矿山环境保护及生态恢复技术分析

（黄山学院生命与环境科学学院，安徽 黄山 245000）

矿产资源是人类生存和发展的重要物质基础。我国地大物博，是一个资源大国，建国60多年来，矿产资源开发已逐步发展成为我国的国民经济增长的巨大支柱。但是它在给我们带来经济效益的同时也给我们带来了一系列的环境问题，随着人口的增长，矿产资源开发的规模以及密度也逐步增大，加上后期的管理与规划意识不强，造成大量的矿山生态环境被破坏，产生矿山废弃地，矿产资源的开发是人为活动，而且是已知对地球表面景观、生态系统最大规模改变的组织型活动[1,2]。

这一系列的环境与生态的失衡又将会反过来制约人类经济与社会的发展，所以对于矿山的生态恢复治理和可持续发展是我国当前亟需解决的问题。

1 我国矿产资源开发现状

中国矿产的储备量在世界也排在了前列，但由于人口众多，人均量少，从这点看我们国家还是资源短缺型的国家。

其矿产资源特点如下：两少-人均及大型矿场少；四重压力-经济增长快速对矿产资源的压力、庞大的人口基数对资源的压力、潜在资源危机压力、潜在生态危机压力。1低-生活水平低导致矿产资源利用率低，资源的流失、浪费严重，甚至出现了较为严重的环境污染[3]。

当前我国共拥有小型矿山企业二十余万座，全国各地均可见，特别是集中在经济不发达的偏远地区，小型作坊技术相对较落后，缺乏创新创业人才[4]，安全无保障，资源浪费现象比较严重。

其对于矿山土地破坏现象非常严重，几乎无法恢复生态，且因为小型矿山数量太多，政府不能有效的进行管理，矿山的生态恢复也得不到整体提高[5]。

据资料统计，我国采矿业破坏的土地面积大概140万hm2～200万hm2，而且这速度还在不断增加，当前4万hm2/年速度不断增加，全国每一年矿山开发，占用98.6万hm2耕地面积，占国内总耕地面积1.04%。由于采矿，直接破坏106.0万hm2森林面积，破坏26.3万hm2草地面积、同时，在有色金属工业地，每一年有6000多万t固体废弃物排放，累计的堆存量共达10亿t，占7万多公顷土地。

在采矿业中，各种类型占地分布情况如下：

59%由采矿活动本身所起；20%排土场；13%尾矿；5%废石堆；3%塌陷区。全国受到矿业影响土地复垦率只有仅仅的13.3%，煤矿是主要的，金属矿山的复垦率则比较低，这和发达国家75%复垦率差距比较大。所以生态修复矿山在开采中，地位也是非常重要的[5-7]。

2 矿产资源开发对环境的影响

矿产资源开发造成的环境问题主要分为三类：地质环境问题、生态环境问题和环境污染问题[8]。

首先地质环境问题包括坝体溃决、边坡失稳、泥石流、崩塌、水位下降、涌水外排、塌陷变形、沙漠化等等。由于矿山地质和水文条件复杂，矿产勘探和开采过程都比较复杂，在地下开采时，由于岩石采空，容易造成地面塌陷，导致人民的财产、生命受到威胁，在矿山的开采阶段会有大量堆积矸石，只要出现了不好的暴雨天气，容易导致水土流失，造成山体滑坡。总体而言，矿山开采会导致严重地质灾害，除常见泥石流水、滑坡、地面塌陷，出现了地下水短缺、海水入侵等不同类型的地质灾害。

生态环境方面，包括压占破坏土地、砍伐林木植被、增加水土流失、消耗水资源、减少生物多样性、扰动野生动植物栖息环境、改变地貌景观等。矿产资源在开采时，其过程会受到破坏并占用大量土地的资源，加大了我们国家人均土地资源不足的情况，并引发周国地下水位下降，导致表土缺水的情况，很多地方的土壤都出现了承载力不足、养分不足等情况。土地贫瘠、植被受到破坏，造成水土流失加大了荒漠化严重。这些变化使土地丧失原有功能，直接破坏森林和草场面积，破坏生物的栖息环境，影响生物的多样性[9]。而且受损的生态系统恢复缓慢，导致这种破坏可逆性比较差。

环境污染方面包括大气环境污染、水环境污染、固体环境污染、声环境污染、辐射污染、土壤污染等。矿产资源的开采会有很多的粉碎及钻孔流程，用到大量汽车对废石、矿石做运输，而所引发的尾气排放风化石，在风力作用漫天飞舞，导致局部地方空气污染，容易引发周边居民呼吸系统疾病。在选矿废水、矿坑水、废石场淋水以及尾矿池废水中会含有大量的金属离子和放射性物质，这些矿山废水通过径流或者渗入地下最终破坏原有水系的酸碱平衡，进而影响这个地区的水生态安全[10]。

此外，矿山固体废弃物有大量有害、有毒物质，时间一长暴露在露天场所中，容易导致氧化分解，这些有害、有毒物质向四周环境释放，污水了土壤与水体，渗入至地下，污染了地下水，矿石的开采所留下的废石及尾矿堆放，影响了土壤及农作物的污染，对人体产生了间接、直接尾号，对于四周的动物、植物也造成了极影响，危害着人与生态的安全。

3 矿山生态恢复技术分析

我国矿山土地生态恢复，原称为废弃地生态恢复，始于20世纪70年代末。初期因为技术、经济、政策原因，矿山废弃物生态工作，规模小且水平不足。

最近20多年里，矿山的土地复垦有了一定发展，且规模越来越大，技术水平也得到了极大提升。从总体上来说，矿山生态恢复技术包含3各方面：地质地貌修复，土壤修复和植被修复[11]。

3.1 地质地貌工程保护修复技术

在地质修复技术中回填整平技术最为常见。通过回填整平可以使矿区不再有大的坡度和沟坎，也可维持地表基底稳定；同时对矿山开采造成的坡面和裸露地标进行加固和稳定，防止地质灾害的发生；根据地质情况还可通过疏通土方构建沟渠等方式进行土地复垦，对塌陷地进行地质改良。

地貌基本特点恢复，决定其生态修复动物、植物生态系统恢复基础，因此地貌修复技术在矿山污染、环境治理方面较为关系。地貌修复技术经过了这些年的发展，例如土工网、土工格室等等手段，在中国各地废旧矿山、垃圾填埋场地中做好采用[12]。物理工程技术包括钢筋混凝土框架、预应力锚综地梁技术；重物装置技术是运用最多的植生卷铺盖法、客土喷播技术等等；人工装置的技术利用好人工装置，帮助四周的地貌条件得以稳定。同时为了确保坡面的基质可以更加稳定，挂三给网植草适用比较缓慢的土质、沙石土边坡。在实际技术中，人工装置技术、工程技术、生物技术可以用来搭配处理、使用。

3.2 土壤基质修复技术

土壤修复技术中包含物理修复、化学修复和生物修复3种。物理修复技术如客土换土技术，即从其他地区获得基土进行矿区覆盖的工程，要帮助土壤基质快速改良，提供适宜植物生长的环境条件，但是，缺点是客土源无法得到保障且成本比较高。

还有一种就是采用隔离技术把矿区污染地与周边其他土地隔离开来，防止污染扩散，这种方法适用于高污染地区，但范围比较局限。

化学修复技术中，固化修复技术深深处理被金属、放射性物质污染的土壤，把污染物转化不容易溶解，迁移力或毒性小的形式、状态。从而减小污染物的移动性。另外还有一种淋洗修复技术，通过反络合、溶解作用、吸附作用乖，让重金属由固相土壤转移液相淋洗液中，其可循环运用、处理，重金属回收、处置，此种方法不仅能够减少环境污染，同时能够回收废弃地中的重金属离子，达到矿山二次利用的目的。

生物修复技术是指通过植物、动物和微生物进行生态恢复与稳定的技术。植物修复相对比较简单易实现，选择耐性植物恢复植被可以防止水土流失同时减少重金属的扩散迁移。

已经发现的吸收效果好的植物有很多种，如一年蓬Erigeron annuus，柔枝莠竹Microstegium vimineum和香根草Vetiveria zizanioides等。动物的修复技术是在污染土壤中系列、生长等等活动中，对污染物进行分解、破碎、富集等，让污染物消除、降低的生物修复技术。比如蚯蚓就有利于土壤的生态恢复。微生物修复，通过其对重金属溶解、转化、固定所实现。

3.3 植被修复技术

植被修复主要包含植物的配置和养护以及植物的营造技术。植物物种选择要因地制宜，以快速恢复为主，结合经济型、美观性和生态性综合考虑搭配。

在养护上要根据当地水土资源情况选择合适的树种，并采用开渠、覆膜、保水、打营养剂等有利的技术来保证植被的成活率和应用性。植被营造技术上有喷播、鱼鳞坑、围堰栽植、容器苗栽植等等。喷播可以使种子分布均匀，是生产上最经济的造林方法。鱼鳞坑、围堰栽植运用边坡特殊的地形特点，运用挖鱼鳞坑、围堰砌筑等等，在槽内栽植所要种植的树木，对矿山四周做好绿化处理。容器苗栽植在种子由于发芽慢、生化他感影响不合适直播情况之下，可以利用好容器做好苗栽植处理。其具有缓苗快、成活率高的显著特点。

4 展望

习总书记在2005年在浙江安吉就提出两山论：“绿水青山就是金山银山”，呼吁大家以生态战略的思想来实现矿产资源的可持续发展，实践绿色矿山建设。随着生态文明建设和环境保护工作的大力推行，环境保护法律的不断完善，矿山废弃地的生态恢复工程关注度越来越高，一些新的恢复技术逐步产生。

2018年，张绍良[12]等，对连续三届世界生态恢复大会数据开展统计工作，发现矿山生态系统是大会所交流的一大主题，关注度最高的对象一直是植被，关注最多的矿区类型是露天矿山，人工生态修复方法成为研究的主体。并且归纳了新开发的生态修复技术，包括植被恢复、土壤修复和景观恢复等新技术，新型矿山生态系统及其设计等等。新时代的生态文明建设任重而道远，我们要在习近平总书记的新时代中国特色社会主义思想为指导，完善相应的政策法规，加强国内外技术交流与合作，建立典型示范基地，实现生态、社会和经济效益相统一的可持续发展目标。