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赣南废弃矿山文化遗迹的保护修复与开发利用论文

发布时间:2023-04-11 11:26:35 文章来源:SCI论文网 我要评论















SCI论文(www.lunwensci.com)
 
  摘要 :随着国家对矿产资源的重视,废弃矿山保护修复及 开发利用也被提上日程,废弃矿山是经过矿业开采加工后遗弃 的遭受人为环境破坏的废弃区域。本着可持续发展原则, 废弃矿 山的修复与开发具有较大意义。为了研究赣南废弃矿山文化遗 迹的保护修复与开发利用, 文章通过查阅相关资料, 以金属废弃 矿山和稀土废弃矿山为例, 阐述废弃矿山对周围环境的影响, 并 提出其修复和开发利用的措施, 希望能为相关工作提供参考。

  关键词 :赣南,废弃矿山,金属,稀土,开发利用

  矿产资源的开发利用推动着社会经济发展,其中利弊共存, 一方面矿山的开发拉动经济进步,另一方面导致生态环境遭受 破坏, 因此需要不断修复废弃矿山遗迹, 让其实现再次被开发利 用。面对矿山治理和修复这一难题,首先修复技术、模式等方面 必须符合当地实际情况, 不同矿山类型要采取不同修复方法, 这 样才能赋予废弃矿山新的活力。还应立足长远, 改善矿山周围的 生态环境, 让其具有文化价值和生态价值。

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  1 金属废弃矿山对环境的影响

  1.1 金属废弃矿山带来的重金属污染

  赣南地区的废弃金属矿山通常排放一些酸性废水,其中含 有很多重金属离子, 这些离子会随着废水不断流淌, 形成活化迁 移,造成重金属污染。首先这些重金属离子在迁移过程中容易 发生一系列复杂的化学反应和物理反应,工作人员在对金属矿 石开采过程中排放出来的废弃金属矿渣进行淋滤试验的时候发 现,重金属溶出滤会受到PH 值以及溶出剂的影响 ;其次,部分 金属矿中的硫化物在发生氧化的过程中,会源源不断地向周围 的环境释放重金属, 这些重金属容易迁移污染周围环境。每一座 金属矿山在开采、建设过程,或者选矿过程中,难免会造成重金 属排放, 这一系列活动或对矿山周围环境造成破坏以及污染。就 目前而言,人们对铅、汞、镉、钴等重金属的开采最为频繁,随 着工业发展,对这些重金属的加工、冶炼的商业活动也越来越 多,这些重金属在经过冶炼后很容易产生大量硫化物, 废弃的硫 化物随着自然变迁和氧化作用,变成硫离子逐渐融入到土壤深 处,除对土壤造成污染,还会导致地表水和地下水遭受污染。另 外,赣南地区大部分矿山中还含有不少分量的铅、铬、铊、砷等 重金属物质,这些重金属在开采中容易形成粉尘混入到空气中, 这也是该区空气污染的来源之一。另外, 土壤中的水溶态重金属 容易被植物吸收, 造成土壤深层污染, 部分硫化物结合态重金属 在逐渐氧化分解后会释放出不同程度的可交换性重金属离子,这些离子会随着水流逐渐活化、迁移。一些重金属离子在适当的 温度和酸度作用下, 更容易渗透到土壤深层造成土壤污染, 并且 重金属经过活化后释放出更多有害离子,这种离子极为微小不 易察觉, 对水源和土壤的污染更加严重。

  1.2 金属废弃矿山造成的地表景观碎裂化

  金属矿山的开采主要有地下开采和露天开采两种,都容易 造成地表景观破坏。由于地下开采的时候地下位置被清空, 容易 造成不同的采空区,这些采空区随着环境变化和雨水冲刷容易 塌陷,导致道路和地面建筑遭受损坏 ;露天开采活动容易破坏 地面植被、对地表土壤造成不同程度地剥离和破坏, 还会占用地 表位置堆放尾矿。所以金属矿山在开采过程中, 对矿区地貌造成 破坏,让矿山地表土层支离破碎,严重影响地表景观功能,使得 矿区景观功能严重退化。

  1.3 影响水循环

  河流作为赣南矿区废水排放的主要通道,部分河岸直接变 成矿区开采后堆放废弃尾矿堆放场地,但是河岸边上的防护林、 水生植物等主要靠吸收河流水分生长,这些植被能够涵养水分、 保护矿区周边环境, 金属矿山开采后污染河水, 也会破坏到这些 植物, 可见金属矿山开采直接导致水循环被破坏。金属矿山周围 的植被遭受破坏之后, 水分涵养能力也随之降低, 导致矿区周围 水土流失极为严重, 地表水失去往下渗透的通道, 而矿山地下开 采又改变地下水的排水条件, 还会导致河道断流, 这些都是影响 水循环的直接原因。

  1.4 破坏生物栖息环境

  上文提到矿山开采过程中会造成植被破坏,而这些被破坏 的植被上面栖息的生物也会受到牵连,这就是近年来野生动物 和植物数量不断下降的原因之一,并且造成废弃矿山周围生物 种类下降。矿山只要开采,势必会破坏周围生物的栖息环境,一 些大型矿区由于开采导致周围景观被破坏,生物迁徙活动极其 容易被隔离, 它们生存环境被接二连三的破坏后, 影响其多样性 以及正常的迁徙繁殖。

  1.5 诱发自然灾害

  金属矿山在不断开采过程中,其地表的植被遭受破坏,变成 土壤受到污染, 这些都会导致水土流失严重, 容易导致周围环境 产生崩塌、滑坡、泥石流等,严重的时候引发山洪暴发,这种威 力极强的自然灾害十分严重, 甚至会加速矿区不断沙漠化。人为 破坏金属矿山的地表层厚,容易造成地表裸露,寸草不生,极其 容易形成沙尘、粉尘导致污染空气。

  2 稀土废弃矿山所带来的影响

  稀土矿是赣南地区的特色矿,多为露天池浸工艺开采,这种 开采工艺效率虽高, 但容易造成地表土壤剥离以及植被破坏, 容 易引起水土流失,继而导致矿山下游的河流、水沟、田地等被冲 毁、淤塞,变成“人工沙漠”。过度开采后导致矿区资源逐渐减 少,演变为大量废弃矿山,这些废弃矿山长久闲置,导致诸多环 境污染进而土地资源浪费问题。

  2.1 稀土废弃矿山造成地形地貌破坏

  一些稀土矿山开采时间较久,这一过程中开采工艺也发生 了诸多变化,比如经历了堆浸 - 原地浸矿变革,露天开采的稀土 矿山在堆浸的时候需要挖掘大量矿石来完成筑堆,这也导致矿 区地形地貌发生巨变。还有在矿区开采过程中产生的采空区和 尾砂堆积区其植被破坏严重,并且这些被破坏的植被靠自然恢 复是极慢的。

  2.2 稀土废弃矿山周围容易发生滑坡和泥石流

  赣南地区雨季降雨量颇多,这就容易导致矿区发生山体滑 坡和泥石流等地质灾害,这些地质灾害严重影响周围村民的生 产和生活。一部分稀土矿区的矿床为风化壳粒子吸附矿床, 其地 表风化层有一定厚度, 开采的时候需要对矿体实施注液处理, 这 种处理会导致矿体内部的粘合力降低,并改变矿体原有的力学 平衡, 让旷地稳定性变低。

  2.3 稀土废弃矿山容易破坏含水层

  稀土矿山废弃后,地表植被被破坏容易导致地表尾砂渗水 性变弱, 遇到雨季, 采空区和尾砂堆放场地的泥沙和残留在尾矿 中的有害金属会随着雨水冲刷进入到地表层和地下水中,改变 土壤酸碱性, 严重破坏矿区含水层。风化壳离子吸附性稀土矿产 主要位于地表侵蚀基准面之上,在开采矿山过程中生成的废水 有 90% 以上被回收利用, 这部分影响会小一些。

  2.4 闲置的稀土废弃矿山导致土地资源浪费

  根据研究结果显示,矿区占用和破坏的土地资源主要有堆 积区、沟谷淤积区、采剥区等,其产生的原因主要是稀土矿的选 矿和采矿过程中挖坑所致。根据调查, 部分采剥区和堆积区占地 面积高达八万多平方米,被破坏的地形均为林地 ;还有部分占 据面积两万多平方米, 总值高达二十万平方米, 这还只是一部分 废弃矿区占用地,可见稀土废弃矿山导致土地资源浪费的现象 是极为严重的。

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  3 赣南废弃矿山文化遗迹的保护修复

  3.1 植被的自然恢复

  在对赣南废弃矿山文化遗迹的生态系统进行修复时,应该 结合当地土壤结构,对于养分不够的地域应先施肥增加土壤肥 力,并种植一些适合该地区的植物,比如杜英、天竺桂、红叶石 榴、清枫等,自然恢复赣南废弃矿山植被过程虽然缓慢,但是在 实施人工种植之前, 自然植被的恢复意义重大, 人工种植应实施于自然恢复之后, 旨在最大限度地提高植被恢复速度。对于一些 退化极为严重的矿山生态系统, 应该以植物群落的形式, 在废弃 矿山上研究植被恢复和重建措施,比如建设防护林、沙漠治理、 次生林改造以及植树造林。

  3.2 矿山基质改良

  (1) 植被人工修复技术,根据赣南地区矿山实际环境条件, 应该优先考虑能够在当地自然定居的植物种植,比如上文提到 的天竺桂等,这类植物成活率高、适应能力强,能够改良当地土 壤酸碱性, 结合当地环境, 不管是外来引进的植物还是当地土生 土长的植物, 想要在废弃矿区栽种, 都应该考虑植物适应环境的 能力以及抗虫、抗病能力。所选择的树木应该符合废弃金属矿山 以及稀土矿山的极端条件,一些种植容易、根系发达、易成活、 固氮的树种是首选, 这样根据矿山土壤性质结构选择的树木, 能 够提升废弃矿区的植被恢复速度, 提高土地利用效率, 改善当地 生态系统。

  (2) 施肥,赣南地区废弃矿山遗迹土壤中酸碱度不平衡,其 中盐分、重金属含量高于正常水准,要先用硫酸钙、碳酸钙等降 低土壤酸碱度和重金属毒性, 之后才能施加长效肥料。该地区的 部分金属矿山土壤中比较缺乏磷、钾等元素,所以要以这几种 元素肥料配合,效果显著。施肥要注意少量多次施加,选用长效 肥料更为稳妥, 种植植被前需先调节土壤酸碱度, 降低重金属毒 性,促进植被生长。

  (3) 表土转换,主要是在正式动工之前开展表土转换,先将 土壤变成 30cm ~ 60cm 的土壤剥离后先附近保存,之后将表土 放回原处。这样处理保持表土营养和种植, 保证原有植物快速生 长,土壤原样基本不变, 降低恢复成本。

  3.3 微生物修复技术

  废弃矿山文化遗迹修复仅采取生态、植被修复是不够的,还 需要对其微生物群落进行修复,只有生态系统各群落功能平衡, 才能维持矿山生态系统平衡。微生物接种办法目前主要有以下 两种 :首先是利于植物吸收营养物质的微生物,部分微生物不 但能够在严重污染的环境中存活,如一些固氮菌、固磷菌,这些 微生物能为植物生长提供营养,改善微生物营养 ;其次是一些 能对抗污染的菌种,这些微生物能够给将污染物质转变成为自 身营养物质, 通过对污染物的分解, 将一些有毒有害物质的毒性降低。

  3.4 重塑矿山地形的方法与技术

  废弃矿山地形重塑过程首先需要对土壤进行改良,需要用 到土壤改良技术以及边坡处理技术,通过改善废弃矿区的土壤 酸碱度,添加其他化学元素等,改变土壤肥力,并及时解除土壤 中的有毒物质, 再对边坡进行设计和优化, 就如上文中提到的以 植被建设来规避滑坡、崩塌等自然灾害, 这样矿区动植物才能健 康生长。赣南地区很多废弃矿山遗迹都有其独特的景观风貌, 这 些遗迹也承载着当地历史,因此重塑地形的时候应先考虑保持矿山原有风貌特色, 之后再考虑其未来发展的方向, 通过地形重 塑和加工,让该区域的废弃矿山遗迹成为充满美感和观赏价值 的景观。首先要结合矿山周围的环境和地形条件进行改造, 部分 矿山垂直面可挖掘沟渠进行引水,可设计成为水潭、瀑布等。一 些矿山上的斜坡, 可通过挖掘开垦转化为梯田, 还可修建成为错 落有致、层叠的景观,并在其上种植观赏植物,构建成为具有观 赏价值的自然风光。对于一些地势平坦的矿山遗迹, 可利用铺装 法,将其改造成为符合当代审美的广场和草地, 提升废弃矿山遗 迹美感, 真正实现矿山地形重塑。

  3.5 重塑矿山内水体的方法与技术

  废弃矿山遗迹中存在很多矿坑,这些矿坑经年累月后容易 淤积雨水, 而且矿山在以往开采中残留的废水等也存留其中, 这 类型的水体都属于矿山内部水体。在进行废弃矿山修复时候首 先要将这些水体加以治理和利用, 并且在治理过程中, 对于一些 污水、废水可通过对应科学技术,进行净化处理,将废水变废为 宝,提升水质。另外可设置拦水坝、开凿渗水井等,将矿坑的雨 水整合汇集设计成为自然景观,并通过挖掘沟渠等改善废弃矿 山地下水状况, 避免水资源浪费, 也能为废弃矿山内部的微生物 提供水源。

  4 赣南废弃矿山文化遗迹的开发利用

  4.1 治理加复垦并保证综合利用率

  赣南废弃矿山文化遗迹的开发利用首先应考虑当地农业发 展情况, 通过开发治理提升当地土地种植资源利用效率, 保证当 地农业发展。矿山整治过程中先结合矿山内土地情况, 分析内部 污染程度、土壤肥力、适合种植何种农作物等, 并通过有效措施, 实施化学治理和物理处理, 让矿山遗迹土地适合农作物生长, 使 之成为农作物栽种用地。这样的利用方式能够修复生态、实现矿 山遗迹植被覆盖, 使得该地区的土地利用效率提升, 通过农作物 创造更多经济效益, 保证矿山地区综合利用率。

  4.2 治理加景观开发并优化资源配置

  结合赣南地区废弃矿山遗迹地形地貌以及发展需求,可将其 中一部分开发成为景观用地, 其一能够通过景观再造优化该地区 空气质量,为当地绿化事业助力 ;其二能够变废为宝,提升当地 旅游业经济效益。另外,可在矿山遗迹内投入相应娱乐设施,建 设更多农家乐、特色商业街等,吸引更多游客的同时,能够为当 地经济发展发挥一臂之力。相关部门应该从当地总体发展出发, 在保留矿山遗迹原本景观的同时, 因地制宜,根据不同矿区特质, 将这些废弃矿山建造成为有山有水,山脉结合的自然景观,让废 弃矿山的功能得以升级, 促进矿山区域资源优化和利用。

  4.3 治理并增加产业项目来提升经济效益

  赣南地区四季分明,根据废弃矿山遗迹特点,可将其改造成 为特色产业项目, 实现废弃矿山多途径使用。经过矿山植被修复后,可聘请专业技术人员指导矿区人民进行养殖业和种植业发 展,其一养殖产生的动物粪便可作为该区域植物、农作物生长的 肥料,同时又将农作物的叶子、秸秆作为养殖动物的饲料,这就 是良好生态圈的形成 ;其二可通过矿区资源提升养殖品质。最 后,矿区还可开发建设林业项目, 培育不同种类的花果苗木用于 赣南建筑、道路景观建设, 通过这些科学开发利用提升该地区废 弃矿山遗迹的经济价值。

  4.4 产学研结合并挖掘尾矿经济价值

  通过对该地区废弃矿山土壤中矿物元素的分析提取,可为 相关人员治理环境污染的工作提供帮助, 还能进行研发利用, 通 过对废弃矿山内部资源进行勘查, 可回收一部分有用矿物质。同 时加大投资, 在不破坏矿山环境地貌的前提下, 对尾矿实施开发 提炼, 可生产出更高价值的资源, 使得废弃矿山的残留尾矿得以 充分发掘利用, 创造更多经济效益。

  4.5 科学有价值的开发并创建科普实训基地

  值得一提的是,稀土作为赣南特色矿,不如石油、天然气这 些比较有名的战略资源, 外界人对赣南稀土矿还很陌生, 将稀土 矿废弃矿山改建成为科普实训基地具有科学价值和人文价值。 赣南稀土废弃矿山一直有丰富的岩石矿物和工业生产遗迹,这 些都是重要的文化遗产, 可实施一边治理, 一边在矿区附近设置 宣传专栏宣传稀土矿的相关知识,科普的内容涉及稀土矿的概 念、开采、形成及治理等方面。当人们来到此地参观,能够从宣 传栏中获取知识, 了解当地矿区地形地貌, 并通过稀土治理的宣 传,掌握更多关于环境保护的知识, 矿山遗迹还能对人们起到警 示作用, 告诉人们保护生态环境的重要性。

  4.6 旅游价值开发并建设矿山乐园

  结合赣南矿山周边旅游资源特点,可将废弃矿山文化遗迹 改建成为具有体育运动、亲水旅游和生态丛林探险的矿山乐园。 赣南地区矿山遗迹周边多数有山有水, 风景优美, 通过对矿山裸 露边坡实施植被种植, 有效防止水土流失, 绿化后的边坡远观俨 然一个巨大的绿色滑梯, 在这样的基础上加强防护措施建设, 变 成可供玩耍的乐园。

  5 结语

  综上所述,解决矿山遗迹的环境问题,是当今社会发展的重 要课题之一, 矿山文化以及如果开发利用的好, 将为国家带来更 多环境效益和经济效益。做好废弃矿山“复绿”工作,能实现当 地旅游资源、生态资源、土地资源之间的转化和利用。工作人员 在改造过程中应当充分结合赣南地区的实际情况,以保护生态 环境为出发点, 重视生态文明建设, 推进地方经济健康可持续发 展。
 
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