài)文明的自然環(huán)境，這需要共同努力。在大氣環(huán)境污染、地質(zhì)環(huán)境污染和相關(guān)環(huán)境復(fù)雜影響因素下，如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境治理的有效性，優(yōu)化和提高環(huán)境治理的質(zhì)量和效率是關(guān)鍵。鑒于此，本文從礦山廢棄地的環(huán)境影響因素及生態(tài)修復(fù)治理角度進(jìn)行了詳細(xì)的分析，期望能夠給同領(lǐng)域技術(shù)人員提供一定理論參考。廢棄礦山對(duì)環(huán)境有非常大的影響，會(huì)造成土地占用、植被破壞、環(huán)境污染、地質(zhì)災(zāi)害等一系列的環(huán)境問(wèn)題，必須加以治理。在對(duì)廢棄礦山的治理過(guò)程中必須遵循安全第一的原則，因地制宜、科學(xué)規(guī)劃，生態(tài)性、經(jīng)濟(jì)性原則和可持續(xù)性原則。具體實(shí)施時(shí)，首先要對(duì)廢棄礦區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。同時(shí)還要對(duì)存在的廢棄礦石加以綜合利用。此外，還可以以廢棄礦山為依托開(kāi)發(fā)礦區(qū)旅游資源，以實(shí)現(xiàn)廢棄礦山的可持續(xù)性發(fā)展和生態(tài)穩(wěn)定。