采礦區(qū)土壤環(huán)境污染及其修復(fù)研究

徐松　唐芬

摘 要：近年來，伴隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求量也不斷提升，這就使得礦區(qū)開發(fā)力度越來越大。對于礦產(chǎn)資源，其在開發(fā)過程中，會(huì)對生態(tài)環(huán)境帶來極大的破壞，特別是礦區(qū)土壤污染問題越來越突出，對農(nóng)產(chǎn)品安全及人們的身體健康帶來了極大的影響，鑒于此，下面就礦區(qū)活動(dòng)對土壤環(huán)境的影響、采礦區(qū)土壤環(huán)境污染狀況及礦區(qū)土壤污染修復(fù)方案進(jìn)行全面分析。

關(guān)鍵詞：采礦區(qū)；土壤環(huán)境污染；修復(fù)技術(shù)

中圖分類號：X53 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）21-0081-02

Abstract： In recent years， with the rapid development of social economy in China， the demand for mineral resources is also increasing， which makes the mining area development more and more intensive. For mineral resources， in the process of exploitation， it will bring great damage to the ecological environment， especially soil pollution in mining areas is becoming more and more prominent， and has a great impact on the safety of agricultural products and people's health， in view of this， The following is a comprehensive analysis of the effects of mining activities on the soil environment， the status of soil environmental pollution in mining areas and the remediation plan of soil pollution in mining areas.

Keywords： mining area； soil environmental pollution； remediation technology

前言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用呈現(xiàn)一種“雙刃劍”的狀體，一方面礦產(chǎn)資源的開發(fā)可以保障經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，另一方面受管理水平、開發(fā)技術(shù)水平的限制，在礦產(chǎn)資源開發(fā)中也引起了一系列生態(tài)環(huán)境問題，特別是土壤污染，對土地使用、食品安全、人體健康等帶來了極大的影響。面對采礦區(qū)土壤環(huán)境污染這一嚴(yán)峻形勢，加強(qiáng)對其修復(fù)技術(shù)的研究顯得很有必要。

1 礦區(qū)活動(dòng)對土壤環(huán)境的影響

1.1 對土壤理化性質(zhì)的影響

在進(jìn)行礦山開采時(shí)，土壤層次、土壤結(jié)構(gòu)會(huì)受到嚴(yán)重的破壞，如板結(jié)、變硬等，使得水分、養(yǎng)分、有機(jī)質(zhì)等含量變少。而固體廢棄物會(huì)在雨水的沖刷、淋溶作用下，對土壤的酸堿性質(zhì)造成破壞，引起土壤污染。此外，礦區(qū)沉陷，會(huì)造成地下水位升高，而地下水也有可能造成土壤鹽漬化的蘇打、氯化物等進(jìn)入到土壤表層，引起土壤污染。在進(jìn)行土壤復(fù)墾時(shí)，由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)，會(huì)造成土壤結(jié)構(gòu)破壞，而復(fù)墾后的土壤結(jié)構(gòu)性、酸堿性、孔性等理化性質(zhì)都會(huì)發(fā)生極大的改變，與普通土壤相比較，復(fù)墾后的土壤含水量、容重都顯著提高，而孔隙度則會(huì)小于普通土壤，同時(shí)土壤的PH值也會(huì)發(fā)生改變，土壤肥力恢復(fù)慢，降低了土壤的適耕性。

1.2 對土壤環(huán)境質(zhì)量的影響

礦山開采、礦區(qū)土壤復(fù)墾會(huì)導(dǎo)致土壤中的生物種群減少，使得土壤生態(tài)環(huán)境質(zhì)量發(fā)生了一定改變。礦山開采過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的污水、粉塵、廢氣、固體廢棄物等，這些都會(huì)對土壤環(huán)境帶來一定的污染；在進(jìn)行礦區(qū)土壤復(fù)墾時(shí)，由于粉煤灰、煤矸石等填充物中含有很多有機(jī)污染物、重金屬污染物，在雨水的作用下，會(huì)直接、間接的進(jìn)入到土壤、地表水、地下水中，造成污染。

1.3 對成土條件的影響

土壤在進(jìn)行發(fā)育時(shí)，會(huì)受到氣候、地形、生物、人類活動(dòng)等各種因素的影響，由礦山開采活動(dòng)會(huì)造成地面裂縫、沉陷，使得地形條件發(fā)生了極大改變，同時(shí)在開采過程中會(huì)對地表植被帶來直接破壞，減少了地面動(dòng)物種類，加上礦區(qū)開采活動(dòng)會(huì)引起礦區(qū)地表熱容量降低、地表干燥等，容易引起光化學(xué)煙霧、酸雨、溫室效應(yīng)等，破壞了礦區(qū)微氣候，使得土壤發(fā)育也受到了一定影響，造成了土壤退化。

2 采礦區(qū)土壤環(huán)境污染狀況

礦區(qū)土壤污染源主要是礦區(qū)在選礦、開采、運(yùn)輸?shù)冗^程中，出現(xiàn)的廢氣、粉塵、廢水及選礦中堆積的尾礦、廢礦渣等，礦區(qū)土壤污染最為嚴(yán)重的是重金屬污染及有機(jī)污染兩種情況。

（1）重金屬污染，在礦區(qū)開采過程中，會(huì)有很多有害的微量元素進(jìn)入到土壤中，在土壤的吸附、沉淀等作用下，造成土壤重金屬含量超標(biāo)，從而產(chǎn)生重金屬污染。礦區(qū)的土壤重金屬污染主要有原礦石、采礦固廢、大氣干濕沉降、礦井廢水等幾種途徑，土壤污染本身具有一定的滯后性、隱蔽性，在受到污染后，難以及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的發(fā)展，土壤中的重金屬污染會(huì)越來越嚴(yán)重，導(dǎo)致農(nóng)田土壤肥力逐漸下降，造成農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)下降，不僅影響到農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同時(shí)也對食品安全及人們的身體健康帶來了一定影響。

（2）有機(jī)物污染，相關(guān)調(diào)查表明，我國目前有6000×

108m2農(nóng)田受到有機(jī)污染、化學(xué)污染，產(chǎn)生的農(nóng)產(chǎn)品中多環(huán)芳烴殘留物高達(dá)20%，而多環(huán)芳烴是一種持久性的有機(jī)污染物，具有半揮發(fā)性、遠(yuǎn)距離傳輸性、親脂性，會(huì)通過大氣傳輸?shù)狡渌貐^(qū)，并通過各種路徑進(jìn)入到土壤環(huán)境中。同時(shí)多環(huán)芳烴具有很強(qiáng)的致癌、致突變性能力，會(huì)經(jīng)過食物鏈進(jìn)入到人體內(nèi)，從而極大的威脅到人體健康。礦區(qū)土壤中的多環(huán)芳烴主要是由于油田開采中石油、精煉產(chǎn)品的泄露、煤炭等化石燃料不完全燃燒、采礦三廢等。

3 礦區(qū)土壤污染修復(fù)技術(shù)

3.1 物理修復(fù)

在礦區(qū)土壤修復(fù)中，常用的物理修復(fù)方法有高溫?zé)峤?、蒸汽抽提、機(jī)械工程措施、電動(dòng)法、固化、玻璃化等。對于高溫?zé)峤?、蒸汽抽提等方法，主要適用于半揮發(fā)、易揮發(fā)污染物中的土壤，先對污染物進(jìn)行熱分解、揮發(fā)，然后在對其進(jìn)行回收處理；對于機(jī)械工程措施，主要是對受到污染的土壤進(jìn)行隔離、物理轉(zhuǎn)移，從而降低污染濃度、污染物和植物根系的接觸，如通過換土、客土、去表土、隔離等措施，機(jī)械工程措施主要用于重污染、小面積的土壤污染處理；對于電動(dòng)法，主要是通過電泳、電滲流等手段，將土壤中的污染物帶入電極兩端，達(dá)到清潔土壤的目的，這種方法不適合傳導(dǎo)性差、滲透性高的土壤，比較適用于其他方法無法處理的適水性差的黏土土壤處理；對于固化、玻璃化處理，主要是將固化劑等物質(zhì)加入到土壤中，使得土壤呈現(xiàn)大塊狀、顆粒狀狀體，使得污染物也處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，這種處理方法適用于污染深度低于6m、含水量比較低的土壤中。

3.2 化學(xué)修復(fù)

對于采礦區(qū)土壤環(huán)境污染的化學(xué)修復(fù)方法，主要包括化學(xué)淋洗法、化學(xué)改良劑法、化學(xué)柵法等幾種情況。對于化學(xué)淋洗法主要是通過化學(xué)溶液對土壤進(jìn)行淋洗，這種方法在砂壤土、砂土、輕壤土等輕質(zhì)土壤中，有良好的應(yīng)用效果，但是這種處理方法容易引起土壤養(yǎng)分丟失、地下水污染、土壤變性等負(fù)面作用?；瘜W(xué)柵法主要是利用高分子合成材料、泥炭、活性炭等透水性好、可以吸附污染物的固體材料放在土壤次表層、污染堆積物地層，將有機(jī)污染物留在固體材料中，從而達(dá)到修復(fù)土壤的目的。這種方法適用于3-12m的淺層污染土壤修復(fù)中。對于化學(xué)改良劑法，主要是通過改良劑與相應(yīng)的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而降低污染物的擴(kuò)散性、水溶性、生物有效性，一般情況下，常用的化學(xué)改良劑主要有有機(jī)廢棄物與無機(jī)改良劑量兩類，其中有機(jī)廢棄物有垃圾、污水污泥、熟堆料等；無機(jī)改良劑主要有沸石、石膏、氯化鈣、磷酸鹽、碳酸鹽等。化學(xué)改良劑法經(jīng)常應(yīng)用在污染程度不嚴(yán)重的土壤中。

3.3 生物修復(fù)

在礦區(qū)土壤環(huán)境污染修復(fù)中，常用的生物修復(fù)方法主要有植物修復(fù)、微生物修復(fù)、植物-微生物-動(dòng)物協(xié)同修復(fù)等幾種情況。對于植物修復(fù)，主要是利用部分植物的能忍耐、超量積累重金屬的性質(zhì)，通過植物對土壤中的污染物進(jìn)行提取、揮發(fā)、根際過濾等，隨后再對植物進(jìn)行灰化處理，這種方法常用于土壤污染不太嚴(yán)重的礦區(qū)，對于土壤嚴(yán)重污染的區(qū)域，這不適合。微生物修復(fù)方法主要是通過土壤中的部分微生物，對污染物進(jìn)行吸收、氧化、沉淀、還原，使得土壤中的污染物毒性、生物有效性降低。但是由于微生物的吸收量少、專一性強(qiáng)，無法實(shí)現(xiàn)后續(xù)處理，所以這種方法無法應(yīng)用大面積重金屬污染土壤修復(fù)中。對于植物-微生物-動(dòng)物協(xié)同修復(fù)，主要是通過生物體的生命代謝活動(dòng)，將土壤中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸收、減低，從而恢復(fù)土壤環(huán)境，如豆科植物擁有植物、微生物形成的根瘤共生體，可以通過氨基酸、各種有機(jī)酸來提升植物的酸度，對重金屬進(jìn)行溶解。另外，蚯蚓等土壤動(dòng)物也可以減少重金屬污染，提升土壤肥力。

4 結(jié)束語

綜上所述，礦區(qū)開采會(huì)對礦區(qū)土壤的發(fā)育帶來極大的影響，引起了土壤污染、退化、生產(chǎn)力衰退等問題，因此，在實(shí)際中，必須結(jié)合具體情況，采用合理的手段，對礦區(qū)土壤進(jìn)行修復(fù)，從而保證礦區(qū)土壤的良好使用。需要注意的是，雖然當(dāng)前有很多種修復(fù)礦區(qū)土壤的技術(shù)，但是不同的技術(shù)有不同的使用要求，加上土壤環(huán)境的差異，所以在具體的應(yīng)用中，需要結(jié)合礦區(qū)現(xiàn)場情況，選擇最優(yōu)的土壤修復(fù)技術(shù)。

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