微生物技术在矿山生态修复中的运用

（中国有色金属工业昆明勘察设计研究院有限公司，云南 昆明 650000）

生态、经济、社会、环境、安全效益都是利用生态修复矿山污染的作用，它对整个社会的可循环发展和全人类的发展前进都有着非常重要的意义。早在二十世纪二十年代，国外矿山开发就已经开始研究矿区污染区域的二次开垦和修复生态。

从20世纪80年代末到60年代初，中国已经开始研究利用生态修复矿山的生态污染。而到了二十世纪八十年代末有相关法律开始颁布，我国的矿区生态污染修复研究才有了质的飞越。这里简要介绍了微生物技术在矿山生态修复中的意义作用，以及一些方法，希望以此为矿山的生态修复加速助力。

1 微生物对矿山生态修复的原理

1.1 微生物技术的适用性

用原地本来就有的微生物或者被人类培育过的，适合生长的微生物，在最合适该生物生存的环境下，利用微生物自身循环代谢对周围的生态有利影响，降低矿山被污染区域的土壤中有害污染物的活性或使有害物自然降解为无害物的修复技术。毫无疑问，相较于传统的化学或物理修复技术，利用微生物修复的技术使用的成本更低，对矿山土壤和代谢活动的负面影响更小，这在一定程度上能让人类避免有害污染物通过转移影响进入体内，也能避免造成对环境的二次伤害。

1.2 微生物技术的降解作用方式

总的来说，修复矿山生态可以通过：①通过微生物自身代谢分泌的胞外酶降解；②微生物先把矿山污染区域污染物吸纳进细胞内，再通过胞外酶去代谢降解。

2 原位——生物修复技术

2.1 原位生物修复技术释义

原位生物修复技术需多采用适合的降解环境、添加营养剂等帮助改善土壤。如提供氮和磷等生物营养物、菌株。而为了能加速降解污染物，我们也经常加入些经过人类培养和驯养的微生物。

2.2 原位生物修复的方法

2.2.1 投入培养菌法

人类直接参与微生物培养，使用经过人类培养的微生物或菌剂商品，介入被污染的区域。在投入微生物后，还需要投入一些营养物质，为微生物的后续生长营造适宜的环境。

2.2.2 翻耕充氧法

通过对土壤翻耕并充入混合均匀的氧气，达到使土壤更通透的目的。再加入合适的营养物质，调整土壤的干湿度和酸碱度等，进而为微生物生长创造良好的环境条件，同时有利于生物降解在不同土壤条件下的进行，使污染物能更好的被化解和清除。

2.2.3 生物通气法

生物通气法是一种向土层的含水层以上的土壤层通入空气或氧气，为好氧的微生物提供载体，促进污染物被生物降解的技术。

但这个方法只能应用于多孔结构的土壤。同时，生物通气法的硬件设施所需费用较低，维护日常进行降解的费用也低，具有较大实用性。

3 矿区生态修复的重要性

矿区由于不合理的开发已造成许多的环境生态问题。露天的矿区采矿场、矿区塌陷区等，使得原本地貌被损坏殆尽或者用来低效的堆放废弃物，而后期又无治理的措施，资源利用率极低。而且，长此以往容易造成矿区土壤的营养物质不足，保土、保肥能力差等。所以说，我们必须重视对矿区的生态修复。

通过生态修复，使矿山污染废弃区的草地覆盖率大幅度提升，有利于固水固土，也利于生物生存。此外还利于营养物质保存，为生物提供更好的栖居环境。同时，利于改良土壤，改善矿区周围环境。

此外，这些措施能改善矿区的生态环境，改善局地小气候，减少土壤侵蚀和空气中大颗粒物，最终减轻矿区风沙侵害状况。降低矿区发生山体滑坡、矿区泥石流危害的概率，保证矿区附近工作或居住人员的安全。

4 矿区分区块生态修复

4.1 采矿区

矿区的土壤条件使植被成活率大大降低，而为了降低植被维护的资金投入，植被应当选择适宜当地气候，最易生存的种类。固氮类的树种更能在艰难的环境条件中生存，而氮类的豆科的植物则更为合适，所以豆科植物最好摆在最前面位置。我们要认真分析矿区条件，选用不同的适合不同矿区地域条件生长的植物。

此外还需考虑植物的立地条件。根据不同植物的需要，我们采取的技术也应随之而变。如在采矿区域，平台的坡度不大，但土壤结实，透气性不好，此时可采用外土喷洒技术或用鱼鳞坑的方式规整。

4.2 塌陷区

根据矿区各煤层的厚度和稳固性不同，对由于人类开采导致的塌陷区可以采取使用矿渣填充和二次开垦措施治理。另外，非填充区的塌陷可以根据矿区的自然环境情况，使用堵塞缝隙、植树造林和绿化等措施。

在复垦塌陷区结束后，需要在以后的三年中继续采用生态恢复措施，使之提高经济、社会、生态效益。

4.3 废石区

废石区的生态修复需要以保证边缘斜坡的稳固为前提采取相关工程、植物措施。

但最主要的措施仍是广种植被。对不能保证完全安全的边缘斜坡采取工程措施。主要是修建河坝、削坡梯级开发、拦滑设施等。此外，植物选择的物质主要性质应当是抗污染能力强的同时品质也好。选择范围广泛，如沙棘、桦树、杨树等。最后，在植树种草区域要设置良好的排水设备和有效的固水肥措施。以上措施的综合利用将对该区域的生态修复起到加速作用。

4.4 尾矿区

在闭库后，矿区工程的设施已经基本完成并且已达标的前提下，恢复尾矿区生态环境。尾矿的性质不同，我们需要根据具体情况采取不同的措施。若为酸性、碱性，则需要根据场地的利用方向进行更深层的处理。

4.5 排矸区

主要方法有稳定斜坡，改良土壤质量，选择合适树种种植等方法。而由于排矸区的特殊地形，稳定边坡工作就要放在生态修复第一位。主要用水平方向阶面去整理地面，把坡面的土壤固定好，最终还要把该区域的相对高度降低。在堆放矸石前，要用机器平整地面，在堆放矸石的时候也要分层进行堆放。此外还需在边坡位置设置一个对水势的导流位置，这能达到减少坡面被水蚀的情况，起到固定边缘和斜坡的作用。

5 结语

需明白，矿山生态修复是一项造福人类的大工程，需要长期、不畏艰难的坚持。而由于我国国情，生态修复技术进程较晚，相关的法律目前还未健全，这些问题都随着大量矿山开发过程中暴露的生态环境问题日益活跃在人们的眼前。提高矿山生态修复技术，落实相关法律，为矿山修复提供内和外的保障已势在必行。以生态学理论为生态恢复指导，把各方因素综合运用，如此才能使矿山生态恢复的效果达到生态可持续的目的。