新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第十一地质大队 新疆昌吉 831100
摘要:矿产资源的开发会侵占耕地、破坏生态、污染环境,甚至带来严重的地质灾害,矿区废弃地的生态恢复问题越来越受到世界各国的关注。基于此,本文对矿山环境保护及生态恢复技术进行深入的分析和探讨,以供相关的工作人员参考。
关键词:矿产资源;生态环境;生态恢复
1矿产资源开发对环境的影响
1.1地质环境
问题包括坝体溃决、边坡失稳、泥石流、崩塌、水位下降、涌水外排、塌陷变形、沙漠化等等。由于矿山地质和水文条件复杂,矿产勘探和开采过程都比较复杂,在地下开采时,由于岩石采空,容易造成地面塌陷,导致人民的财产、生命受到威胁,在矿山的开采阶段会有大量堆积矸石,只要出现了不好的暴雨天气,容易导致水土流失,造成山体滑坡。
1.2生态环境
包括压占破坏土地、砍伐林木植被、增加水土流失、消耗水资源、减少生物多样性、扰动野生动植物栖息环境、改变地貌景观等。矿产资源在开采时,其过程会受到破坏并占用大量土地的资源,加大了我们国家人均土地资源不足的情况,并引发周国地下水位下降,导致表土缺水的情况。土地贫瘠、植被受到破坏,造成水土流失加大荒漠化。这些变化使土地丧失原有功能,直接破坏森林和草场面积,破坏生物的栖息环境,影响生物的多样性。
1.3环境污染
包括大气环境污染、水环境污染、固体环境污染、声环境污染、辐射污染、土壤污染等。矿产资源的开采会有很多的粉碎及钻孔流程,用到大量汽车对废石、矿石做运输,而所引发的尾气排放风化石,容易引发周边居民呼吸系统疾病。在选矿废水、矿坑水、废石场淋水以及尾矿池废水中会含有大量的金属离子和放射性物质,这些矿山废水通过径流或者渗入地下最终破坏原有水系的酸碱平衡,影响这个地区的水生态安全。此外,矿山固体废弃物有大量有害、有毒物质,时间一长暴露在露天场所中,容易导致氧化分解,污染土壤与水体,矿石的开采所留下的废石及尾矿堆放,会让土壤及农作物被污染,对人体产生了间接、直接威胁,危害人与生态的安全。
2生态恢复技术分析
2.1矿山基面处理技术
矿山地带有较多的边坡以及坍塌或裂缝,在进行生态恢复工作之前,首先要确保生态恢复工作的安全有序开展,因此需要对边坡以及具有危险的区域进行处理。对于坡面的倾斜角度,要有准确的测绘和校准,如果坡面其倾斜角度过高,则通常使用爆破等方案进行削平坡度,以便于后期恢复植被涵养土壤工作的开展。矿山存在大量开采时废石渣罗列成的坡墩,这种废渣基本不具有植物生存的土壤环境,但是其中仍存在较多的矿产资源,因此处理这种地形需要根据矿山附近的工业情况,送至精炼厂进行二次回收利用。处于成本的计算和考虑,废矿若不具备精炼的意义,可以对矿山低洼以及坍塌处进行填坑处理,这样可以做到废物利用,同时解决了矿山的地基不平整的问题。对于矿山不同的地质坡体,需要注重其滑坡的问题,可以通过固定锚栓等加固方式,将坡体受到的应力精确计算,随后寻找合适的支点进行支撑。矿山存在的坍塌地质,通常先采用水泥砂浆来进行密封浇灌,这样能够避免二次坍塌造成的危险,在距离地面几米处再填补土壤,便于后续植被的恢复。
2.2土质改良技术
2.2.1物理手段改良
在矿山开发前,首先将矿山的表层土壤进行挖取,然后封存。待开发结束后再将之前剥离的土壤回填,这样就能避免在开发过程中对于土壤的破坏,并且不会使土壤中的营养元素流失,并且植被的种子不会失活,这种操作手法属于物理手段,其操作难度较低,并且恢复效率较高,但是对于大面积的存储,需要专门储存区域,并且开挖大面积的土地是较为耗资且耗时间的工程,因此这种手段仅适合于小区域,重污染项目开发前对土壤的保护。
另一种手段为隔离法,即在开发前在土壤的上层设置防渗膜以及各种物理防渗措施,防止矿区的开发对表层土壤产生恶劣的影响。待开发完毕后,将防渗层进行去除,或防渗膜随着时间能够自行分解,这样能够做到大面积的铺设,并且保障土壤能充分的隔离。
2.2.2化学手段改良
土壤不适宜植物生存主要是缺乏植物生长的基础元素,可以通过研究土壤中的成分含量,进行营养素的科学土壤增肥,是土壤的酸碱度以及各项氮磷钾肥的指标趋于正常,这样就能以最小的成本恢复土壤生长植被的能力。但这种方法可能存在一定的二次污染,因在施肥过程中受降雨等原因,也会对土壤的元素分布造成一定的影响,甚至会将肥料中的化学元素引入到地下水中,造成地表水的污染。因此这种化学增肥的手段,需要根据当地的气候以及土质的实际情况进行制定合理的方案。对于矿区造成的盐碱地,可以通过添加化学药剂来调节土壤的碱性,通过加入硫酸亚铁等物质可以实现钙离子与钠离子的替换,改善土壤的化学构成。而对于重金属污染的区域可以添加石灰等物质,使重金属形成氢氧化物,使重金属离子与土壤产生沉淀,从而便于分离污染源。除此以外,还有许多的化学药品均可以起到土地性质的调节作用,但均需要根据其化学反应原理以及反应速率,来对土壤环境进行科学控制。
2.2.3生物手段改良
生物手段改良,顾名思义为通过植物动物以及微生物来提高土壤的肥沃度。有一些特殊的生长机制植物能够吸收土壤中的重金属元素,通过轮番种植能够高效率的净化土壤的重金属离子。一些豆类植物和根瘤菌共生,能够形成极强的固氮能力,这些豆科植物的种植能够是土壤变得更加肥沃,并且通过转基因技术的应用,能够使土壤中多种元素得到补充。此外,可以在矿山地质中放置蚯蚓等生物,对土壤能够起到较强的松土作用,充分提高土壤的透气能力。也可以通过微生物的分解提高土壤的肥沃度,微生物与植物协同作用较强,可以利用植物以及动物的腐殖质使微生物分解,经过长期的循环,促进土壤有机化。
2.3植被恢复技术
2.3.1液压喷射播种法
这种方法主要可以适用于有一定角度的斜坡地质,其液压喷射力强可以将草种以及植被种子呈均匀弥散状分散,并且其效率高,普遍适用于大区域范围内的植被恢复处理。由于整个喷射过程均属于机械自动化,在确保土壤适宜,并且种子具有较高活性的前提下进行播种,能够在较短时间内建成大面积的绿化草坪,从而大力促进矿山生态建设。
2.3.2多孔混凝土种植法
混凝土上长草技术是在无沙大孔混凝土中掺加部分酸性聚合物及聚丙烯纤维等高分子材料预制砌块,同时在砌块孔隙中充填腐殖土、种子、缓释肥料、保水剂等混合材料,并在混凝土表层采用植物纤维覆盖,从而创造出植物易于生长的环境,并且能够加固矿山地质的稳定,避免滑坡水土流失等现象的发生。
2.3.3混合喷浆种植法
植被混凝土是根据边坡地理位置、边坡角度、岩石性质、绿化要求等来确定水泥、沙壤土、腐殖质、保水剂、长效肥、混凝土绿化添加剂、混合植绿种子和水组成比例的,混合植绿种子是根据生物生长特性混合优选而成,其植物能四季常青、自然繁殖,技术核心中最关键的技术是混凝土绿化添加剂可以增强护坡强度和抗冲刷能力,而且使植被混凝土层不龟裂,同时可以改善植被混凝土物理、化学特性,营造较好的植物生长环境。
3结束语
遵循生态学原理,恢复土壤、植被、土壤微生物和动物的综合利用,采取工程措施和生物措施相结合,进行生态恢复,矿山生态环境系统的结构后的合理完整的功能恢复,能保持长期稳定的自然维度。
参考文献
[1]郭小锋.矿山环境保护及生态恢复技术分析[J].科学技术创新,2020 (10):129-130.
[2]李燕.矿山环境保护及生态恢复技术分析[J].世界有色金属,2019 (11):248-250.