地勘行業(yè)轉(zhuǎn)型背景下礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究

宋建偉，邢艷英，侯雙林

（1.河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，河北 石家莊 050021；2.河北省水文工程地質(zhì)勘查院，河北 石家莊 050021）

地勘行業(yè)是我國生產(chǎn)的基礎(chǔ)行業(yè)，為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)奠定了良好基礎(chǔ)，但是礦山環(huán)境的變化及其他不穩(wěn)定因素加快著地勘行業(yè)的轉(zhuǎn)型及發(fā)展[1]。因此在我國生態(tài)文明建設(shè)的引導(dǎo)下，礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)是地勘轉(zhuǎn)型的重要部分，尤其是下當(dāng)前礦山開采等工程建設(shè)中生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，所涉及到的生態(tài)技術(shù)也非常豐富。這就要求相關(guān)工作人員務(wù)必要熟悉掌握修復(fù)技術(shù)施工要點，進(jìn)而加強(qiáng)對其質(zhì)量管控，促進(jìn)我國生態(tài)文明戰(zhàn)略的踐行。

1 礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究背景

礦產(chǎn)行業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組組成部分之一[2]，礦產(chǎn)資源的過度開發(fā)自然也為國生態(tài)環(huán)境建設(shè)帶來了威脅，其中包括環(huán)境污染、生態(tài)地質(zhì)問題等等，因此我國生態(tài)文明建設(shè)愈發(fā)重要。我國大部分礦區(qū)由于過度開采或者由于開采后并未科學(xué)管理施工現(xiàn)場，這就會導(dǎo)致我國礦山地質(zhì)災(zāi)害事件時有發(fā)生，給生態(tài)環(huán)境建設(shè)帶來較大威脅，此種情況的發(fā)生會嚴(yán)重威脅人們生活安全，也會在一定程度上影響我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)，造成嚴(yán)重?fù)p失，因此加強(qiáng)礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用勢在必行。生態(tài)修復(fù)技術(shù)就是完善生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，制宜選擇適合的修復(fù)技術(shù)，進(jìn)而保證整體經(jīng)濟(jì)利益，從而踐行我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略[3]。礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)就是保證生態(tài)結(jié)構(gòu)等能夠回復(fù)被破壞前的狀態(tài)，并通過人為來維護(hù)生態(tài)環(huán)境，保證其服務(wù)效果，最后需要修復(fù)后效果能夠與其隨處環(huán)境相適應(yīng)，進(jìn)而保障人們整體生活水平。

2 礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)基本分析

生態(tài)修復(fù)技術(shù)就是以治理環(huán)境與修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)兩種方式進(jìn)行，修復(fù)原理是將生態(tài)學(xué)作為基礎(chǔ)，并通過物理、化學(xué)、生物修復(fù)等方式來進(jìn)行修復(fù)，進(jìn)而運用低成本等修復(fù)技術(shù)來完成修復(fù)[4]。下文就針對物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)及生物修復(fù)技術(shù)進(jìn)行簡要分析。

2.1 物理修復(fù)技術(shù)

物理修復(fù)技術(shù)就是運用電動力學(xué)、換土或者覆蓋等方式來解決礦山污染現(xiàn)狀。隔離法就是利用一些具有防滲水性的材料將土壤與污染物分開，防止出現(xiàn)污染物擴(kuò)散的情況。電動力法學(xué)法技術(shù)就是將電極插入到土壤中，并通過電滲析等原理來去除土壤中的重金屬元素，進(jìn)而維護(hù)土壤實際狀態(tài)。表土回填技術(shù)是當(dāng)前常用的物理修復(fù)技術(shù)，通過將表層土的分離存放，在完成開采工作后在將土層取回覆蓋，或者直接利用異地土壤覆蓋，此種技術(shù)可以有效維持礦區(qū)土壤結(jié)構(gòu)及生態(tài)平衡，目前我國承德礦區(qū)及鞍山礦區(qū)利用此種修復(fù)技術(shù)已然取到了良好效果。物理修復(fù)技術(shù)操作簡單，在運用過程中并不需要運用復(fù)雜的操作方式，也能夠避免其他不良影響因素，但是其在應(yīng)用過程中也存在一定局限性，例如覆蓋法所需占地面積較大，就會在一定程度上增加施工成本[5]。

2.2 化學(xué)修復(fù)技術(shù)

化學(xué)修復(fù)技術(shù)就是通過化學(xué)試劑等介質(zhì)來替換出土壤中的重金屬元素，進(jìn)而將其分解，使其由固化形態(tài)轉(zhuǎn)向液化形態(tài)，另一種方式就是通過添加固化劑等方法來降低污染物水溶性及生物有效性。一般常見的浸出液包括酸溶液，氯化鈣、表面活性劑等，通過與土壤中元素的融合分解。酸類溶液一般用于鋁、硅等氧化物，進(jìn)而減少土壤中重金屬因素的含量[6]?；瘜W(xué)修復(fù)過程中常采用添加改良劑來固化金屬，進(jìn)而抑制金屬的污染程度，通過化學(xué)穩(wěn)定劑來減少重金屬元素含量。此外，在礦區(qū)土壤上添加肥料等方式能夠與重金屬產(chǎn)生反應(yīng)進(jìn)而產(chǎn)生沉淀物，同時還能夠有效提高土壤的肥性，但是部分改良劑會引起植物中毒，因此要慎重選擇改良劑?；瘜W(xué)修復(fù)法應(yīng)用見效快，不會受到大自然的影響，但是由于浸出法會影響土地肥力，也會對地下水造成影響，此種方法更適用于孔隙大、污染強(qiáng)的土地。

2.3 生物修復(fù)技術(shù)

2.3.1 植物修復(fù)

植物修復(fù)就是在礦山附近栽種植物，此種技術(shù)更符合我國生態(tài)發(fā)展戰(zhàn)略，其應(yīng)用前景良好。通過種植適宜植物或者穩(wěn)定的本土植物物種及外來綠色植物，進(jìn)而可以有效控制防止水土流失的情況，也能夠有效去除地中的污染物，同時利用其富集作用及穩(wěn)固作用可以有效修復(fù)受污染的土壤，維護(hù)其整體條件，有效增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境的多樣性，使得礦山整體發(fā)展?fàn)顩r趨于良好。但是由于受到礦物質(zhì)影響，因此在應(yīng)用過程中要結(jié)合實際情況選擇恰當(dāng)?shù)闹参铮瑴p少水土流失及重金屬污染的情況。目前礦山常用的生態(tài)修復(fù)植物中草本植物占據(jù)主要，礦區(qū)在經(jīng)過開采后土壤中養(yǎng)分流失、重金屬污染狀況逐漸加強(qiáng)，而利用草本植物生長狀況能夠有效穩(wěn)定其肥力，降低污染情況?；诖酥参镄迯?fù)技術(shù)修復(fù)效果良好，修復(fù)過程中也不會造成二次污染情況，同時也能夠起到固沙等作用。但是其修復(fù)過程也存在一定不足，修復(fù)周期過長等因素都會影響修復(fù)效果，而且此技術(shù)更適用于修復(fù)土壤表層。

2.3.2 動物修復(fù)

動物修復(fù)技術(shù)是當(dāng)下的新型修復(fù)技術(shù)，此技術(shù)通過利用土壤動物及微生物等來進(jìn)行代謝，進(jìn)而維護(hù)土地營養(yǎng)狀況。例如蚯蚓、蜘蛛等土壤動物就很適合土壤重金屬污染狀況，通過吞食作用有效富集污染元素。另外蚯蚓此種生物除了富集重金屬外也能夠有效疏松土壤土質(zhì)，其分泌物也能夠增強(qiáng)土壤肥力，在其生長過程中能夠保持土壤透氣性。而且土壤動物能夠與周圍植物形成相互作用，起到良好的調(diào)節(jié)作用。比如土壤動物通過生命遷移及生命代謝的方式能夠有效增強(qiáng)生命活力，進(jìn)而土壤中有機(jī)物質(zhì)的分解能夠有效分解，起到改良的作用，分解出的有機(jī)酸十分適合植物吸收。動物修復(fù)技術(shù)是促進(jìn)礦山生態(tài)固修復(fù)的必然方式之一，也是未來生態(tài)修復(fù)的發(fā)展趨勢，因此加強(qiáng)對動物修復(fù)技術(shù)的探究具有重要意義，為其日后修復(fù)工作奠定良好基礎(chǔ)。

2.3.3 微生物修復(fù)

微生物修復(fù)技術(shù)是指利用本土微生物及人工馴化的微生物在恰當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下，通過微生物自身功能來降低土壤污染程度，進(jìn)而有效改善土壤土質(zhì)的修復(fù)技術(shù)。微生物修復(fù)技術(shù)一般通過其自身氧化還原作用來吸附土壤中有害物質(zhì)。例如礦山開采會產(chǎn)生硫酸鹽等酸性廢水，那么就可以利用硫酸鹽還原菌等進(jìn)行還原，使得還原產(chǎn)物能夠與水中重金屬形成良好沉降效果。微生物能夠利用有機(jī)物等將土壤中的物品分解成為腐殖質(zhì)，進(jìn)而改善土壤理化性質(zhì)。此外菌根技術(shù)也能夠起到良好的修復(fù)作用，例如叢枝菌根分泌的代謝產(chǎn)物就能夠固定土壤中的重金屬。微生物修復(fù)技術(shù)能夠?qū)ΦV山起到良好的修復(fù)作用，并且對環(huán)境其他方面影響較小，有效降低污染物濃度。但是此項技術(shù)只能對單一的污染物進(jìn)行分解，而且會受到環(huán)境限制，進(jìn)而不適合大范圍處理。

3 礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 礦山生態(tài)修復(fù)技術(shù)常見問題及措施

3.1.1 礦山坡面處理不當(dāng)

由于礦山坡面不平整就會導(dǎo)致在礦山開采過程中出現(xiàn)巖體脫落的情況，因此在此種情況下就會導(dǎo)致其基質(zhì)與坡面接觸不緊密，使得植物成活率降低。而在浮石清理過程中，也會出現(xiàn)坡面落石的情況，進(jìn)而造成嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。在礦山修復(fù)過程中，就應(yīng)當(dāng)完善坡面平整度，保證坡面平整能夠符合其穩(wěn)定性需求，因此加強(qiáng)偏坡防護(hù)具有重要作用。那么對于松散的土石混合坡就應(yīng)當(dāng)提前做好處理工作，減少工作人員的工作難度，從而保證生態(tài)修復(fù)的質(zhì)量。

3.1.2 生態(tài)修復(fù)植物選擇不合理

目前生態(tài)修復(fù)技術(shù)修復(fù)主要目的就是保證生態(tài)整體平衡，即保證礦山裸露區(qū)域能夠有植被覆蓋，因此，在植被選擇過程中，要根據(jù)地域的地質(zhì)條件及氣候情況等應(yīng)當(dāng)選擇根系發(fā)達(dá)的植被。但是目前生態(tài)修復(fù)的植物選擇并不合理，在選擇過程中，并沒有根據(jù)實際特點及不同坡面類型選擇適宜植被，導(dǎo)致在栽種時植物的生長營養(yǎng)不足，而且在雨季時根系并不發(fā)達(dá)灌木并不能適應(yīng)環(huán)境需求，從而植物存活率降低，生態(tài)修復(fù)的目的并沒有達(dá)到。因此，就要以本地適應(yīng)的植物為主，根據(jù)礦山生態(tài)修復(fù)項目設(shè)計情況以及生態(tài)氣候條件來選擇恰當(dāng)?shù)闹脖活愋停瑸楹罄m(xù)生態(tài)修復(fù)治理提供重要保障。

3.1.3 坡面排水設(shè)置比不完整

在礦山生態(tài)修復(fù)工程中，雨水是其重要影響因素之一，因此在進(jìn)行生態(tài)修復(fù)之前，就應(yīng)當(dāng)合理規(guī)劃設(shè)置排水系統(tǒng)，根據(jù)不同工程的實際需求，在施工區(qū)域布置排水溝。但是目前礦山排水的相關(guān)設(shè)置并不合理，如若出現(xiàn)強(qiáng)降水就會對坡體造成強(qiáng)烈沖刷等情況，導(dǎo)致其主體出現(xiàn)脫落，引發(fā)山體滑坡等安全隱患。礦山生態(tài)修復(fù)項目從前期的設(shè)計勘察到實際施工都需要耗費較長的時間，同時也要根據(jù)礦山治理區(qū)域的實際情況，合理設(shè)計排水溝，同時也要根據(jù)施工環(huán)節(jié)的各個因素進(jìn)行現(xiàn)場勘查工作，為排水溝的合理布置提供有效基礎(chǔ)，同時也要按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行施工，做好后期養(yǎng)護(hù)工作。

3.2 實現(xiàn)地勘行業(yè)轉(zhuǎn)型的有效措施

3.2.1 完善地勘行業(yè)轉(zhuǎn)型的制度

地勘行業(yè)轉(zhuǎn)型路上困難重重，而且此行業(yè)內(nèi)部競爭十分激烈，而且我國政府已然明確指出企業(yè)內(nèi)部改革就需要做好頂層設(shè)計，地勘行業(yè)應(yīng)當(dāng)具有清晰明確的發(fā)展思路，保證生態(tài)修復(fù)技術(shù)能夠被有效應(yīng)用，并且要將其行業(yè)定位作為理論基礎(chǔ)，深刻了解地勘行業(yè)發(fā)展的整體經(jīng)濟(jì)規(guī)律，進(jìn)而完善地勘行業(yè)內(nèi)部制度框架。同時行業(yè)內(nèi)部也要深化體制改革，積極構(gòu)建完善運營機(jī)制，使得礦山修復(fù)技術(shù)應(yīng)用能夠得到一定的制度支持。此外也要做好各個部門之間協(xié)調(diào)，將強(qiáng)化地勘技術(shù)作為核心，鞏固修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用效果，并且實現(xiàn)從勞動型、粗放型產(chǎn)業(yè)向知識型與集約型轉(zhuǎn)變，推動地勘行業(yè)的整體轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)地勘行業(yè)的整體發(fā)展。

3.2.2 加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)部人才引進(jìn)

在當(dāng)前激烈的市場競爭中，就要通過落實人才隊伍建設(shè)來踐行知識密集型發(fā)展觀念。地勘行業(yè)轉(zhuǎn)型具體思路就要做好產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)調(diào)整工作，優(yōu)化其工程設(shè)計工作以及生態(tài)修復(fù)技術(shù)，加大人才引進(jìn)力度。在選擇人才過程中要選擇熟悉掌握生態(tài)修復(fù)技術(shù)的人才及專業(yè)帶頭人員，進(jìn)而把握地勘市場的主動性，有效推動地勘行業(yè)的轉(zhuǎn)型，同時也能夠增強(qiáng)地勘單位轉(zhuǎn)型升級的內(nèi)在競爭力，完善內(nèi)部組織管理模式。

4 結(jié)語

綜上所述，要想實現(xiàn)地勘行業(yè)的轉(zhuǎn)型，就應(yīng)當(dāng)及時做好礦山生態(tài)修復(fù)工作，通過生態(tài)修復(fù)技術(shù)來不斷促進(jìn)我國的生態(tài)文明建設(shè)，目前生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用最廣的技術(shù)為客土法，而植物修復(fù)技術(shù)十分符合我國生態(tài)發(fā)展戰(zhàn)略。因此為了維護(hù)礦山整體生態(tài)環(huán)境，就應(yīng)當(dāng)合理分析現(xiàn)有的植物生態(tài)技術(shù)，如物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)及生物修復(fù)技術(shù)等等。另外為了確保修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用效果，就應(yīng)當(dāng)分析其當(dāng)下存在的問題，如礦山坡面處理不當(dāng)、生態(tài)修復(fù)植物選擇不合理等情況，而后在針對性制定出相關(guān)解決策略，通過保證坡面平整度、營造良好的植被群落以及合理布置排水溝等方式來保證生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)整體生態(tài)建設(shè)。