矿山废弃地分析及生态环境修复技术研究进展

2021-11-14张品汉

皮革制作与环保科技 2021年16期

陈艳，张品汉，陈慧

（1.浙江睿城环境科技有限公司，浙江温州 325200；2.杭州弈扬环境科技有限公司，浙江杭州 310000）

我国作为矿产资源大国，矿产已成为社会经济发展中必不可少的资源。随着国民经济的快速发展，矿山开采也成为经济可持续发展的重要物质基础，但因矿山开发形成的废弃地，严重危害生态环境，亟待治理。相关学者，例如，Li[1]借助中国知网及ScienceDirect等网站，查找的有关矿山废弃地生态环境整治主题的相关研究成果来看，有关我国矿山资源开发环境的研究文献并不丰富，近10年发表的相关主题论文约180篇，其中英文文献仅20多篇，由此可知，矿山环保是目前行业领域研究的重点和难点。基于此，本文将分析矿山开发的基础环境以及废弃地修复的现状，并结合现状提出了生态环境修复技术，以实现保护矿山生态资源的稳定发展。

1 矿山开发的基础环境

我国矿山环境的开发并不乐观，存在较多环境污染和环保问题，亟待整治和处理。基于对自然资源生态的环境保护，矿山开发环境及其治理的影响因素主要分为：地质环境环境影响因素、生态环境影响因素和环境污染影响因素[1]，详见表1。

表1 矿山开发导致的主要环境问题

2 矿山废弃地的分类特点及修复现状

2.1 矿山废弃地的分类特点

根据矿山废弃地的形成机理，集合相关勘察调研的结果，分析得出的矿山废弃地的分类特点，详见表2。

表2 矿山废弃地的分类特点

2.2 矿山废弃地修复现状分析

近几年，相关部门对矿山废弃地环境的整治与预防修复加大了资金投入，截止2020年底，累积投入已经达到了1 000多亿元，已经修复完成的矿山废弃地面积也达到90万 hm2，但治理的总有效率仅为29.9%，由此看出，我国矿山废弃地的环境整治及治理存在较大压力。目前，废弃地治理资金的主要来源是以财政补贴和政府财政拨款为主，但更多的矿山修复资金来源于企业自给自足，自行承担修复成本。另一方面，我国在矿山废弃地的治理合作方面缺乏综合性的合作模式，因此，在修复技术实施过程中，应引起更多的社会关注，这样才能够不断促进矿山开采土壤修复技术和产业的不断完善。其实，在土壤污染修复领域，商业开发价值和经济价值是非常大的，但矿山资源开发用地相对偏僻，开发市场及相关开发资源难以支撑优质矿山资源开发路径。所以，目前还没有探索出一套科学的、优质的市场管理模式。

3 矿山废弃地生态环境修复技术

在生态环境体系中，矿山废弃地生态环境修复技术极为关键，不仅能够高效的恢复原貌，还能形成环境的可持续发展，但这需要较长的恢复时间。然而，人工干预的方法，能够在较短的时间内，高效实现矿山废弃地生态环境的修复和治理。

3.1 基质改良、土地重构及地貌重塑

为了能够实现矿山废弃地区域生态功能的良好发展，要创造更多适宜植被生长的生态环境，还要加强水资源、生物资源等之间的相互关联，以此构建生态环境修复技术。由于土壤是植被、微生物等生长的主要基质，限制矿区植物生长，对于基质结构及其养分具有重要意义。对于基质改性主要方法包含括物理、化学和生物法。其中，物理方法主要是借助将地表土进行回填实现。

按照矿山修复的相关技术规范内容，在堆场、矿山和尾矿库等专用矿山区域建设之前，需要按照规范施工，防止出现水土流失的现象。在修复之前，生态修复区域表现为：地表裸露、土层缺失、地势陡峭、坡度不稳等，区域内几乎没有植被。因此，生态修复可采用覆盖废弃矿山（矿区和渣场）的方式，其覆盖的土壤主要为建筑垃圾、施工废土及湖泊清淤等。对于建筑垃圾产生的混凝土及湖底淤泥进行有效的疏浚施工管理，不仅能够有效提高土壤有机质的含量，还能够不断改善和优化土壤结构，进而为植物生态环境改善提供良好基础[2]。

3.2 物理修复技术

物理修复技术主要包括隔离、固化和动力学方程计算法等。其中，隔离法主要是利用水泥、粘土及板材等材料，对于容易受到污染的土壤进行隔离，实现水体分离，以减少或者防止出现污染的现象。隔离法主要包含有振动梁挡土墙、平墙及薄膜墙等结构。这种处理方法往往用于受到污染较为严重的矿山废弃地，且污染后容易被扩散，但污染物经过了一段时间的分离后，会受到较大的限制。

电动修复技术能够去除土壤环境中的多类型重金属污染物，例如，可在阴极中加入乙二胺四乙酸（EDTA），进而高效的提高修复电流，增强电动修复的效果，其在污染土壤中总铜、总铅和总镉的去除率分别为90.2%、68.1%和95.1%。韩璐[3]等在湘西华源铅锌尾矿中使用钝化剂，发现其对Cd、Pb、Zn的迁移率和生物有效性以及凝固有显着影响。相关研究表明，向矿山废弃地环境中加入适量的磷改良剂，不仅能够将废弃地土壤环境中的铅含量及时清除，同时能够降低土壤环境中的铅转移率及生物有效性。这种方法应用具有高效性、稳定性、修复效果好等优点，但存在修复难度大、修复成本高等缺陷，在修复结束后培养难度大[4]。

3.3 化学修复技术

化学修复技术应用，主要是基于土壤中重金属所发生的化学反应，进而逐步降低土壤中重金属的含量以及降低其在土壤环境中的溶解度等。

黄锡华等研究学者认为，借助于P&T技术（提取A处理技术）可有效开展对污染土壤环境中淋巴液的处理，从而实现对深层土壤环境中固定剂的增加。于辉胜[5]等再对云南孤山某矿厂尾矿砂库进行调查发现，根据综合减毒指标和经济成本，在1：6水土冲洗3 h，0.1 mol/L的技术条件下，EDTA是一种合适且有效的清洁剂。α-淀粉酶是一种理想的重金属络合剂，对酸性、还原和氧化重金属有一定的去除作用。铁盐、铁酸盐和三氧化二铁，特别是硫酸铁，能有效降低砷的迁移率，抑制植物对砷的吸收。