朱兵權(quán)，袁露露（.寧波佰藝生態(tài)科技有限公司，浙江寧波3500；2.東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春30024）

農(nóng)業(yè)廢棄物在礦山生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用

朱兵權(quán)1，袁露露2*
（1.寧波佰藝生態(tài)科技有限公司，浙江寧波315100；2.東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130024）

礦山廢棄地多為裸露巖面，需要大量的土壤用于植被的恢復(fù)與重建。同時(shí)，我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物數(shù)量巨大且逐年增多，其合理利用與管理也成為一個(gè)難題。將礦山生態(tài)恢復(fù)與農(nóng)業(yè)廢棄物有機(jī)結(jié)合，是尋找礦山生態(tài)恢復(fù)治理和農(nóng)業(yè)廢棄物資源合理利用的新思路。本文闡述了我國(guó)礦山廢棄地的治理現(xiàn)狀、農(nóng)業(yè)廢棄物的特點(diǎn)，探討了可用于礦山生態(tài)恢復(fù)的農(nóng)業(yè)廢棄物的基質(zhì)類(lèi)型及其應(yīng)用前景。

礦山；生態(tài)恢復(fù)；農(nóng)業(yè)廢棄物；資源化利用

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)礦產(chǎn)資源開(kāi)采活動(dòng)缺乏管理和規(guī)劃，對(duì)礦山地質(zhì)環(huán)境沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)有效的治理，導(dǎo)致了礦區(qū)的環(huán)境污染和生態(tài)退化。主要表現(xiàn)為植被破壞、水土流失、土地退化、誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害、水質(zhì)污染與土壤污染、生物多樣性損失等［1］。廢棄礦山地區(qū)生態(tài)環(huán)境恢復(fù)的重要環(huán)節(jié)就是改良土壤基質(zhì)。由于我國(guó)許多礦區(qū)土源較少，有的礦區(qū)已無(wú)土可取，異地取土也是對(duì)土地資源的破壞。而且，多年采礦導(dǎo)致礦區(qū)土壤營(yíng)養(yǎng)極其貧乏。因而，在缺乏土源、土壤營(yíng)養(yǎng)匱乏的礦區(qū)，尋找適用的土壤替代物（人造土壤）顯得尤為必要。

與此同時(shí)，我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物數(shù)量巨大、分布廣泛、廉價(jià)易得，還是微生物良好的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和堆肥的理想原料［2］。長(zhǎng)期以來(lái)，農(nóng)業(yè)廢棄物的處理方式是簡(jiǎn)單回填或者焚燒，造成了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)表明，有機(jī)固體廢棄物經(jīng)過(guò)堆肥處理后可制備成土壤改良劑、有機(jī)肥料和有機(jī)園藝基質(zhì)。因而將農(nóng)業(yè)廢棄物加工成礦山恢復(fù)的專(zhuān)用基質(zhì)不僅能消除礦區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患，改良和培肥土壤，節(jié)約土地資源，改善礦區(qū)的地質(zhì)環(huán)境，而且能促進(jìn)農(nóng)林廢棄物資源的循環(huán)再利用，降低基質(zhì)栽培成本，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)廢棄物和廢棄礦山的“雙廢治理”，獲得較大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益以及生態(tài)效益［3］。

1　我國(guó)礦山廢棄地的現(xiàn)狀

我國(guó)礦山數(shù)量眾多、規(guī)模巨大。在現(xiàn)有的管理水平和開(kāi)發(fā)技術(shù)水平下，礦山開(kāi)采活動(dòng)造成的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題在不斷加劇。目前，我國(guó)國(guó)營(yíng)大中型礦山企業(yè)有8000多個(gè)，小型礦山有23萬(wàn)個(gè)，廢棄礦山約達(dá)幾十萬(wàn)個(gè)［4］。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)被采礦業(yè)破壞的土地面積約140-200萬(wàn)hm2，每年仍以4萬(wàn)hm2的速度遞增，且土地復(fù)墾率僅為13.3％，這與發(fā)達(dá)國(guó)家75％的復(fù)墾率有較大差距［5］。因而，我國(guó)應(yīng)該加快礦山廢棄地的生態(tài)治理的進(jìn)度，并且學(xué)習(xí)并借鑒國(guó)外先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。

2　礦山廢棄地的類(lèi)型、特征和生態(tài)修復(fù)工程措施

2.1礦山廢棄地的類(lèi)型與特征

礦山開(kāi)采過(guò)程中，矸石山、尾礦場(chǎng)、排土場(chǎng)、塌陷區(qū)、露天采礦場(chǎng)及重金屬污染而失去經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值的土地稱(chēng)為礦山廢棄地［6］。礦山廢棄地不僅破壞和侵占大量土地資源，其廢棄物的排放和堆存也帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題。礦山廢棄地往往含有多種污染物，嚴(yán)重污染礦山及周邊地區(qū)的水資源、土壤和大氣。采礦活動(dòng)嚴(yán)重破壞植被和山體結(jié)構(gòu)，造成土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素流失，引起地面塌陷及地裂縫，最終導(dǎo)致大面積的人工裸地［7］。未經(jīng)處理的廢石堆和尾礦堆，因其結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，極易導(dǎo)致嚴(yán)重水土流失，并誘發(fā)崩塌、滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害等。

2.2礦山廢棄地生態(tài)恢復(fù)的工程措施

礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理工程主要采取兩種措施，即邊坡治理和復(fù)綠。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)創(chuàng)了一些巖質(zhì)邊坡綠化工程技術(shù)，如種子噴播法、客土噴播法、鋼筋水泥框格法、植生卷鋪蓋法、纖維綠化法、厚層基材噴射綠化法、生態(tài)多孔混凝土綠化法以及客土袋液壓噴播植草法等［8］。但我國(guó)大部分地區(qū)的石壁的坡度較陡，直接引進(jìn)國(guó)外技術(shù)方法，成效不佳。目前國(guó)內(nèi)較常用的噴播技術(shù)，由于噴漿與巖體的黏結(jié)很差，防護(hù)效果也不理想。因此對(duì)于尋求新型的綠化手段和基質(zhì)材料顯得尤為迫切。

礦山綠化方法應(yīng)該從改良土壤和就地取材入手，營(yíng)造出適宜的土壤替代物，既要具有較好的肥力及保水性以提供植物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分和水分外，還要具有一定的抗沖刷能力及一定的強(qiáng)度，能夠抑制水土流失，便于維護(hù)和管理［9］。

3　農(nóng)業(yè)廢棄物在礦山生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用前景

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物種類(lèi)多數(shù)量大，但其利用率極低，造成資源浪費(fèi)嚴(yán)重。以農(nóng)作物秸稈、牲畜糞便、菌渣等一些可再利用的廢棄物作為原料，開(kāi)發(fā)出質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的礦山恢復(fù)的基質(zhì)材料，對(duì)恢復(fù)和保護(hù)礦山生態(tài)環(huán)境以及提高農(nóng)業(yè)廢棄物的資源利用效率具有重大意義。

3.1我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物的現(xiàn)狀

我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物產(chǎn)生量極其巨大，主要來(lái)自于種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)。據(jù)估算，我國(guó)每年約產(chǎn)生40多億t農(nóng)業(yè)廢棄物，其中秸稈約7億t，畜禽糞約26億t，而利用率卻不足25％［10］。目前，農(nóng)業(yè)廢棄物資源化的利用是方向主要為機(jī)械化農(nóng)業(yè)廢棄物還田，借助動(dòng)物過(guò)腹還田，培育食用菌，制取沼氣，用作工業(yè)原料和生物質(zhì)發(fā)電等［11］。因而，提高農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用率，有利于降低環(huán)境污染、促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.2農(nóng)業(yè)廢棄物的優(yōu)點(diǎn)

農(nóng)業(yè)廢棄物養(yǎng)分含量高，不僅能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)，提高土壤肥力，而且具有良好的物理屬性。（1）農(nóng)業(yè)廢棄物主要元素為碳、氫和氧，且含有大量的氮、磷、鈣、鎂等植物生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)元素，能夠很好地促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。（2）農(nóng)業(yè)廢棄物中含有的有機(jī)質(zhì)、腐殖質(zhì)可改善土壤物理性質(zhì)，調(diào)節(jié)土壤pH值，增大土壤孔隙增加土壤肥力，提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。同時(shí)，農(nóng)業(yè)廢棄物堆肥產(chǎn)品還有具有修復(fù)污染土壤的作用。（3）農(nóng)業(yè)廢棄物普遍具有表面密度小、韌性大、抗拉、抗彎、抗沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能有效抵抗雨蝕和風(fēng)蝕，從而抑制礦區(qū)水土流失。

3.3農(nóng)業(yè)廢棄物選擇與利用

農(nóng)業(yè)廢棄物種類(lèi)繁多及基質(zhì)化利用潛力巨大，經(jīng)綜合分析，用于礦山生態(tài)恢復(fù)的農(nóng)業(yè)廢棄物大概分為三類(lèi)（表1）：（1）農(nóng)作物秸稈類(lèi)，包括玉米秸、稻草、油菜秸、麥秸等。農(nóng)業(yè)秸稈是農(nóng)業(yè)廢棄物中最主要的部分。（2）蔬菜、瓜果和木材等農(nóng)副產(chǎn)品加工類(lèi)，包括稻殼、花生殼、麥殼等農(nóng)產(chǎn)品的副產(chǎn)物，包括木材的鋸末、樹(shù)皮、甘蔗渣、蘑菇渣、酒渣等二次利用的廢棄有機(jī)物。（3）人畜糞便類(lèi)，包括雞糞、牛糞、豬糞等養(yǎng)殖廢棄物。（4）以上三種類(lèi)型的廢棄物的混合以及這三種廢棄物與其他材料的混合，如與煤礦渣、泥炭、草炭和蛭石等混合。

表1　農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)選擇

4　問(wèn)題與展望

目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)廢棄物利用創(chuàng)新性技術(shù)少，用于礦山專(zhuān)用基質(zhì)還沒(méi)有很好的開(kāi)發(fā)。如能開(kāi)發(fā)出更適宜的，便于規(guī)?；a(chǎn)的農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)產(chǎn)品，將在環(huán)境的改善，特別是施工難度大、效果差的區(qū)域發(fā)揮重要作用。同時(shí)，農(nóng)業(yè)廢棄物來(lái)源與處理方法的不同，易造成產(chǎn)品質(zhì)量的不穩(wěn)定。因而要根據(jù)不同的使用用途，劃分不同產(chǎn)品類(lèi)型，制定農(nóng)業(yè)廢棄物基質(zhì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。因而，應(yīng)當(dāng)加快技術(shù)創(chuàng)新的步伐，制定優(yōu)惠政策鼓勵(lì)和扶持一批農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用和無(wú)害化處理的龍頭企業(yè)，以延長(zhǎng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，并為礦山生態(tài)恢復(fù)提供有效種植載體，形成“以廢治廢”的可持續(xù)發(fā)展理念。

［1］張杰西，趙斌，房彬，張玲.礦山生態(tài)修復(fù)方法及工程措施研究［J］.再生資源與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2014（12）：31-33.

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（2016-04-25收稿劉曉佳編輯）

Utilization of Agricultural Waste in Ecological Restoration of Abandoned Land of Mine

ZHU Bing-quan et al
（Ningbo art ecological technology co.，LTD.，zhejiang ningbo 315100，China）

Being full of naked rocks，abandoned land of mine needsabundantsoiltorestoreandreestablishvegetation. Meanwhile，agricultural waste increases year by year in China，and its rational utilization and management has become a problem.The combination of abandoned land of mine and agricultural waste is a new approach to solve the problem above.The current situation of restoration of abandoned mining area in China were introduced. Types and feature of the abandoned land were presented.Also，the paper discussed the types of agricultural wastes substrate that can be applied in the restoration of mining area.It thought that these waste has broad application prospects.

Mine；Ecological restoration；Agricultural waste；Resource utilization

X712

A

1003-7853（2016）03-0068-03

寧波市2015年度科技計(jì)劃項(xiàng)目專(zhuān)項(xiàng)

朱兵權(quán)，寧波佰藝生態(tài)科技有限公司。

袁露露，在讀研究生，研究方向?yàn)槟嗵抠Y源管理及農(nóng)用廢棄物利用。