解坤梅 何銀忠

種情況，礦山廢棄地區(qū)的復墾以及生態(tài)修復技術(shù)成為了生態(tài)環(huán)境相關領域研究的重點。在此基礎上，本文對礦區(qū)廢棄地區(qū)的生態(tài)修復技術(shù)進行簡單探究，并對土壤重構(gòu)與生物恢復技術(shù)的優(yōu)勢進行了總結(jié)。

[關鍵詞]土地重構(gòu)；物理改良；生物修復

[中圖分類號]F407 [文獻標識碼]A

廢棄礦山的土地植被覆蓋退化較為嚴重，土壤成分貧瘠、有害物質(zhì)含量超標、物理的性狀表現(xiàn)較為惡劣，因此，對廢棄礦區(qū)進行生態(tài)環(huán)境改造，修復生態(tài)系統(tǒng)是當前階段改善礦區(qū)環(huán)境條件的重點。生態(tài)系統(tǒng)的修復不僅包括土壤、動植物等條件的改善，還包括對水系污染的治理。環(huán)境條件的改善與恢復可以為區(qū)域生態(tài)群落的多樣性發(fā)展、水體治理和農(nóng)業(yè)、林業(yè)的利用提供必要的基礎。

1 在廢棄礦區(qū)開展生態(tài)修復工程中的土壤重構(gòu)復墾技術(shù)

1.1 土壤重構(gòu)物理改良技術(shù)

在廢棄礦山進行物理改良的工作內(nèi)容包括排土、客土、去表土以及深耕翻土等技術(shù)方法。在技術(shù)選擇時應該結(jié)合礦區(qū)的土質(zhì)條件、恢復目標、項目經(jīng)費以及設計方案等選擇合理的物理改良方法。在進行地表擾動之前，應先對土壤分層取樣，對土壤結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、成分等數(shù)據(jù)進行分析、錄入，保證生態(tài)恢復工程對土壤的物理結(jié)構(gòu)、植物種子、微生物、動物及營養(yǎng)成分產(chǎn)生的影響處于標準范圍之內(nèi)。在工程結(jié)束后需要將土壤分層回填，這一過程屬于礦山環(huán)境恢復的標準程序之一。其中，土壤結(jié)構(gòu)主要指的是顆粒排列、組合形式以及顆粒的大小。土壤結(jié)構(gòu)的松散程度對植物根系的成長有著直接的影響。如植物根系的土壤如果是熔塊狀，那么根系可以在土壤基層中充分滲透，獲取植物生長需要的水分、營養(yǎng)。土壤結(jié)構(gòu)的緊密與松散程度能夠通過表層土的替換來調(diào)整。礦山廢棄地區(qū)的土壤結(jié)構(gòu)通常較為緊密，在開展生物修復工程之前需要通過換土、深耕等形式來改變土壤顆粒的密度，然后使用剝離、固定、粉碎等方法改變土壤的化學性質(zhì)與營養(yǎng)成分。如果需要改造的廢棄土地的污染程度較為嚴重、土壤層薄甚至沒有土壤覆蓋，需要進行客土覆蓋?？屯粮采w工程的關鍵在于土源的確定以及覆蓋厚度、工程方法的選擇。除此之外，如果土壤的重金屬含量超過相關標準，需要采用動電法來進行修復。該種方法是將電極插入重金屬污染超標的土地中，輸入直流電，重金屬成分受電場作用的影響向電極移動，被集中處理。這種環(huán)境修復技術(shù)近幾年在土壤改造工程中應用較為廣泛，但由于土壤成分復雜性的影響，無法完全發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢。

1.2 土壤重構(gòu)的化學技術(shù)

礦山廢棄的土地大部分酸堿化程度較為嚴重，對于該種廢棄地，通常會采用化學手段進行改造。如使用FeSO4、硫酸氫鹽等化學物質(zhì)，使土壤的鈉離子轉(zhuǎn)化為鈣離子，減輕鹽堿化程度，加強土壤中水分子對基質(zhì)的滲透作用。如果廢棄土壤酸性較強，可以用生石灰、碳酸鹽等物質(zhì)進行中和。重金屬中氫氧化物的實際溶解度僅僅弱于硫化物，在重金屬含量超標的土壤中加入石灰，能夠使其轉(zhuǎn)化為氫氧化物。與此同時，pH數(shù)值一旦升高，將引發(fā)重金屬離子、鈣離子的共沉淀，能夠抑制土壤重金屬分子的移動性，降低重金屬在植物中的富集程度。除此之外，利用木屑、糞肥以及污泥、綠色垃圾等有機物，也可以對土壤結(jié)構(gòu)進行改善，能夠在提升持水能力的同時，保證陽離子的交換率。在土壤層上鋪設二十厘米厚度的垃圾、每平鋪蓋二十千克的石灰，對尾礦酸化情況有著十分顯著的抑制作用。

土壤重構(gòu)中改善原有土層營養(yǎng)匱乏、有機質(zhì)缺失也是重要的技術(shù)研究要點。土壤營養(yǎng)成分缺乏不僅會降低植物的成活率與生長率，還會進一步縮減生態(tài)群落的多樣性。因此土地復墾工程中，通常需要對土地中營養(yǎng)成分的含量、配比進行調(diào)節(jié)。研究表明，木屑作為一種獲取渠道廣泛、經(jīng)濟成本較低的有機物質(zhì)，能夠提升樹木、部分草本植物以及灌木的成活率。部分植物、土壤生物生長所需要的氮素主要來源于有機氮礦化或者生物固氮，因此，通過含氮木屑的鋪設可以提升土壤的實際肥力。與此同時，還可以使用城市污泥來提升土壤肥力。城市污泥主要指污水處理單位在進行污水治理時產(chǎn)生的廢棄物質(zhì)，由于污泥中含有豐富的N、P、K以及有機物質(zhì)，且黏性較強，因此能夠提升廢棄礦區(qū)土壤中的保水性，是土壤復墾工程中使用范圍較廣的填充物質(zhì)。土壤中金屬超標作為礦區(qū)復墾的難題之一，由于隱蔽性好、影響范圍廣、持續(xù)時間長、不可逆轉(zhuǎn)性等特點，成為復墾技術(shù)深入研究的重點課題。工程單位可使用磷酸鹽進行重金屬的治理。

2 在廢棄礦區(qū)開展生態(tài)修復工程中的生物技術(shù)

生物修復土壤工程是指利用植物、動物以及微生物等生命體的活動、代謝改變土壤的化學性質(zhì)與物理結(jié)構(gòu)，進一步提升土壤肥力的修復項目。生物修復在污染物降解、吸收以及富集方面具備較大的優(yōu)勢，且經(jīng)濟成本投入較少，是較為常見的礦區(qū)生態(tài)修復技術(shù)。土壤重構(gòu)的物理改良與化學改良盡管能夠?qū)ν临|(zhì)進行改造。但對礦區(qū)景觀的改善作用不高。相對而言，生物修復不僅能夠改善大氣環(huán)境與水環(huán)境，還可以降低污染影響，通過農(nóng)林開發(fā)技術(shù)，提升礦區(qū)經(jīng)濟開發(fā)價值。

2.1 植物修復技術(shù)

相關環(huán)保單位將植物修復工程定義為通過植物提取、轉(zhuǎn)化、吸收、分解、固定土壤中的沉積物、污染物或其他有害物質(zhì)等技術(shù)的總稱。具體來講生物修復主要包括水生植物與土壤植物修復兩種。采用的主要技術(shù)類型包括根際過濾、人工濕地建設、廢物填埋淋洗、植物固化與蒸發(fā)等，通過誘導對水環(huán)境與土壤環(huán)境進行改造。生物修復技術(shù)在毒性不高的環(huán)境條件下應用較為廣泛，如豆科植物通過與根瘤菌的共生，能夠?qū)⒋髿庵刑N含的氮素固定起來。據(jù)研究數(shù)據(jù)表明，將豆科植物種植在受污染的土壤中，可以改善土壤的固氮積累速度，耐受低營養(yǎng)與毒金屬，是生物修復的重要植物選擇類型。

土地復墾和生態(tài)恢復的初始階段，植物種類的選擇至關重要。物種配置可運用恢復生態(tài)學、景觀生態(tài)學和植被群落理論等原理對植被群落的組成、結(jié)構(gòu)和密度等進行設計，創(chuàng)造適宜的植物生存空間，避免種間競爭。植被的群落組成根據(jù)多樣性促進穩(wěn)定性的原理，廢棄地造林應盡量配置成混交林，以增加植物生態(tài)系統(tǒng)的物種多樣性和層次結(jié)構(gòu)。植被的群落結(jié)構(gòu)應該模擬天然植被結(jié)構(gòu)，實行喬灌草復層混交。實踐證明，對落葉喬、灌木應采用少量配土栽植，對常綠樹種則應帶土球移植，對于草本植物應采用蘸泥漿或拌土播撒種植。另外，通過礦區(qū)表層土壤發(fā)育的優(yōu)劣，分別采用覆土和無覆土栽培技術(shù)。當表層土壤厚度較低時，可以在礦山廢棄地表面覆蓋一定厚度的土壤、污泥、粉煤灰等，促使土壤環(huán)境得到較大改善。對于分化較好的礦山廢棄地，由于表層土壤發(fā)育較好，可將植物直接栽植于土壤上，進行生態(tài)修復建設。

2.2 土壤動物技術(shù)

土壤動物在改良土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤肥力和分解枯枝落葉、促進營養(yǎng)物質(zhì)的生物小循環(huán)方面起著不可替代的作用。作為生態(tài)系統(tǒng)食物鏈中不可缺少的組分，土壤動物扮演著初級消費者和分解者的重要角色，是食物鏈的基礎。植被恢復取得階段性進展后，可在土壤中培養(yǎng)某些低等動物。土壤動物的活動可以改善土壤的物理結(jié)構(gòu)，增加孔隙度。蚯蚓還可以富集重金屬，采用電擊、灌水的方法驅(qū)出蚯蚓集中處理，可降低土壤中重金屬的含量。此外，生態(tài)修復還包括微生物的修復工作等。

3 結(jié)語

當前階段，我國的土壤修復、土地復墾方面的項目技術(shù)還處于發(fā)展的初級階段，盡管取得了一定的生態(tài)修復成果，但與廢棄礦區(qū)的總數(shù)量、面積相比，復墾比例較低。為此，研究行之有效的復墾技術(shù)既是保護耕地面積、對廢棄礦區(qū)的潛在價值進行二次開發(fā)的有效途徑，也是修復生態(tài)環(huán)境、保證區(qū)域生態(tài)群落多樣性發(fā)展的重要基礎。

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