礦山修復即對礦業廢棄地污染進行修復,實現對土地資源的再次利用。礦山開采過程中會產生大量非經治理而無法使用的土地,又稱礦業廢棄地,廢棄地存在因生產導致的各種污染。

礦業廢棄地成因很多,包括剝離表土堆積而成、巖石碎塊和低品位礦石堆積形成、空采區和塌陷區形成、尾礦堆積形成、受采礦影響而無法利用開發的土地等。從廣義上來考慮,還包括礦石的冶煉所形成的冶煉渣堆積地,以及冶煉過程中重金屬和二氧化硫排放所導致的退化土地。

礦業廢棄地多以重金屬污染和礦山酸性排水污染為主,治理內容以生態修復和污染治理為主。礦山污染修復受地形地貌、氣候特征、水文條件、土壤物理化學生物特征、表土條件、潛在污染等因素的制約,因此,修復技術和實施方案的選擇需要考慮各因素的影響。

礦山開發對生態環境的影響

1.對土地資源的影響

礦山活動,尤其是露天開采,嚴重破壞了山坡土體結構,加上大型采礦設備的重壓導致地面塌陷,土壤裂隙產生。而土壤中的營養元素也隨著裂隙、地表徑流流入采空區或洼地,造成許多地方土壤養分短缺,土壤承載力下降,造成土地貧瘠、植被破壞,最終導致礦區大面積人工裸地的形成,使水土更易移動,水土流失加劇。礦山固體廢渣經雨水沖刷、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。而且由于地下采空,影響了山體、斜坡的穩定性,從而導致地面塌陷、開裂、崩塌和滑坡頻繁發生,泥石流發生的概率增大。

2.對水資源的影響

礦區塌陷、裂縫與礦井疏干排水,使礦山開采地段的儲水構造發生變化,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,礦山開采過程中產生的礦坑水、廢石淋濾水等,一般較少達到工業廢水排放標準,嚴重影響水生生物的生存繁衍與人畜生活飲用。

3.對大氣的影響

礦山在生產過程中,產生大量的粉塵和有毒有害氣體,特別是在露天煤礦中產生的粉塵、煤矸石的氧化和自燃中放出的大量有毒氣體會在干燥氣候與大風作用下產生礦塵暴,不僅污染礦區大氣,破壞作業環境,損害工人身體健康,而且由于風的流動,也是礦區周圍和全球大氣的污染源之一。

4.生物多樣性損失。

植被清除、土壤退化與污染、水土流失、水資源的缺失與污染,對礦區生物多樣性的維持都是致命打擊,嚴重威脅了動植物生存,從而對生物多樣性造成損害。礦山生態修復的限制礦山生態修復制約因素很多,如地形地貌、氣候特征、水文條件、土壤物理化學生物特征、表土條件、潛在污染等。其中露天采場、廢石場、尾礦庫生態修復的主要制約因素是地形地貌、潛在污染物等;塌陷地生態修復的制約因素主要是塌陷地的范圍和程度;受污染的地表水治理相對簡單,現行的污水處理方法即可解決,但地下水的制約條件較多,情況也比較復雜;受污染土地生態修復更為復雜,礦山污染土地主要受重金屬污染,而重金屬的修復是一個漫長的過程,也是一個世界性難題,一般生態修復率不會很高。所以對礦山進行生態修復需要綜合考慮各方面的因素,是結合當地水文、地理、氣候條件來進行的一項復雜工程。

礦山生態修復措施

1.邊坡的治理措施

邊坡治理主要工作就是要穩定邊坡。該過程的任務是清除危石、降坡削坡,將未形成臺階的懸崖盡量構成水平臺階,把邊坡的坡度降到安全角度以下,以消除崩塌隱患。之后就要對已經處理的邊坡進行復綠,使其進一步保持穩定。

2.尾礦的治理措施

對占用大量土地的尾礦進行二次開發,加大尾礦的綜合利用率;開發用量大、投資少、有銷路的尾礦以實現規模經營和多品種開發的資源化、商品化使其變廢為寶,真正成為經濟商品中的一部分。還要對尾礦壩中的廢水進行處理以達到國家標準,實現浮選廢水適度凈化后全部回用和零排放。對于未處理的采空區、廢舊巷道和硐室的礦山,利用井下采空區排放尾礦是一種處置尾礦行之有效的辦法。

3.土壤基層改良

礦山開采造成生態破壞的關鍵是土地退化,也就是土壤因子的改變,即廢棄地土壤理化性質變壞、養分丟失及土壤中有毒有害物質的增加。因此,土壤改良是礦山廢棄地生態恢復最重要的環節之一。可以采取的措施包括:(1)異地取土措施:在不破壞異地土壤的前提下,取適量土壤,移至礦山受損嚴重的部位,在土壤上種植植物,通過植物的吸收、揮發、根濾、降解、穩定等作用對受損土壤進行修復。(2)廢棄地改造措施進行表土改造之前,設法灌注泥漿,使其包裹廢渣,然后再鋪一層粘土壓實,造成一個人工隔水層,減少地面水下滲,防止廢渣中劇毒元素的釋放。(3)土壤增肥改良措施:添加有效物質,使土壤的物理化學性質得到改良,從而縮短植被演替過程,加快礦山廢棄地的生態重建。

4.礦山重金屬污染的植物修復

重金屬耐性植物不僅能耐重金屬毒性,還可以適應廢棄地的極端貧瘠、土壤結構不良等惡劣環境,部分耐性植物還能富集高濃度的重金屬,因而被廣泛地用于重金屬污染土地的修復。考慮到引種可能會帶來的生態問題,且鄉土植物對當地氣候條件的適應性,立足本地篩選重金屬耐性植物十分必要。

5.礦山水資源的修復

礦山開采中對水的損害分別表現在對地表水和地下水的影響。地表水、地下水的污染可以通過構筑人工濕地,通過耐受植物、微生物的作用對污染物進行去除。還有一方面就是由于過度采水造成的地表水缺乏、地下水水位下降,這就需要通過適當引水,緩解水缺乏壓力,構建蓄水系統逐步解決這一問題。

6.微生物修復措施

礦山廢棄地的生態恢復,只是土壤、植被的恢復是不夠的,還需要恢復廢棄地的微生物群落。完善生態系統的功能,才能使恢復后的廢棄地生態系統得以自然維持。微生物群落的恢復不僅要恢復該地區原有的群落,還要接種其他微生物,以除去或減少污染物。微生物的接種可考慮以下兩種:一是抗污染的菌種,這些細菌有的能把污染物質作為自己的營養物質,把污染物質分解成無污染物質,或者是把高毒物質轉化為低毒物質;二是利于植物吸收營養物質的微生物,有些微生物不但能在高污染條件下生存,而且能為植物的生長提供營養物質,比如說固氮、固磷,改善微環境。我國目前礦山的生態環境破壞比較復雜,要從根本上遏制礦山生態環境進一步惡化,就需要根據我國生態環境建設的實際情況,建立各方面參加的多渠道投入機制,才能推動礦山生態環境恢復治理的開展,防止增加新的污染和破壞,逐步恢復礦山生態環境的良好狀態。

(關鍵字：礦山修復 污染)