(江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六三大隊(duì),江西 吉安 343000)
新中國(guó)成立以來(lái),我國(guó)礦業(yè)發(fā)展突飛猛進(jìn),截止2018年底,已發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)173種,探明儲(chǔ)量的礦種從十幾種增至162種,我國(guó)成為世界最大礦產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)[1]。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展,礦產(chǎn)資源需求量持續(xù)增長(zhǎng),礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)力度不斷加大,礦山開(kāi)采活動(dòng)日益劇烈,尤其是露天礦山開(kāi)采,給礦區(qū)及其周邊生態(tài)環(huán)境造成了較大影響,引發(fā)了一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題。
近年來(lái),國(guó)家對(duì)礦山環(huán)境保護(hù)及恢復(fù)治理工作越來(lái)越重視。正確認(rèn)識(shí)和科學(xué)劃分礦山環(huán)境問(wèn)題,是指導(dǎo)礦山環(huán)境調(diào)查、評(píng)價(jià)、修復(fù)治理與保護(hù)等工作的前提[2]。關(guān)于礦山環(huán)境問(wèn)題的分類(lèi),前人做了很多研究,劃分的依據(jù)有:礦山環(huán)境問(wèn)題性質(zhì)及其環(huán)境影響[3],礦山環(huán)境問(wèn)題特征[4]等。在前人研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合露天礦山的開(kāi)采過(guò)程,本文將露天礦山生態(tài)環(huán)境問(wèn)題分為四類(lèi)(表1),能直觀(guān)反映礦山開(kāi)采與生態(tài)環(huán)境破壞之間的聯(lián)系,對(duì)指導(dǎo)礦山生產(chǎn)及生態(tài)修復(fù)具有實(shí)踐意義。
露天開(kāi)采對(duì)地表和地下巖土層都會(huì)造成擾動(dòng)。對(duì)于新建礦山,首先要對(duì)采區(qū)進(jìn)行表土剝離,并將剝離的表層根植土妥善存放于選定的排土場(chǎng)區(qū)域。表土剝離將破壞地表植被,改變?cè)嫉匦蔚孛簿坝^(guān),同時(shí),露天礦山開(kāi)采過(guò)程中大規(guī)模的土石方運(yùn)移以及開(kāi)采產(chǎn)生的廢土、廢石、矸石、尾礦等固體廢棄物堆放,也對(duì)地形地貌產(chǎn)生很大影響。
露天開(kāi)采過(guò)程中,地表植被遭到破壞,露天采場(chǎng)大面積裸露,水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重,土壤侵蝕強(qiáng)度高。排土場(chǎng)不僅在建設(shè)初期,存在土方開(kāi)挖和地表擾動(dòng),而且在整個(gè)礦山生產(chǎn)周期中,存在大量渣土持續(xù)堆放,土體松散且裸露,加上排土場(chǎng)多數(shù)設(shè)在山間溝谷處,若沒(méi)有攔擋、護(hù)坡、截(排)水等工程措施,極易造成水土流失。
表1 依據(jù)露天礦山開(kāi)采過(guò)程的礦山環(huán)境問(wèn)題分類(lèi)及生態(tài)修復(fù)單元
露天礦山開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢水和廢渣,例如:爆破產(chǎn)生的大量粉塵,露天采場(chǎng)內(nèi)的礦坑水,經(jīng)選礦產(chǎn)生的廢石、矸石、尾礦等,這些廢棄物中可能含有酸性、堿性、毒性或重金屬等有害成分,通過(guò)徑流和水循環(huán),污染周?chē)耐馏w、水體和空間。
表2 地質(zhì)地貌工程修復(fù)技術(shù)分類(lèi)
礦山地質(zhì)災(zāi)害主要指崩塌、滑坡、泥石流。露天礦山開(kāi)采過(guò)程中形成的高陡邊坡,固體廢棄物堆棄形成的陡坡,都可能誘發(fā)局部滑坡、崩塌;廢石、矸石、尾礦的不合理堆放是誘發(fā)泥石流的主要因素[2]。露天采場(chǎng)、排土場(chǎng)、廢石場(chǎng)、矸石場(chǎng)、尾礦庫(kù)等都是礦山地質(zhì)災(zāi)害的易發(fā)區(qū)。
目前,許多專(zhuān)家和學(xué)者圍繞礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù),已開(kāi)展了多領(lǐng)域、多學(xué)科的研究,并取得了較大進(jìn)展。有學(xué)者總結(jié)歸納了四類(lèi)礦山修復(fù)治理技術(shù):消災(zāi)修復(fù)技術(shù)、工程修復(fù)技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)[3],也有學(xué)者依據(jù)損毀方式,將露天礦山修復(fù)治理技術(shù)分為:露天采坑修復(fù)技術(shù)、露天采場(chǎng)修復(fù)技術(shù)、礦山地面建設(shè)工程壓占修復(fù)技術(shù)、固體廢棄物壓占修復(fù)技術(shù)等[5]。本文根據(jù)露天礦山恢復(fù)治理過(guò)程將修復(fù)技術(shù)分為:地質(zhì)地貌工程修復(fù)技術(shù)、土壤修復(fù)技術(shù)、生態(tài)修復(fù)技術(shù)。
地質(zhì)地貌工程修復(fù)主要目的是整治地形、加固地質(zhì)體、避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,為恢復(fù)植被創(chuàng)造良好的立地條件。
地質(zhì)地貌工程主要有露天采場(chǎng)邊坡修整及護(hù)坡工程、露天采場(chǎng)底部地形平整工程,排土場(chǎng)、廢石場(chǎng)、矸石場(chǎng)、尾礦庫(kù)等的地形平整工程、擋土墻工程、截(排)水溝工程等(表2)。
恢復(fù)植被是恢復(fù)生態(tài)功能的前提,而土壤是植被生長(zhǎng)的基礎(chǔ)。土壤修復(fù)技術(shù)可以分為:土壤回填技術(shù)和土壤改良技術(shù)。土壤回填技術(shù)可以分為表土回填技術(shù)和客土回填技術(shù),主要用于露天采場(chǎng)的生態(tài)修復(fù)。
對(duì)于新建礦山,土壤回填可以利用礦山開(kāi)采初期剝離的表土進(jìn)行回填,對(duì)于老礦山或廢棄礦山,只能采用客土回填技術(shù),外購(gòu)根植土,但費(fèi)用較高。
土壤改良技術(shù)可以分為化學(xué)改良技術(shù)和生物改良技術(shù)。主要是通過(guò)使用化學(xué)添加劑或生物方法,吸附、降解、遷移、轉(zhuǎn)化土壤中的污染物,使土壤指標(biāo)恢復(fù)到適用范圍,達(dá)到土壤修復(fù)目的。
生態(tài)修復(fù)是指將遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原先功能再現(xiàn)的過(guò)程[6],礦山生態(tài)修復(fù)就是按照生態(tài)演替理論,通過(guò)引入先鋒植物進(jìn)行一系列自然演替,最終達(dá)到中生性的頂級(jí)群落,再現(xiàn)礦山生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),維持生態(tài)系統(tǒng)功能[7]。生態(tài)修復(fù)技術(shù)包括:植被修復(fù)技術(shù)、景觀(guān)修復(fù)技術(shù)。
植被修復(fù)技術(shù)要點(diǎn)是要根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境特征及礦山現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,篩選先鋒植被及其種植組合(林木種、灌木種、草籽),達(dá)到快速?gòu)?fù)綠的修復(fù)效果。選取的先鋒植被應(yīng)該具備以下特征:抗逆性好;易成活;根系發(fā)達(dá);生物量高;最好本地優(yōu)勢(shì)物種。
礦區(qū)景觀(guān)在露天開(kāi)采后發(fā)生巨大變化,形成新的斑塊和廊道,景觀(guān)破碎,連接性差,功能下降,與周?chē)鷳B(tài)景觀(guān)不協(xié)調(diào)。景觀(guān)修復(fù)技術(shù)就是要按照景觀(guān)生態(tài)學(xué)原理,優(yōu)化配置,統(tǒng)籌兼顧,人工構(gòu)建適宜的生態(tài)系統(tǒng),并充分運(yùn)用自然演替規(guī)律,發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)自身的恢復(fù)功能,恢復(fù)生物群落與演替[8],逐漸形成與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)的斑塊-廊道-基質(zhì),將破碎化的景觀(guān)恢復(fù)成穩(wěn)定的景觀(guān)類(lèi)型。
露天開(kāi)采造成的環(huán)境問(wèn)題與人民日益增長(zhǎng)的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要相矛盾,要積極開(kāi)展礦山生態(tài)修復(fù)工作,加速形成“加快還舊賬,不再欠新賬”的恢復(fù)治理局面[1],對(duì)于廢棄礦山,要積極爭(zhēng)取政策和資金,加大治理力度,對(duì)于生產(chǎn)礦山,要積極推進(jìn)綠色礦山建設(shè),逐步實(shí)現(xiàn)“金山銀山”到“綠水青山”的轉(zhuǎn)變。