談礦山開采的生態(tài)環(huán)境效應與其生態(tài)恢復

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摘要：礦產(chǎn)資源開發(fā)已成為我國國民經(jīng)濟增長的重要手段，但礦山開采又引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題，導致礦區(qū)生態(tài)退化與環(huán)境污染，嚴重制約了礦區(qū)社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。本文系統(tǒng)分析了礦山開采的生態(tài)環(huán)境效應，并根據(jù)典型礦區(qū)生態(tài)恢復的成功經(jīng)驗，總結了適合我國礦區(qū)生態(tài)恢復的典型技術，主要從礦區(qū)廢棄地土壤重金屬污染的治理，礦區(qū)植被的恢復，水土流失的綜合治理三個方面來論述。

　　關鍵字：礦區(qū)；生態(tài)環(huán)境效應；生態(tài)恢

　　由于礦藏的不可移動性，以致礦山開采長期占用、破壞、污染土地，改變了區(qū)域水系結構，破壞了動植物區(qū)系，引發(fā)一系列社會經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境問題，成為全球環(huán)境與發(fā)展面臨的焦點問題之一。我國礦區(qū)土地復墾工作起步較晚，土地復墾率較低，迫切要求探索適合我國國情的土地復墾技術，提高土地復墾率和生產(chǎn)潛力。本文將在系統(tǒng)分析礦山開采生態(tài)環(huán)境效應的基礎上，總結適合我國礦區(qū)土地復墾的典型技術，以期推動全國土地復墾工作的進一步發(fā)展。

　　一、礦山開采的生態(tài)環(huán)境效應

　?。ㄒ唬┱T發(fā)地質災害。由于地下采空，地面及邊坡開挖影響了山體、斜坡的穩(wěn)定，往往導致地面塌陷、開裂、崩塌和滑坡等頻繁發(fā)生。而礦山排放的廢渣堆積在山坡或溝谷，廢石與泥土混合堆放，使廢石的摩擦力減小，透水性變小而出現(xiàn)漬水，在暴雨下也極易誘發(fā)泥石流。

　　（二）水文地質條件發(fā)生變化與水質污染。礦區(qū)塌陷、裂縫與礦井疏干排水，使礦山開采地段的儲水構造發(fā)生變化，造成地下水位下降，井泉干涸，形成大面積的疏干漏斗；地表徑流的變更，使水源枯竭，水利設施喪失原有功能，直接影響農作物耕種。 同時，礦山開采過程中產(chǎn)生的礦坑水、廢石淋濾水等，一般較少達到工業(yè)廢水排放標準，嚴重影響水生生物的生存繁衍與人畜生活飲用。

　?。ㄈ┩寥劳嘶c污染由于表土被清除采礦后留下的通常是新土或礦渣，加上大型采礦設備的重壓，往往使土壤堅硬、板結，有機質、養(yǎng)分與水分缺乏。而地面塌陷導致地下水位下降、土壤裂隙產(chǎn)生。土壤中的營養(yǎng)元素也隨著裂隙、地表徑流流入采空區(qū)或洼地，造成許多地方土壤養(yǎng)分短缺，土壤承載力下降。

　　礦山固體廢渣（煤矸石等）經(jīng)雨水沖刷、淋溶，極易將其中的有毒有害成分滲入土壤中，造成土壤的酸堿污染（主要是強酸性污染）、有機毒物污染與重金屬污染。而土壤的納污和自凈能力有限，當污染物超過其臨界值時，將向外界環(huán)境輸出污染物，其自身的組成結構與功能也會發(fā)生變化，最終導致土壤資源的枯竭。并且，土壤污染在地表徑流和生物地球化學作用下還會發(fā)生遷移，危害毗鄰地區(qū)的環(huán)境質量，受污染的農產(chǎn)品則會通過食物鏈危害人體健康。

　?。ㄋ模┧亮魇Ъ觿?。礦山開采直接破壞地表植被，露天礦坑和井工礦抽排地下水使礦區(qū)地下水位大幅度下降，造成土地貧瘠，植被退化，最終導致礦區(qū)大面積人工裸地的形成，極易被雨水沖刷；由于排土場和尾礦占地，形成地面的起伏及溝槽的分布，增加了地表水的流速，使水土更易移動，沖刷加劇。

　　（五）生物多樣性損失。植被清除、土壤退化與污染、水土流失，對礦區(qū)生物多樣性的維持都是致命打擊，嚴重威脅了動植物生存。

　　二、礦區(qū)生態(tài)恢復的典型技術

　　（一）礦區(qū)土壤污染的治理

　　1.礦區(qū)土壤重金屬污染的治理。國內外礦區(qū)土壤重金屬污染治理主要包括物理、化學和生物治理技術三類。其中，生物治理技術包括微生物修復技術、動物修復技術與植物修復技術。設施簡便，投資少，對環(huán)境擾動也少，被認為是最有生命力的。

　　2.礦區(qū)土壤培肥改良技術。土壤培肥改良技術就是對土壤團粒結構、pH值等理化性質的改良及土壤養(yǎng)分、有機質等營養(yǎng)狀況的改善，這是礦區(qū)生態(tài)恢復的最終目標之一，具體包括：

　　（1）表土轉換：在采礦前先把表層及亞表層土壤取走并加以保存，待工程結束后再放回原處，這樣雖破壞了植被，但土壤的物理性質、營養(yǎng)條件與種子庫基本保持原樣，本土植物能迅速定居。

　?。?）客土覆蓋：廢棄地土層較薄時，可采用異地熟土覆蓋，直接固定地表土層，并對土壤理化特性進行改良，特別是引進氮素、微生物和植物種子，為礦區(qū)重建植被提供了有利條件。

　?。?）土壤物理性狀改良：土壤物理性狀改良的目標是提高土壤孔隙度，降低土壤容重，改善土壤結構，短期內可采用犁地和施用農家肥等方法。

　?。?）土壤pH值改良：對于pH值不太低的酸性土壤可施用碳酸氫鹽或石灰來調節(jié)酸性，增加土壤中的鈣含量，改善土壤結構。

　?。?）土壤營養(yǎng)狀況改良：主要包括化學肥料、有機廢棄物、固氮植物、綠肥、微生物等。

　?。ǘ┑V區(qū)植被的恢復。根據(jù)礦區(qū)的氣候和土壤條件,植被篩選應著眼于植被品種的近期表現(xiàn)，兼顧其長期優(yōu)勢，植物品種的選擇首先要根據(jù)生物學特性,考慮適地適樹原則,尤以選擇根系發(fā)達、固土固坡效果好、成活率高、速生的鄉(xiāng)土植物。

　　在配置植物時要考慮邊坡結構、種植后的管護要求、自然條件等,以決定種植的形式和品種。同時要考慮與設計目的相適應;與附近的植被和風景等條件相適應。

　?。ㄈ┧亮魇У木C合治理

　　1.固體廢棄物攔擋工程。在堆棄場地建設擋渣墻、攔渣壩和排水工程等,進行攔擋與防漏處理。

　　2.坡面排水工程。對影響礦山安全的坡面,根據(jù)坡長分段布設截流溝、排洪渠等工程,并配以防護林草帶,增加植被覆蓋,減少坡面徑流對地表的沖刷,保證礦業(yè)生產(chǎn)安全運行。

　　3.邊坡防護工程。礦山開采形成的各類邊坡,除盡可能采取措施恢復植被外,根據(jù)邊坡穩(wěn)定程度及對周圍的影響,采取相應的工程措施進行防護。坡面防護根據(jù)坡度不同而采用石砌護坡或植被護坡。

　　4.土地整治工程。對礦山生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量廢石堆、廢棄工業(yè)場地及尾礦庫,采取排蓄結合的辦法,排水攔渣,有效解決“三廢”污染。同時對服務期滿的棄渣場、尾礦庫采取復墾措施,提高土地利用率。

　　5.植被恢復工程。對各類裸露面,分別采取不同的措施,加速植被恢復。

　　三、結語

　　礦山開采極大地改變了原生景觀生態(tài)系統(tǒng)，導致礦區(qū)生態(tài)退化與環(huán)境污染。針對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境特點。我國當前礦區(qū)生態(tài)恢復的典型技術體系主要包括礦區(qū)土壤污染的治理及土壤環(huán)境質量的改善，礦區(qū)植被的恢復，水土流失的綜合治理等。

　　必須強調的是，礦區(qū)生態(tài)恢復不僅僅是一個技術工程層面的問題，而且與礦區(qū)的社會經(jīng)濟發(fā)展密不可分，是一項耦合了社會、經(jīng)濟、資源與環(huán)境的系統(tǒng)工程。因此，礦區(qū)土地復墾是以人類發(fā)展為核心，對土地自然、經(jīng)濟與社會屬性的綜合整治，在消除環(huán)境危害的同時重建生態(tài)平衡。