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談礦山開采的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)與其生態(tài)恢復(fù)
摘要:礦產(chǎn)資源開發(fā)已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要手段,但礦山開采又引發(fā)了一系列生態(tài)環(huán)境問題,導(dǎo)致礦區(qū)生態(tài)退化與環(huán)境污染,嚴(yán)重制約了礦區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。本文系統(tǒng)分析了礦山開采的生態(tài)環(huán)境效應(yīng),并根據(jù)典型礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的成功經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了適合我國(guó)礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的典型技術(shù),主要從礦區(qū)廢棄地土壤重金屬污染的治理,礦區(qū)植被的恢復(fù),水土流失的綜合治理三個(gè)方面來論述。
關(guān)鍵字:礦區(qū) 生態(tài)環(huán)境效應(yīng) 生態(tài)恢復(fù)
由于礦藏的不可移動(dòng)性,以致礦山開采長(zhǎng)期占用、破壞、污染土地,改變了區(qū)域水系結(jié)構(gòu),破壞了動(dòng)植物區(qū)系,引發(fā)一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境問題,成為全球環(huán)境與發(fā)展面臨的焦點(diǎn)問題之一。我國(guó)礦區(qū)土地復(fù)墾工作起步較晚,土地復(fù)墾率較低,迫切要求探索適合我國(guó)國(guó)情的土地復(fù)墾技術(shù),提高土地復(fù)墾率和生產(chǎn)潛力。本文將在系統(tǒng)分析礦山開采生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的基礎(chǔ)上,總結(jié)適合我國(guó)礦區(qū)土地復(fù)墾的典型技術(shù),以期推動(dòng)全國(guó)土地復(fù)墾工作的進(jìn)一步發(fā)展。
一、礦山開采的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)
(一)誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。由于地下采空,地面及邊坡開挖影響了山體、斜坡的穩(wěn)定,往往導(dǎo)致地面塌陷、開裂、崩塌和滑坡等頻繁發(fā)生。而礦山排放的廢渣堆積在山坡或溝谷,廢石與泥土混合堆放,使廢石的摩擦力減小,透水性變小而出現(xiàn)漬水,在暴雨下也極易誘發(fā)泥石流。
(二)水文地質(zhì)條件發(fā)生變化與水質(zhì)污染。礦區(qū)塌陷、裂縫與礦井疏干排水,使礦山開采地段的儲(chǔ)水構(gòu)造發(fā)生變化,造成地下水位下降,井泉干涸,形成大面積的疏干漏斗;地表徑流的變更,使水源枯竭,水利設(shè)施喪失原有功能,直接影響農(nóng)作物耕種。 同時(shí),礦山開采過程中產(chǎn)生的礦坑水、廢石淋濾水等,一般較少達(dá)到工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)重影響水生生物的生存繁衍與人畜生活飲用。
(三)土壤退化與污染由于表土被清除采礦后留下的通常是新土或礦渣,加上大型采礦設(shè)備的重壓,往往使土壤堅(jiān)硬、板結(jié),有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分與水分缺乏。而地面塌陷導(dǎo)致地下水位下降、土壤裂隙產(chǎn)生。土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素也隨著裂隙、地表徑流流入采空區(qū)或洼地,造成許多地方土壤養(yǎng)分短缺,土壤承載力下降。
礦山固體廢渣(煤矸石等)經(jīng)雨水沖刷、淋溶,極易將其中的有毒有害成分滲入土壤中,造成土壤的酸堿污染(主要是強(qiáng)酸性污染)、有機(jī)毒物污染與重金屬污染。而土壤的納污和自凈能力有限,當(dāng)污染物超過其臨界值時(shí),將向外界環(huán)境輸出污染物,其自身的組成結(jié)構(gòu)與功能也會(huì)發(fā)生變化,最終導(dǎo)致土壤資源的枯竭。并且,土壤污染在地表徑流和生物地球化學(xué)作用下還會(huì)發(fā)生遷移,危害毗鄰地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量,受污染的農(nóng)產(chǎn)品則會(huì)通過食物鏈危害人體健康。
(四)水土流失加劇。礦山開采直接破壞地表植被,露天礦坑和井工礦抽排地下水使礦區(qū)地下水位大幅度下降,造成土地貧瘠,植被退化,最終導(dǎo)致礦區(qū)大面積人工裸地的形成,極易被雨水沖刷;由于排土場(chǎng)和尾礦占地,形成地面的起伏及溝槽的分布,增加了地表水的流速,使水土更易移動(dòng),沖刷加劇。
(五)生物多樣性損失。植被清除、土壤退化與污染、水土流失,對(duì)礦區(qū)生物多樣性的維持都是致命打擊,嚴(yán)重威脅了動(dòng)植物生存。
二、礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的典型技術(shù)
(一)礦區(qū)土壤污染的治理
1.礦區(qū)土壤重金屬污染的治理。國(guó)內(nèi)外礦區(qū)土壤重金屬污染治理主要包括物理、化學(xué)和生物治理技術(shù)三類。其中,生物治理技術(shù)包括微生物修復(fù)技術(shù)、動(dòng)物修復(fù)技術(shù)與植物修復(fù)技術(shù)。設(shè)施簡(jiǎn)便,投資少,對(duì)環(huán)境擾動(dòng)也少,被認(rèn)為是最有生命力的。
2.礦區(qū)土壤培肥改良技術(shù)。土壤培肥改良技術(shù)就是對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)、pH值等理化性質(zhì)的改良及土壤養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)狀況的改善,這是礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的最終目標(biāo)之一,具體包括:(1)表土轉(zhuǎn)換:在采礦前先把表層及亞表層土壤取走并加以保存,待工程結(jié)束后再放回原處,這樣雖破壞了植被,但土壤的物理性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)條件與種子庫(kù)基本保持原樣,本土植物能迅速定居。(2)客土覆蓋:廢棄地土層較薄時(shí),可采用異地熟土覆蓋,直接固定地表土層,并對(duì)土壤理化特性進(jìn)行改良,特別是引進(jìn)氮素、微生物和植物種子,為礦區(qū)重建植被提供了有利條件。(3)土壤物理性狀改良:土壤物理性狀改良的目標(biāo)是提高土壤孔隙度,降低土壤容重,改善土壤結(jié)構(gòu),短期內(nèi)可采用犁地和施用農(nóng)家肥等方法。(4)土壤pH值改良:對(duì)于pH值不太低的酸性土壤可施用碳酸氫鹽或石灰來調(diào)節(jié)酸性,增加土壤中的鈣含量,改善土壤結(jié)構(gòu)。(5)土壤營(yíng)養(yǎng)狀況改良:主要包括化學(xué)肥料、有機(jī)廢棄物、固氮植物、綠肥、微生物等。
(二)礦區(qū)植被的恢復(fù)。根據(jù)礦區(qū)的氣候和土壤條件,植被篩選應(yīng)著眼于植被品種的近期表現(xiàn),兼顧其長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì),植物品種的選擇首先要根據(jù)生物學(xué)特性,考慮適地適樹原則,尤以選擇根系發(fā)達(dá)、固土固坡效果好、成活率高、速生的鄉(xiāng)土植物。
在配置植物時(shí)要考慮邊坡結(jié)構(gòu)、種植后的管護(hù)要求、自然條件等,以決定種植的形式和品種。同時(shí)要考慮與設(shè)計(jì)目的相適應(yīng);與附近的植被和風(fēng)景等條件相適應(yīng)。
(三)水土流失的綜合治理
1.固體廢棄物攔擋工程。在堆棄場(chǎng)地建設(shè)擋渣墻、攔渣壩和排水工程等,進(jìn)行攔擋與防漏處理。
2.坡面排水工程。對(duì)影響礦山安全的坡面,根據(jù)坡長(zhǎng)分段布設(shè)截流溝、排洪渠等工程,并配以防護(hù)林草帶,增加植被覆蓋,減少坡面徑流對(duì)地表的沖刷,保證礦業(yè)生產(chǎn)安全運(yùn)行。
3.邊坡防護(hù)工程。礦山開采形成的各類邊坡,除盡可能采取措施恢復(fù)植被外,根據(jù)邊坡穩(wěn)定程度及對(duì)周圍的影響,采取相應(yīng)的工程措施進(jìn)行防護(hù)。坡面防護(hù)根據(jù)坡度不同而采用石砌護(hù)坡或植被護(hù)坡。
4.土地整治工程。對(duì)礦山生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量廢石堆、廢棄工業(yè)場(chǎng)地及尾礦庫(kù),采取排蓄結(jié)合的辦法,排水?dāng)r渣,有效解決“三廢”污染。同時(shí)對(duì)服務(wù)期滿的棄渣場(chǎng)、尾礦庫(kù)采取復(fù)墾措施,提高土地利用率。
5.植被恢復(fù)工程。對(duì)各類裸露面,分別采取不同的措施,加速植被恢復(fù)。
三、結(jié)語(yǔ)
礦山開采極大地改變了原生景觀生態(tài)系統(tǒng),導(dǎo)致礦區(qū)生態(tài)退化與環(huán)境污染。針對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)。我國(guó)當(dāng)前礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)的典型技術(shù)體系主要包括礦區(qū)土壤污染的治理及土壤環(huán)境質(zhì)量的改善,礦區(qū)植被的恢復(fù),水土流失的綜合治理等。
必須強(qiáng)調(diào)的是,礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)不僅僅是一個(gè)技術(shù)工程層面的問題,而且與礦區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展密不可分,是一項(xiàng)耦合了社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、資源與環(huán)境的系統(tǒng)工程。因此,礦區(qū)土地復(fù)墾是以人類發(fā)展為核心,對(duì)土地自然、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)屬性的綜合整治,在消除環(huán)境危害的同時(shí)重建生態(tài)平衡。
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