谈矿山开采的生态环境效应与其生态恢复

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摘要：矿产资源开发已成为我国国民经济增长的重要手段，但矿山开采又引发了一系列生态环境问题，导致矿区生态退化与环境污染，严重制约了矿区社会经济的可持续发展。本文系统分析了矿山开采的生态环境效应，并根据典型矿区生态恢复的成功经验，总结了适合我国矿区生态恢复的典型技术，主要从矿区废弃地土壤重金属污染的治理，矿区植被的恢复，水土流失的综合治理三个方面来论述。

　　关键字：矿区；生态环境效应；生态恢

　　由于矿藏的不可移动性，以致矿山开采长期占用、破坏、污染土地，改变了区域水系结构，破坏了动植物区系，引发一系列社会经济与生态环境问题，成为全球环境与发展面临的焦点问题之一。我国矿区土地复垦工作起步较晚，土地复垦率较低，迫切要求探索适合我国国情的土地复垦技术，提高土地复垦率和生产潜力。本文将在系统分析矿山开采生态环境效应的基础上，总结适合我国矿区土地复垦的典型技术，以期推动全国土地复垦工作的进一步发展。

　　一、矿山开采的生态环境效应

　　（一）诱发地质灾害。由于地下采空，地面及边坡开挖影响了山体、斜坡的稳定，往往导致地面塌陷、开裂、崩塌和滑坡等频繁发生。而矿山排放的废渣堆积在山坡或沟谷，废石与泥土混合堆放，使废石的摩擦力减小，透水性变小而出现渍水，在暴雨下也极易诱发泥石流。

　　（二）水文地质条件发生变化与水质污染。矿区塌陷、裂缝与矿井疏干排水，使矿山开采地段的储水构造发生变化，造成地下水位下降，井泉干涸，形成大面积的疏干漏斗；地表径流的变更，使水源枯竭，水利设施丧失原有功能，直接影响农作物耕种。 同时，矿山开采过程中产生的矿坑水、废石淋滤水等，一般较少达到工业废水排放标准，严重影响水生生物的生存繁衍与人畜生活饮用。

　　（三）土壤退化与污染由于表土被清除采矿后留下的通常是新土或矿渣，加上大型采矿设备的重压，往往使土壤坚硬、板结，有机质、养分与水分缺乏。而地面塌陷导致地下水位下降、土壤裂隙产生。土壤中的营养元素也随着裂隙、地表径流流入采空区或洼地，造成许多地方土壤养分短缺，土壤承载力下降。

　　矿山固体废渣（煤矸石等）经雨水冲刷、淋溶，极易将其中的有毒有害成分渗入土壤中，造成土壤的酸碱污染（主要是强酸性污染）、有机毒物污染与重金属污染。而土壤的纳污和自净能力有限，当污染物超过其临界值时，将向外界环境输出污染物，其自身的组成结构与功能也会发生变化，最终导致土壤资源的枯竭。并且，土壤污染在地表径流和生物地球化学作用下还会发生迁移，危害毗邻地区的环境质量，受污染的农产品则会通过食物链危害人体健康。

　　（四）水土流失加剧。矿山开采直接破坏地表植被，露天矿坑和井工矿抽排地下水使矿区地下水位大幅度下降，造成土地贫瘠，植被退化，最终导致矿区大面积人工裸地的形成，极易被雨水冲刷；由于排土场和尾矿占地，形成地面的起伏及沟槽的分布，增加了地表水的流速，使水土更易移动，冲刷加剧。

　　（五）生物多样性损失。植被清除、土壤退化与污染、水土流失，对矿区生物多样性的维持都是致命打击，严重威胁了动植物生存。

　　二、矿区生态恢复的典型技术

　　（一）矿区土壤污染的治理

　　1.矿区土壤重金属污染的治理。国内外矿区土壤重金属污染治理主要包括物理、化学和生物治理技术三类。其中，生物治理技术包括微生物修复技术、动物修复技术与植物修复技术。设施简便，投资少，对环境扰动也少，被认为是最有生命力的。

　　2.矿区土壤培肥改良技术。土壤培肥改良技术就是对土壤团粒结构、pH值等理化性质的改良及土壤养分、有机质等营养状况的改善，这是矿区生态恢复的最终目标之一，具体包括：

　　（1）表土转换：在采矿前先把表层及亚表层土壤取走并加以保存，待工程结束后再放回原处，这样虽破坏了植被，但土壤的物理性质、营养条件与种子库基本保持原样，本土植物能迅速定居。

　　（2）客土覆盖：废弃地土层较薄时，可采用异地熟土覆盖，直接固定地表土层，并对土壤理化特性进行改良，特别是引进氮素、微生物和植物种子，为矿区重建植被提供了有利条件。

　　（3）土壤物理性状改良：土壤物理性状改良的目标是提高土壤孔隙度，降低土壤容重，改善土壤结构，短期内可采用犁地和施用农家肥等方法。

　　（4）土壤pH值改良：对于pH值不太低的酸性土壤可施用碳酸氢盐或石灰来调节酸性，增加土壤中的钙含量，改善土壤结构。

　　（5）土壤营养状况改良：主要包括化学肥料、有机废弃物、固氮植物、绿肥、微生物等。

　　（二）矿区植被的恢复。根据矿区的气候和土壤条件,植被筛选应着眼于植被品种的近期表现，兼顾其长期优势，植物品种的选择首先要根据生物学特性,考虑适地适树原则,尤以选择根系发达、固土固坡效果好、成活率高、速生的乡土植物。

　　在配置植物时要考虑边坡结构、种植后的管护要求、自然条件等,以决定种植的形式和品种。同时要考虑与设计目的相适应;与附近的植被和风景等条件相适应。

　　（三）水土流失的综合治理

　　1.固体废弃物拦挡工程。在堆弃场地建设挡渣墙、拦渣坝和排水工程等,进行拦挡与防漏处理。

　　2.坡面排水工程。对影响矿山安全的坡面,根据坡长分段布设截流沟、排洪渠等工程,并配以防护林草带,增加植被覆盖,减少坡面径流对地表的冲刷,保证矿业生产安全运行。

　　3.边坡防护工程。矿山开采形成的各类边坡,除尽可能采取措施恢复植被外,根据边坡稳定程度及对周围的影响,采取相应的工程措施进行防护。坡面防护根据坡度不同而采用石砌护坡或植被护坡。

　　4.土地整治工程。对矿山生产过程中产生的大量废石堆、废弃工业场地及尾矿库,采取排蓄结合的办法,排水拦渣,有效解决“三废”污染。同时对服务期满的弃渣场、尾矿库采取复垦措施,提高土地利用率。

　　5.植被恢复工程。对各类裸露面,分别采取不同的措施,加速植被恢复。

　　三、结语

　　矿山开采极大地改变了原生景观生态系统，导致矿区生态退化与环境污染。针对矿区生态环境特点。我国当前矿区生态恢复的典型技术体系主要包括矿区土壤污染的治理及土壤环境质量的改善，矿区植被的恢复，水土流失的综合治理等。

　　必须强调的是，矿区生态恢复不仅仅是一个技术工程层面的问题，而且与矿区的社会经济发展密不可分，是一项耦合了社会、经济、资源与环境的系统工程。因此，矿区土地复垦是以人类发展为核心，对土地自然、经济与社会属性的综合整治，在消除环境危害的同时重建生态平衡。