礦山廢棄地分析及生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

陳 艷，張品漢，陳 慧

（1.浙江睿城環(huán)境科技有限公司，浙江 溫州 325200；2.杭州弈揚(yáng)環(huán)境科技有限公司，浙江 杭州 310000）

我國作為礦產(chǎn)資源大國，礦產(chǎn)已成為社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中必不可少的資源。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦山開采也成為經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，但因礦山開發(fā)形成的廢棄地，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境，亟待治理。相關(guān)學(xué)者，例如，Li[1]借助中國知網(wǎng)及ScienceDirect等網(wǎng)站，查找的有關(guān)礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境整治主題的相關(guān)研究成果來看，有關(guān)我國礦山資源開發(fā)環(huán)境的研究文獻(xiàn)并不豐富，近10年發(fā)表的相關(guān)主題論文約180篇，其中英文文獻(xiàn)僅20多篇，由此可知，礦山環(huán)保是目前行業(yè)領(lǐng)域研究的重點和難點。基于此，本文將分析礦山開發(fā)的基礎(chǔ)環(huán)境以及廢棄地修復(fù)的現(xiàn)狀，并結(jié)合現(xiàn)狀提出了生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)，以實現(xiàn)保護(hù)礦山生態(tài)資源的穩(wěn)定發(fā)展。

1 礦山開發(fā)的基礎(chǔ)環(huán)境

我國礦山環(huán)境的開發(fā)并不樂觀，存在較多環(huán)境污染和環(huán)保問題，亟待整治和處理?；趯ψ匀毁Y源生態(tài)的環(huán)境保護(hù)，礦山開發(fā)環(huán)境及其治理的影響因素主要分為：地質(zhì)環(huán)境環(huán)境影響因素、生態(tài)環(huán)境影響因素和環(huán)境污染影響因素[1]，詳見表1。

表1 礦山開發(fā)導(dǎo)致的主要環(huán)境問題

2 礦山廢棄地的分類特點及修復(fù)現(xiàn)狀

2.1 礦山廢棄地的分類特點

根據(jù)礦山廢棄地的形成機(jī)理，集合相關(guān)勘察調(diào)研的結(jié)果，分析得出的礦山廢棄地的分類特點，詳見表2。

表2 礦山廢棄地的分類特點

2.2 礦山廢棄地修復(fù)現(xiàn)狀分析

近幾年，相關(guān)部門對礦山廢棄地環(huán)境的整治與預(yù)防修復(fù)加大了資金投入，截止2020年底，累積投入已經(jīng)達(dá)到了1 000多億元，已經(jīng)修復(fù)完成的礦山廢棄地面積也達(dá)到90萬 hm2，但治理的總有效率僅為29.9%，由此看出，我國礦山廢棄地的環(huán)境整治及治理存在較大壓力。目前，廢棄地治理資金的主要來源是以財政補(bǔ)貼和政府財政撥款為主，但更多的礦山修復(fù)資金來源于企業(yè)自給自足，自行承擔(dān)修復(fù)成本。另一方面，我國在礦山廢棄地的治理合作方面缺乏綜合性的合作模式，因此，在修復(fù)技術(shù)實施過程中，應(yīng)引起更多的社會關(guān)注，這樣才能夠不斷促進(jìn)礦山開采土壤修復(fù)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的不斷完善。其實，在土壤污染修復(fù)領(lǐng)域，商業(yè)開發(fā)價值和經(jīng)濟(jì)價值是非常大的，但礦山資源開發(fā)用地相對偏僻，開發(fā)市場及相關(guān)開發(fā)資源難以支撐優(yōu)質(zhì)礦山資源開發(fā)路徑。所以，目前還沒有探索出一套科學(xué)的、優(yōu)質(zhì)的市場管理模式。

3 礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)

在生態(tài)環(huán)境體系中，礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)極為關(guān)鍵，不僅能夠高效的恢復(fù)原貌，還能形成環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，但這需要較長的恢復(fù)時間。然而，人工干預(yù)的方法，能夠在較短的時間內(nèi)，高效實現(xiàn)礦山廢棄地生態(tài)環(huán)境的修復(fù)和治理。

3.1 基質(zhì)改良、土地重構(gòu)及地貌重塑

為了能夠?qū)崿F(xiàn)礦山廢棄地區(qū)域生態(tài)功能的良好發(fā)展，要創(chuàng)造更多適宜植被生長的生態(tài)環(huán)境，還要加強(qiáng)水資源、生物資源等之間的相互關(guān)聯(lián)，以此構(gòu)建生態(tài)環(huán)境修復(fù)技術(shù)。由于土壤是植被、微生物等生長的主要基質(zhì)，限制礦區(qū)植物生長，對于基質(zhì)結(jié)構(gòu)及其養(yǎng)分具有重要意義。對于基質(zhì)改性主要方法包含括物理、化學(xué)和生物法。其中，物理方法主要是借助將地表土進(jìn)行回填實現(xiàn)。

按照礦山修復(fù)的相關(guān)技術(shù)規(guī)范內(nèi)容，在堆場、礦山和尾礦庫等專用礦山區(qū)域建設(shè)之前，需要按照規(guī)范施工，防止出現(xiàn)水土流失的現(xiàn)象。在修復(fù)之前，生態(tài)修復(fù)區(qū)域表現(xiàn)為：地表裸露、土層缺失、地勢陡峭、坡度不穩(wěn)等，區(qū)域內(nèi)幾乎沒有植被。因此，生態(tài)修復(fù)可采用覆蓋廢棄礦山（礦區(qū)和渣場）的方式，其覆蓋的土壤主要為建筑垃圾、施工廢土及湖泊清淤等。對于建筑垃圾產(chǎn)生的混凝土及湖底淤泥進(jìn)行有效的疏浚施工管理，不僅能夠有效提高土壤有機(jī)質(zhì)的含量，還能夠不斷改善和優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)，進(jìn)而為植物生態(tài)環(huán)境改善提供良好基礎(chǔ)[2]。

3.2 物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)主要包括隔離、固化和動力學(xué)方程計算法等。其中，隔離法主要是利用水泥、粘土及板材等材料，對于容易受到污染的土壤進(jìn)行隔離，實現(xiàn)水體分離，以減少或者防止出現(xiàn)污染的現(xiàn)象。隔離法主要包含有振動梁擋土墻、平墻及薄膜墻等結(jié)構(gòu)。這種處理方法往往用于受到污染較為嚴(yán)重的礦山廢棄地，且污染后容易被擴(kuò)散，但污染物經(jīng)過了一段時間的分離后，會受到較大的限制。

電動修復(fù)技術(shù)能夠去除土壤環(huán)境中的多類型重金屬污染物，例如，可在陰極中加入乙二胺四乙酸（EDTA），進(jìn)而高效的提高修復(fù)電流，增強(qiáng)電動修復(fù)的效果，其在污染土壤中總銅、總鉛和總鎘的去除率分別為90.2%、68.1%和95.1%。韓璐[3]等在湘西華源鉛鋅尾礦中使用鈍化劑，發(fā)現(xiàn)其對Cd、Pb、Zn的遷移率和生物有效性以及凝固有顯著影響。相關(guān)研究表明，向礦山廢棄地環(huán)境中加入適量的磷改良劑，不僅能夠?qū)U棄地土壤環(huán)境中的鉛含量及時清除，同時能夠降低土壤環(huán)境中的鉛轉(zhuǎn)移率及生物有效性。這種方法應(yīng)用具有高效性、穩(wěn)定性、修復(fù)效果好等優(yōu)點，但存在修復(fù)難度大、修復(fù)成本高等缺陷，在修復(fù)結(jié)束后培養(yǎng)難度大[4]。

3.3 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用，主要是基于土壤中重金屬所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而逐步降低土壤中重金屬的含量以及降低其在土壤環(huán)境中的溶解度等。

黃錫華等研究學(xué)者認(rèn)為，借助于P&T技術(shù)（提取A處理技術(shù)）可有效開展對污染土壤環(huán)境中淋巴液的處理，從而實現(xiàn)對深層土壤環(huán)境中固定劑的增加。于輝勝[5]等再對云南孤山某礦廠尾礦砂庫進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，根據(jù)綜合減毒指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)成本，在1：6水土沖洗3 h，0.1 mol/L的技術(shù)條件下，EDTA是一種合適且有效的清潔劑。α-淀粉酶是一種理想的重金屬絡(luò)合劑，對酸性、還原和氧化重金屬有一定的去除作用。鐵鹽、鐵酸鹽和三氧化二鐵，特別是硫酸鐵，能有效降低砷的遷移率，抑制植物對砷的吸收。

4 結(jié)論

當(dāng)前，我國提出了建設(shè)生態(tài)文明的自然環(huán)境，這需要大家共同努力。在大氣環(huán)境污染、地質(zhì)環(huán)境污染和相關(guān)環(huán)境復(fù)雜影響因素下，如何實現(xiàn)環(huán)境治理的有效性，優(yōu)化和提高環(huán)境治理的質(zhì)量和效率是關(guān)鍵。鑒于此，本文從礦山廢棄地的環(huán)境影響因素及生態(tài)修復(fù)治理角度進(jìn)行了詳細(xì)的分析，期望能夠給同領(lǐng)域技術(shù)人員提供一定的理論參考。