陳 艷,張品漢,陳 慧
(1.浙江睿城環(huán)境科技有限公司,浙江 溫州 325200;2.杭州弈揚環(huán)境科技有限公司,浙江 杭州 310000)
我國作為礦產(chǎn)資源大國,礦產(chǎn)已成為社會經(jīng)濟發(fā)展中必不可少的資源。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,礦山開采也成為經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎,但因礦山開發(fā)形成的廢棄地,嚴重危害生態(tài)環(huán)境,亟待治理。相關學者,例如,Li[1]借助中國知網(wǎng)及ScienceDirect等網(wǎng)站,查找的有關礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境整治主題的相關研究成果來看,有關我國礦山資源開發(fā)環(huán)境的研究文獻并不豐富,近10年發(fā)表的相關主題論文約180篇,其中英文文獻僅20多篇,由此可知,礦山環(huán)保是目前行業(yè)領域研究的重點和難點。基于此,本文將分析礦山開發(fā)的基礎環(huán)境以及廢棄地修復的現(xiàn)狀,并結合現(xiàn)狀提出了生態(tài)環(huán)境修復技術,以實現(xiàn)保護礦山生態(tài)資源的穩(wěn)定發(fā)展。
我國礦山環(huán)境的開發(fā)并不樂觀,存在較多環(huán)境污染和環(huán)保問題,亟待整治和處理?;趯ψ匀毁Y源生態(tài)的環(huán)境保護,礦山開發(fā)環(huán)境及其治理的影響因素主要分為:地質(zhì)環(huán)境環(huán)境影響因素、生態(tài)環(huán)境影響因素和環(huán)境污染影響因素[1],詳見表1。
表1 礦山開發(fā)導致的主要環(huán)境問題
根據(jù)礦山廢棄地的形成機理,集合相關勘察調(diào)研的結果,分析得出的礦山廢棄地的分類特點,詳見表2。
表2 礦山廢棄地的分類特點
近幾年,相關部門對礦山廢棄地環(huán)境的整治與預防修復加大了資金投入,截止2020年底,累積投入已經(jīng)達到了1 000多億元,已經(jīng)修復完成的礦山廢棄地面積也達到90萬 hm2,但治理的總有效率僅為29.9%,由此看出,我國礦山廢棄地的環(huán)境整治及治理存在較大壓力。目前,廢棄地治理資金的主要來源是以財政補貼和政府財政撥款為主,但更多的礦山修復資金來源于企業(yè)自給自足,自行承擔修復成本。另一方面,我國在礦山廢棄地的治理合作方面缺乏綜合性的合作模式,因此,在修復技術實施過程中,應引起更多的社會關注,這樣才能夠不斷促進礦山開采土壤修復技術和產(chǎn)業(yè)的不斷完善。其實,在土壤污染修復領域,商業(yè)開發(fā)價值和經(jīng)濟價值是非常大的,但礦山資源開發(fā)用地相對偏僻,開發(fā)市場及相關開發(fā)資源難以支撐優(yōu)質(zhì)礦山資源開發(fā)路徑。所以,目前還沒有探索出一套科學的、優(yōu)質(zhì)的市場管理模式。
在生態(tài)環(huán)境體系中,礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境修復技術極為關鍵,不僅能夠高效的恢復原貌,還能形成環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,但這需要較長的恢復時間。然而,人工干預的方法,能夠在較短的時間內(nèi),高效實現(xiàn)礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境的修復和治理。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)礦山廢棄地區(qū)域生態(tài)功能的良好發(fā)展,要創(chuàng)造更多適宜植被生長的生態(tài)環(huán)境,還要加強水資源、生物資源等之間的相互關聯(lián),以此構建生態(tài)環(huán)境修復技術。由于土壤是植被、微生物等生長的主要基質(zhì),限制礦區(qū)植物生長,對于基質(zhì)結構及其養(yǎng)分具有重要意義。對于基質(zhì)改性主要方法包含括物理、化學和生物法。其中,物理方法主要是借助將地表土進行回填實現(xiàn)。
按照礦山修復的相關技術規(guī)范內(nèi)容,在堆場、礦山和尾礦庫等專用礦山區(qū)域建設之前,需要按照規(guī)范施工,防止出現(xiàn)水土流失的現(xiàn)象。在修復之前,生態(tài)修復區(qū)域表現(xiàn)為:地表裸露、土層缺失、地勢陡峭、坡度不穩(wěn)等,區(qū)域內(nèi)幾乎沒有植被。因此,生態(tài)修復可采用覆蓋廢棄礦山(礦區(qū)和渣場)的方式,其覆蓋的土壤主要為建筑垃圾、施工廢土及湖泊清淤等。對于建筑垃圾產(chǎn)生的混凝土及湖底淤泥進行有效的疏浚施工管理,不僅能夠有效提高土壤有機質(zhì)的含量,還能夠不斷改善和優(yōu)化土壤結構,進而為植物生態(tài)環(huán)境改善提供良好基礎[2]。
物理修復技術主要包括隔離、固化和動力學方程計算法等。其中,隔離法主要是利用水泥、粘土及板材等材料,對于容易受到污染的土壤進行隔離,實現(xiàn)水體分離,以減少或者防止出現(xiàn)污染的現(xiàn)象。隔離法主要包含有振動梁擋土墻、平墻及薄膜墻等結構。這種處理方法往往用于受到污染較為嚴重的礦山廢棄地,且污染后容易被擴散,但污染物經(jīng)過了一段時間的分離后,會受到較大的限制。
電動修復技術能夠去除土壤環(huán)境中的多類型重金屬污染物,例如,可在陰極中加入乙二胺四乙酸(EDTA),進而高效的提高修復電流,增強電動修復的效果,其在污染土壤中總銅、總鉛和總鎘的去除率分別為90.2%、68.1%和95.1%。韓璐[3]等在湘西華源鉛鋅尾礦中使用鈍化劑,發(fā)現(xiàn)其對Cd、Pb、Zn的遷移率和生物有效性以及凝固有顯著影響。相關研究表明,向礦山廢棄地環(huán)境中加入適量的磷改良劑,不僅能夠?qū)U棄地土壤環(huán)境中的鉛含量及時清除,同時能夠降低土壤環(huán)境中的鉛轉(zhuǎn)移率及生物有效性。這種方法應用具有高效性、穩(wěn)定性、修復效果好等優(yōu)點,但存在修復難度大、修復成本高等缺陷,在修復結束后培養(yǎng)難度大[4]。
化學修復技術應用,主要是基于土壤中重金屬所發(fā)生的化學反應,進而逐步降低土壤中重金屬的含量以及降低其在土壤環(huán)境中的溶解度等。
黃錫華等研究學者認為,借助于P&T技術(提取A處理技術)可有效開展對污染土壤環(huán)境中淋巴液的處理,從而實現(xiàn)對深層土壤環(huán)境中固定劑的增加。于輝勝[5]等再對云南孤山某礦廠尾礦砂庫進行調(diào)查發(fā)現(xiàn),根據(jù)綜合減毒指標和經(jīng)濟成本,在1:6水土沖洗3 h,0.1 mol/L的技術條件下,EDTA是一種合適且有效的清潔劑。α-淀粉酶是一種理想的重金屬絡合劑,對酸性、還原和氧化重金屬有一定的去除作用。鐵鹽、鐵酸鹽和三氧化二鐵,特別是硫酸鐵,能有效降低砷的遷移率,抑制植物對砷的吸收。
當前,我國提出了建設生態(tài)文明的自然環(huán)境,這需要大家共同努力。在大氣環(huán)境污染、地質(zhì)環(huán)境污染和相關環(huán)境復雜影響因素下,如何實現(xiàn)環(huán)境治理的有效性,優(yōu)化和提高環(huán)境治理的質(zhì)量和效率是關鍵。鑒于此,本文從礦山廢棄地的環(huán)境影響因素及生態(tài)修復治理角度進行了詳細的分析,期望能夠給同領域技術人員提供一定的理論參考。