楊黎萌

（安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站，安徽 合肥 230001）

我國(guó)是世界上從很早期就開始開發(fā)利用礦產(chǎn)資源的國(guó)家之一，尤其是新中國(guó)成立以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的進(jìn)步，礦業(yè)達(dá)到了前所未有的重視和發(fā)展。礦產(chǎn)資源的利用小到工農(nóng)業(yè)用水和城鄉(xiāng)居民飲用水，大到工業(yè)原料、能源開發(fā)。被消耗的礦物原料達(dá)50億噸/年以上，依礦產(chǎn)資源支撐著我國(guó)GDP中70%的經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)。特別是金屬礦山的開采推動(dòng)著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的前進(jìn)步伐，但也出現(xiàn)了一系列的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題等。像礦山周邊的地表水和地下水污染，礦山工程施工過(guò)程中引起的有害氣體及粉塵污染、土地植被及土壤微生物原生環(huán)境破壞。開采過(guò)后的廢物、廢石、尾礦堆積，久而久之侵入地下，造成水土污染，生物鏈本是循環(huán)的，最終受害的還是人類自己，直接或間接造成直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)億元[1]。因此，礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)任務(wù)迫在眉睫。

1 礦山廢棄地概念

礦山資源被開采過(guò)后，多種因素造成了環(huán)境被破壞和占用，后期也無(wú)相關(guān)人員進(jìn)行后續(xù)的治理工作，導(dǎo)致礦山無(wú)法持續(xù)開采。包括露天礦山、礦山排土場(chǎng)、尾礦場(chǎng)、塌陷區(qū)及過(guò)度開采的重金屬污染地等都可以叫作礦山廢棄地。

2 露天礦山廢棄地類型和特點(diǎn)

一是由剝離表土、開采的巖石碎塊和低品位礦石堆積而成的廢石堆積地；二是隨著開采面積增加，資源被采完后留下的大片采空區(qū)和塌陷區(qū)，形成的采礦廢棄地;三是開采礦石精選出精礦后產(chǎn)生的尾礦堆積形成的尾礦廢棄地；四是采礦作業(yè)面、機(jī)械設(shè)施、礦石輔助建筑和道路交通等先占用后廢棄的土地。

礦山被開采后的土地中，N、P、K及有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分含量急速下降，造成土壤極端貧瘠，空間形態(tài)落差大，土壤物理結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，破壞因子多以含硫重金屬污染和礦山酸性排水污染為主，治理內(nèi)容以生態(tài)修復(fù)和污染治理為主。礦山污染修復(fù)受地形地貌、氣候特征、水文條件、土壤物理化學(xué)生物特征、表土條件、潛在污染等因素的制約，因此，修復(fù)技術(shù)和實(shí)施方案的選擇需要綜合各因素的影響。

3 廢棄礦山對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

①礦山的開采占用大量土地資源導(dǎo)致其無(wú)法使用。②露天采礦必須要砍伐樹木、破壞植被景觀。無(wú)節(jié)制的開采或者不注重開采技術(shù)，往往會(huì)造成地表塌陷、裂縫等地質(zhì)災(zāi)害。影響后期土地耕種、植被生存。③礦山開采過(guò)程中機(jī)械的運(yùn)作、工人的施工，勘探過(guò)程中的化學(xué)物質(zhì)等，都可以通過(guò)土壤、空氣、水資源進(jìn)行徑流和擴(kuò)散。尤其是重金屬污染，常年累月，輕則影響作物生長(zhǎng)，嚴(yán)重危害到人類健康，甚至是生命。④現(xiàn)在很多生物都在滅絕，這其中和生態(tài)圈有著息息相關(guān)的聯(lián)系。像礦產(chǎn)開采、勘探過(guò)程，地下水和地表水都會(huì)對(duì)生物圈產(chǎn)生擾亂，很多生物都要轉(zhuǎn)移棲息地，且有著不可逆的影響。水污染的危害，導(dǎo)致水生物生存環(huán)境遭到破壞[3]。⑤近些年的臺(tái)風(fēng)、地震每年頻發(fā)，這是因?yàn)榈刭|(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。采礦行業(yè)地表塌陷、開裂，礦坑涌水量加劇，都是引起地震的誘發(fā)原因之一。

4 生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀和修復(fù)技術(shù)種類

4.1 我國(guó)礦山生態(tài)修復(fù)現(xiàn)狀

于20世紀(jì)50年代末60年代初，我國(guó)就已經(jīng)陸續(xù)對(duì)礦山廢棄地進(jìn)行修復(fù)工作。但是由于我國(guó)礦產(chǎn)資源遼闊，造成了廢棄地種類復(fù)雜、區(qū)域相離甚遠(yuǎn)，安排修復(fù)工作實(shí)效不佳。20世紀(jì)80年代初，我國(guó)廢棄露天礦山，已完成的生態(tài)修復(fù)率≤1%，20世紀(jì)80年代末期，盡管各部們加急協(xié)調(diào)，已完成的生態(tài)修復(fù)率也僅到達(dá)了2%，現(xiàn)如今，由于被遺留的廢棄地實(shí)在是太多，治理效果仍不明顯，修復(fù)比例遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家。但治理工作仍在穩(wěn)步向前，我們國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)、修復(fù)的重視程度逐年提高，對(duì)礦山復(fù)墾項(xiàng)目和酸、堿性氧化物污染的土壤植被修復(fù)，景觀生態(tài)的改變等治理和技術(shù)研究方面的資金投入量越來(lái)越大。進(jìn)入到21世紀(jì)，治理目標(biāo)主要轉(zhuǎn)向了礦山生態(tài)系統(tǒng)健康和環(huán)境安全。我國(guó)在2013年，正式頒布了《礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)規(guī)范（試行）》等兩項(xiàng)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，并深入貫徹到各省、自治區(qū)、直轄市環(huán)境保護(hù)廳、保護(hù)局、研究所等，足以看出我國(guó)對(duì)促進(jìn)礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)的重要程度。

4.2 生態(tài)修復(fù)技術(shù)種類

針對(duì)礦山廢棄地特別是金屬類的生態(tài)修復(fù)主要存在的問(wèn)題，目前，治理土壤重金屬污染主要有以下三種途徑:

（1）一是礦區(qū)土壤改良。通過(guò)改變土壤中的金屬離子賦存形態(tài)、PH值，降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性，提高土壤孔隙度，之后播撒適合礦山土壤的種子、引進(jìn)微生物等物理方法對(duì)土壤進(jìn)行改良。

蚯蚓作為土壤中主要的動(dòng)物群體，在土壤生物占比上能達(dá)到60%以上，是土壤改良最有益的生物，在維持土壤生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)里的地位是不可替代的。蚯蚓通過(guò)疏松板結(jié)的土壤，加速分解有機(jī)物質(zhì)，降解植物枯枝落葉，提高土壤中速效鈣、速效磷等的含量，增強(qiáng)土壤中硝化細(xì)菌的活動(dòng)，改善了土壤的物理結(jié)構(gòu)，蚯蚓對(duì)重金屬有較強(qiáng)的吸附能力，從而吸附土壤中的重金屬離子。利用蚯蚓來(lái)修復(fù)礦山廢棄地的土壤的做法，近些年引起了該項(xiàng)工程的治理人員的重視。因此，在礦山廢棄地的治理工程中引入一些像蚯蚓同作用的土壤動(dòng)物，能夠更快速的重建生態(tài)系統(tǒng)功能。

（2）二是利用生物或工程技術(shù)方法去除土壤中的重金屬污染。生物改良技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)是生物改良技術(shù)之一。是一種將土壤環(huán)境中的危害性污染物降解成二氧化碳和水或其他無(wú)公害物質(zhì)的工程技術(shù)[2]。原理是運(yùn)用微生物或植物的生命代謝活動(dòng)，降解、吸收受污染的土壤、水體污染等群體，改善土壤結(jié)構(gòu)、空氣質(zhì)量、水資源質(zhì)量等，從根本上改善情況，降低由于礦山廢棄地引起的污染對(duì)人體健康產(chǎn)生的危害度，恢復(fù)后的礦區(qū)及周邊土地可繼續(xù)種植，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，因此生物改良技術(shù)應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越被廣泛應(yīng)用。

（3）聯(lián)合修復(fù)技術(shù)。不同的礦山，地質(zhì)環(huán)境也不相同，土壤性質(zhì)、污染物質(zhì)種類復(fù)雜多變，通過(guò)多年來(lái)的治理經(jīng)驗(yàn)，單一的技術(shù)修復(fù)技術(shù)對(duì)礦山廢棄地的修復(fù)效果不明顯，有些時(shí)候不能滿足修復(fù)需要。綜合考慮礦山廢棄地污染物的形成機(jī)制以及生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，前輩們也有提到過(guò)采用多種生態(tài)修復(fù)技術(shù)，組合治理，實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)、節(jié)約的修復(fù)成效。某稀土礦區(qū)采取土壤有機(jī)質(zhì)與植物修復(fù)聯(lián)合治理礦山廢棄地，修復(fù)前后對(duì)比發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)聯(lián)合修復(fù)后的土壤中有機(jī)質(zhì)含量明顯增加，土壤的保水能力，土壤生物多樣性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)未經(jīng)治理的污染土壤，經(jīng)過(guò)聯(lián)合修復(fù)后的廢棄地已經(jīng)可以繼續(xù)耕作。將熟石灰、沸石、凹凸棒土、有機(jī)肥與待測(cè)土壤按照一定比例充分混合均勻，播撒到廢棄土壤區(qū)域，將處理過(guò)的土壤放入生態(tài)袋內(nèi)并種植植物做成生態(tài)邊坡，最后水土流失問(wèn)題被治理，邊坡穩(wěn)定性也增強(qiáng)了，有利于形成生態(tài)防護(hù)林。

（4）仿自然地貌修復(fù)技術(shù)。礦山地質(zhì)環(huán)境生態(tài)修復(fù)很難達(dá)到完全恢復(fù)原本的狀態(tài)，所謂復(fù)綠治理，其實(shí)是人為的通過(guò)一些技術(shù)手段，重建一個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng)，這也是生態(tài)重建的名詞在土地復(fù)墾中被廣泛使用的原因。

人工生態(tài)系統(tǒng)是由自然環(huán)境（包括生物和非生物因素）、社會(huì)環(huán)境和人類（包括生活和生產(chǎn)活動(dòng)）三部分組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。人類在系統(tǒng)中既是消費(fèi)者又是主宰者，人類的生產(chǎn)、生活活動(dòng)必須遵循生態(tài)規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律，才能維持系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展。典型的礦區(qū)人工恢復(fù)地貌如經(jīng)過(guò)人工重建的綠化煤矸石山、大型堆砌排土場(chǎng)等，其往往具有較重的人工痕跡，形狀規(guī)則布局過(guò)于工整，花費(fèi)巨大，不能自我保持。這種人工生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于大面積的修復(fù)不是最佳選擇。

5 我國(guó)礦產(chǎn)資源保護(hù)和合理利用的基本目標(biāo)和任務(wù)

為了實(shí)現(xiàn)全國(guó)礦產(chǎn)供需總量平衡，我國(guó)要從宏觀、微觀上調(diào)控礦產(chǎn)資源總開發(fā)量。調(diào)整和優(yōu)化礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的結(jié)構(gòu)和布局，實(shí)現(xiàn)粗放型向集約型的轉(zhuǎn)變的資源利用方式。依托科技發(fā)展，大力度回收資源，降低單位國(guó)民生產(chǎn)總值的礦產(chǎn)資源消耗量，提高資源二次利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約型資源利用的合理布局；對(duì)礦產(chǎn)資源實(shí)行綜合勘查、綜合評(píng)價(jià)和綜合利用；充分利用國(guó)內(nèi)國(guó)外“兩種資源、兩個(gè)市場(chǎng)”，保障礦產(chǎn)資源供應(yīng)安全；達(dá)到我國(guó)近些年重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的綠色開采，節(jié)能環(huán)保，礦業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)平衡進(jìn)步的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

6 生態(tài)修復(fù)技術(shù)治理方案和成效

6.1 邊坡治理措施

邊坡治理主要工作就是要穩(wěn)定邊坡，以防止上體結(jié)構(gòu)受損，造成地質(zhì)災(zāi)害。主要目的是清除山體松動(dòng)危石、潛在不穩(wěn)定的巖石，降坡削坡,系統(tǒng)錨固等將未形成臺(tái)階的懸崖盡量構(gòu)成水平臺(tái)階，降低其坡度，保證在安全角度范圍。對(duì)于邊坡巖石風(fēng)化嚴(yán)重，易造成小范圍塌方的削坡后采用擋土墻的方法治理，在對(duì)調(diào)整后的邊坡進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。為防止浮石滾落造成安全隱患，必須對(duì)坡面進(jìn)行清理并嚴(yán)格檢查，發(fā)現(xiàn)不安全因素，及時(shí)處理。然后可結(jié)合綠化工程中在坡面鋪設(shè)金屬網(wǎng)擋石。在沒(méi)有發(fā)生災(zāi)害之前先防止災(zāi)害的發(fā)生，同時(shí)進(jìn)行修復(fù)，達(dá)到治理任務(wù)。

6.2 尾礦治理措施

尾礦是礦業(yè)廢棄產(chǎn)物的主要成分之一。在廢棄物處理中可作為重要的治理還價(jià)之一。通常選礦廠采用尾礦壩堆存的方式處理尾礦，但選礦過(guò)程導(dǎo)致了有毒藥劑、廢水、以及重金屬離子殘留在尾礦中。這些物質(zhì)極易破壞礦山周邊的環(huán)境和生態(tài)平衡，同時(shí)也是誘發(fā)排土場(chǎng)滑坡、泥石流、尾礦壩潰壩等地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素之一。那么如何才能高效治理呢？

圖1 礦山廢棄地修復(fù)前后對(duì)比圖

需要根據(jù)選礦方法針對(duì)性的做出尾礦性質(zhì)差異的調(diào)研。大概可分為下列幾種途徑：

（1）尾礦里也有可回收的資源，采用對(duì)應(yīng)的回收技術(shù)和合理工藝對(duì)尾礦進(jìn)行再選，最大限度地回收尾礦，這樣可以進(jìn)一步減少尾礦廢渣。

（2）尾礦用作礦山地下開采采空區(qū)的充填料，即水砂充填料或膠結(jié)充填的集料。尾礦作為采空區(qū)的充填料使用，最理想的充填工藝是全尾礦充填工藝，但目前仍處于試驗(yàn)研究階段。在生產(chǎn)上采用的都是利用尾礦中的粗粒部分作為采空區(qū)的充填料。選礦廠的尾礦排出后送尾礦制備工段進(jìn)行分級(jí)，把粗砂部分送井下采空區(qū)，而細(xì)粒部分進(jìn)入尾礦庫(kù)堆存。這種尾礦處理方法在國(guó)內(nèi)外均已得到應(yīng)用。

（3）尾礦廢物利用：比如水泥、硅酸鹽尾砂磚、瓦、加氣混凝土、鑄石、耐火材料、玻璃、陶粒、混凝土集料、微晶玻璃、溶渣花磚、泡沫玻璃和泡沫材料等制作。尾砂修筑公路、路面材料、防滑材料、海岸造田等。在尾礦堆積場(chǎng)上覆土造田，種植農(nóng)作物或植樹造林等。

（4）對(duì)占用大量土地的尾礦進(jìn)行二次開發(fā),加大尾礦的綜合利用率；開發(fā)用量大、投資少、有銷路的尾礦以實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)營(yíng)和多品種開發(fā)的資源化、商品化使其變廢為寶,真正成為經(jīng)濟(jì)商品中的一部分。還要對(duì)尾礦壩中的廢水進(jìn)行處理以達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)浮選廢水適度凈化后全部回用和零污染。

7 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)對(duì)生態(tài)修復(fù)這項(xiàng)極為重視，傳統(tǒng)的單一方法已經(jīng)不適用于現(xiàn)在高速率的修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)中，雖然對(duì)礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)技術(shù)逐步推廣，技術(shù)水平也在逐步更新完善。但各項(xiàng)技術(shù)各有利弊，創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法是當(dāng)下需求的。比如表土覆蓋修復(fù)技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是普遍性、成熟性，缺點(diǎn)是對(duì)礦山廢棄類型有局限性，工程實(shí)施成本高，如果施工人員操作技術(shù)不強(qiáng)，很容易造成水土流失、石漠化加劇等后果；利用物理化學(xué)改良劑進(jìn)行基質(zhì)改良，優(yōu)點(diǎn)是效果明顯、修復(fù)周期短，缺點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)花銷大、操作步驟繁瑣、技術(shù)性高、易造成二次污染等；生物修復(fù)法中的植物修復(fù)技術(shù)，屬于綠色修復(fù)。優(yōu)點(diǎn)是具有成本低、不破壞土壤和河流生態(tài)環(huán)境，不引起二次污染等治理效果一步到位，缺點(diǎn)是修復(fù)過(guò)程周期長(zhǎng)，易受天氣、環(huán)境、溫度、濕度、土質(zhì)等因素影響，效率和速率不高，導(dǎo)致資源耗費(fèi)嚴(yán)重。經(jīng)過(guò)分析，聯(lián)合修復(fù)技術(shù)是最為優(yōu)化的一種方式。因地制宜，結(jié)合礦山廢棄實(shí)際情況，優(yōu)點(diǎn)是綜合性強(qiáng)，針對(duì)性強(qiáng)，生態(tài)修復(fù)效果很明顯。缺點(diǎn)是前期需要勘察人員做大量的準(zhǔn)備工作，調(diào)查廢棄地的土壤、地質(zhì)條件、礦山類型等等，做好記錄，學(xué)科技術(shù)交叉應(yīng)用范圍廣，施工工序多，需要高質(zhì)量技術(shù)人才。開采工程不能停止，再好的治理方式，不如以防治防，從根本上重視綠色開采理念，邊采邊治，不留廢棄地，這樣才能使得日后生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、功能完善，避免出現(xiàn)生態(tài)恢復(fù)后又退化的現(xiàn)象。綜上粗淺見(jiàn)解，是為了我國(guó)能早日實(shí)現(xiàn)礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)的戰(zhàn)略指南提供的部分意見(jiàn)，希望能實(shí)現(xiàn)環(huán)境、土壤和生態(tài)的綜合修復(fù)！