摘要:中國目前的國營礦山有8000多個,個體礦山企業(yè)更是達到23萬個之多。雖然礦業(yè)開采極大地促進了經(jīng)濟增長,但同時也造成了非常嚴重的環(huán)境破壞。環(huán)保部門要做好礦山廢棄地的生態(tài)恢復,幫助企業(yè)進行廢棄資源的再利用,保證當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的良好發(fā)展。
關鍵詞:金屬礦山 生態(tài)恢復 礦山廢棄地 環(huán)保技術
1 金屬礦山廢棄地
1.1 金屬礦山廢棄地介紹
礦山廢棄地是指那些被采礦活動所嚴重破壞,只有經(jīng)過合理的整治才能重新投入使用的土地,主要包括下面6種情況:①由于表土剝離并逐漸堆積最終導致排土場廢棄地的形成;②開采過程中留下的巖石碎塊和一些品位較低的礦石積留下來后,形成的廢石堆積地;③礦體在開采完以后,會留下采空區(qū)和塌陷區(qū),這些地方便會形成采礦坑,無法使用;④在精礦被選出以后,剩下的尾礦被堆積,堆積尾礦的地方無法再使用;⑤采礦作業(yè)時,機械設施和其他輔助建筑物、路基等會被占用,采礦完成后,這些設施被遺留下來,不能再進行利用,成為廢棄地;⑥一些因為采礦作業(yè)的需要而受到影響的土地,因為無法被合理開發(fā),就只能閑置。
1.2 我國金屬礦山廢棄地現(xiàn)狀
我國雖然土地遼闊,但是人均耕地面積還不到世界平均水平的二分之一,礦山開采使得本來就缺乏的土地資源加速減少,而且開采礦石產(chǎn)生的廢棄物還對周邊環(huán)境造成了污染,使得當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境惡化。據(jù)統(tǒng)計,歷年來我國因采礦作業(yè)而遭到破壞的森林面積達106萬hm2,草地面積26.3萬hm2,有色金屬工業(yè)每年產(chǎn)生的固體廢棄物達6000萬噸,累計已堆存10億噸,占用土地7萬hm2,進行礦山廢棄地的生態(tài)恢復已經(jīng)成為國家面臨的重要任務。
2 礦山廢棄地對環(huán)境的影響
2.1 對土地資源的影響
露天礦采掘會直接破壞土地,而其排出的廢礦石也會占用大量土地資源。并且植被的破壞和采空區(qū)的形成,會使水土流失加劇,造成自然災害,加速土地的荒漠化進程。
在礦山開發(fā)過程中,幾乎所有環(huán)節(jié),包括采礦、選礦、冶礦,都會往周邊環(huán)境排放重金屬物質。例如:廢棄的硫化礦物,在經(jīng)過自然氧化、雨水淋濾以后,會導致大量的重金屬進入到礦區(qū)中。這些硫化礦物的氧化、風化和分解以及與水、酸、氣、等綜合反應以后,就會產(chǎn)生酸性廢水。另外,在采礦、運礦過程中,這些金屬會產(chǎn)生塵埃污染,這是礦區(qū)重金屬的一個重要來源。重金屬的可交換態(tài)與碳酸鹽態(tài)極易在酸性環(huán)境中被釋放,所以在經(jīng)長期開發(fā)的礦區(qū)內,土壤中的重金屬含量相當高,重金屬元素在與常量元素結合之后,會讓礦區(qū)土地和周圍農(nóng)田的土壤都受到污染,還會造成土壤不同程度的次生鹽堿化。這種破壞很難被直接觀察到,但它對人體的健康和農(nóng)作物的正常生長都造成嚴重影響,長期作用甚至還會導致地方性疾病的發(fā)生。
2.2 對水資源的影響
地下采礦會破壞巖層結構和水循環(huán),同時,還能改變地下水流方向,造成地下水源斷流。河流在礦區(qū)往往被直接用于廢水排放,這造成了嚴重的水質污染,讓當?shù)爻霈F(xiàn)“水質型缺水”現(xiàn)象,附近的漁業(yè)養(yǎng)殖和人們的日常飲用水都會因污染而受到影響。
2.3 對植被的影響
露天和地下礦的開采均會使得地表的景觀發(fā)生改變。露天開采挖損土地,剝離表土,開采后還要留下大量的尾礦、粉煤灰、冶煉渣等等;地下開采則會引發(fā)地面的塌陷,導致地面建筑和設施的變形與損壞??偠灾?,采礦活動致使土地變得滿目瘡痍,影響了其為環(huán)境服務的功能。
礦區(qū)的原生環(huán)境在采礦活動中被破壞掉,大型植被被分割,致使生物遷徙受阻,直接影響了物種數(shù)量和質量,造成野生物種減少,生物多樣性降低。地表植被的嚴重破壞不僅僅殃及動植物,還會帶來泥石流、山洪等地質災害,使人類面臨更大、更嚴峻的生存風險。
3 生態(tài)恢復措施
3.1 礦山廢棄地修復原理
礦山廢棄地的生態(tài)修復,是指減少人為因素對礦山生態(tài)的不良干擾,降低環(huán)境承受的壓力,依靠自然生態(tài)系統(tǒng)的自我調節(jié)功能,再加上部分科學合理的人工干預,恢復遭受破壞的生態(tài)環(huán)境,促使生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定健康地發(fā)展。自然狀態(tài)下,生態(tài)自然的恢復是一個漫長的自然演替過程,而借助人工調控植被組成和進行一些輔助管理措施等,可以使生態(tài)環(huán)境迅速改善,加速生態(tài)恢復進程。
3.2 礦山廢棄地修復步驟
3.2.1 評估。礦山開發(fā)對生態(tài)環(huán)境主要有三種破壞形式:景觀型破壞(對礦區(qū)地形、地貌的影響),環(huán)境質量型破壞(對所在地區(qū)土壤環(huán)境、水環(huán)境甚至環(huán)境空氣質量的影咆),生物型破壞(對當?shù)卦猩锶郝涞拇輾В?。首先要根?jù)工程特征,結合環(huán)境質量和環(huán)境保護的目標對礦區(qū)環(huán)境影響因子進行識別和篩選,然后進行影響分析,提出解決辦法。
3.2.2 設計。礦山生態(tài)修復設計要充分發(fā)揮自然生態(tài)自我修復的能力,同時通過工程措施和植物措施相結合,堅持將水土流失的防治與環(huán)境的美化結合起來的方案,懂得因地制宜,注重對環(huán)境的保護。工程措施則既要滿足經(jīng)濟上的需要,也要強調安全性,植物措施要注意修復地的具體條件和經(jīng)濟性。
3.2.3 施工。礦山修復往往要進行實施加固工程和護坡工程。根據(jù)地形地貌地質特征,針對土體性狀和邊坡自身巖體情況,預測分析其可能發(fā)生的最不利應力應變條件下的變形破壞模式及潛在地質危害。根據(jù)地質、水文,植被、氣候等特點,對礦山坡面實施生態(tài)防護:一是抵御風雨侵蝕、防止坡面風化剝落和水土流失,二是修復邊坡土壤環(huán)境、重建邊坡適地植物,實現(xiàn)邊坡綠化、美化的目標。
4 廢棄物治理與資源再利用
4.1 選礦廢水處理
國外常用沉淀、浮選、氧化及電滲析、活性炭吸附等方法來對選礦的廢水進行處理。并且能夠讓處理之后的廢水循環(huán)回用率達到95%以上。國內通常使用的是中和、吸附、混凝沉淀、氧化分解等處理方式,這種處理使得廢水的回用率比較低,資源利用程度不高。要處理好選礦廢水,應該做到以下幾點:①改進選礦藥劑,選用易降解藥劑或者研究和選擇有利于廢水回用的選礦藥劑。②通過合理的調配來實現(xiàn)廢水的多次循環(huán)利用,從而達到減少廢水排放的目的。③引入先進處理技術,改造用水系統(tǒng),強化管理。
4.2 尾礦資源再利用
金屬礦山尾礦中大多含有各種有色、黑色、稀土等有價組分,是建筑、玻璃、陶瓷等工業(yè)的重要礦物原料,有很高的利用價值。對尾礦的利用有以下幾個方面的措施:
4.2.1 直接利用。尾礦砂是礦山井下的主要填充材料,可用于采空區(qū)的填充,因其數(shù)量多、可就地取材,所以省去了擴建和增建礦庫的費用;尾礦可以用來做建筑材料、土壤改良劑和磁化復合肥等;尾砂可用來作為玻璃行業(yè)的原料,不僅成本低,而且質量好。
4.2.2 二次回收利用。銅礦石中主要有價金屬有銅和鐵,采銅以后,鐵就以尾礦的形式被廢棄,造成資源極大浪費,采用磁選-重選聯(lián)合流程,經(jīng)弱磁選分選磁鐵礦,強磁拋尾,搖床精選,中礦再選等流程,就能得到合格的鐵精礦。
4.2.3 整體綜合利用。尾礦中可以利用的元素非常多,可將尾礦砂進行有價金屬回收,然后再將選后尾砂制成微晶玻璃等新型材料,從而變廢為寶。
金屬礦山尾礦因其具有獨特的資源優(yōu)勢,綜合開發(fā)與利用已逐漸成為一種新興的產(chǎn)業(yè)分支。
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