星云湖流域磷礦區(qū)廢棄地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量問題及恢復(fù)治理研究

摘 要：星云湖附近的磷化工產(chǎn)業(yè)擁有悠久的發(fā)展史，星云湖流域磷礦開采區(qū)是云南省磷礦資源的較重要分布區(qū)，由于采用露天剝離式開采，且缺乏長期有效規(guī)范的管理，使得采空區(qū)地表景觀破損、地質(zhì)災(zāi)害加劇、水土流失加大，增加星云湖的污染負荷。文中以星云湖磷礦區(qū)生態(tài)環(huán)境問題為研究視角，提出了相對應(yīng)的治理對策。

關(guān)鍵詞：星云湖磷礦區(qū)；生態(tài)環(huán)境質(zhì)量問題；治理

Abstract：Nebula near Lake phosphorus chemical industry has a long history of phosphorus ore mining areas of xingyun Lake watershed is an important area of phosphate rock resources in Yunnan province， due to the open pit strip mining， and a lack of long-term effective and standardized management， goaf surface damage to the landscape and geological disasters， soil erosion， increase， increase pollution load of xingyun Lake.Xingyun Lake phosphorus the mining area ecological environment problems in perspective， and puts forward corresponding countermeasures.

Keywords：Xingyun Lake phosphorus mine； problems of ecological environment quality； governance

礦產(chǎn)資源是一個國家社會文明必須的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，社會對礦產(chǎn)資源的需求量明顯增加。開發(fā)、使用礦產(chǎn)資源成為破壞和改變自然環(huán)境的重要因素，并為生態(tài)環(huán)境與人體身心健康帶來直接或間接地影響。因化肥工業(yè)氮磷比例嚴(yán)重失調(diào)，開采大量的磷礦資源勢在必行，礦業(yè)活動中出現(xiàn)的尾礦、尾渣，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境及人民的生活健康。星云湖流域磷礦區(qū)的開發(fā)利用，致使星云湖磷污染存在一定的獨特性[1]。文章深入研究星云湖磷礦區(qū)廢棄地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量問題，提出星云湖生態(tài)環(huán)境恢復(fù)質(zhì)量措施。

1 星云湖流域磷礦區(qū)的概況

星云湖流域位于云南省玉溪市江川縣境內(nèi)，流域土地面積454.54平方千米，水域面積36.36平方千米，占流域土地面積的8%。星云湖屬于珠江流域南盤江水系源頭湖泊，是斷層陷落性淺水湖泊。星云湖的地理位置是東經(jīng)102°45'-102°48'，北緯24°17'-24°23'，該湖面呈茄形，南北長度為9.087千米，東西面的最大寬度為4.72千米。最大水深度是10.81米，平均水深度為6.01米。

星云湖流域磷礦開采區(qū)主要分布在星云湖北部清水溝、云巖寺及星云湖南東部楊柳壩附近一帶[2]。磷礦石保有資源儲量3.5億噸，磷礦床儲量大，礦石質(zhì)量較好，大多埋藏淺，是少有的低砷、低油粉、覆土薄、易開采的礦體。礦山開采和磷化工企業(yè)對于整個流域的經(jīng)濟和財政收入具有很大的影響，是流域的支柱產(chǎn)業(yè)，但同時也對湖泊造成了污染[2]。

2 星云湖磷礦區(qū)廢棄地存在的生態(tài)環(huán)境問題

2.1 磷礦開采誘發(fā)的地質(zhì)環(huán)境效應(yīng)

星云湖流域磷礦開采以山坡露天為主，磷礦開采引發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題主要有滑坡、崩塌等。

2.1.1 礦山山巖裂開及巖石崩塌

磷礦開采后形成的采空區(qū)內(nèi)，由于剝蝕卸荷作用，形成懸崖峭壁，很容易形成山體開裂、山體變形，并造成山巖裂開，甚至引發(fā)巖石崩塌[3]。

2.1.2 地面滑坡、泥石流

磷礦開采在采礦和選礦過程中產(chǎn)生的廢棄物，即剝離的土巖、分離的廢石和尾礦庫，不僅占用大量的土地和農(nóng)田、破壞地貌和植被，而且極易引起滑坡和泥石流[4]。

磷礦開采廢棄后，未進行護坡處理，巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育，在雨季可能誘發(fā)崩塌或滑坡，渣場、棄渣堆放在溝邊坡上，加大了原始坡度，形成高陡不穩(wěn)定斜坡，棄渣以碎石為主，土壤較少，透水性好，含水性差，在無防治措施前提下，渣場前緣有不同程度的蠕動，雨季在降雨激發(fā)下，發(fā)生滑坡的幾率較大，為泥石流提供物源，威脅礦區(qū)下游農(nóng)田、公路[5]。

2.2 森林植被涵養(yǎng)能力不佳，水土流失嚴(yán)重

相關(guān)統(tǒng)計可知，星云湖徑流區(qū)域森林覆蓋率只有27.7%，磷礦開采使流域水土流失的面積為12077公頃，占整個流域總面積的35.7%，年均侵蝕量達到64.28萬噸。礦山開采對地表植被造成了嚴(yán)重的破壞，裸露的地表在暴雨徑流的沖刷下，大量表土被剝蝕隨地表徑流匯入溝渠、河道，最終進入湖泊；泥沙淤積湖內(nèi)，明顯降低蓄水供水能力和湖泊的使用壽命，促使湖泊老化進程明顯加快[4]。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，生物調(diào)控能力較弱

磷礦開采成為星云湖TP污染的主要貢獻源，是星云湖水質(zhì)惡化的原因之一，水質(zhì)為劣Ⅴ類。湖泊生物多樣性遭到嚴(yán)重破壞，星云湖獨有的江川大頭鯉極其稀有，大型水生生物明顯加劇，種群結(jié)果向著不良的方向發(fā)展，沉水和挺水植物大面積消亡，藻類數(shù)據(jù)明顯增加，生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重失衡。

2.4 土壤重金屬污染較嚴(yán)重

土壤重金屬污染物主要包括鉛、鋅、鉻、鎘等，其中某些重金屬元素在含量達到相應(yīng)數(shù)值后成為污染環(huán)境的有害物質(zhì)[6]。如鎘元素等，星云湖流域可能位于一個鎘高背景區(qū)域（流域內(nèi) 露的地層海口組砂巖含鎘0.73ppm，燈影組砂巖含鎘0.57ppm），星云湖流域內(nèi)磷礦礦層賦存于燈影組上部層位，屬于沉積型膠磷礦。因礦區(qū)磷礦資源必然會帶來對燈影組地層的擾動和破壞，導(dǎo)致礦區(qū)土壤重金屬遭受嚴(yán)重污染，特別是鎘的污染。

3 改善星云湖磷礦區(qū)廢棄地生態(tài)環(huán)境重建的對策

3.1 星云湖礦區(qū)廢棄地土地復(fù)墾

綜合星云湖土地資源利用現(xiàn)狀及磷礦山露天開采的特點，磷礦區(qū)土地復(fù)墾的目標(biāo)如下：首先要把廢棄地開墾成為可利用土地，以自然條件及土地類型為基礎(chǔ)，把復(fù)墾地優(yōu)化成為耕地，從而滿足耕地總量動態(tài)平衡的各項要求。復(fù)墾土地不能出現(xiàn)二次污染，水土流失情況較輕，土地質(zhì)量均比原土地好，重建之后的生態(tài)質(zhì)量要優(yōu)于原生態(tài)水平。復(fù)墾規(guī)劃的土地必須堅持經(jīng)濟合理，礦區(qū)可以承受所需的復(fù)墾費用，并在復(fù)墾工作完成后獲取相應(yīng)的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益[7]。礦山土地復(fù)墾是一項比較復(fù)雜的工程，土地復(fù)墾應(yīng)堅持因地制宜、無害化、資源化原則，根據(jù)廢棄地處在的位置、區(qū)域及水資源和地貌等條件，達到宜農(nóng)則農(nóng)、宜林則林、宜木則木的效果。礦區(qū)土地復(fù)墾需要使用大量的人力、物力、資金等資源，實現(xiàn)社會、經(jīng)濟、生態(tài)三者統(tǒng)一的效果。

3.2 因地制宜，創(chuàng)建多樣性生態(tài)景觀

星云湖磷礦區(qū)廢棄地進行復(fù)墾治理過程中，不能因種植農(nóng)作物片面追求造田造地，那些生態(tài)破壞嚴(yán)重、污染嚴(yán)重的老礦區(qū)，通常不適合進行農(nóng)作耕種，生態(tài)恢復(fù)及植被重建成為生態(tài)環(huán)境再造的重要核心，在生態(tài)恢復(fù)時，必須加大礦區(qū)自然景觀并保護生態(tài)多樣性，加強礦區(qū)自然景觀與生態(tài)環(huán)境的治理，種植樹木、花草，以恢復(fù)生態(tài)環(huán)境、植被重建優(yōu)先，建造人與自然和諧統(tǒng)一的礦區(qū)生態(tài)景觀。

3.3 合理利用生物治理及時修復(fù)廢棄地

星云湖磷礦區(qū)土壤遭受重金屬元素的危害比較嚴(yán)重，并對該地區(qū)生長的植物遭受嚴(yán)重毒害，為了快速恢復(fù)磷礦區(qū)廢棄地土壤的生態(tài)功能，必須對土壤的功能性展開恢復(fù)治理。對污染土壤治理的方法中，植物修復(fù)術(shù)成為最重要的土壤治理技術(shù)，這一技術(shù)就是種植大量的能抵抗重金屬并具有吸收富集能力的有害元素，達到修復(fù)污染土壤的目的[8]。植物修復(fù)技術(shù)作為原位修復(fù)技術(shù)，能有效保護水土流失情況，具有成本低、操作簡單等優(yōu)點，把富集重金屬的超累積植物，收獲之后集中除去或回收利用其中的重金屬元素。目前，部分礦區(qū)發(fā)現(xiàn)超富集的植物多種多樣，如：全葉馬蘭、鬼針草、狼把草、溪口花籽、萎蒿、綠葉莧菜等，以上植物都具有修復(fù)土壤Cd等元素污染的植物品種[9]。星云湖礦區(qū)廢棄地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量恢復(fù)質(zhì)量中，針對礦區(qū)土壤遭受多種重金屬元素污染毒害的情況，必須深入研究分析該地區(qū)的地理、氣候、土壤等植物反復(fù)種植，從而保障土壤生態(tài)功能的恢復(fù)及永續(xù)利用。

3.4 注重尾礦資源的再次開發(fā)利用

過去由于采、選技術(shù)比較簡單，多數(shù)堆積尾礦砂內(nèi)包含部分微細粒磷礦資源，老采礦區(qū)也遺留或覆蓋大量的貧礦資源。隨著采礦機械化和采礦技術(shù)的發(fā)展，選礦回收率明顯提升，磷礦產(chǎn)品價格的不斷漲價，促使磷尾礦和貧礦資源再次開發(fā)利用獲得較好的經(jīng)濟效益，引發(fā)開發(fā)磷尾礦、貧礦的發(fā)展熱潮[10]。所以，在礦區(qū)生態(tài)治理過程中，必須重視尾礦資源的再次利用，把生態(tài)環(huán)境建設(shè)與尾礦資源利用開發(fā)相互結(jié)果，使用新型的采、選技術(shù)與手段進行回收操作，從而促進生態(tài)環(huán)境快速恢復(fù)，達到經(jīng)濟、社會、生態(tài)三種效益和諧發(fā)展的目的。

4 結(jié)束語

總之，星云湖磷礦區(qū)是該地區(qū)著名的磷礦區(qū)，經(jīng)過長期的開采，生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重的破壞，礦區(qū)廢棄地的生態(tài)治理成為有待解決的問題。因此，加大礦山生態(tài)恢復(fù)示范性技術(shù)進展研究，探索合理的入地回收和恢復(fù)策略，爭取把星云湖磷礦區(qū)廢棄地恢復(fù)建設(shè)成為新示范工程，促進礦山生態(tài)環(huán)境質(zhì)量快速恢復(fù)。

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作者簡介：呂偉（1969-），男，四川自貢人，副教授，主要從事礦山地質(zhì)環(huán)境恢復(fù)研究。