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礦山生態修復技術研究范文1
關鍵詞：礦山開發區 生態修復技術 工程措施 問題分析 方法探究
中圖分類號：X171.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）08（b）-0026-02
我國的礦產等資源雖然相對來說比較豐富一些，但是，不得不承認的是，我國的人均能源消耗量也是十分突出的。這就導致我國的一些礦產的開發區出現過度開采的情形。因此，就這種情況而看，我國應該采取一系列的措施來對相關的礦產開發區進行一些修復施工。當然，我國所采取的關于礦產開發區的修復方法是多種多樣的，但是，效果最好，利用最廣的一種修復方法就是生態修復。
1 礦山開發區進行生態修復的具體的措施介紹
1.1 治理邊坡
不管是對于礦山開發區來說，還是其他的一些山體結構，邊坡都是十分重要的存在。因此，在礦山開發區進行修復的時候首先就是要考慮邊坡的治理情況。如果在進行礦山開發的時候，邊坡出現不穩定的情形，很大程度上會導致相關的開發人員以及設備的損傷。只有采取一些措施保持邊坡的穩定性，才可以避免山體滑坡、坍塌等現象的出現。具體可以采取的舉措包括以下幾點：首先就是要盡量保持礦山路面的平整性；其次就是要對懸崖進行修整的工作，最好是使其形成一個水平的臺階狀；然后就是在邊坡的面積范圍內種植綠色植物，在美好環境的同時保證它的持久性。
1.2 治理尾礦
一般來講，對于任意一座礦山開發區來講，尾礦都是占地面積最大，但是利用效率確是最差的一個地方。因此，在關于尾礦的修復措施上一定要格外注意對尾礦的二次利用以及它的綜合效益水平。主要采取的方法就是利用井下踩空區這種方式來進行尾礦的排放，進而能夠使其在整體的礦山開發區中達到最優的利用水平。除此之外，還可以將尾礦這種不能夠充分開采的地區進行商品化以及資源化，從而達到廢物再次利用的最終目的。
1.3 關于植被修復
除了上述這些措施之外，利用生態的方式對礦山開發區進行修復的時候還可以運用植被達到這一目的，尤其是對于遭到重金屬污染的礦山開發區而言，這種方式更具有效果。一般來講，就算進行植被種植這種修復方法，所采用的具體工序也是不同的，根據相關的操作步驟的不同，具體的可以分為兩類。第一種方式就是對礦山開發區進行直接的植被覆蓋，這種方式簡單快捷，而且所耗費的資金也不是特別昂貴。但是，這種方法的缺點就是見效比較慢。第二種則是采取覆土植被的方式進行礦山開發區的修復工程。一般來講，這種方法比第一種的應用更為廣泛，這主要是因為在具體的操作中，這種方式不僅僅是具有第一種的簡單操作這一優點，而且還可以在保證資金投入量的同時提高相應的效率，簡單地講，就是這種修復方式操作簡單而且成效快。
1.4 治理水資源
在礦山開發區的具體開采工程中難免會出現對自然資源的一些傷害，其中又以對水資源的破壞以及浪費最為嚴重。 水是我國最重要的資源，任何人都不可能離開水而生存。因此，在對礦山進行修復時一定要注意對水資源的修復。一般來講，礦山開發區的水資源包括地表水和地下水兩種，在對水資源進行修復，是可以采取人工濕地的方法以及種植植被的方法。值得注意的就是關于地下水的水位問題，一定要將其控制在合理的范圍之內。
1.5 治理礦山的土壤
總的來說，對土壤進行優化改良的方式不在乎以下三種：第一種方法就是利用異地進行取土的這種操作模式。這種修復模式所利用的原理就是對礦山開發區中完好的土壤進行移植，也就是說利用優質的土壤對已經遭到破壞的地區進行填補修復。第二種方法則是對廢棄地進行改造，一般來講，礦山開發區的各種土地資源都是不可棄的，所以，我國是一直秉持著治理的理念來對礦山進行整體的修復的。最后一種則是采取對土地增肥的方式來進行土壤的改良。這樣一來，就可以達到重復利用礦山資源的目的，而且還有利于提升相關礦山開發區的綜合產量。
1.6 利用微生物以及地下動物的能力來進行礦山開發區的治理
一般來講，我國的礦山開發區在經過長久的利用之后都會產生不同程度的土質硬化等問題，因此，在對其進行修補的時候合理適當地利用微生物以及地下動物等生物資源是十分有效的方法。通常情況之下，這些微生物都可以利用自身的特性在進行地底活動的時候都會從某種程度上達到對土壤進行疏松的目的，這樣一來，可以在不浪費任何資源的情況下合理并且有效地對礦山開發區進行生態修復。值得一提的是，在利用微生物對礦山開發區進行修復的時候可以利用的微生物主要包括兩種，其中一種就是抗污染的菌種，這種微生物菌種的最主要功能就是可以將礦山開發區的有害物質通過一系列的手法轉化為無污染的物質，從而大大地提高了礦山開發區的綜合利用能力。除此之外，它還可以降低一些有毒物質的毒性，使得這些有毒物質對礦山開發區的危害降到最小。
2 結語
綜上所述，我國的礦產等資源雖然豐富，但是，卻經不起我國這龐大人口的綜合利用。因此，在對其進行開采的時候一定要注意做到相關礦山開發區的修復工作。只有這樣，才可以保證我國的相關礦產資源在進行有效利用的時候不會對相應的礦山環境造成壞的影響。
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礦山生態修復技術研究范文2
傳統礦業走的是一條高消耗、高污染的路子，在開發過程中產生大量廢氣、廢液、廢渣等污染物，對生態環境造成嚴重破壞。在黃金礦業開發過程中，還要使用含劇毒的氰化物，對當地群眾生產生活造成不良影響。黨的十六大以來，作為我國最大的黃金企業，中國黃金集團公司（以下簡稱“黃金集團”）深入貫徹落實科學發展觀，高度重視生態文明建設，從黃金礦業的實際出發，堅持綠色發展理念，依靠科技創新，打造綠色礦山，走出一條資源開發與環境保護雙贏的綠色發展之路。
環保先行，推進綠色生產
黃金礦業開發主要包括礦石采掘、選礦和冶煉三部分。傳統開發模式下，礦石采掘要從地表至地下1 500多米的地方開采出數量巨大的礦石和圍巖，破壞了地球表面和巖石圈的自然平衡，改變了地質環境；選礦和冶煉產生的大量含氰廢水、含硫廢氣、尾渣、尾礦，污染了地表和地下水體，并對大氣環境造成嚴重污染。可以說，傳統開發模式的每個環節都直接或間接影響著礦區周圍的自然環境，對生態系統造成一定程度的破壞。
怎樣才能走出一條綠色生產之路？黃金集團堅持以科學發展為主題，以加快轉變礦業發展方式為主線，以打造美麗礦山、發展生態礦業為目標，進行了大膽探索。對井下采空區，我們采用新型膠固料技術進行回填，盡力恢復原有的地質環境。對生產過程中產生的廢液，進行回收處理，循環利用，以降低水資源的消耗；對廢氣中的含硫有害物質，通過回收提取硫元素，變廢為寶；對生產過程中產生的大量尾礦，進行回填、制磚再利用，努力修復自然生態系統，同時大力開展綠化美化工程。經過幾年努力，黃金集團逐漸形成了“低能耗、低污染、低排放”的“三低”綠色礦山發展模式。
內蒙古烏山項目位于呼倫貝爾草原。這里植被脆弱，土地表層只有約30厘米厚的腐殖土，一旦破壞就會被風蝕沙化。為保護區域生態環境，我們在開發時將所有剝離的腐殖土堆存起來，做到采礦生產和草原復墾同時設計、同時施工。目前，復墾面積已達200多萬平方米，礦區內可綠化的區域全部進行了綠化。
甲瑪項目位于生態環境極其脆弱的青藏高原。在2008年建礦伊始，我們就堅持“點上開發、面上保護”的原則，提出將甲瑪建成綠色、環保、科技的大型現代化礦山。為減少對高原綠色植被的破壞，降低揚塵污染，我們改變了投產之初的地表運輸方式，采用地下平硐運輸方式，開創了地區礦山企業井下運礦的先例，有效保護了山體、地表和植被生態系統。
自2007年以來，黃金集團在尾礦治理、除塵、污水處理、環境監測、土地復墾等方面不斷加大環保投入，累計投資達10多億元。新建礦山環保投入平均占總投資的5%，在、內蒙古等生態脆弱地區甚至高達13%，7個礦山成為國家級綠色礦山試點。2011年，黃金集團萬元產值綜合能耗和萬元增加值綜合能耗比2010年分別下降4.32%和7.15%，全面完成年度節能減排目標。
科技創新，引領發展轉型
長期以來，我國黃金礦業普遍沿襲著粗放型的開發模式，對生態環境破壞比較嚴重。這其中固然有觀念落后、管理粗放的因素，但還有一個不可忽視的重要因素，就是黃金礦業的科技發展水平不高，裝備、自動化程度和信息化建設等方面比較落后。
黃金礦業的科技發展水平為什么不高？一則黃金礦業的發展不像電子、汽車行業那樣具有廣泛性，黃金勘探和采選冶重大創新技術的產生相對比較困難，周期也較長；二則黃金礦山具有獨特的“偏、小、遠、散、深”等行業特點，這些特點使得黃金資源開發利用比其他礦產資源開發利用的技術難度明顯加大，難以采用現代化的大型設備。隨著經濟社會發展對生態環境的要求越來越高，粗放型的開發模式已完全不能適應這種要求，必須以科技創新為重要支撐，推動礦業轉型發展。作為我國黃金行業唯一的中央企業，黃金集團瞄準行業前沿技術，主動承擔起行業科技攻關的任務，為黃金礦產資源安全、高效、清潔開發與利用提供了關鍵技術支撐和保障，加快了黃金礦業開發由傳統的粗放型經營模式逐步向綠色環保的現代經營模式轉變。
在采礦方面，加強高效采礦、無廢開采的研發力度，抓好礦山環境控制和尾礦資源再利用工作，促使采礦業由生產密集型向技術密集型轉化。2011年，黃金集團承擔的“大型金礦綠色采選冶技術研究及示范可行性研究”“特大型多金屬礦高效開發利用關鍵技術研究”和“數字化冶金礦山關鍵技術研究及產業化示范應用”三個項目入選“十二五”國家科技支撐計劃，目前已取得階段性成果。
在尾礦和廢水處理方面，積極采取有效措施，綜合利用資源，將有限資源“吃干榨盡”。其中自主研發的生物氧化、原礦焙燒以及引進吸收的劇毒元素砷回收等核心技術解決了世界性難題，使我國已探明的3 000多噸難選冶的黃金資源變為可供利用的資源，促進了我國黃金礦業的可持續發展。湖北三鑫金銅股份有限公司采用世界先進的新型膠固料技術，將加入膠結材料的70%尾礦充填到井下采空區，實現排放和供充一體化，對剩余的30%尾礦采用壓濾干堆技術，實現了全部尾礦安全處理。甲瑪項目為了處理礦區每天產出的2.4萬噸廢水，采用混凝沉淀與活性炭吸附技術進行回用，并安裝了9臺大型濃密機，對浮選尾礦及精礦進行濃縮，再將濃縮溢流水全部返回至生產流程循環使用。這不僅解決了選礦廢水積聚影響多金屬分離的難題，還使選礦回水的利用率達到了95%以上。內蒙古烏山項目在全國首次采用節能的SABC碎磨工藝和節水的尾礦膏體輸送技術，大幅降低了能耗，環保效果非常顯著。
礦山生態修復技術研究范文3
關鍵詞：假儉草；多年生黑麥草；交播；應用研究
中圖分類號：S688.4
文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）13-0030-02
1 假儉草交播多年生黑麥草的技術特點
假儉草（Eremochloa ophiuroides），是禾本科蜈蚣草屬多年生暖季型優良草坪植物，具有耐蔭性、抗病蟲能力、耐踐踏性、耐貧瘠、耐旱性、耐寒性。假儉草青綠期長，繁殖能力強、成坪速度快，草坪易管理，草坪耐踐踏、彈性好，但適宜種植范圍有限，只能種植于-13.3 ℃以上，否則會枯死，難以越冬[1-4]。
多年生黑麥草（Lolium perenne）是早熟禾科黑麥草屬植物。叢生，根系發達；葉片窄長，深綠色，質地柔軟，具光澤，富有彈性。多年生黑麥草喜溫涼濕潤氣候。黑麥草耐寒耐熱性均差，不耐陰，較能耐濕，但排水不良或地下水位過高也不利黑麥草的生長。不耐旱，尤其夏季高熱、干旱更為不利。對土壤要求比較嚴格，喜肥不耐瘠。略能耐酸，適宜的土壤pH值為6～7[5-8]。
假儉草交播多年生黑麥草宜在11月底前進行，黑麥草籽用種量宜為20～30 g/m2。該交播技術可以在廣大的地域范圍解決草坪的冬季退綠問題；又可以利用暖季型草坪草節水、耐低養護的許多優點[9-11]。
2 交播技術在受損土地復綠工程中的應用
2.1 廣東清（遠）連（州）高速公路邊坡綠化工程
該工程總面積32×104 m2，施工段沿線215.25 km。屬南亞熱帶氣候，由花崗巖風化物發育的赤紅壤高丘陵地區，水土流失嚴重。該工程于2013～2015年施工，將假儉草通過噴混植生技術噴射在邊坡面上，假儉草覆蓋地面效果良好，大大減少了雨水落下時對地表的濺擊侵蝕，也可截留部分降雨。同時由于發達的匍匐莖而具有良好的抓地能力，每一個匍匐莖的節上都能長出根系，使它能夠緊貼地表，具有較強的耐沖刷性，當雨水較多且形成水流時，它可以防止土壤被水流沖走，造成大面積的水土流失。種植假儉草還能起到蓄水保水的作用。由于連州多年平均初霜期為12月8日，終霜期在次年2月12日。因此該工程在10月下旬進行多年生黑麥草的交播。經觀察，工程達到了30 d出苗，60 d見綠，6個月綠色體覆蓋70%，年內全覆蓋，3年內新建邊坡植被趨同周邊生態環境，得到了業主全優工程獎勵。
2.2 海南三亞荔枝溝Ⅲ號采石場邊坡綠化工程
該工程邊坡總面e3.5×104 m2，70°～90°巖石邊坡，坡高110 m，缺乏土、肥、水，植物生存的基本條件，該工程采用V型槽種植帶技術，于2013年年初開工。在V型槽中加入回填土，并將假儉草與黑麥草草籽按1∶9的比例播種，并栽植灌木及小喬木，達到草喬灌相結合的植物配置模式，出苗保苗效果好，灌木生長旺盛，達到了當年綠化施工，當年綠色全覆蓋的生態效果[12-14]。
由于該項目于春節后開工，氣溫仍較低，1∶9的假儉草與黑麥草配比，能保證黑麥草的快速生長，且隨著春季氣溫升高，假儉草慢慢打破冬季休眠開始生長。經過修剪、疏草、控水、控肥等科學管養，很好地保障了假儉草在春末夏初順利返青。保證在梅雨季節來臨前“削減”黑麥草的長勢，給假儉草生長創造了空間，如期返青、正常生長[15，16]。
2.3 江西景德鎮浮梁縣朱溪稀土礦區生態修復工程
該工程治理總面積為78000 m2。稀土廢棄尾砂土壤物理特性惡劣，砂粒多，粘粒少，干旱貧瘠，漏水漏肥，植物難以存活。該項目經過前期稀土礦區水系疏導、尾砂堆積體整形、穩定及泥沙阻攔、土地整理與復墾工程后，進行受損坡面植被恢復工程及堆積區生態景觀重建工程。
該項目從選擇抗逆性強的鄉土植物入手，以豆科灌木為主，開展多品種、多模式優化配置，從而建立稀土尾砂礦區抗砂化、抗干旱、耐貧瘠的生態植被恢復重建的成套技術體系。假儉草環境適應能力強、耐污染、成本低廉、養護要求低的特性使其成為礦區景觀修復不可多得的植物資源。假儉草交播黑麥草，與豬屎豆、胡枝子、紫穗槐等喬灌木組成群落。整個人工混播林生態系統基本穩定，即使遇罕見暴雨也沒有發生滑坡和山體沉降等災害，植物發育良好。這說明假儉草在非極端的土壤條件下依然能保持旺盛的生長，并且對土壤的改造、水土保持，以及植被恢復都有重要的意義。
3 結語
假儉草以耐瘠薄、病蟲害，養護水平低及再生能力強而著稱，是國外公認的起源于中國的最好的暖季型草坪草，可廣泛地用于庭院草坪、休憩草坪及護坡草坪的建植，特別適合于水土保持和大面積景觀建設，是世界三大暖季型草坪草之一。對于道路邊坡、采石場、礦山等受損邊坡景觀重建工程，應該深入研究、發掘潛力，并加以推廣，但假儉草資源的開發利用現狀明顯不如狗牙根、結縷草、地毯草等。今后應進一步繼續深入研究假儉草的生物學特性和坪用價值，為假儉草草坪的開發利用奠定基礎，使假儉草得到充分的開發和應用。另外，假儉草作為一種野生草坪草資源，目前尚未能引起重視，很少有人進行系統研究。因此，在草坪建植及治理水土流失的生態建設中也未能發揮其獨特的功效。
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礦山生態修復技術研究范文4
關鍵詞：礦山；地質環境；恢復與保護；治理
Abstract: The mine ecological environment pollution and destruction is very serious, geological disaster ground subsidence, collapse, landslide, debris flow, water pollution, mine earthquake and other improper mining, to the state caused serious economic losses and endanger the safety of life and property. Do a good job of mine environmental geological environment is imminent, this paper mainly analyzes the protection of mine geological environment governance.
Key words: mine; geological environment; protection and restoration of governance
中圖分類號：F416.1 文獻標識碼：文章編號
前言
目前我國礦山環境問題較多，突出表現在五個方面，即采礦活動破壞了大量耕地和建設用地；采礦誘發地質災害；采礦使礦區水均衡遭受破壞，產生各種水環境問題；礦山開采中廢氣、粉塵、廢渣排放，產生大氣污染和酸雨；采礦破壞自然地貌景觀，影響整個地區環境的完整性。礦山開發中“三廢”的排放嚴重污染了礦山及周圍地區的地質環境；礦山開發誘發的崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等地質災害十分普遍；采礦活動使礦區周圍水平衡系統遭受破壞。由此可見，我國礦山生態環境保護形式十分嚴峻！礦山環境治理工作勢在必行！
1礦山地質環境治理原則
1.1以人為本、防災減災。所有的地質災害，直接或間接的對礦山職工和礦區居民的生命財產安全構成威脅，因此礦山環境治理首先要保證礦區免遭礦山開發誘發的各種地質災害的危害，達到防災減災的目的。
1.2因害設防、綜合治理。針對礦山地質環境破壞的特點、方式、分布及危害程度，抓住重點和關鍵環節，因地制宜、因害設防，采取攔、排、護、整、填、植等方面的綜合治理措施對礦山環境進行治理。
1.3注重效益、分期實施。礦山地質環境治理工程應遵循生態社會效益優先的同時，爭取最大的經濟效益。區別不同的礦山地質環境問題，采取不同的治理措施。同時根據資金情況、礦山地質環境問題的危害大小、輕重緩急，分期、分階段進行治理。
1.4工程措施與生物措施相結合。礦山環境治理只有將工程措施與生物措施緊密結合，才能達到礦山環境治理的最終目標。各種工程措施只要配置合理，就能根治地質災害。但其缺點是投資過大，而生物措施恰好彌補工程措施的缺點，其投資較小，能改善小氣候的特點，使其廣泛應用于礦山環境治理中。
2礦山地質環境恢復與保護措施
近幾十年的礦業開采雖然對我國經濟發展起到了巨大的促進作用，但是也對礦山環境造成了嚴重的破壞。針對我國礦山環境現狀，加強我國礦山環境保護與治理，通過復合治理方式、攔、排、護、整、植等多種方式相結合的方法加快我國礦山環境治理與保護，對于我國生態環境保護有著重要的意義。
2.1加強礦業地質環境保護制度建設，推進我國礦山環境保護。為了更好的推進我國礦山環境保護工作的進行，首先有關部門要加強領導．通過對礦山環境保護制度的建設，促進我國礦山化境保護工作的實施。環境管理部門要充分認識到礦山環境保護工作的重要性，通過國家環境保護總局的監督職能、國土資源部具體環保工作的實施共同來履行我國地質環境保護與監督的工作，促進我國礦業地質環境保護與治理的實施。同時加強有關法規與制度的建設，從法律立法的角度，強化礦山環境保護工作的實施。
2.2加快我國礦業開發與環境保護人才培養，促進我國礦山地質環境保護工作的推進。礦山環境治理必須應用先進的科學技術來實施。加強科學技術在礦山環境保護中的應用，特別是要加強對礦山的綜合利用和尾礦、煤矸石、礦渣等開發利用的科研投入和生產開發研究工作。這樣既可減少環境地質問題，起到保護環境的作用，又可以避免資源浪費。另外還要通過高等教育專業人才培養以及對在職人員的再培訓等方式加快我國礦山地質環境保護人才培養，促進我國礦山地質環境保護的實施。
2.3加快礦業“三廢”回收利用技術的應用，促進礦山地質環境保護實施。在礦山開采過程中，對于“三廢”的回收、利用，對于礦山地質環境保護有著重要意義。通過采用先進的采選技術和加工技術，提高礦山資源利用率，對于加快我國礦山環境保護有著重要的推動作用。
2.4關于礦山地質環境綜合治理與防護的分析。在進行礦山地質環境治理與防護過程中要系統開展地質環境調查與研究，加強區內地質環境監測。建立政府引導，市場運作機制，治理區內環境。借鑒外國經驗，加強國際合作，比如日本菱刈金礦礦山開發復耕綠化，保護環境的成功經驗說明．高度機械化開采礦石，不僅節約人力以充分利用資源，還可以利用礦渣回填植樹造林綠化環境，真正實現礦區乃至當地經濟的可持續發展。加強科學技術研究和應用，推進礦山“清潔生產”，發展綠色礦業。加強礦山開采導致的滑坡、泥石流、地面塌陷，地裂縫等突發性地質災害的防御和治理的研究。
3我國礦山環境治理與恢復的政策創新
3.1明確礦山企業的環境主體責任。我國礦山環境治理與恢復的思路，應該轉變以政府為中心的治理模式，明確以企業為中心的治理模式。首先，礦山企業是礦山生態環境破壞的主要責任者。根據“誰污染、誰治理”的原則，企業應該成為礦山環境恢復與治理的主體。當然，在具體執行過程中，應該注意“誰污染，誰治理”是一個經濟原則，而不是技術原則，因為有些污染問題不是單個企業能夠從技術上治理的，而是一種經濟上的補償。第二，企業治理比政府治理具有更高的效率。因為企業清楚環境治理的成本與收益，以排污收費為例，理想的費率要求政府知道企業的邊際環境成本曲線和邊際收益曲線，而企業顯然沒有積極性將收益曲線告訴給政府，而政府要了解邊際外部成本也非常復雜，因此，考慮到企業的負擔，制定的排污費率比較低，也就導致一些企業“守法成本高，違法成本低”。第三，有利于促進企業進行技術革新。從表面上看，礦山企業為環境成本買單增加了企業的成本，而從長遠和綜合效益分析，企業的競爭力會更強。礦山企業不僅是生產者，而且也是技術創新的主要力量，如果不明確企業的治理主體責任，企業沒有積極性主動進行環境保護技術或資源節約技術創新，只有當企業意識到這種創新所帶來的利益超過其成本時，才是合理的。
3.2盡快建立礦山生態補償機制。生態補償作為一種保護生態環境的經濟機制，在我國已經逐步得到研究和實踐。2005年底通過的《國務院關于落實科學發展觀加強環境保護工作的決定》和國家“十一五”規劃綱要中都明確提出，要盡快建立生態補償機制。2007年8月，國家環?？偩殖雠_了《關于開展生態補償試點工作的指導意見》，將礦產資源開發的生態補償作為四個試點領域之一。建立礦產資源開發的生態補償機制，應該做好以下幾方面：第一，明確生態補償的主體。礦產資源開發生態補償，具有破壞主體明確、責任具體等明顯不同于其他領域生態補償的特點。因此，一般來講，礦產資源開發的生態補償主體就是礦山企業，應嚴格按照“誰破壞，誰治理”的原則，明確礦山企業的環境治理責任。第二，制定科學的補償標準。礦產資源開發造成的生態系統服務價值損失，是礦產資源開發生態補償的理論依據。為此，應加強開展礦產資源開發的生態環境損失評估研究，為制定科學合理的補償標準提供理論依據。另一方面，在實踐中，礦產資源開發的生態補償標準，可以通過機會成本法、替代成本法，甚至協商的方法進行確定.第三，創新生態補償的形式。在開展生態補償的過程中，其補償形式應該多樣化，既可以通過貨幣的方式對周邊居民進行補償，也可以通過土地復墾等方式恢復生態環境，還可以通過貨幣請政府或專業部門對環境進行恢復。
礦山生態修復技術研究范文5
關鍵詞：礦井 沉陷 治理技術
前言
沉陷區屬于礦井開采過程中出現地面塌陷，地表下移的區域，通常來說，沉陷區就是地下煤礦開采過度，在開采的過程當中沒有加入相應的支撐措施，從而導致整體煤礦區域下陷。我國作為煤礦大國，由于近年來的超額開發以及不法“煤商”的不正當經營，導致由于煤礦開采引發的地面沉陷問題越來越大，所以如何分析這一問題，如何做出有效的技術處理，如何進行預防經成為了當下開采煤業最為重要的問題之一，下面筆者就通過這三個方向為大家詳細的進行分析。
1 開采沉陷及環境地質問題
在我國煤礦開采工業當中百分之九十五以上都屬于井工開采，雖然這一開采方式經濟長久，但是隨之而來卻產生了大量的問題，因為井工開采一般采用的是全陷落法處理頂板，并且全部屬于長壁工作面、這種“組合”方式導致，一旦礦井出現過度開采或者是在陷落處理上的某一點不牢靠，就會導致全面的崩塌以及大范圍的陷落，具不完全統計，我國煤礦陷落100%都是由這以礦井模式引起的。并且在預防問題上我國的煤礦行業也沒有系統的方式，一般的預防都是采取“采深采厚比”進行分析，因上覆地層各地區不同，取值不一樣，這個是地表沉陷的重要參數，影響范圍是礦山很多因素綜合的。沉陷呈漏斗狀，因此范圍正常是比井田范圍要大。如果事先做好防治措施，也可減小影響范圍，比如留設煤柱，矸石回填等。目前很少有礦山做到，做也只是個形式。這就導致了頻繁的事故發生以及不可預估性的現象產生。采煤塌陷后陸地生態環境退變為水生生態環境，大面積采煤塌陷地在地表形成積水移動盆我國將處于工業化進程加快的關鍵時期，隨著煤炭工業經濟增長方式的轉變、煤炭用途的擴展，煤炭的戰略地位仍然十分重要，能源專家預測，煤炭在我國21世紀能源總消費結構中仍將占據主導地位。
2 采煤沉陷區治理技術
沉陷區分空陷，過載陷，地質運動陷。情況分地區經濟能力，人口密度以及財政支持。處理辦法有灌漿，爆破，特殊改造等。沉陷區的出現只有兩種情況，一是不可抗拒的自然地質運動。二是毫無計劃的越界亂采。目前國內的處理方案只有地下大型承重設施后灌漿及搬遷。耗資及其巨大。總體來說采煤沉陷區綜合治理是一項系統的，耗資巨大的出于下策的無奈之舉?，F有的質量方向，總體來說有一下四點：1、增加采空區主要地質災害控制方面的努力，2、治理努力提高煤礦的廢物傾倒。煤矸石治理和廢石的綜合利用，加大科研力度，項目和政策的傾斜，優先支持利用煤矸石發電和水泥的發展，超細粉體材料如化學工業，從根本上減少廢物傾倒區，消除安全隱患。3、開展小流域綜合治理和采空區的河道管理范圍內。首先，綜合實施水土保持工程，加強在河煤田培訓，防止河水滲透，滲透的煤礦，確保煤炭生產的安全。4、經特殊處理的主要地質災害。在礦山主要地質災害治理的主要地方，每年安排專項資金，并逐步解決的主要地質安全隱患。但是在這里筆者要指出，最為高效的方式是緊急停止周圍能源的開采，以及現有陷落區域的開采，使徒弟自然沉降，并加以技術支撐。
（1）在采煤防陷的大工程項目中，經常會不可避免地遇到由于采煤過度引起的塌陷而導致的“活斷層”造成的危害。如山西省大同市80年代出現第一條“活斷層”地裂縫帶，迄今較大的地裂縫帶已發展9條，總長度達30多公里，使200多棟樓房遭受嚴重破壞，直接經濟損失達3億多人民幣。又如近年來在撫順市由于斷層活動導致若干棟樓房產生傾斜或墻體開裂等嚴重破壞，也造成了重大損失。因此在國家的倡導下，提出了抗御斷層新技術，這一技術采取高度可調隔震支座技術措施后，當做用到礦井當中后可以大幅降低傳遞到上部結構的地震荷載，在中等以下塌陷作用下，保證上部結構主要構件不出現損傷；高度可調的功能可以發揮作用，將上部結構恢復水平狀態，實現塌陷可修的目標。當遭遇大范圍塌陷時，由于隔震功能能夠保證傳遞到上部結構的塌陷荷載不至于造成結構體系嚴重損傷，能夠保障總體結構的相對未定。總體而言，能滿足斷層附近及采沉區“小陷不壞，中陷可修，大陷不倒”。
（2）據不完全統計，我國國有骨干大中型礦井“三下”壓煤量達到14Gt以上，其中建筑物下壓煤占整個“三下”壓煤量的60%以上，水體下（包括承壓水體上）壓煤占28%左右，鐵路下壓煤占12%左右，然而，到目前為止，我國僅從“三下”采出的煤炭約有1G，t只占整個“三下”壓煤量的7%左右，這些壓煤量嚴重制約著礦區的生產和可持續發展。隨著資源可采儲量的減少及對煤炭資源采出率要求的提高，如何實現綠色開采成為近些年煤炭企業急需解決的技術難題，充填開采技術已取得了一定階段性成果，近些年來將會不斷完善并逐步推廣應用。
（3）合理規劃開采布局是減輕甚至是避免開采沉陷損害的必要手段和措施，要充分利用變形規律和地面規劃要求有機結合，做到有的放矢，避免開采和治理的脫節。
（4）伴隨著煤炭資源的大規模開采，我國中東部煤炭資源將逐步枯竭礦井相繼關閉，我國煤礦的關閉開始于上個世紀末，自2000年我國集中關閉40個國有煤礦后，到目前為止，已經先后關閉了約300個國有大煤礦。關閉礦井綜合生態問題越來越凸現出來，其特點是修復的綜合性和復雜性，進行集關閉煤礦的塌陷地植被、水環境、工業垃圾堆積為一體的綜合生態修復再造，是資源枯竭型礦區社會實現可持續發展的迫切需要。
（5）隨著資源逐步減少，開采難度加大，我國能源重心西移趨勢越來越明顯，晉陜蒙寧甘等5省區煤炭資源儲量占全國總儲量的68%，2010年晉陜蒙3省煤炭產量占全國煤炭產量的50%以上，并有逐年增加趨勢。西部地區由于獨特的干旱氣候和地理環境，生態環境極為脆弱，環境容量低下，敏感性強而穩定性差，抵御外界干擾能力弱和自然恢復功能差。因此，西部生態脆弱礦區采煤沉陷區治理及生態環境保護的任務艱巨。
結束語
作為煤炭資源大國，煤炭經濟在拉動我國社會經濟快速發展的同時，也帶來了土地沉陷、房屋斷裂、村莊搬遷等一系列嚴重問題。如何妥善搬遷安置沉陷區村民，維護社會和諧穩定，促進礦區經濟平穩較快發展已經成為了重點問題。所以筆者呼吁，將沉陷區村莊搬遷安置與新農村建設、小城鎮建設相結合，因地制宜，多模式搬遷安置，首先保障人民安全，并采用新方法、新途徑改善技術措施才，有力地促進了我市經濟社會的全面協調可持續發展。
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礦山生態修復技術研究范文6
關鍵詞：礦區 重金屬污染 物理修復 化學修復 生物修復
The research progress of remediation methods on heavy metal contaminated mining lands
ZHANG Zhi-Ming, HUANG Zhan-Bin, SHAN Rui-Juan, SUN Peng-Cheng
School of Chemical and Environmental Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing, 100083, China
Abstract：The problem of heavy metal pollution in processing of mineral resource development becomes serious, and the remediation method is a very important topic. This paper analyzed the methods of physical remediation, chemical remediation and biological emediation for heavy metal remediation in mining lands, and points out the characteristics of each method. By analyzing, the article proposed that joint remediation, phytoremediation, and chemical modified materials remediation are important directions of heavy metal contaminated soil remediation.
Key words: mining land; heavy metal pollution; physical remediation; chemical remediation; biological remediation
1. 引言
我國礦產資源豐富，為國家經濟建設做出了巨大的貢獻，是工業經濟的重要支柱，促進了社會進步，但在礦產開采和冶煉過程中也存在一系列嚴重的環境問題。
首先，礦產開采會占用大片土地，并可能造成地質災害。在采礦的過程中產生大量的礦渣，包括選礦渣、尾礦渣及生活垃圾等。據統計，中國鐵礦石開采經選礦后68%以上為尾礦，黃金礦開采選礦后幾乎100%為尾礦[1]。超過90%的礦區廢棄物采取堆放處理，占用了大片的土地。我國礦山多為地下開采，常常導致地表裂縫與塌陷，嚴重危及到地表的人類活動。
其次，礦山開采過程破壞生態環境，造成環境污染。礦區大片植被遭到破壞，表土剝離，加劇了水土流失，引起了土壤退化，導致生態失衡。礦產開采中產生的廢棄物成分復雜，含有大量的酸性、堿性或有毒的物質，這些物質能對周邊地區造成嚴重的影響。
許多礦物有重金屬伴生，礦物開采過程中常產生重金屬污染。重金屬具有長期性，穩定性和隱蔽性的特征，同時重金屬元素會在植物體內積累，并通過食物鏈富集到動物和人體中，誘發癌變或其他疾病[2]，危害人類健康。如鉛中毒會影響人的神經系統、造血系統和消化系統等，鎘中毒則會引起骨痛病。礦區土壤重金屬污染已不容忽視，到了亟待解決的地步。
礦區固體廢棄物和礦山酸性廢水是礦區土壤中重金屬的主要來源。尤其是在Pb/Zn礦、Fe/S礦的開采過程中, 尾礦廢石中的Pb、Cd、Zn、Cr、Cu、As等在地表水的沖洗和雨水的淋濾下進入土壤并累積起來。而酸性廢水則使礦區中的重金屬元素活化，以離子形態遷移到礦區周邊的農田土壤或河流中，導致土壤和河流中重金屬含量遠遠超過背景值[3]，影響農產品品質和飲水健康。另外，在礦石采礦、運輸及排土過程中，塵埃污染也是礦區周邊土壤中重金屬的一個來源。
在發達國家和地區，礦區廢棄地治理已達50%以上[4]，而我國還不到10%。近年來，我國開始重視礦區重金屬污染的治理，如中國污染場地修復科技創新與產業發展論壇中來自全國各地的重金屬污染場地修復專家一起商議湖南重金屬污染礦區的治理措施，并對各方法的實用性做了分析。土壤重金屬的各個修復方法可以降低重金屬的濃度或生物可利用度，降低對生態環境及人類健康的危害。
重金屬污染土壤的修復中，方法的選擇至關重要。本文在闡述了重金屬污染土壤的基本修復原理后，著重分析了土壤重金屬污染的物理修復法、化學修復法和生物修復法，為土壤中重金屬的去除、固化及鈍化提供了理論依據。
2. 重金屬污染土壤的修復技術
國內外用來修復土壤污染的方法較多，在具體的應用過程中多為交叉使用，一般分為三大類，即物理修復方法、化學修復方法和生物修復方法[5]。其修復原理如下：
（1）加入化學改良劑轉化重金屬在土壤中的存在化學價態和存在形態，使其固化或鈍化?；蛘卟捎梦锢硇迯偷确椒?，使重金屬在土壤中穩定化，降低其對植物和人體的毒性；
（2）利用重金屬累積植物、動物、微生物吸收土壤中的重金屬，然后處理該生物或者回收重金屬；
（3）將重金屬變為可溶態、游離態，然后進行淋洗并收集淋洗液中的重金屬，達到降低土壤中重金屬含量的目的[5]。
3. 物理修復法
物理修復法是基于機械物理的工程方法，它主要包括客土、換土和翻土法、電動修復法和熱處理法三種。
3.1 客土、換土和翻土
客土法是指向被重金屬污染的土壤中加入大量干凈土壤，覆蓋在土壤表層或混勻，使重金屬濃度降低至低于臨界危害濃度，從而達到減輕污染的目的[6]。對移動性較差的重金屬污染物（如鉛）采用客土法時，相對較少的客土量也能滿足要求，可減少工程量。
換土法是指把受重金屬污染的土壤取走，代之以干凈的土壤。該方法適用于小面積嚴重污染的地區，以迅速地解決問題，并防止污染擴大化。此方法要求對換出的受污染土壤進行妥善處理，以防止二次污染[7]。
翻土法是指深翻土壤，使表層的重金屬污染物分散到更深的土層，達到減少表層土壤污染物的目的。
在礦區重金屬治理的過程中，換土法治理較為徹底，而客土法和翻土法并未根除土壤中的重金屬污染物，相反把重金屬繼續留在土壤中，因此這兩種方法只適用于移動性差的重金屬污染物，以免土壤中重金屬污染物對地下水造成污染。
3.2 電動修復
電動修復法是由美國路易斯安那州立大學研究出的一種治理土壤污染的原位修復方法，該方法近年來在一些歐美發達國家發展很快。它適合修復低滲透粘土和淤泥土，可以控制污染物流向[8]。
在電動修復過程中，利用天然導電性土壤加載電流形成的電場梯度使土壤中的重金屬離子（如鉛、鎘、鋅、鎳、鉬、銅、鈾等）以電遷移和電透滲的方式向電極移動，然后在電極部位進行集中處理。鄭喜坤等[9]在沙土上的實驗表明，土壤中Pb2+、Cr3+等重金屬離子的除去率可達90%以上。該方法不攪動土層，且修復時間較短[10]，是一種可行的修復技術。
3.3 熱處理
熱處理法是利用高頻電壓釋放電磁波產生的熱能對土壤進行加熱，使一些易揮發性有毒重金屬從土壤顆粒內解吸并分離，從而達到修復的目的[11]。該技術可以修復被Hg和As等重金屬污染的土壤。
雖然物理修復方法取得了一定的成果，但其還存在局限性?？屯痢Q土和翻土法操作起來花費具大，破壞土壤結構，使土壤肥力下降，同時還依然需要對換土進行堆放或處理；電動修復法在實際運用中受其他多種因素影響，可控性差；熱處理法對氣體汞不易回收。
4. 化學修復法
4.1 化學改良劑
該方法是指向重金屬污染土壤中添加化學改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還原、拮抗或沉淀作用，改變其在土壤中的存在形態，使其鈍化后減少向土壤深層和地下水遷移，從而降低其生物有效性。
常用的化學改良劑有石灰、碳酸鈣、沸石、硅酸鹽、磷酸鹽等，不同改良劑對重金屬的作用機理不同。
如施用石灰或碳酸鈣主要是提高土壤pH值，促使土壤中鎘、銅、汞、鋅等元素形成氫氧化物或碳酸鹽等結合態鹽類沉淀。
如當土壤pH>6.5時，Hg就能形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀[12]。沸石是一種堿土金屬礦物，通過吸附、離子交換等降低土壤中的重金屬生物有效性。黃占斌等指出對于鉛、鎘復合污染土壤，環境材料腐殖酸對鉛有顯著固定作用，而高分子材料SAP及材料組合（腐殖酸、高分子材料SAP和沸石）對鎘起到明顯固定作用。A.Chlopecka等發現沸石、磷石灰等能降低重金屬Pb、Cd的移動性，且能夠減少玉米和大麥對重金屬Pb、Cd的吸收量。
4.2 化學淋洗
化學淋洗修復法是指在重力或外壓下向污染土壤中加入化學溶劑，使重金屬溶解在溶劑中，從固相轉移至液相，然后再把溶解有重金屬的溶液從土層中抽提出來，進行溶液中重金屬的處理過程[15]。利用此方法開展修復工作時，既可以在原位進行，也可采用異位修復[16]。
原位化學淋洗修復法要在污染地進行全部過程，包括清洗液投加、土壤淋出液收集和淋出液處理等。
由于原位化學淋洗過程形成了可遷移態污染物，因此要把處理區域封閉起來避免污染擴大化；異位化學淋洗修復法則要把重金屬污染土壤挖掘出來，用化學試劑清洗，以去除重金屬，再處理含有重金屬的廢液，最后清潔后的土壤可以回填或作其他用途。
化學淋洗法的關鍵在于試劑的選擇，可用來淋洗土壤重金屬的試劑主要有鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、草酸、氫氧化鈉、EDTA等?，F已證明EDTA是針對重金屬污染最有效的提取劑，但其價格昂貴，且對EDTA的回收還存在技術問題[17]。
5. 生物修復法
生物修復法是通過植物、微生物或者動物的代謝活動，降低土壤中重金屬含量方法。它主要包括植物修復法、微生物修復法、動物修復法和菌根修復法四種。
5.1 植物修復
植物修復是將對重金屬有超累積能力的植物種植在污染土壤上，待植物成熟后收獲并進行妥善處理（如灰分回收）。
通過該種植物可將重金屬移出土壤，達到治理污染的目的。對于修復重金屬污染土壤，植物修復法主要有植物鈍化、植物提取和植物揮發三種。
植物鈍化是指利用植物根系分泌物降低重金屬的活性，從而減少重金屬的生物毒性和有效性，并防止其進入地下水和食物鏈，減少對人類健康的威脅。
如植物分泌的磷酸鹽與土壤中的鉛結合成難溶的磷酸鉛，使鉛得到固化。除直接與重金屬發生作用外，根系分泌物導致的根際環境pH值和Eh值的變化也可轉變重金屬的化學形態，使重金屬固化在土壤中。
但是這種方法并未將重金屬去除，因此環境條件的改變仍有可能活化重金屬。
植物提取是指利用重金屬超累積植物從污染土壤中吸收重金屬，并將其轉移、儲存在植物地上部分（莖或葉），隨后收割地上部分并集中處理其中的重金屬，從而達到降低土壤重金屬含量的目的。蔣先軍等發現，印度芥菜對銅、鋅、鉛污染的土壤有良好修復效果。夏星輝[22]指出蕨類植物對鎘的富集能力很強，楊柳科能大量富集鎘，十字花科的蕓苔能富集鉛，芥子草能富集鉛、錫、鋅、銅等。在英國和澳大利亞等國家，一些對重金屬有高耐受性的植物的培育已經商業化。
植物揮發是指植物將其吸收的重金屬轉化為可揮發態，并揮發出植物的過程。如植物可以吸收土壤中的Hg2+，然后使之轉化成氣態HgO后，通過蒸騰作用從葉片蒸發出來。這種方法只適用于具有揮發性的重金屬污染物，應用范圍較小。同時，該方法將污染物轉移到大氣中，對大氣環境造成一定影響。
5.2 微生物修復
微生物修復法是利用微生物對重金屬的親和吸附作用將其轉化為低毒產物，從而降低污染程度。
雖然微生物不能直接降解重金屬，但其可改變重金屬的物理或化學特性，進而影響重金屬的遷移與轉化。微生物修復重金屬污染土壤的機理包括生物吸附、生物轉化、胞外沉淀、生物累積等。通過這些過程，微生物便可降低土壤中重金屬的生物毒性[23]。
由于細胞表面帶有電荷，土壤中的微生物可吸附重金屬離子或通過攝取將重金屬離子富集在細胞內部。微生物與重金屬離子的氧化還原反應也可降低重金屬的生物毒性，如在好氣或厭氣的條件下，異養微生物可將Cr6+還原為Cr3+，降低其毒性。杜立棟等[24]從鉛污染礦區土壤中篩選出一株青霉菌，對人工培養基中有效鉛的去除率達96.54%，且富集效果比較穩定，可應用于鉛污染礦區土壤的生物修復。
5.3 動物修復
土壤重金屬污染的動物修復是指利用土壤動物在自然條件或人工控制下，在污染土壤中生長、繁殖等活動過程中對污染物進行富集和鈍化等作用，從而使污染物降低或消除的一種修復技術。
在評價污染物的生態學危害研究中，科研工作者對土壤動物并未給予足夠的重視，所以與微生物修復相比，國內外的相關報道還不多。而在眾多土壤動物中，普遍認為蚯蚓是改良土壤的能手，并且對土壤污染具有指示作用，具有巨大的修復污染土壤潛力。
朱永恒等[25]研究得出蚯蚓對重金屬的富集量隨著污染濃度的增加而增加，蚯蚓體內的Pb、Cd和As的含量和土壤中這三項元素的含量具有良好的相關性。且蚯蚓體內的金屬硫蛋白和溶酶體機制可以解毒重金屬。除蚯蚓外，腐生波豆蟲及梅氏扁豆蟲等動物對重金屬也有明顯的富集作用[27]。土壤動物不僅直接富集重金屬，還和微生物、植物協同富集重金屬，改變重金屬的形態，使重金屬鈍化而失去毒性。
5.4 菌根修復
菌根是指土壤中真菌菌絲與植物根系形成的聯合體。成熟的菌根是一個復雜的群體，包括真菌、固氮菌和放線菌，這些菌類有一定的修復重金屬污染的能力。
菌根真菌可通過分泌特殊的分泌物改變植物根際環境，從而使重金屬轉變為無毒或低毒的形態，降低其毒性，起到促進重金屬的植物鈍化作用。申鴻等[28]通過對菌根的研究發現，菌根玉米地上部銅濃度降低24.3%，根系銅濃度降低24.1%，表明菌根植物對銅污染土壤具有一定的生物修復作用。黃藝等[29]采用根墊法和連續形態分析技術，分析了生長在重金屬污染土壤中有菌根小麥和無菌根小麥根際銅、鋅、鉛、鎘的形態分布和變化趨勢，發現菌根可調節根際中土壤重金屬形態降低重金屬的生物有效性。
此外，菌根還能使菌根植物體中重金屬積累量增加，強化植物提取的效果。
6. 結論與展望
國外關于土壤污染物重金屬的研究，澳大利亞、美國、德國等國家比較深入，尤其是澳大利亞。其研究主要集中在利用沸石等物質降低重金屬在土壤中的遷移性或者利用超富集植物對土壤中的重金屬元素進行吸收以降低重金屬的濃度。
國內關于土壤重金屬的污染治理也具有此趨勢，但對于動物修復的機理還不是很明確。
由于礦區污染土壤中重金屬種類多樣且濃度較高，單一修復手段難以取得滿意的修復效果。因此在實際修復過程中應根據污染物性質、污染程度、土壤條件等因素，綜合利用物理、化學和生物等修復方法，因地制宜地開展重金屬污染土壤聯合修復。在礦區重金屬污染治理方法中，化學與生物聯合修復方法具有廣闊的應用前景。該方法將化學修復法與植物修復、微生物修復等生物修復法聯合，在添加鈍化劑、表面活性劑等之后植物對復合重金屬污染土壤的修復有顯著的效果。該方法相對于其他修復方法（如物理法中的電動修復法），具有成本低廉、操作簡便和效果顯著的優點，適合大規模的污染土壤修復。
雖然重金屬污染土壤的修復取得了一定的成果，但局限性仍然存在，如用于植物修復的超積累植物大部分植株矮小、生長緩慢且生長周期長，因而修復時間較長，且植物揮發作用使可揮發性重金屬易對大氣和人類造成傷害，故需要進一步加強機理研究以避免二次污染。澳大利亞等國家雖已經篩選出有效吸收重金屬的植物，并部分商業化，但大面積普及難度較高。植物的鈍化作用與投加化學改良劑法并沒有將土壤中的重金屬離子去除，只是暫時的固定，當環境條件發生改變時，重金屬有可能再度活化而危害地下水及植物。
針對這些問題，我們應利用基因工程等手段開展重金屬積累植物或菌根的篩選，以提高重金屬的積累量，達到去除或簡化重金屬污染的目的。
同時，一種單一的化學改良劑很難有效地處理多種重金屬污染土壤，故針對礦區土壤中重金屬的多樣性及各種重金屬間的相互作用，應將各種改良劑配施并開發復合穩定劑，并利用工程手段或技術避免已鈍化重金屬的再度活化，降低重金屬對人類威脅程度。此外，還可以通過化學方法和生物方法在時間和空間上的合理組合，結合應用中的配套措施（如作物的輪作和間作），與土壤化學固化和植物修復搭配，使一定時期內重金屬污染土壤得到改良和修復，取得生產安全和環境安全的效果。
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