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摘要：随着社会经济的高速发展以及城市化建设的持续深入，社会已经进入到了高速发展进程中，这也使得社会各界对于铜资源的需求量不断提升，为了进一步满足社会发展的基本需求，就必须要加大对于铜矿资源的开采力度，然而，在金属矿山的实际开发阶段中，各类废石以及尾矿，都需要大面积的场地进行搁置，这样不仅会占用大量的土地资源，也会对场地周边原本的生态系统产生较为严重的破坏，并引发重金属污染问题出现。因此，为了更好的解决污染问题，文章首先对铜矿废弃地重金属污染的严重性加以明确；其次，对重金属污染土壤的现状以及具体成因深入分析；在此基础上，提出铜矿废弃地重金属污染生态修复的具体措施。
关键词：铜矿废弃地；重金属污染；生态修复；具体措施
在近年来的发展进程中，我国矿业废弃地的环境污染问题并没有得到太高的重视，这是由于一方面我国人多地少的矛盾十分突出，矿业废弃地内部的生态修复目标会受到农业或是林业土地利用所带来的影响；而在另一方面，重金属等各类有毒元素，其向着表土以及农作物当中不断迁移累积的情况也没有得到重视。而为了更好的降低重金属所产生的生态污染，及时对污染情况进行修复，就应当进一步明确铜矿山废弃地内部的污染情况与植物毒害，还要深入探讨生态修复当中存在的生态学问题，确保能够全面实现生态修复。
1铜矿废弃地重金属污染的严重性
1.1重金属污染问题的产生
铜矿区土壤重金属污染的成因，其主要为两方面内容：首先为选矿废水、井下废水以及冶炼厂废水等，在这部分废水当中，都蕴含着较多的重金属元素；其次则是在铜矿业废弃地当中，其大多都会蕴含较多的重金属，而其中重金属元素含量最高的就在于废弃的低品位矿石以及尾矿，如果没有对这部分物质进行高效处理，就必然会引发较为严重的重金属污染问题。一旦这部分废弃物进行露天堆放后，其就会在短时间内迅速风化，并通过酸化以及降雨等因素产生的影响逐步向周边部位扩散，从而引发较为严重的重金属污染问题出现。同时，这部分污染还会通过土壤对人类产生危害，并且重金属自身的可迁移性比较差，无法进行降解，这就使得重金属会在生态环境当中不断累积，毒性也会呈现出一种不断提升的状态，导致生态系统受到较为严重的影响，在短时间内迅速恶化，还会因食物链等因素对人体的健康产生影响。因此，这就必须要强化对于矿区土壤重金属污染的研究力度，这也是对矿产资源开发阶段中重金属污染问题进行控制与治理的重点内容。
1.2铜在土壤当中的主要赋存形态
在土壤当中，铜的赋存形态主要为有机态、碳酸盐结合态、矿物态以及交换态等多种形式，而在针对矿区内部土壤与植物中重金属形态展开深入研究后可以明显看出，种植地已经受到了重金属产生的影响，呈现出一种一度贫瘠的状态，其内部的有机质含量仅仅只有2.6g/kg~5.8g/kg，并且土壤内部的Cu、Cd等含量都要高于对照土壤，特别是在Cu含量方面，更是达到了809.30mg/kg~1395.54mg/kg，而在尾矿曲库当中，种植地土壤重金属的分布形态，各类元素的矿物态占据了整体含量的大部分内容，其中有机态以及交换态的含量比较低，Cu以及Zn等不同化学形态，在分布特征方面基本一致，主要就体现于矿物态＞铁锰结合态＞碳酸盐结合态，而Cu的整体效态含量相对比较低，仅仅只占据了整体含量的2%左右，重金属元素内部的有效态含量，还与植物的具体生长情况以及土壤的理化性质等多种因素有着紧密联系，也是重金属元素对植物生长状态产生影响的主要内容。
1.3重金属对植物所产生的危害
首先为重金属对膜透性以及植物酶活性所产生的影响，植物内部的细胞膜系统，比如细胞器膜以及液泡膜等，其属于植物细胞与外界环境之间进行信息传递以及物质交换的关键内容，只有在保证细胞膜系统稳定性的前提下，才可以确保细胞可以进行正常的生理功能，而由于重金属元素产生的影响，会导致植物细胞的膜透性受到十分严重的破坏，整体细胞膜透性逐步提升，不利于植物后续的成长发展，而通过对于三叶草幼苗生长情况所进行的研究可以明显看出，低浓度铜污染对于植物细胞内部的保护酶、过氧化物酶以及过氧化氢酶会产生一定程度的影响，会呈现出一种不断提升的状态，但在基本上仍旧保持平衡，幼株的生理代谢也比较正常，而随着铜浓度的不断提升，植物细胞内部的保护煤、过氧化物酶等物质在活性比例方面都会受到影响，植物内部的活性氧产生系统以及清除系统失去平衡，植物的生理代谢也会呈现出一种紊乱的状态，这样就会加速植物的死亡以及衰老；其次是对呼吸以及光合作用产生的影响，在重金属的影响下，植物的呼吸作用会越来越乱，为正常生命活动提供助力的能量逐步降低，并且还会消耗一部分能量用于对重金属胁迫的适应，比如修复损伤以及重金属络合物的形成等，这些都会对植物的成长产生不良影响。同时，在各类研究内容中可以明显看出，重金属斜坡对于植物的光合作用，也会产生较为严重的抑制效果，并且抑制效应与处理时间的延长，与浓度的加大成正比，重金属元素对植物光合作用所产生的影响，主要就是通过对光合过程中的电子传递产生影响，或是破坏内部叶绿体完整性所实现的，在重金属元素的影响下，主要就表现为叶绿素的合成受到限制，甚至引发叶绿素破坏的问题出现；最后则是对染色体以及脯氨酸产生的影响，在研究重金属元素对大麦根尖细胞毒害作用进行深入研究的过程中可以看出，重金属可以对染色体畸变以及细胞分裂产生抑制作用，导致染色体出现粘连、断裂以及不等交换等问题。而脯氨酸属于植物当中的重要渗透调节物质，植物体内脯氨酸含量的提升，属于植物对逆境胁迫所进行的一种适应性反应，在铜元素以及锌元素产生的胁迫作用下，植物体内的脯氨酸会逐步产生与积累，还会与植物体内的膜脂过氧化作用以及活性氧自由基的清除有着十分紧密的联系。
2重金属污染土壤的现状以及具体成因
2.1重金属污染土壤的现状
根据相关的市场调查数据信息可以明显看出，在我国大部分地区的土壤当中，其都存在着较为严重的金属污染问题，并且大约有80%左右的重金属污染没有得到高效治理。而站在实际情况的角度上可以看出，汞污染属于一种较为严重的问题，整体覆盖面积也十分广泛，每年大约有三万公顷左右的土壤属于汞污染，由于汞污染所产生的影响，农业的生产减产量也会大幅度提升。除此之外，在我国的重金属污染土壤区域当中，粮食产量也呈现出一种逐步下降的趋势，由此可以看出，重金属污染土壤对我国的农业发展产生了严重的制约作用。
2.2重金属污染的主要成因
重金属物探土壤的成因，主要就是在工业企业运营过程中开展冶金以及采矿等工作所导致。这是由于重金属大多都存在于岩石当中，并不会对土壤产生直接污染，而受到工业生产活动所产生的影响，重金属成分会逐步进入到土壤当中。举例说明，在矿场土壤当中，由于矿场开采以及矿物质使用等因素，会对原本的土壤产生破坏，在另一个角度上来看，重金属污染土壤的主要成因，可以概括为三点内容，第一点为重金属区域中各类废弃物质对土壤产生的污染；第二点则是工业生产排放气体对土壤产生的污染；第三点则是工业生产废水排放对土壤产生的污染。
3铜矿废弃地重金属污染生态修复的具体措施
在对矿业废弃地展开生态修复的过程中，其属于一种较为极端的生态环境，整体理化性质相对较差，其对于植物的定居会产生较为严重的影响，这就加大了植被的恢复难度。而用于对废弃地进行改良的材料相对较多，比如化学肥料、固氮植物以及有机废弃物等，都可以将其应用在废弃地的改良过程中。
3.1化学改良方式
首先为化学肥料，在植物的生长过程中，N、P、K都属于植物生长阶段中所需的主要元素，而这部分元素的缺乏也是废弃地当中植物生长的主要限制因素，因此，这就需要将以上三种元素的肥料进行配合使用，以此来取得更加优异的化学改良效果；其次，应用CaCO3以及CaSO4，都可以有效降低重金属所具备的毒性，而大部分溶液当中的重金属离子，其中的毒性由于CA2+的存在会处在一种缓和的状态中，这种作用也被普遍称之为离子拮抗，根据相关的研究内容可以看出，通过Ca2+的引入，可以有效降低植物对于重金属元素的整体吸收量，这也使得覆盖废弃物中，大部分金属的毒性强度都比较低；最后则是碳酸氢盐以及时候等，一般情况，石灰等碱性物质都会应用在中和废弃物酸性的工作当中，如果废弃物自身的酸性比较高，或是产酸处在一种较为持久的状态中，就应当遵循少量多次的基本原则，逐步使用碳酸氢盐以及石灰，使得EDTA能够与重金属离子之间形成较为稳定的络合物，逐步降低重金属离子的毒性，在大部分情况下，都可以降低植物对于重金属离子的吸收。除此之外，在废弃地重建植被的过程中，生活垃圾、泥炭以及动物粪便等物质都会应用在机制改良当中，这是由于这部分物质内部蕴含着十分丰富的养分，并且养分的释放十分缓慢，能够确保植物能够实现持久利用，同时，其中还蕴含着较多的有机质，可以螯合一些重金属离子，对其内部的毒性进行缓解，在优化基质物理结构的同时，确保基质自身的持水保肥能力能方式稳步提升，并且这部分物质在本质上就属于固体废弃物，采用这种以废治废的方式有着十分优异的综合效益。
3.2超累积植物修复
(1)超累积植物对土壤污染物起到的活化作用。在土壤当中的各类重金属污染物，其主要是以一种难溶态的形式存在，只有在将其转变为可吸收态过后，才能够被植物吸收，一般情况下，超累积植物大多都会通过三种形式来活化土壤当中存在的重金属污染物，首先是通过根系分泌出的酸性物质，可以强化植物根系对于重金属污染元素的活化与吸收；其次，植物根系可以直接分泌出污染物结合蛋白，实现与重金属污染物之间的螯合；最后，植物还可以通过体内所具备的污染物还原酶，将重金属污染物进行还原处理，逐步提升重金属污染物在土壤内部的溶解性，这也有利于植物根系进行吸收。
(2)超累积植物对重金属污染物的解毒作用。重金属污染物，其对于植物所产生的毒害作用，主要就体现在以下几点内容当中：首先，重金属污染物离子可以与酶活性当中的蛋白质巯基有效结合在一起，使得植物内部的细胞出现一种代谢紊乱的问题；其次，重金属污染物也会对细胞当中各类物质的运输产生干扰，还可以通过所产生的氧化还原反应，使得细胞产生氧化损伤等多种问题。而超累积植物的主要解毒机制，就是通过细胞壁来对那些重金属污染物进行沉淀，逐步降低重金属污染物对于植物体所产生的生理毒性，一般情况下，重金属污染物大多都会与植物体内部的各类蛋白结合在一起，从而产生较为严重的毒性，而超累积植物的根系部位可以进一步分泌出更多的有机酸类物质，并与内部蕴含的重金属离子形成螯合物，从而有效降低重金属所具备的毒性，还有部分研究中可以明显看出，超累积植物通过自身液泡所起到的房室化作用，也可以起到对于重金属的解毒作用。
(3)植物修复重金属污染土壤的水肥调控技术。在重金属污染土壤区当中，其具体的水肥资源情况以及植物水肥利用过程，是进一步决定区域内部植物修复效果以及植被恢复情况的主要因素，在各类重金属污染土壤区当中，其通常都存在着水资源季节性短缺以及土壤肥力情况不佳等多种问题，如果降水量比较少，就会使得植物生长的需水期与降雨期之间出现错位的现象，而如果降雨期较为集中，就会产生地表径流，使得水土资源出现二次污染等较为严重的环境问题。由于土壤在受到重金属污染后，会改变原本的土壤物理性质、化学性质、生物特性以及结构，这些都会对植物的正常成长以及水肥资源的利用效率产生不良影响，因此，在采用植物修复重金属污染土壤的过程中，必须要对这种变化对植物生长产生的不良影响进行综合考虑，还要明确实施水肥调控技术过后，对这种情况所起到的改变作用。首先，要强化水肥调控技术对植物根部土壤物理特征的研究力度，水分属于植物生长过程中所需的主要物质，同时也会对土壤内部的物质传输与物质转换起到良好的控制作用，而土壤的水分分布、水分传输以及有效性，都与土壤的水力性能参数有着十分紧密的联系，在热量的传递过程中，会导致土壤温度出现较为显著的变化，也会对植物根区水肥以及重金属污染物的吸收产生直接影响，使得土壤内部物理过程、化学过程以及生物过程都会产生转化，而在重金属污染区当中，土壤水气的热含量、存在状态以及传输特征会相互影响，这也是决定土壤与环境之间物质交换能力以及土地生产力的主要因素。在重金属污染土壤区当中，重金属污染物的离子含量相对较高，由于降水冲刷以及空气氧化等因素与土壤营养物质之间起到的相互作用，重金属污染离子就会进一步演变为络合物，转变土壤颗粒的团聚体机构，还会对土壤空隙的结构以及空间几何构型产生不良影响，这也使其会改变土壤水、气、热的传输特征以及传导能力，影响植物的生长。因此，这就需要将水肥条件技术作为主要手段，对超富集植物根区的土壤物理特征的研究，以及生长修复效果都有着十分重要的意义。
3.3农业修复
农业修复主要就是对土壤内部的生物链进行调整，从而逐步弱化重金属元素的活性，更好的实现修复目标。在农业修复的实际过程中，主要就是通过对于土壤、种植制度以及水分进行控制的方式所实现，在对水分进行控制的过程中，可以采用调节水分的方式来对土壤原本的Eh值加以控制，对重金属的元素活性进行遏制。除此之外，还要科学合理的采用有机肥以及农药等物质，这样就可以在缓解土壤压力的同时，降低污染问题，还要在生产环节中加大控制力度，简单来说，就是要降低生产化肥过程中重金属元素的整体使用量，避免危害进一步提升，还可以采用调整原本种植制度以及科学合理的布置作物种类的方式，这也有利于对重金属污染土壤的修复。而在重金属污染土壤当中种植一些富集植物以及抗性作物，可以更好的清除那些重金属元素。除此之外，还可以采用联合修复技术对污染土壤进行修复，其中包括了植物与微生物联合修复等多种内容，可以利用蚯蚓-菌根的相互作用，利用蚯蚓来提升植物根部Cd的累积速度，而后通过菌根来促进Cd从根部向着地上部位转移，确保两者可以起到良好的协同作用。
4结论
综上所述，在近年来的发展进程中，铜矿废弃地重金属污染问题已经受到了社会各界的重点关注，由于铜矿废弃地所产生的影响，不仅会对周边的土壤产生较为严重的危害，也不利于各类植被的正常生长。因此，这就需要采取针对性措施进行生态修复，在根本上降低废弃地重金属污染问题所产生的影响，确保周边的土壤可以有效恢复到正常状态中，在根本上降低金属矿山开发对生态环境产生的影响。
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