礦山生態(tài)環(huán)境破壞與生態(tài)修復(fù)的探討

盧 璐

（山西交控生態(tài)環(huán)境股份有限公司 山西太原 030006）

引言

采礦過程對(duì)環(huán)境有著較大的影響，其破壞力不僅表現(xiàn)在對(duì)地表的破壞上，還表現(xiàn)在對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重影響上。在采礦作業(yè)中，礦山占用了大量的農(nóng)業(yè)用地，這在不同程度上影響了植物生長；其次，由于長期開采會(huì)改變周圍生態(tài)環(huán)境，特別是環(huán)境污染，不僅嚴(yán)重污染空氣，而且也污染地下水，這違背了社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的原則，因此礦山生態(tài)系統(tǒng)的管理也要求我們不要忘記長期發(fā)展，本文從當(dāng)前利益出發(fā)，提出了礦區(qū)環(huán)境恢復(fù)和生態(tài)環(huán)境修復(fù)及保護(hù)途徑。

1 進(jìn)行礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理的重要性

1.1 采礦過程帶來損壞

采礦過程對(duì)生態(tài)帶來不可逆的損壞，有關(guān)部門應(yīng)及時(shí)采取措施予以制止。采礦帶來的生態(tài)損壞主要來自以下方面。特別是，采礦后留下的沉積物會(huì)造成地質(zhì)災(zāi)害，例如開采之后留下的礦洞，以及土體變形和坍塌。首先，露天開采將改變邊坡的自然平衡，導(dǎo)致土壤崩塌，而礦渣開采將成為滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)；其次，礦物廢水污染土壤。這些廢水的化學(xué)成分往往比較復(fù)雜，對(duì)環(huán)境釋放出有毒氣體，環(huán)境管理容易退化；最后，由于采礦活動(dòng)導(dǎo)致植被完全喪失，礦山的生態(tài)系統(tǒng)往往無法通過自然影響恢復(fù)。植被的破壞可能產(chǎn)生土壤侵蝕、土壤損耗和污染物擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 恢復(fù)和管理礦區(qū)以保護(hù)土地資源

采礦對(duì)我國土壤生態(tài)的破壞主要來源在以下方面：首先，采礦將導(dǎo)致土體表面的破壞和坍塌，導(dǎo)致生態(tài)完整性的喪失。此外，采礦活動(dòng)使地質(zhì)結(jié)構(gòu)容易受損，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性帶來威脅，也無法應(yīng)對(duì)；其次，采礦業(yè)產(chǎn)生的固體爐渣和化工廢水等污染物嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境，對(duì)人體有毒害作用。即使在自然調(diào)節(jié)下，礦山植被恢復(fù)，污染物會(huì)從環(huán)境中進(jìn)入人體，并在食物鏈中積累。因此，開采過的礦床幾乎不可能進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。礦山復(fù)墾管理有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一方面，礦山復(fù)墾管理消除了脆弱地形的自然平衡，如礦區(qū)、工作區(qū)、邊坡等。其他穩(wěn)定礦床的地質(zhì)結(jié)構(gòu)提供了建筑用地；另一方面，礦山回收和清理將有助于清除固體廢物，處理有毒有害廢水，恢復(fù)采礦項(xiàng)目污染土壤的肥力，恢復(fù)農(nóng)業(yè)用地，減少耕地短缺[1]。

2 采礦過程中給生態(tài)環(huán)境帶來的破壞

2.1 地下水位的影響

在采礦過程中，排水和地下水開采是必要的工程。由于大量地下水排放，地下水位持續(xù)下降，對(duì)礦井的原始地下層造成嚴(yán)重破壞。地下層破壞后，將出現(xiàn)地下水抽取和排放漏斗，這將改變當(dāng)?shù)卦械牡叵滤?yīng)、滲漏和排水，并使得地下水不同程度的短缺。河流、湖泊、溪流、泉水等。隨著礦井周圍形成的水變干后，土壤逐漸流失，不僅會(huì)對(duì)日常農(nóng)業(yè)和工業(yè)用水帶來不利影響，無法滿足需求，還會(huì)造成地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致水流入礦井，無法保證礦工的人身安全。此外，地下水位下降和河流污染也將導(dǎo)致一些植物物種消失，一些依賴地下水的植被逐漸干涸和死亡。嚴(yán)重的將導(dǎo)致土壤荒漠化和環(huán)境污染。

2.2 水污染和植被破壞

現(xiàn)代化生產(chǎn)中，由于萃取過程中產(chǎn)生大量工業(yè)廢水，生活廢水和冶煉廢水。如果工廠不妥善處理這些廢水，就會(huì)污染當(dāng)?shù)氐乃?。此外，一些采礦廢水含有大量汞、鉛、鋅和其他有害物質(zhì)。當(dāng)下雨時(shí)，這些被污染的金屬將被排放到當(dāng)?shù)氐暮恿髦?，造成酸雨。如果礦井水受到污染，當(dāng)?shù)鼐用竦慕】祵⑹艿揭欢ㄓ绊憽＿@些廢水中的重金屬超過了當(dāng)前的正常參數(shù)。在表土開采中，只有在完全清除礦井表土后，才能進(jìn)行正常開采。然而，當(dāng)土壤被清理時(shí)，植被可能會(huì)被破壞，一些植物的作用較高，造成無法彌補(bǔ)的損害。在開采作業(yè)中，相關(guān)企業(yè)應(yīng)習(xí)慣于在該區(qū)域鋪設(shè)土壤和巖石，這也會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞[2]。

2.3 地表環(huán)境破壞

采礦完成后，巖石中會(huì)形成空洞。在土壤力的作用下，其急劇下降，導(dǎo)致裂縫或坍塌。對(duì)地表上的建筑物造成嚴(yán)重的破壞和威脅，同時(shí)，采礦嚴(yán)重影響水文循環(huán)，地表土壤鹽漬化將導(dǎo)致局部土壤侵蝕，這將對(duì)鄰近的土壤環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

2.4 坍塌事故

斜坡上的土石方在重力作用下與地表分離，以滑動(dòng)、跳躍和墜落的形式下落，稱為崩塌災(zāi)害。這是因?yàn)椴傻V過程會(huì)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成一些破壞。如果巖石裂縫在暴雨等外力作用下沿結(jié)構(gòu)坍塌，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫等問題，無法保證采礦安全，引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

2.5 滑坡災(zāi)害

在特殊的地質(zhì)或自然條件下，礦區(qū)邊坡上的巖土?xí)艿街亓Φ挠绊?，從而?dǎo)致一個(gè)或多個(gè)軟弱區(qū)域的破壞，甚至巖體和土壤完全減少?；率鹿实脑蛴泻芏啵ㄈ藶樵颉⒆匀辉蚝推渌淮_定原因。對(duì)于開采作業(yè)而言，相關(guān)工作是由大量的人工作業(yè)來完成，因此滑坡事故的發(fā)生頻率上升[3]。

2.6 固體廢物污染

固體廢物污染已逐漸成為礦產(chǎn)生態(tài)資源集中的負(fù)擔(dān)和問題。固體廢物（包括廢物和天然巖石廢物）的污染程度仍然很高，這是礦山固體廢物污染的關(guān)鍵因素之一。這是因?yàn)榈V業(yè)公司缺乏環(huán)境意識(shí)、科學(xué)的采礦計(jì)劃，沒有重視固體廢物造成的嚴(yán)重?fù)p害，也沒有采取適當(dāng)措施處理固體廢物，因此開采人員在作業(yè)過程中隨意處理固體廢物。固體廢物總量高，如果不及時(shí)處理礦井中殘留的固體廢物，它們會(huì)在原地堆積，不僅會(huì)覆蓋周圍大片土地，還會(huì)對(duì)地表植被等生物資源造成一定破壞，進(jìn)一步加劇原本脆弱的生態(tài)環(huán)境，也會(huì)造成潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)和事故。

2.7 廢氣排放較為嚴(yán)重，空氣質(zhì)量令人擔(dān)憂

在礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中，產(chǎn)生了大量的廢氣和粉塵，對(duì)下層環(huán)境造成污染。當(dāng)?shù)V工吸入廢氣和粉塵時(shí)，會(huì)引起呼吸道疾病，并對(duì)健康構(gòu)成持續(xù)威脅。受天氣影響，這些有害氣體擴(kuò)散到周邊的大氣中，并進(jìn)一步擴(kuò)大了受污染場地的面積。此外，采礦活動(dòng)將產(chǎn)生含硫氣體和其他污染性氣體，空氣中漂浮著大量可吸入顆粒物。當(dāng)酸性氣體上升時(shí)，會(huì)影響水蒸汽并導(dǎo)致酸雨。酸雨造成的損害是多方面的，不僅對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和設(shè)施，而且對(duì)人類健康都有直接和間接的影響。在采礦過程中，大量地質(zhì)結(jié)構(gòu)和生物遭到破壞，影響植物對(duì)空氣的清潔能力，空氣污染無法及時(shí)消除，空氣質(zhì)量令人擔(dān)憂[4]。

3 礦山生態(tài)環(huán)境修復(fù)的探討

3.1 與不同部門合作創(chuàng)建采礦控制系統(tǒng)

礦產(chǎn)資源開發(fā)涉及多個(gè)部門，各部門都有各自的職責(zé)，其利益范圍牽涉較廣，利益體系比較復(fù)雜。為了保護(hù)所有采礦部門的切身利益，其利益相關(guān)者必須共同開發(fā)礦山環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。作為一個(gè)行政權(quán)力機(jī)構(gòu)，國家應(yīng)與林業(yè)、土地和應(yīng)急部門合作，建立一個(gè)管理礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化組織，并相應(yīng)明確其職責(zé)、責(zé)任和權(quán)限，為采礦過程中地質(zhì)環(huán)境的安全穩(wěn)定奠定基礎(chǔ)。因此，山地地質(zhì)災(zāi)害的建設(shè)在協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境關(guān)系方面發(fā)揮著積極作用，這就要求運(yùn)營設(shè)施的人員利用其知識(shí)和合理的技術(shù)來管理，從而和改善環(huán)境，維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，提高資源效率。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)制定切實(shí)可行的監(jiān)測(cè)措施，并在當(dāng)?shù)貦z查土壤、地下水和其他承載特性，以確定其是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。一旦出現(xiàn)污染問題，我們必須找出根本原因，并采取糾正措施，以盡量減少地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境污染[5]。

3.2 改善礦區(qū)土壤質(zhì)量

提高采礦土壤質(zhì)量是恢復(fù)環(huán)境的有效途徑。目前，采用化學(xué)、生物、物理等方法。特別是使用基于材料密度的技術(shù)來改善土壤特性意味著有效減少對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等的破壞。在完成每項(xiàng)工作后，工人必須填充修復(fù)的路面。這種方法不僅簡單，而且價(jià)格低廉。充分發(fā)揮土壤種子庫的作用和功能，盡快恢復(fù)礦區(qū)的環(huán)境功能。如果由于各種因素?zé)o法及時(shí)回填礦山，則必須保護(hù)土壤。此外，物理復(fù)墾方法可用于隔離土壤，也就是說，在某些情況下，物理方法可用于復(fù)墾。其他事項(xiàng)需要在實(shí)踐中解決的問題是在使用隔離法后的一段時(shí)間內(nèi)可能出現(xiàn)的差異，因此其范圍相對(duì)有限。除了材料技術(shù)外，化學(xué)技術(shù)還可以有效改善土壤。具體來說，可以向土壤中添加足夠的化學(xué)物質(zhì)或養(yǎng)分，以有效提高土壤肥力和調(diào)節(jié)pH 值，但化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用將受到地下水和暴雨等因素的影響。因此，應(yīng)使用化學(xué)技術(shù)來控制其排放。

3.3 拓寬財(cái)務(wù)渠道，增加管理成本

保護(hù)山區(qū)環(huán)境不可能一蹴而就，這需要大量的人力、物力和財(cái)力。除了來自公共部門和各種管理手段的政策和財(cái)政支持外，還需要擴(kuò)大其他財(cái)政渠道，增加公共投資，并在積極的財(cái)政支持下有效和適當(dāng)?shù)赝菩猩絽^(qū)環(huán)境措施。首先，必須設(shè)立環(huán)境管理信托基金，并建立有效的財(cái)務(wù)制度。當(dāng)然，上層階級(jí)負(fù)責(zé)管理其環(huán)境。從采礦利潤中收到的付款份額可歸屬于環(huán)境管理信托基金，該基金為保護(hù)環(huán)境提供有力的資金支持。同時(shí)，礦業(yè)公司應(yīng)更加重視環(huán)境保護(hù)，增加企業(yè)環(huán)保意識(shí)，降低采礦過程中的環(huán)境污染和破壞，確保環(huán)境平衡的及時(shí)實(shí)施。加強(qiáng)政府監(jiān)管職能，減少公共支出，緩解資金短缺的困擾。最后，要加強(qiáng)成本管控，確保資金切實(shí)應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境修復(fù)中。責(zé)任部門可以制定采掘企業(yè)環(huán)境保護(hù)資金管理體系，明確開采的管理和資金支持，并設(shè)立由專家管理的專門財(cái)務(wù)賬戶。嚴(yán)格規(guī)范資金使用，建立報(bào)告制度，防止資金濫用狀況出現(xiàn)[6]。

3.4 制定科學(xué)的管理目標(biāo)

在采礦生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和管理的早期階段，相關(guān)部門和采礦單位普遍迫切需要援助，這給管理帶來了諸多問題。針對(duì)這些問題，我們必須在規(guī)劃階段遵循客觀規(guī)律進(jìn)行礦山管理的不斷更新，以提高規(guī)劃的合理性。在規(guī)劃管理目標(biāo)之前，相關(guān)部門應(yīng)認(rèn)真、全面地研究采礦業(yè)的實(shí)際情況。例如，用于填充礦井所需土壤的地下挖掘的位置和數(shù)量；礦井中有大量廢物，需要多少輛運(yùn)輸汽車，以及運(yùn)輸?shù)膹U物在哪里處理。我們可以用“圖解法”來規(guī)劃我們的目標(biāo)。其他問題的編程應(yīng)基于客觀規(guī)律，并應(yīng)保留足夠的處理空間，以避免簡單的處理方式；應(yīng)鼓勵(lì)管理者加快有效管理并盡快恢復(fù)環(huán)境，而不是要求他們盡快實(shí)現(xiàn)管理目標(biāo)。

3.5 恢復(fù)林牧業(yè)發(fā)展

根據(jù)區(qū)域條件進(jìn)行部分重建和使用。如果有些土地適合發(fā)展林業(yè)和畜牧業(yè)，則投資于恢復(fù)林業(yè)和畜牧業(yè)。在林業(yè)恢復(fù)發(fā)展之前，礦山可以種植經(jīng)濟(jì)作物和放牧，這不僅能提高土地利用效率，還能節(jié)約土地，恢復(fù)生態(tài)平衡，為以后放牧奠定生態(tài)基礎(chǔ)。同時(shí)，為了保證林業(yè)和畜牧業(yè)的恢復(fù)及發(fā)展，必須對(duì)該地區(qū)的土壤和土壤質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)的分析，必要時(shí)還應(yīng)向其注入適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物。此外，在牧場開發(fā)和恢復(fù)過程中，要控制該地區(qū)的放牧頻率，確保綠色植被覆蓋，避免過度放牧對(duì)環(huán)境造成二次破壞，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)，提高造林的生態(tài)價(jià)值。

3.6 真菌定殖技術(shù)的應(yīng)用

礦物殘留物通常不含有土壤養(yǎng)分，這會(huì)影響植被的生長。真菌定殖技術(shù)的目的是恢復(fù)微生物群落，維持營養(yǎng)循環(huán)，并發(fā)展一個(gè)自動(dòng)控制的生態(tài)體系。真菌因其與植物和微生物的生物相互寄存牽制而受到廣泛關(guān)注。蘑菇與宿主植物共存真菌為植物提供營養(yǎng)和水分，植物從真菌中獲取碳水化合物。它們還可以保護(hù)載體植物免受各種病原體的侵害。在煤礦進(jìn)行的另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，干旱增加了菌落生產(chǎn)力，減少了干旱重量和養(yǎng)分含量。真菌種子密度的差異可能與植物特性和大氣條件有關(guān)。真菌和植物基質(zhì)的結(jié)合對(duì)于植物生長和創(chuàng)建獨(dú)立的垃圾填埋場生態(tài)系統(tǒng)非常重要。真菌協(xié)同作用可以通過提高植物抗旱性和磷利用率來提高礦山生產(chǎn)力[7]。

3.7 擴(kuò)大土地復(fù)墾規(guī)模

植被一直被視為穩(wěn)定土壤和防止土壤侵蝕的物質(zhì)，是降低自然災(zāi)害的重要手段，更是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地區(qū)的防控手段。對(duì)滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害地區(qū)進(jìn)行改造和耕種植被可以有效地降低發(fā)生上述地質(zhì)災(zāi)害的可能性。因此，在采礦過程中，采礦企業(yè)需要注意土地恢復(fù)的必要性、土地恢復(fù)的組織和真正需要的是擴(kuò)大重建規(guī)模。在運(yùn)行過程中露天開采作業(yè)制度，確保斜坡穩(wěn)定為防止水土流失、恢復(fù)土地及在斜坡上建立植被著陸是必要的。土地恢復(fù)過程中的注意事項(xiàng)是為恢復(fù)植被而選擇的植被必須與礦山的原始植被相匹配一致性，協(xié)調(diào)著陸條件，降低回收成本同時(shí)，要確保邊坡工作有效進(jìn)行。由于人工開采正在形成的礦山邊坡通常是貧瘠的，土壤中幾乎沒有有機(jī)物，由于重金屬含量很多，回收人員必須注意選擇不肥沃的土壤當(dāng)?shù)刂脖豢购悼购芰?，必須考慮地區(qū)的實(shí)際情況，如邊坡根部傾斜角度小于30°的情況，礦山的廢料和土壤可以用來恢復(fù)土地，選擇擴(kuò)大土地開墾和種植方法；當(dāng)邊坡角度大于30°但小于45°時(shí)，可以考慮著陸袋恢復(fù)土地，以確保斜坡在植被根部前的穩(wěn)定性；傾斜角坡度45°至60°時(shí)，采用坡度剪切+水泥網(wǎng)可保證種植物的穩(wěn)定性；如果傾斜角超過60°時(shí)，可通過安裝板塊等容器，使植被可以在邊坡扎根。

3.8 區(qū)域漁業(yè)的更新

目前，礦區(qū)開采主要為表層開采，在土石方開采后，地面表層收縮。地表恢復(fù)后，這些區(qū)域?qū)l(fā)展成池塘，這將顯著提高區(qū)域漁業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)踐中，深入分析了該地區(qū)的地質(zhì)條件是否符合漁業(yè)發(fā)展的要求。一旦選定漁業(yè)部門，就須建立適當(dāng)?shù)馁Y助政策，以確保漁業(yè)發(fā)展能夠取得最佳成果。為了降低養(yǎng)魚的風(fēng)險(xiǎn)，魚類應(yīng)該盡可能選擇利潤高、易于繁殖和易成活的品種。

3.9 廢水處理

（1）在開采過程中，中心承壓區(qū)的地下水和雨水對(duì)承壓有一定影響，導(dǎo)致礦井排水。隨著礦山廢水流入河流，礦石顆粒和金屬成分污染了水資源。如果周圍為農(nóng)業(yè)用地，灌溉土壤會(huì)被污染，土壤中的植物細(xì)胞會(huì)被破壞，這將嚴(yán)重影響農(nóng)作物的生長。通過對(duì)我國各類礦床的分析，發(fā)現(xiàn)礦井水滲漏的原因是缺乏合適的凈化系統(tǒng)。礦井周邊地區(qū)水質(zhì)的惡化影響了礦井的長期發(fā)展，因此必須開發(fā)有效的水處理系統(tǒng)，以控制或減少礦井水對(duì)周圍水源的影響。（2）通過遙感和超聲波遙感技術(shù)，可以利用有關(guān)水資源的信息來確定地下礦山的狀況。在這兩項(xiàng)研究之后，可以以數(shù)據(jù)的形式獲得最終結(jié)果，并可以從勘測(cè)數(shù)據(jù)中形成水文圖。（3）詳細(xì)了解礦井周圍的水文條件，根據(jù)實(shí)際水文條件合理使用濾池，盡量減少污染，加強(qiáng)水源附近的污染凈化。（4）為了確保水資源管理系統(tǒng)的可行性和可靠性，可以使用新技術(shù)和模擬方法對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。膜過濾是最先進(jìn)的水過濾技術(shù)。其基礎(chǔ)是在過濾中，除水分子外的所有物質(zhì)，如金屬成分、礦物顆粒和其他污染物，如果具有強(qiáng)大的過濾能力，可以去除和控制礦井廢水，減少對(duì)周圍水資源的污染，保護(hù)農(nóng)田生長。（5）盡量減少礦井水污染，采取措施修建沉淀池、處理池、排水溝等。

3.10 區(qū)域綠化

礦區(qū)生態(tài)采用了最廣泛的經(jīng)濟(jì)模式。用于恢復(fù)當(dāng)?shù)鼐G植，以確保該地區(qū)植被的充分利用和區(qū)域植被系統(tǒng)穩(wěn)定。首先，我們須認(rèn)真考慮物質(zhì)成分。在種植綠色植物的過程中，采取有效措施避免廢棄礦山和污染場地；其次，在選擇植物的類型時(shí)，選擇盡可能多的綠色植物。對(duì)于有高生命力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物，應(yīng)盡量減少經(jīng)濟(jì)加工成本；積極的進(jìn)行初期護(hù)理確保植物的預(yù)期生長，并確保修復(fù)、施肥、種植和其他工作。

結(jié)語

一般來說，采礦是一項(xiàng)系統(tǒng)而復(fù)雜的工作，會(huì)造成許多地質(zhì)災(zāi)害和環(huán)境污染。相關(guān)單位要深入分析，總結(jié)影響因素，熟悉礦業(yè)的實(shí)際情況，有針對(duì)性地采取措施，從根本上解決和消除問題。在地質(zhì)災(zāi)害管理和環(huán)境管理過程中，要堅(jiān)持“預(yù)防為主、綜合治理”的基本理念，積極應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)施、設(shè)備和技術(shù)，不斷更新礦山環(huán)境管理理念，充分協(xié)調(diào)礦山與環(huán)境的現(xiàn)有關(guān)系，為提高礦山生產(chǎn)效率和安全性奠定了良好基礎(chǔ)，為環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展提供了充分保障。