古 琳,王志坤
(江西省煤田地質(zhì)局普查綜合大隊(duì),江西 南昌 330001)
社會(huì)發(fā)展離不開(kāi)資源的綜合利用,礦產(chǎn)資源是科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分。隨著金屬礦產(chǎn)資源需求量逐漸增大,使得金屬礦山開(kāi)發(fā)力度加大,致使礦山生態(tài)環(huán)境遭到不同程度的破壞,如金屬礦山開(kāi)發(fā)引起的地質(zhì)災(zāi)害、水土污染等[1]。因此,如何加強(qiáng)礦山區(qū)域土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)治理成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn),也是有效提高土地資源利用率的基礎(chǔ)?;诖?,本文以某金屬礦山為例,分析常見(jiàn)的礦山土地復(fù)墾與生態(tài)恢復(fù)治理方法,為推動(dòng)礦山綠色發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
(1)水土資源的污染問(wèn)題。金屬礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)與利用是長(zhǎng)期性的活動(dòng),隨著開(kāi)采時(shí)間的延長(zhǎng),破壞了原有的生態(tài)環(huán)境平衡,對(duì)當(dāng)?shù)貐^(qū)域范圍內(nèi)的水土影響較大,主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:一是礦渣廢棄物污染問(wèn)題,在開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生大量的礦石廢渣、煤矸石等堆積于礦山地表,增加了與空氣、水體的接觸面積,隨著時(shí)間的推移可使得地表土壤、水系中重金屬元素超標(biāo),進(jìn)而影響土壤質(zhì)量及水質(zhì)質(zhì)量;二是對(duì)地下水和地表水的污染問(wèn)題,采礦活動(dòng)使得富含金屬元素的礦石破碎,增加了水與礦石的接觸面積,間接的加快了水與巖石中不同礦物組分的交換速率,使得地下水和地表水中的重金屬元素增加;三是粉塵污染問(wèn)題,主要表現(xiàn)在采礦活動(dòng)、運(yùn)輸?shù)犬a(chǎn)生的粉塵,由于飄散較遠(yuǎn),隨著時(shí)間的增長(zhǎng),使得較大范圍內(nèi)的土壤、水系造成污染。
(2)礦山生態(tài)環(huán)境破壞。礦山生態(tài)環(huán)境是礦山范圍內(nèi)所有植被、巖石、水系、動(dòng)物、空氣等的有機(jī)體,采礦活動(dòng)對(duì)礦山生態(tài)環(huán)境破壞較大,主要表現(xiàn)在對(duì)植被、土壤、水系、大氣的污染方面。土壤或水系酸化、重金屬元素超標(biāo)均對(duì)植被產(chǎn)生較大的影響,加之采礦活動(dòng)對(duì)地表植被破壞較大,礦石廢棄物堆積占用面積等,造成礦山地表植被率嚴(yán)重降低,使得礦山生態(tài)環(huán)境遭到破壞。此外,隨著礦山采礦活動(dòng)的進(jìn)行,可引發(fā)一系列的礦山地質(zhì)災(zāi)害,如滑坡、崩塌、礦坑塌陷、水土流失等問(wèn)題。
礦山土地復(fù)墾及生態(tài)恢復(fù)治理是長(zhǎng)期的治理過(guò)程,不同地域的礦山所處的更大的生態(tài)環(huán)境存在較大差異,導(dǎo)致礦山生態(tài)環(huán)境的自我恢復(fù)能力差異較大,如氣候溫暖環(huán)境和高寒缺氧環(huán)境下礦山生態(tài)環(huán)境的自我恢復(fù)能力。因此,人工干預(yù)礦山土地復(fù)墾和生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理是十分有必要的。礦山土地復(fù)墾及生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則:一是長(zhǎng)期性發(fā)展為原則,即在復(fù)墾和恢復(fù)過(guò)程中要著眼長(zhǎng)期發(fā)展,確保人為干預(yù)措施撤離后生態(tài)環(huán)境是平穩(wěn)演變的;二是因地制宜原則,不同區(qū)域的礦山生態(tài)環(huán)境的自我恢復(fù)能力存在較大的差異,在氣候溫暖、適合植被生長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi),礦山植被等在較短的時(shí)間內(nèi)可恢復(fù),人工干預(yù)量少;而高寒缺氧環(huán)境的礦山生態(tài)環(huán)境的自我修復(fù)能力差,需要長(zhǎng)期的人工干預(yù)才可恢復(fù)治理;三是廢渣等的充分利用,采礦活動(dòng)產(chǎn)生大量的廢渣,堆積在礦山地表,如何加強(qiáng)廢棄物的利用率是當(dāng)前探討的另一熱點(diǎn)。
(1)礦山土地復(fù)墾。礦山土地復(fù)墾是以采礦活動(dòng)對(duì)礦山土地破壞為基礎(chǔ)進(jìn)行的一系列治理措施,進(jìn)而達(dá)到礦山土地恢復(fù)生產(chǎn)力的過(guò)程,促進(jìn)礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)。礦山土地遭到破壞的形式主要有四類(lèi)型:一是探礦工程對(duì)土地的破壞,主要表現(xiàn)在平硐平臺(tái)、鉆機(jī)平臺(tái)等占用土地;二是采礦邊坡的開(kāi)挖,形成大量的礦山邊坡;三是采礦廢渣的堆積,占用了較大的地表土地資源;四是公路修建,破壞了土地資源,增加了礦山邊坡等[2]。因此,針對(duì)礦山土地復(fù)墾問(wèn)題主要采用土地整平的方式進(jìn)行,將礦坑、公路、平臺(tái)、廢渣堆積區(qū)域整平處理后用作農(nóng)田耕種。對(duì)于地表采礦活動(dòng)可采用邊采邊復(fù)方式,在修復(fù)過(guò)程中將煤矸石、粉煤灰作為回填材料,可有效的減少礦石廢渣對(duì)土壤造成的污染。水是植被生長(zhǎng)必需的,因此加強(qiáng)水體修復(fù)是土地復(fù)墾的基礎(chǔ),治理過(guò)程中要根據(jù)不同金屬礦山中金屬元素類(lèi)型制定相應(yīng)的措施,改善礦山排水設(shè)施,預(yù)防礦山水土流失等問(wèn)題,最終提高礦山生態(tài)環(huán)境的自我修復(fù)能力。
(2)生態(tài)恢復(fù)治理方法。生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理的著眼點(diǎn)是礦山土地復(fù)墾問(wèn)題,這是由于生態(tài)環(huán)境是巖石圈、大氣圈、水系等的統(tǒng)一體,而直接載體是礦山土地地表。因此,提高礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)能力的基礎(chǔ)是礦山土壤及水系的治理過(guò)程中,使得礦山土壤更適合于植被的生長(zhǎng)環(huán)境,常見(jiàn)的治理方法有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)。①物理修復(fù)方法。若礦山土壤及水系未發(fā)生明顯的重金屬污染或者極輕微的污染,礦石廢渣中的金屬元素含量與區(qū)域土地相應(yīng)元素含量基本相當(dāng)時(shí),可采用物理修復(fù)方式,對(duì)整平和回填后的土地進(jìn)行翻松處理,將淺表輕微污染的土壤進(jìn)行分散,即間接提高土壤的自我凈化能力,再結(jié)合不同植物對(duì)金屬元素的吸附能力等差異,有選擇性的種植相應(yīng)的植被,使得礦山土壤在短期內(nèi)恢復(fù)。②化學(xué)修復(fù)方法?;瘜W(xué)修復(fù)方法主要針對(duì)礦山土壤和水系污染較為嚴(yán)重,土壤或水系中國(guó)含有較多的重金屬、有害物質(zhì)等,此時(shí)采用化學(xué)試劑的方式將土壤中的硫化物、過(guò)氧化物等轉(zhuǎn)換成無(wú)害物質(zhì),并借助化學(xué)反應(yīng)降低土壤或水系中的重金屬離子,可有效的防治地表污染加?。▓D1)。此外,對(duì)于土壤酸化問(wèn)題,可在土壤中加入堿性爐渣等改善土壤酸堿度,再進(jìn)行土壤增肥處理,恢復(fù)礦山土壤肥力。
(3)生物修復(fù)方法。生物修復(fù)方法是以植物、微生物為媒介,將土壤中過(guò)多的重金屬元素、有害物質(zhì)等進(jìn)行吸附、轉(zhuǎn)移消除的過(guò)程,該方法具有環(huán)保、清潔的特點(diǎn)。對(duì)于重金屬污染嚴(yán)重的土壤,可選擇種植紫花苜蓿;向土壤中撒蚯蚓種、放礦物質(zhì)肥以及借助能夠分解礦物質(zhì)肥的微生物等改善土壤肥力[3]。
圖1 某礦山土地復(fù)墾與生態(tài)環(huán)境治理效果圖
綜上所述,礦山土地復(fù)墾及生態(tài)環(huán)境修復(fù)治理是一項(xiàng)長(zhǎng)期的治理過(guò)程,礦山生態(tài)環(huán)境的惡化勢(shì)必引起周邊生態(tài)環(huán)境的惡化,造成連鎖反應(yīng),不利于區(qū)域長(zhǎng)期發(fā)展,因此,加強(qiáng)礦山生態(tài)環(huán)境治理問(wèn)題迫在眉睫。此外,如何提高礦山生態(tài)環(huán)境的利用率或者社會(huì)服務(wù)能力,可從旅游業(yè)發(fā)展角度探索,如建設(shè)礦山景觀旅游區(qū)等,不僅能夠提高當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平,還可提高礦山土地利用率。