微生物技術(shù)在礦山生態(tài)修復(fù)中的運(yùn)用

（中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，云南 昆明 650000）

生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境、安全效益都是利用生態(tài)修復(fù)礦山污染的作用，它對(duì)整個(gè)社會(huì)的可循環(huán)發(fā)展和全人類的發(fā)展前進(jìn)都有著非常重要的意義。早在二十世紀(jì)二十年代，國外礦山開發(fā)就已經(jīng)開始研究礦區(qū)污染區(qū)域的二次開墾和修復(fù)生態(tài)。

從20世紀(jì)80年代末到60年代初，中國已經(jīng)開始研究利用生態(tài)修復(fù)礦山的生態(tài)污染。而到了二十世紀(jì)八十年代末有相關(guān)法律開始頒布，我國的礦區(qū)生態(tài)污染修復(fù)研究才有了質(zhì)的飛越。這里簡要介紹了微生物技術(shù)在礦山生態(tài)修復(fù)中的意義作用，以及一些方法，希望以此為礦山的生態(tài)修復(fù)加速助力。

1 微生物對(duì)礦山生態(tài)修復(fù)的原理

1.1 微生物技術(shù)的適用性

用原地本來就有的微生物或者被人類培育過的，適合生長的微生物，在最合適該生物生存的環(huán)境下，利用微生物自身循環(huán)代謝對(duì)周圍的生態(tài)有利影響，降低礦山被污染區(qū)域的土壤中有害污染物的活性或使有害物自然降解為無害物的修復(fù)技術(shù)。毫無疑問，相較于傳統(tǒng)的化學(xué)或物理修復(fù)技術(shù)，利用微生物修復(fù)的技術(shù)使用的成本更低，對(duì)礦山土壤和代謝活動(dòng)的負(fù)面影響更小，這在一定程度上能讓人類避免有害污染物通過轉(zhuǎn)移影響進(jìn)入體內(nèi)，也能避免造成對(duì)環(huán)境的二次傷害。

1.2 微生物技術(shù)的降解作用方式

總的來說，修復(fù)礦山生態(tài)可以通過：①通過微生物自身代謝分泌的胞外酶降解；②微生物先把礦山污染區(qū)域污染物吸納進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，再通過胞外酶去代謝降解。

2 原位——生物修復(fù)技術(shù)

2.1 原位生物修復(fù)技術(shù)釋義

原位生物修復(fù)技術(shù)需多采用適合的降解環(huán)境、添加營養(yǎng)劑等幫助改善土壤。如提供氮和磷等生物營養(yǎng)物、菌株。而為了能加速降解污染物，我們也經(jīng)常加入些經(jīng)過人類培養(yǎng)和馴養(yǎng)的微生物。

2.2 原位生物修復(fù)的方法

2.2.1 投入培養(yǎng)菌法

人類直接參與微生物培養(yǎng)，使用經(jīng)過人類培養(yǎng)的微生物或菌劑商品，介入被污染的區(qū)域。在投入微生物后，還需要投入一些營養(yǎng)物質(zhì)，為微生物的后續(xù)生長營造適宜的環(huán)境。

2.2.2 翻耕充氧法

通過對(duì)土壤翻耕并充入混合均勻的氧氣，達(dá)到使土壤更通透的目的。再加入合適的營養(yǎng)物質(zhì)，調(diào)整土壤的干濕度和酸堿度等，進(jìn)而為微生物生長創(chuàng)造良好的環(huán)境條件，同時(shí)有利于生物降解在不同土壤條件下的進(jìn)行，使污染物能更好的被化解和清除。

2.2.3 生物通氣法

生物通氣法是一種向土層的含水層以上的土壤層通入空氣或氧氣，為好氧的微生物提供載體，促進(jìn)污染物被生物降解的技術(shù)。

但這個(gè)方法只能應(yīng)用于多孔結(jié)構(gòu)的土壤。同時(shí)，生物通氣法的硬件設(shè)施所需費(fèi)用較低，維護(hù)日常進(jìn)行降解的費(fèi)用也低，具有較大實(shí)用性。

3 礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的重要性

礦區(qū)由于不合理的開發(fā)已造成許多的環(huán)境生態(tài)問題。露天的礦區(qū)采礦場、礦區(qū)塌陷區(qū)等，使得原本地貌被損壞殆盡或者用來低效的堆放廢棄物，而后期又無治理的措施，資源利用率極低。而且，長此以往容易造成礦區(qū)土壤的營養(yǎng)物質(zhì)不足，保土、保肥能力差等。所以說，我們必須重視對(duì)礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)。

通過生態(tài)修復(fù)，使礦山污染廢棄區(qū)的草地覆蓋率大幅度提升，有利于固水固土，也利于生物生存。此外還利于營養(yǎng)物質(zhì)保存，為生物提供更好的棲居環(huán)境。同時(shí)，利于改良土壤，改善礦區(qū)周圍環(huán)境。

此外，這些措施能改善礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，改善局地小氣候，減少土壤侵蝕和空氣中大顆粒物，最終減輕礦區(qū)風(fēng)沙侵害狀況。降低礦區(qū)發(fā)生山體滑坡、礦區(qū)泥石流危害的概率，保證礦區(qū)附近工作或居住人員的安全。

4 礦區(qū)分區(qū)塊生態(tài)修復(fù)

4.1 采礦區(qū)

礦區(qū)的土壤條件使植被成活率大大降低，而為了降低植被維護(hù)的資金投入，植被應(yīng)當(dāng)選擇適宜當(dāng)?shù)貧夂颍钜咨娴姆N類。固氮類的樹種更能在艱難的環(huán)境條件中生存，而氮類的豆科的植物則更為合適，所以豆科植物最好擺在最前面位置。我們要認(rèn)真分析礦區(qū)條件，選用不同的適合不同礦區(qū)地域條件生長的植物。

此外還需考慮植物的立地條件。根據(jù)不同植物的需要，我們采取的技術(shù)也應(yīng)隨之而變。如在采礦區(qū)域，平臺(tái)的坡度不大，但土壤結(jié)實(shí)，透氣性不好，此時(shí)可采用外土噴灑技術(shù)或用魚鱗坑的方式規(guī)整。

4.2 塌陷區(qū)

根據(jù)礦區(qū)各煤層的厚度和穩(wěn)固性不同，對(duì)由于人類開采導(dǎo)致的塌陷區(qū)可以采取使用礦渣填充和二次開墾措施治理。另外，非填充區(qū)的塌陷可以根據(jù)礦區(qū)的自然環(huán)境情況，使用堵塞縫隙、植樹造林和綠化等措施。

在復(fù)墾塌陷區(qū)結(jié)束后，需要在以后的三年中繼續(xù)采用生態(tài)恢復(fù)措施，使之提高經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益。

4.3 廢石區(qū)

廢石區(qū)的生態(tài)修復(fù)需要以保證邊緣斜坡的穩(wěn)固為前提采取相關(guān)工程、植物措施。

但最主要的措施仍是廣種植被。對(duì)不能保證完全安全的邊緣斜坡采取工程措施。主要是修建河壩、削坡梯級(jí)開發(fā)、攔滑設(shè)施等。此外，植物選擇的物質(zhì)主要性質(zhì)應(yīng)當(dāng)是抗污染能力強(qiáng)的同時(shí)品質(zhì)也好。選擇范圍廣泛，如沙棘、樺樹、楊樹等。最后，在植樹種草區(qū)域要設(shè)置良好的排水設(shè)備和有效的固水肥措施。以上措施的綜合利用將對(duì)該區(qū)域的生態(tài)修復(fù)起到加速作用。

4.4 尾礦區(qū)

在閉庫后，礦區(qū)工程的設(shè)施已經(jīng)基本完成并且已達(dá)標(biāo)的前提下，恢復(fù)尾礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。尾礦的性質(zhì)不同，我們需要根據(jù)具體情況采取不同的措施。若為酸性、堿性，則需要根據(jù)場地的利用方向進(jìn)行更深層的處理。

4.5 排矸區(qū)

主要方法有穩(wěn)定斜坡，改良土壤質(zhì)量，選擇合適樹種種植等方法。而由于排矸區(qū)的特殊地形，穩(wěn)定邊坡工作就要放在生態(tài)修復(fù)第一位。主要用水平方向階面去整理地面，把坡面的土壤固定好，最終還要把該區(qū)域的相對(duì)高度降低。在堆放矸石前，要用機(jī)器平整地面，在堆放矸石的時(shí)候也要分層進(jìn)行堆放。此外還需在邊坡位置設(shè)置一個(gè)對(duì)水勢的導(dǎo)流位置，這能達(dá)到減少坡面被水蝕的情況，起到固定邊緣和斜坡的作用。

5 結(jié)語

需明白，礦山生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)造福人類的大工程，需要長期、不畏艱難的堅(jiān)持。而由于我國國情，生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)程較晚，相關(guān)的法律目前還未健全，這些問題都隨著大量礦山開發(fā)過程中暴露的生態(tài)環(huán)境問題日益活躍在人們的眼前。提高礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)，落實(shí)相關(guān)法律，為礦山修復(fù)提供內(nèi)和外的保障已勢在必行。以生態(tài)學(xué)理論為生態(tài)恢復(fù)指導(dǎo)，把各方因素綜合運(yùn)用，如此才能使礦山生態(tài)恢復(fù)的效果達(dá)到生態(tài)可持續(xù)的目的。