基于生态文明理论的矿山生态修复实践

莫佳蓉 陈裕龙 方彦 姚秀才 韦远盛

摘 要： 党的十九大把生态文明建设提到了新的历史高度。作为生态文明建设的重要组成部分，矿山生态环境的修复与保护引起各界的广泛关注。建设绿色矿山，实现矿山资源开发与生态环境保护的协调发展已经成为国家战略。为提高中国矿产行业的整体质量，实现矿产行业健康快速发展，促使中国从矿产大国转型为矿产强国，绿色矿山建设是必由之路。

关键词： 生态文明;矿山;生态修复

【中图分类号】X171.4 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.36.237

引言：矿山生态修复产业融合发展可以将生态修复后产生的土地资源和生态资源作为基础，将矿山生态修复从矿业开采活动的终点变为新的经济活动起点，促使矿山生态修复由被动行为转变为自发行为，由片面追逐经济效益和短期效益转变为追求长期的经济-生态-社会复合效益。进行矿山生态修复与其他产业融合发展探索，可以推动矿山生态修复产业化，促进矿业城市转型发展。

1 物理修复技术

物理修复技术是通过隔离、电动力学、换土、覆盖等物理手段治理矿山开采带来的环境污染。隔离法是指利用防渗材料如水泥、石板等将受污染土壤或水土分开，阻止污染物扩散到周围环境中。电动力学方法是将电极插入受污染土壤中，通过输入电流，利用电渗析、电泳等原理使污染物迁移的过程，通常用于同时去除土壤中存在多种重金属的情况。通过向阴极槽中添加乙二胺四乙酸（EDTA），显著提高了物理修复过程中的电流，强化了电动力学修复效果;其中添加0.1mol/LEDTA后，污染土壤中的Cu和Cd去除率分别可达90.2%和95.1%。另一项研究表明，提高电压和EDTA的加入量，可以使铜尾矿中铜的去除率增加。在我国，表土回填技术也是污染土壤物理改良的常用方法。该技术通过将表层土（0～60cm）分离并存放，等采矿后回填时再取回覆盖;或者是直接将异地未受污染土壤运来使用。表土回填技术主要目的是为了维持矿区表层土结构、养分、水分以及微生物、动物群落，使之成为可生长植被的高质量土壤。我国鞍山市和承德市几处矿区，用新土覆盖在受污染土壤表面的物理修复方法获得了良好的成效。我国铁尾矿中常含有较高的N、P、K等元素，因此针对铁尾矿往往采用半新土覆盖的修复方法，这种方法需要按一定比例将新土与尾矿砂混合，然后覆盖于铁尾矿的表面。不仅能达到优化土壤物化性质的作用，而且能降低使用大量新土的成本。当覆盖新土与铁尾矿的质量比为1∶1时，可达到可观的生物多样性和均匀性指数，但新土层的稳定性与降水特性、坡度、边坡特性和覆土厚度密切相关。

2 微生物技术

微生物对矿山土壤肥力的改善体现在两个方面，土壤有机质的积累和矿质元素的转化。自养微生物通过利用氧化无机物产生的化学能或太阳能，将空气中的CO2氧化成有机物，从而增加土壤有机质。除此之外，矿山土壤中的有效矿质养分因流失过多，其含量也处于相对较低的水平，而微生物可以通过其生命活动来增加矿质养分的溶解，提高植物对矿质养分的可利用水平。土壤中各种解磷、促钾的微生物可以将土壤中难溶的磷、钾溶解出来，转化为植物可以吸收利用的速效磷、速效钾。土壤微生物参与着土壤环境中所有的代谢活动，在各类微生物的共同作用下，积累有机质，增加矿质元素，从而保证了植物整个生长发育过程中对养分的需求。

矿山废弃地，特别是重金属矿区的废弃地，往往土壤中会遗留各种污染物，对植物的生长发育产生重大的抑制作用，而土壤中的微生物降解、吸收、转化土壤中的重金属以及其他污染物，极大降低土壤环境中污染物的浓度，改良土壤污染的状况。对于有机污染物而言，微生物能够通过自身的代谢活动将有机物降解利用，研究表明，微生物对石油烃降解的效果良好。对重金属污染物而言，微生物可以通过吸附金属离子与细胞内的蛋白质相结合进而沉淀下来，在对Pb、Zn和Mo污染土壤治理中可见;也会利用转化方式降低重金属的毒性，如对无机砷甲基化或者对汞去甲基化，均可将其原先的生物毒性降低。

3 聯合修复技术

常见的有物理-化学联合修复技术、微生物-化学联合修复技术和植物-化学联合修复技术和植物-微生物联合修复技术等。物理-化学联合修复技术能够充分发挥物理化学修复的快速优势，通过固化/稳定化的方式直接对矿山废弃地中的有毒有害物质的进行消除，常见的有水泥-石灰固化/稳定化修复技术和水泥-火山灰固化/稳定化修复技术。此联合修复技术成功的关键因素在于是否选择了合适的束缚剂能够与废弃地土壤基质中的重金属或其他污染物进行特定混合作用。化学淋洗-微生物联合修复是可通过在土壤中注入化学淋溶剂促进有毒物的溶解迁移和分离，同时增强微生物对污染物的捕获能力和利用率从而提高生物修复效率。此外，还可通过往土壤中投放表面活性剂增加土壤中疏水物质溶解度，促使污染物从固相分配到表面活性剂的胶束相中，同时还能增强微生物的膜通透性使微生物能够更容易对其进行修复解毒。通过往土壤基质中添加螯合剂的方式以促进植物修复的化学-植物联合修复技术能够显著增强土壤中有害物的解毒。研究发现，矿山废弃地土壤中的重金属可与投放的EDTA、DTPA等螯合剂形成可溶络合物，从而提高植物对重金属的富集和积累。植物-微生物联合修复技术通过接种特定的微生物可与植物根系协同互补以强化植物修复效果。根瘤菌的生物固氮能有效促进植物对氮素的吸收。菌根真菌的生命活动和生理代谢能够向附近的植物输送水分、酶类等物质，从而影响植物的生长，并影响土壤重金属的转化迁移和地球化学行为，从而提高植物的对重金属耐受性和富集能力。研究表明，土壤中接种植物生长促进细菌（PGPB）能够通过代谢活动促进寄主植物侧根的形成，从而提高镉的生物修复效率。

结语：矿山生态环境修复是一个长期的过程，加强政策引导，依据不同矿山开采时期的技术特点和自然环境等因素，制定和调整相应的矿山生态修复方案，大胆探索“矿山修复+”的治理模式，真正实现矿山开采和矿山生态环境修复工作的一体化、同步化。

参考文献

[1] 谢计平.矿山废弃地分析及生态环境修复技术研究进展[J].环境保护与循环经济，2017（6）：41-45.

[2] 王欣若.土壤污染修复方法研究进展[J].科技经济导刊，2020，28（16）：94-95.