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矿区土地复垦与生态修复研究综述

发布日期:2011-05-06  浏览次数:553

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文章摘要:我国矿产资源丰富,为国民经济的快速稳定发展作出了巨大的贡献。但是,矿产资源的开发也造成了一系列的环境问题:地表下沉、大气

我国矿产资源丰富,为国民经济的快速稳定发展作出了巨大的贡献。但是,矿产资源的开发也造成了一系列的环境问题:地表下沉、大气和水污染、土地大量占用、水土严重流失、生态系统退化、生物多样性丧失、景观受到破坏、农作物减产,并威胁到人体健康。同时也制约了经济的进一步发展。

1 矿区废弃地的类型及特点

矿区废弃地是指在采矿过程中所破坏的、不经一定处理无法使用的土地。可分为4 种类型:①由剥离的表土、开采的废石及低品位矿石堆积形成的废石堆废弃地。废弃物粒径大,难以在短期内自行粉碎风化。该类废石堆弃地空隙大,持水性差。②矿石采完后留下的采空区和塌陷区形成的采矿废弃地往往形成深坑,常年积水或形成湿地。③开采出的矿石经选矿后产生的尾矿堆积形成的尾矿废弃地。尾矿常含有一些有价值组分,是潜在的矿产资源。但同时往往含有有毒元素,如重金属和氰化物等。④采矿作业面、机械设施、矿区辅助建筑物和道路交通等先占用后废弃的土地。

2 矿区资源开发对生态环境的影响

矿产资源开采时,不可避免地对地层和地表(地形、地貌)及其依附的生态系统、相关的社会环境带来影响,产生污染和破坏。大量的弃土弃渣堆积形成的矿渣堆积场和废弃的尾矿由于是裸露、松散的堆积体,在风蚀和水蚀的作用下,导致水土流失加剧,土地沙荒化,大风时灰尘飞扬污染环境,影响农作物生长和人类健康。暴雨时极易被雨水冲刷,大量泥沙流入河道或水库,污染和淤积水体,影响水利设施的正常使用。

矿区废弃物中的酸性、碱性、毒性或重金属成分,通过径流和大气扩散会污染水、大气、土壤及生物环境,其影响的区域远远超过了矿区的范围。由废弃地产生的放射性污染亦不容忽视。

尾矿库如管理不善,在极端自然条件下,设施一旦承受不了,则易引发溃堤垮坝等灾难事故,引起泥石流,淹没耕地、淤塞河道、污染环境、损毁公路,给人民生命财产带来巨大损失,严重威胁着人类的生存环境。更为严重的是由尾矿坝垮坝所带来的损失和负面影响具有长期性。因垮坝而分布于流域坡面、沟谷之中的尾矿,将对环境的影响由点扩大为面,增加了对周围环境的影响范围和治理的难度,加大了水土流失量。

由于采矿对地表和地下水产生的影响,常导致土壤质量下降,生态系统退化,生物多样性丧失,作物减产。勘查、采矿引起的地表与地下的扰动可以对生物群落造成很大的危害,且许多是不可逆的。裸露的矿业废弃地继续加强这种破坏,造成废弃地周围甚至更大范围内生物多样性减少和生态系统失调。

3 矿区土地复垦与生态修复

土地复垦和生态修复是解决矿山环境保护和综合治理的最有效途径。主要指对采矿引起的土地功能退化、生态结构缺损、功能失调等问题,通过工程、生物及其他综合措施来恢复和提高生态系统的功能,逐步实现矿区的可持续发展。矿区的土地复垦和生态修复应与采矿活动同步进行,根据矿山不同开采时期的技术特点和自然环境等因素,及时作出相应的复垦或生态修复方案,尽量避免或减少对环境的破坏,实现采矿与生态修复的一体化。

3.1 矿区污染土壤的治理

矿山生态恢复的重要环节之一是土壤治理,它包括矿山周围地区土壤质量的改善、覆盖在土壤上的尾矿及废弃矿石堆性能的改良。

3.1.1 物理性修复

矿区土壤的表土常常会流失或遭到破坏。土壤物理性修复与恢复的关键是覆盖、培育与维持表土,改善土壤结构,建立植被覆盖,有效控制土壤侵蚀。粉碎压实、剥离、分级、排放等技术被用于改进矿区退化土地的物理特性,实际操作还包括梯田种植、排流水道和稳定塘设置、覆盖物或有机肥施用等。植物残体余物( 如稻草或大麦草) 可作为覆盖物将土表层与极端气候变化隔开,增加土壤的持水量和减少地表径流对土壤造成的侵蚀。施用有机肥可显著改善土壤结构。

还有一种客土、排土法。由于重金属污染大多集中于地表数厘米或较浅层。挖去污染层,用无污染客土覆盖于原污染层位置可以解决重金属污染问题。此法需耗费大量劳动力,并需有丰富的客土资源。

 
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