浅谈析矿山生态环境的污染和生态修复

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  [摘要]矿山生态环境修复是一个较为复杂的系统工程,牵扯到许多专业领域,所以矿山生态修复应多加强技术合作,联合多项学科,研究防止水、土等污染的途径,尾矿再利用,做好整体规划,前提是要根据不同矿山特点来确定修复措施,构建矿山生态修复考核指标措施体系,最大限度使矿山生态恢复产业化来发展经济。下面本文就对矿山生态环境污染以及生态修复进行探讨。
  [关键词]矿山生态环境 污染 生态修复
  [中图分类号] TD167 [文献码]B [文章编号]1000-405X(2014)-11-351-2
  当今社会可持续发展面临的三大主要问题:人口、环境、资源。确保和谐发展的前提就是实现三者之间的均衡。
  从某种角度来讲,社会可持续发展的的条件就是搞好区域可持续发展,而矿山生态环境就是实现区域可持续发展的中心。但目前矿山生态环境面临着严重的环境污染,对经济造成不同程度的影响,因此,修复矿山的生态环境对区域农业生产以及环境保护都有着重要的现实意义。
  下面本文就对矿山生态环境污染以及生态修复进行探讨。
  1矿区生态修复的理论基础
  矿区是以采矿业为中心,包含矿区内工、农业生产和其它有关社会、经济领域的一个特殊的“区域”, 因此,矿区生态环境修复是一个涉及多学科的复杂的系统工程,并具有显著的工程技术特征,属多学科交叉的综合性应用学科,它要求多学科专家携手攻关。
  矿区生态环境的破坏是矿产资源开发中不可避免的,与矿山的规划设计和生产密切相关,并且其生态环境破坏大都是可以预见的。
  所以,矿区生态环境修复应改变过去被动的、“先破坏、后修复”的模式,而应转变为主动的、超前的、动态的并贯穿于矿山开发全过程的发展战略。
  关于我国矿山土地复垦工作,开始时间约是在20世纪50年代,但是其生态修复理论则是在90年代才开始进行研究,同时也出现了一系列的生态恢复技术和方法。其矿区生态修复理论主要包括有:
  1.1矿区生态修复的意义
  矿山废弃地会对周围地区的环境产生严重的影响。没有覆盖的疏松堆积物在风力和水力的作用下,水土流失加剧,土地沙化,大风时灰尘飞扬污染环境,影响农作物生长和人类健康,暴雨时会冲积大量泥沙而堵塞河道、破坏水利设施。
  另外,矿山废弃物中往往含有各种污染成分,会侵入地表及地下水,造成土壤和水资源的污染,导致土壤质量下降、作物减产、生态平衡遭到破坏甚至危害人类生存和健康。据有关资料显示固体废弃物的污染可持续500年之久,未经处理的尾矿污染物也可达到100年以上,更有资料表明,我国每年因固体废弃物污染环境所造成的经济直接损失超过90亿元,间接损失约300亿元。因此矿业废弃地的生态修复,既是一项当前保护和改善人类环境的工作,又是一个长久造福子孙后代的伟大事业,对于我国人均占有耕地面积很少的现状尤为重要。
  1.2目标生态系统原理
  我们一直所讲述的“恢复”,并不是单纯的指把矿区的自然生存原貌进行恢复,而是需要在其进行开采之后,进一步对其生态系统实施修复、改造以及整治。同时在对矿山生态进行恢复过程中,也需要依照不同地区的不同岩土性质、人群需求以及区域特点等等,对其生态重建目标进行确定。其中在进行矿山生态修复过程中,最主要的要求就是需要因地制宜,实施分类指导,以能够对当地矿山废弃地的经济价值,进行充分的发挥和应用。可以依照矿区废弃地的不同目的和不同用途,通过建立林业用地生态系统、牧业用地生态系统、休闲娱乐系统以及农业用地生态系统等,对其实施有效修复。
  1.3矿区生态修复的研究现状
  近十年来,矿山废弃地生态恢复的研究有了突飞猛进的发展。主要的研究机构有:中国矿业大学、山西农业大学、中山大学和香港浸会大学等。形成的两大研究领域是:以中国矿业大学和山西农业大学为代表、以煤矿废弃地为对象、以土地利用为主要目的的生态恢复理论与技术研究;以中山大学和香港浸会大学等为代表、以有色金属矿山废弃地为研究对象、以环境污染的控制和自然生态系统的恢复为主要目的的理论与技术研究。在煤矿方面,中国矿业大学对开采沉陷耕地破坏的机制及其生态恢复提出了一些新技术。
  2矿山生态环境污染的原因
  矿产资源的开发和利用.既对经济的发展起了巨大的推动作用。同时对环境产生了重大影响。矿产资源的开发、利用不可避免地要占用和破坏大量的土地并产生环境污染,由此造成原有环境景观的严重破坏并引发一系列难以避免的环境问题。随着时间的推移,矿山资源开发对生态环境影响越来越明显,在整个生产期当中矿山是属于动态变化的。最明显的区域就表现在低下采空区、塌陷地、露天采场、废石场(排土场、排矸场、尾矿库)等,随着影响范围和程度的逐渐扩大,地表水、土地污染、地下水的污染也在慢慢形成。矿山开发引起的生态环境污染主要是在前期:矿区开采区的水层水位和附近饮用水井、农业灌溉水井有着一定的相关性,在实施矿山开采过程中,会引起含水层的水分流失,从而导致附近饮用水井、农业灌溉水井的水位下降等。
  3矿山生态环境污染的修复措施
  总体来说,矿山生态污染具体体现,主要集中在三个方面:
  (1)在进行矿山开采过程中,不管是其废水中的有害物质,还是固体废弃物中的有害成分,均能够通过大气进行挥发,从而逐渐在周围地区进行渗透,严重污染周围水体和土地。
  (2)在开采过程中会对土地造成直接性破坏,例如在露天开采过程中,其地表层以及植被均会受到损伤,导致地表裸露、土质疏松等等各种问题的出现,地层也会因地下开采导致塌陷现象。
  (3)在矿山开采过程中,还会导致大量尾矿等固体废弃物的产生,其中主要为两类:尾矿和采矿产生的废石废渣,需要大量面积来堆积这些废弃物,使原有生态系统的破坏更为严重。因此对其修复也需要针对于以上问题。   3.1对采矿区的生态修复
  3.1.1金属矿山为例
  金属矿山实施土壤修复具有一定的复杂性,其污染原因主要为重金属污染,同时重金属还不能够进行分解,只能够对其存在形式进行一定的改变,因此目前国际上对于重金属污染土地的修复,全部都需要经历一个漫长的时间过程。
  我国治理土壤重金属污染的措施总结起来有以下所述三条措施:
  (1)隔离污染地区和未被污染地区;
  (2)将存在于土壤之中的重金属,改变其形态,降低其在环境中的生物性以及迁移性,减少污染;
  (3)从土壤中去除重金属。
  根据这三种治理方法,可相应的给予物理、生物以及化学治疗。其中不仅可以对以上方法一一进行使用,同时还可以将其进行结合使用。其中物理修复方法就是采用物理技术把土壤中的污染物进行去除,其方法主要为物理分离修复、热力修复、玻璃化修复以及压裂修复等技术。
  3.1.2对煤矸石的应用和煤矿生态治理
  据研究,矿区所生产出来的煤泥、洗矸以及部分煤矸石,其所具有的发热功能可以成功的在循环硫化床锅炉燃烧发电中进行使用,矿区所生产出白矸仅为15%,这些不具备任何应用价值。对已煤矸石、煤泥以及洗矸中那些不能够进行燃烧的部分,只要通过循环硫化床的低温燃烧之后,也能够具有一定的活化和脱炭作用,其煤渣同样也能够在建筑材料中进行使用,其中一部分可以直接在水泥中掺入使用,还有一部分还可以应用在制砖过程中,因此可以说加大对煤矸石的应用,可以取得一定的经济效益。对于那些中薄煤层,则就需要采用里层带高压注入泥浆技术,以便可以对地面沉陷进行一定的减缓和减少;如果当地为劣质煤层或者其煤层结构非常复杂,那么就需要对房柱式采煤法或者柱式采煤法、条带式采煤法回采进行采用,以能够对开采之后地表塌陷量进行有效的控制,从而减轻其对地表环境所产生的影响。同时对于那些已经发生塌陷的地区,则就需要对综合整治方式对其进行整治修复。如果是在多层采煤塌陷区,则可以通过进行水产养殖,恢复开垦;如果是深浅交错,且还没有稳定的塌陷区,则可以进行鱼鸭混养,恢复开垦等等。对于金属矿浮选的生产企业可采取全尾砂浆直排采空区或全尾交结充填采空区,可有效防止采空区大规模塌陷;减少尾矿堆存占地,保护矿区及周边生态环境。依照不同地区的不同情况,对当地土地开垦进行恢复,以能够促进当地生态修复。
  目前植树是对矸石山实施生态修复的有效措施,其可以通过植物生长,对矿山的植被覆盖率进行有效的提高,那么其就可以有效的对空气粉尘污染等进行降低,还可以对当地气候以及水土起到改善作用,进一步对其土壤肥力进行提高,提高生物多样性的恢复。但是在进行植被种植过程中,要助于对其植物类型进行合理的选择,其选择原则则主要集中在:植物生长速度快、抗逆性好以及适应性强等,其种植方式则主要为:半换土鱼鳞式栽培、全换土容器式栽培以及直接种植等形式,以能够对矿区植被覆盖率尽快提高。
  3.2矿山水资源的修复
  矿山开采对水的损害则体现在地表水损害以及地下水损害中。可以对人工湿地进行构建,从而通过植物的微生物作用,对地下水以及地表水中的污染物进行有效去除。然而地表水会因为其矿山的过度开采,而造成水位下降,出现这种情况就需要对其进行适当的引水,以能够有效缓解当地的用水压力,同时再对蓄水池进行构建来协同解决这类问题。保护矿区水资源的有效途径主要为:对水资源使用进行统一规划管理,同时在开采过程中对地下水资源保护措施进行强化,对矿区废水废物污染控制效力进行加强,实现矿区采空区积水和污染的科学化管理。地下水是非常重要的水资源,因此应该在矿区内建立污水处理厂,以能够对其进行污水净化处理,对当地的农业灌溉用水进行满足。另外还可以借助于行政管理措施,采用经济杠杆实现矿区的有偿使用,以提高矿区使用的科学性和合理性,减少浪费问题的发生。
  3.3尾矿的合理利用
  由于很多矿山是粗放式发展,在工艺及管理方面存在诸多问题,一些具有高价值的矿山固体废物被大量丢弃,不仅浪费了资源,同时也破坏了环境,所以需要综合回收利用矿山二次资源;目前各地渣土、选矿尾矿渣资源丰富,经过合理的处理可作为建筑材料充分利用,从生产产品拉长到回收处,这也是符合新型材料革新和利用“三废”制砖等一系列产业政策方向,矿产资源是一种不可再生的资源,这就需要一种科学的发展观将有限资源变为无限来利用,不仅能在节约耕地、减少废弃物堆存、处理、运输与维护费用、降低生产成本、环保利废的同时,又为企业可持续发展开辟了新的途径,不仅能获得较好的经济效益,而且有着良好的社会效益。
  3.4增强环保意识和完善监管体制
  保护环境在矿山生态占据着很重要的比例,要严格树立环保意识,从自身做起,做到不过度开发,及时在进行开发资源后,也要及时的对土壤、水资源等进行修复,避免扩大进一步的经济损失。矿山开发和生产以及当地的区域发展需要,对矿区生态系统的组成、结构、功能和破坏特征进行积极的调控,恢复重建一个高水平、可持续的生态系统,特别是主动地从矿区的社会形态、经济组成、产业结构、人类行为、价值伦理等进行区域综合规划、评价、整治和管理,突出人地关系,追求整体协调、共生协调和发展协调。
  4结语
  近年来,我国社会经济发展需要矿山企业提供更多的矿产资源,需要量也越来越多,资源开发必然破坏自然环境,随之而来的就是矿山环境问题,因为它具有特殊性和地域性,长期以来就受到人们的广泛重视,一些生态破坏、环境污染以及地质灾害等严重问题日益威胁着人们的生存,所以矿山企业要有投入足够的资金保证对矿山生态环境的及时修复,才是促进经济发展的重要指向,才能够实现企业经济、社会及环境的可持续发展,为生态省的建设矿山企业应作出应用的贡献。
  参考文献
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