废弃露天矿山生态修复技术的应用研究.pdf

第 3 期废弃露天矿山生态修复技术的应用研究杨飞鸿（贵州省地矿局第二工程勘察院有限公司，贵州 遵义563000）冶 金 与 材 料Metallurgy and materials第 44 卷 第 3 期2024 年 3 月Vol.44 No.3Mar.2024摘要：露天矿山开采具有较高的开采效率，但由于开采面比较大，因此对矿山周围的生态环境破坏也较严重，必须采用生态修复技术实现对露天矿山的生态修复。文章总结了废弃露天矿山的治理工作的难点和问题，分析露天矿山的常见污染类型，针对生态修复技术的应用、修复过程中的管理方法进行研究，帮助技术人员更有效利用露天矿山生态修复技术，解决露天矿山生态问题，强化对矿山的生态建设，解决露天矿山开采后的生态问题。关键词：废弃矿山；生态修复；可持续发展作者简介：杨飞鸿（1994），男，贵州铜仁人，主要从事水工环工作。随着各行业对矿石的需求量增加，每年开采量也日益提升。露天矿山开采中产生的废石，将会对空气、河流、土壤等造成严重的污染，且严重破坏当地生物的生存空间，威胁当地的生态多样性。同时，废弃矿山也会导致水土流失等问题，不利于自然生态平衡的恢复，当土地受到破坏后，依靠生态系统很难自动修复，必须开展必要的人工干预。因此，针对废弃矿山需要采取积极措施开展修复工作，保证废弃矿山环境的可持续发展。1废弃露天矿山治理难点1.1土壤质量恢复难度大露天矿山经过长期采矿活动，由于设备、矿石等因素的影响，一般会出现土壤贫瘠、酸化、污染的问题咱1暂。矿山分期后，土壤质地、结构都受到了严重破坏，导致恢复土壤质量十分困难。1.2水体污染治理复杂矿山活动可能导致附近水体的污染，比如排放的废水中含有重金属等化学物质，如果矿脉和地下水接触，也会污染地下水。治理废弃露天矿山附近水体的污染，需要采用有效的水体净化技术，恢复当地水资源的安全。但是由于矿山还面临着土壤污染的问题，所以水体污染和土壤污染需要同时进行，并且由于水体的流动性，导致治理难度较大。1.3植被恢复困难废弃露天矿山地区通常植被覆盖较差，比如开展长时间的植被种植工作，才能恢复植被，但重新引入合适的植物物种以促进植被恢复是一个复杂的过程。而由于矿山存在比较严重的污染问题，需在选择植被时，保证植物具有很强的耐受性，导致适应于矿山环境的植物的选择、引入方式和生长管理都有比较大的困难。1.4生态系统重建时间较长生态系统的建设和恢复是一个需要时间的过程，而废弃露天矿山由于存在比较严重的污染和破坏，所以其生态系统往往需要较长时间才能达到相对稳定的状态咱2暂。因此针对废弃露天矿山的生态恢复是一个长时间的过程，往往会经历数年，甚至数十年的时间，使得治理过程更为复杂和漫长。2矿山生态环境现状及存在问题2.1地形地貌严重毁坏采用露天开采的矿山，随着开发活动的进行，原有的地形地貌景观会遭受比较严重的破坏。大面积的开采和挖掘，导致山体裸露、植被消失，岩石坡面将会在外部裸露，土体也会缺少植被遮盖，导致原本自然的地貌景观遭到破坏。这种景观的改变不仅影响了地方的生态美感，也对当地的生态平衡产生了负面影响。比如花岗岩开采时，将会出现边坡过高、陡峭的情况，会增加边坡的治理难度。2.2水土流失等土地问题露天矿山开发时，需要首先进行表面植被的清除，而且开采活动中伴随着大量土地的开挖和振动，使得土壤结构发生改变，造成范围内土壤的保水能力严重下降，容易引发水土流失问题。并且，开采中会产生大量的废石、废渣等，在现场可能没有经过处理就直接堆放，导致土地空间被占据。由于裸露的土地容易受到风蚀和水蚀的侵袭，导致土壤肥力流失，最终影响当地的农业生产。所以目前在露天矿山开采的地区，都会出现严重的资源浪费问题。2.3存在地质灾害风险矿山开采往往改变了地下水位、山体结构等地质条件，增加了地质灾害的发生风险，而且露天矿山开采过程中可能会产生高且陡峭的坡面咱3暂。因此露天开采过的区域，经过人为因素的干扰，导致岩土体结构发生改变，易使该区域出现滑坡、崩塌等地质灾害；且开采过127冶金与材料第 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卷程中堆弃的废石、弃渣等，在降雨等在自然因素的影响下，出现滑坡、泥石流等地质灾害的风险极高，这些潜在的地灾隐患将会给周边居民和基础设施带来威胁。2.4矿区周围生态严重失衡矿山活动对周边生态系统造成了严重影响，由于露天开采过程中会对植被进行砍伐，导致其面积大量缩小。由于土壤污染、水质受损的影响，植被的破坏问题变得更加严重，而且污染也导致矿区周围的生态系统失衡，很难恢复。矿山开发过程中，各种废弃碎渣被随意丢弃，也会造成植物和动物栖息地减少，物种多样性下降，导致食物链和生态平衡遭受破坏，对整个区域的生态系统产生长期的不良影响。3露天矿山污染类型3.1土壤污染露天矿山开采活动通常伴随着大量土壤的开挖和振动，会造成土壤的物理结构、化学性质发生变化。而且，由于矿石中含有包括重金属等有害物质，在露天矿山开采的过程中，也会释放到土壤中，会导致严重的土壤污染咱4暂。当矿山开采时间较长，污染问题加剧，将会对土壤的肥力和生态系统的健康产生直接的破坏，会影响后续植被的生长，还可能造成生态链破裂。3.2空气污染废弃露天矿山也是空气污染的重要源头，由于采矿、处理矿石的过程中会产生粉尘、有害气体和挥发性有机化合物等，这些污染物释放到大气中，就会导致空气污染。由于污染物的构成较为复杂，大量细小颗粒、有毒气体的存在，不仅影响周围地区的空气质量，还可能对人体健康造成危害。3.3水污染废弃露天矿山开采过程中，将排放大量的废水。废水中包含了多种有害物质，并且矿石落入水中也会导致重金属溶解。因此矿山开采会导致周围水体受到重金属、酸性物质、化学药品的污染，对水体生态系统和水质会造成严重威胁。水污染还会影响周围的土壤，导致土地肥力下降，以及威胁附近地区的饮用水源安全，危及人类健康。4矿山污染生态修复方法4.1土壤污染修复4.1.1植物生态修复为了保证矿山的可修复性，进行露天矿山开采时，先将植被整体剥离并存放在周围，开采完毕后将原来的土壤回填，重新栽植植被。为了能更好地促进植被的生长，除了重新栽植之前的植被，还需要选择适应性强、对有害物质具有较强吸附、富集能力的植物，比如耐盐碱、抗重金属的植物品种，能够实现对重金属的固化。在栽植过程中，可以采用种植植物混交的方式，利用不同植物种类之间存在协同作用，相互促进生长、改善土壤结构，提高土壤肥力。4.1.2土壤修复剂土壤修复剂可以改善土壤的生态环境，让土壤更适合植物生长，中和土壤中的有害物质。可以使用石灰粉、钙镁磷肥、石灰石等物质，改良土壤酸性，可以减少土壤中的有毒元素，缓解重金属元素的溶解和迁移，增加土壤中的养分。其次还可以添加有机物质，比如施加有机肥料或植物秸秆等，提高土壤有机质含量，改善土壤结构。4.1.3微生物修复微生物可以对土壤中的有害物质进行分解，或者在代谢的过程中消耗有害物质，实现对有害物质的固化。比如使用降解菌群，能将有机物和重金属降解，加快有害物质的降解速度过程，提高土壤的自净能力。配合使用有机肥料和生物活性剂，可以促进土壤中微生物的生长和活动，加快有害物质的降解，提升生态系统的修复速度。4.1.4土地梯级利用经过初步修复后，通过土地梯级利用可以实现对土地资源的有序利用，巩固土地资源的修复效果。例如，将部分土地经过修复后用于生态农业，能促进当地农业的修复，满足农业用地需求。经过生态修复后，也可以开展生态旅游，将修复后的矿山区域打造成生态旅游景区，提高土地的综合利用价值，也能让废弃矿区获得维护资金，保证生态修复和建设的持续性。4.2空气污染修复废弃露天矿山所导致的空气污染主要为空气中悬浮的酸碱离子，在降雨时会落入土壤和水体，导致矿山环境的严重破坏。为了能够实现矿山的生态修复，使用生态修复的方法可以实现对空气污染的综合修复控制，解决矿山的空气污染问题。很多植物具有吸附灰尘的功能，而且能够固化土壤，避免矿山出现水土流失，减少矿山出现的扬尘问题。在选择植物时，应该优先选择耐污染、吸附能力强的植物品种，如灌木和草本植物，以吸附和净化空气中的颗粒物和有害气体。另一方面，所选择的植物也要以本地植物为主，确保适应当地气候，可以在相对贫瘠的矿山中生长咱5暂。根据需要，还可以构建植物屏障，通过在矿山周边和污染源周围建立植物屏障，既可以减缓风速，限制粉尘扩散，也能充分利用植物的吸附作用净化空气。在边坡位置，通过种植植物可以提升边坡的平稳性，降低泥石流等灾害的出现几率。在修复过程中，可以定期对矿区内洒水，能有效控制粉尘，减少粉尘污染128第 3 期问题。4.3水污染修复水污染治理是露天矿山的重点和难点。露天矿山开采过程中，会排放大量废水，部分矿山已经开始进行水资源的回收再利用，但是依然难以实现对水污染的绝对控制。矿山的废水一般采用沉淀的方法，但是沉淀后并不能完全去除水中的有害物质，依然可能造成污染问题咱6暂。在生态修复的视角下，可以构建植物过滤区，通过在受污染水体流经的区域建设植物过滤区，有效利用芦苇、菖蒲等适应性强的水生植物，利用植物根系和微生物的作用，吸附和分解水中的有害物质。还可以逐渐修复渔业资源，利用鱼类和甲壳类动物，实现对水体中有机物的降解。在矿区周边建立人工湿地，利用人工湿地的过滤作用，及利用湿地内的藻类促进水体中的有机物降解，维持水体生态平衡，有效改善水质。还可加强梯田建设，通过在矿区周围建立梯田等设施，减缓水流的流速，让植物能够更好地吸收水中的有害物质咱7暂。5生态修复优化措施的评估5.1确定生态修复影响因素为了确保矿山生态修复达到目标，需要在前期生态修复的过程中掌握生态变化状况，明确废弃露天矿山生态修复的影响因素。包括但不限于地形地貌改变、植被丧失、土壤质量下降、水体受损等情况，实现对矿山生态破坏严重程度的明确认识。所以，在前期规划时期，生态恢复工作人员需要深入矿山场地，勘查当地的地貌，进行详细地调查和评估，确定矿山活动对生态环境造成的实际影响，为制定有针对性的修复措施提供科学基础。针对坡面、截排水措施需要进行重点分析，检查现场是否存在欠稳定边坡结构，针对具体情况使用加固方法，比如选择适宜的植物进行种植，以及开展生态群落的初步搭建咱8暂。5.2综合分析生态修复效果生态修复的效果会受到多个层面因素的影响，所以生态修复工作需要考虑多方面因素。比如矿山所在地的地质、水文、生态状况，需分析各类措施应用后可能存在的风险、在当地的适宜性，并综合应用技术。并且，在制定修复方案时，应进行综合性分析，避免单一因素导致的局部性修复效果。比如在制定修复方案时，不能单纯考虑修复效果，也要考虑经济方面因素，分析矿山修复的成本、适用性等情况，避免由于造价等因素导致不良问题。例如需要选择绿化率效果较好的护坡形式，在确保护坡效果的同时，并有效地控制成本，避免由于过大的施工难度影响矿山的正常施工咱9暂。5.3综合比对后确定修复方案在掌握了废弃露天矿山生态环境的详细信息后，应该制定多套不同的方案，从不同角度对方案的应用效果进行分析，综合比对各种可能的修复方案，并结合当地的实际情况和可行性，确定最为适宜的修复方案。应开展对当地地区状况的调研工作，对环境状况、风险问题进行调研，结合当地原材料、交通状况、绿化率、绿化效果、造价、建设效率等进行综合评估，确定最适配的方案，保证修复工作的综合效果。并且，也要针对当地的生态状况建立健全的生态监测系统，定期监测修复效果，根据监测数据开展评估，调整和优化修复方案，确保修复方案满足当地的真实需求。6结论露天矿山开采对当地的生态环境破坏比较明显，为了能够实现矿山的生态恢复，要有效使用生态修复技术，保证矿山地区的持续性修复。通过针对土壤污染、空气污染、水污染使用对应的修复方法，并且在修复过程中综合考虑各方面因素，经过综合分析后确定修复方案，保证修复的效果，满足矿山修复的需求。技术人员需要综合利用各类技术，解决当地的污染、水土流失等问题，实现对当地生态的长期建设，达到可持续发展的目的。参考文献1 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