矿山环境保护及生态恢复技术探讨

矿山环境保护及生态恢复技术探讨

摘要:经济和社会的发展离不开能源的不断供应,因此,在发展的道路上开展了大量矿山的开采和挖掘等活动。但伴随着矿山的开发给环境和生态均带来了一系列负面的影响,产生了多种交叉的环境污染,因此必须展开矿山环境保护及其生态恢复工作,从而缓解和解决矿山对环境的恶劣影响。概括了矿山带来的环境问题,让人们对于环境的影响有清醒的认识,随后从几个方面提出了生态恢复技术方法,对于多种方法的效果也进行了较为深度的分析,希望从多个角度为矿山环境保护工作的顺利开展提供新的思路。

关键词:矿山环境保护;生态恢复;技术分析

1矿山环境问题

矿业的开发与利用能够为经济的快速发展提供充沛的动力,但无秩序且缺乏管理的矿山,在开采过程中对环境也造成了较为严重的影响,对环境的破坏轻则会产生多种方面的污染,严重的可能破坏生态平衡,甚至危及居民的生活安全。概括而言,目前矿山对环境造成的影响主要表现为水污染,空气污染以及土地污染。对于我国南部区域的稀土矿源开发,其中废石废渣中可能存在大量的重金属元素,在雨水的冲蚀下可能汇入河流,甚至污染整个区域的地下水源,这将使得部分河道的整个区域,水源均受到破坏,无法供给人们的日常生活饮用需求,甚至危及工农业用水的安全。再者,大型露天矿场的开采不可避免的会产生较多PM小于2.5的粉末及有害有毒气体,细小的飞沫随空气漂浮,使人们呼吸道受到感染或破坏。并且可能与雨水结合在一起形成新的颗粒水溶液进一步侵蚀建筑。此外,在矿山开发时也会使山体周边的植被和动物的栖息环境受到重创,从而打破使整个区域的植被生态平衡,使土壤荒漠化,沙尘化,甚至出现地表塌陷以及地面下沉等恶劣现象。

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

矿区生态恢复的主要难题在于矿区土质问题,因矿区的有毒有害物质较多,并且适宜植物生长的氮磷钾等元素含量相对较少,因此对于矿区土质需要进行一系列的改良。(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,因此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)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。(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。最后,微生物在土壤中也起到重要的作用,通过微生物的分解能够提高土壤的肥沃度,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,将会促进土壤有机化。

2.3植被恢复技术

植物恢复工作的开展,首先要根据当地的气候,从而选择合适的植入种类以及对应的恢复技术。但针对大范围的矿山地质而言,植物的选择应挑选适应能力强,并且具有抗盐碱化和抗逆性的优良品种,确保植物在种植后的成活率。此外,确定植物种类前,首先要了解各种植物对于不同元素的需求,针对地质进行科学选择品种。其次要了解植物后期的养护工作,从而避免保养工作不及时而造成的大区域植物枯萎或死亡。对于植被恢复的具体种植方法,主要有以下几个方面。(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)多孔混凝土种植法,混凝土上长草技术在天津外河改造工程中开展了野外大面积实验,目前绿草长势良好。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。(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。

参考文献

[1]谢计平.矿山废弃地分析及生态环境修复技术研究进展[J].环境保护与循环经济.

[2]张颖.矿山地质环境保护与恢复治理方案关键问题分析[J].中国高新技术企业.

作者:郭小锋 单位:甘肃省生态环境工程评估中心