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摘要:本文首先分析了矿山开采对周边生态环境的影响,制定了矿山周围生态环境修复程序、路线与准则,在此基础上总结矿山周围生态环境修复与治理措施,其中生态环境修复方法主要包括林业复垦、草混合物覆盖与菌根定殖技术,生态环境治理主要包括塌陷治理、地质资源治理与后期监管治理等。通过采取正确科学的生态环境修复与治理措施,将受到矿山开采影响的生态环境逐步恢复到正常状态。
关键词:矿山周围:生态环境修复;治理
矿产资源对于我国经济的持续发展具有至关重要的作用。当前,我国仍面临着能源供需不平衡的挑战。为满足能源需求,解决能源供应矛盾,矿山开采不断加快。然而,我国主要采用地表开采,这种开采方式在一定程度上会引发多种环境问题,如土地退化、水土流失以及生物多样性丧失等。基于我国生态文明建设的总体要求,在维持原有矿山开发的同时,需要对周边生态环境进行治理和修复,以确保能源产业的可持续发展。
1矿山开采对周边生态环境的影响
1.1水污染
采矿与选矿活动的展开,将会导致地表水与地下水的酸性、重金属以及有毒元素含量显著增加,形成了矿山污水。矿山污水会产生广泛的危害,不仅会影响地表水的生态系统,同时也可能通过地下水流动使这些有毒物质渗透到土壤中,对生物多样性以及生态结构造成威胁。当重金属和有毒元素进入食物链时,还会对人类的健康产生负面影响。
1.2大气污染
当前,我国多数矿山的开采方式为地表开采,在其全过程中,包括钻孔、爆破、开采及运输等环节都会产生大量粉尘。此外,部分矿石的氧化过程也会释放出大量有害气体,而且,废石的风化会形成粉尘和尾渣风化物。这些种类多样且数量巨大的粉尘将会严重污染大气环境,在旱季和强风环境下,还可能形成沙尘暴,进一步加剧地区空气污染的程度。
1.3固体废弃物污染
在露天矿山周围,由于采矿活动的存在,形成了大量的生产废弃物和矿石残渣。这些固体废弃物在大多数情况下没有得到妥善处理,随意倾倒在周围地区,进而对自然环境产生巨大的影响。具体来说,这些遗留下来的固体废弃物已经导致了沟壑和河道的淤塞,不利于水的泄洪,而且还会引发多种水患问题,对环境、社会经济发展造成了极其严重的固体废弃物污染问题。面临如此严峻的形势,势必要采取有效的治理措施来改变这一情况。
1.4土地破坏
矿业开采对土地的破坏与占用是当前亟待解决的严重问题。首先,矿山开采所产生的水污染和空气污染对土地植被的影响十分恶劣,使得水土流失严重,从而严重影响了土地质量。其次,由于矿山大规模的开采,土地表面形成严重的凹陷,而且矿山边坡陡峭,在外力的影响下容易发生崩塌,这些不仅会摧毁原有的道路和田地,同时还会形成巨大的深坑,不仅造成耕地面积的减少,而且还会引起大规模人口迁移。
2矿山周围生态环境修复程序、路线与准则
2.1修复程序
在开采活动进行过程中,矿山周边生态系统受到了很大的破坏,因此需要根据生态恢复理论来制定修复策略。从生态恢复理论的角度来看,人类无法将生态环境修复至最初状态,而只能通过逐步修复受损的生态系统,最终依靠生态系统自身的恢复功能完成生态修复。
在生态环境修复的过程中,需要进行如下几个方面的工作。首先,需要对矿山周边的环境情况进行调查,通过现场勘查和资料收集,确定矿山周边的自然地理和地质情况,建立周边环境的概况。其次,需要开展矿山周边生态环境影响评估,包括地质灾害影响评估、含水层影响评估、地形地貌影响评估、土地资源影响评估、空气质量影响评估等各方面,以此确认矿山周边环境受损程度和问题类型,为后续的生态修复提供基础。最后,基于生态环境影响评估所得的信息,需要制定生态环境修复与治理策略,并明确修复的成功标准,实施生态修复治理工作,使矿山周边生态环境得到修复和恢复。
2.2修复路线
首先,生态恢复的关键在于帮助生态环境恢复原有的自然过程,并通过生态系统自身的可持续性恢复功能逐渐实现生态修复。这需要从生态恢复理论角度出发,依靠生态系统原有的自我修复能力,使其逐步恢复至原有面貌。对于人类的生态修复活动,其作用在于加快生态系统自然演替功能的形成。
其次是物理和营养限制,矿山开采所形成的碎石等固体废弃物具有含水量较少、密度较大的特点,这会严重阻碍植被和物种的产生。因此,需要采取物理修复的方法来降低土壤密度、尽量减少石块数量,提升土壤保水能力。此外,由于矿山周围土壤长期遭受污染影响,自身的理化性质与微生物活性较低,缺乏结构化发展,盐度、酸度较高,这会阻碍植物的生长,因此需要采取限制营养的方式来改善土壤理化性质,以排除矿渣毒性,降低土壤酸度与盐度,形成适合生态恢复的土壤结构。
最后,需要注意生物多样性。物种类型是生态系统恢复的重要因素,因此需要以增加生物多样性来维持生态结构平衡。常用的方法为增加植被和优化土壤结构。增加植被面积能够为生物提供栖息地和食物来源,而增加有机物积累和优化土壤结构可以增多土壤微生物群落,持续改善土壤功能。但需要注意的是,切勿采用外来物种来提升生物多样性,这些外来物种的环境适应能力虽然较高,但其在生态系统中难以发挥作用,容易大面积繁殖,形成其他的生态危害。
2.3修复成功标准
矿山周边生态环境修复的成功标准包括了生态系统结构、土壤功能以及时间限制。其中,生态系统结构是实现生态系统修复的关键标准。衡量生态系统结构主要包括植物生长、物种组成以及多样性。达到一定水平后,新旧生态系统之间物种相似度的达标率将会达到90%以上。其次,土壤功能作为生态系统恢复的基础,其优化可以通过支持生物量生产与养分循环的方式,使生态系统逐步实现自我修复。最后,时间限制也是衡量矿山周边生态环境修复成功的指标之一。由于该污染面积广、涉及领域多,同时受其他多种因素的影响,生态修复需要较长时间。具体的时间限制需根据实际污染程度与修复治理方法综合考虑。
3矿山周围生态环境修复策略
3.1林业复垦
植被在生态系统中扮演着关键性的角色,植被的种植不仅可以优化土壤,同时也是提高物种多样性的必然之路。相关研究表明,植被类型与生物多样性之间存在着明显的直接关系。因此,如果想要改善矿山周边的生态环境,那就需要更加重视对林业的复垦工作,不断扩大植被的覆盖面积。
实现这一目标的第一步,是通过遵循生态恢复和因地制宜原则,制定出适应矿山周边生态环境的植被种植方案。常见的植被包括尾松、木荷、桉树、类芦、草皮等,并且这些植物都适应性强,生长迅速。在坡度小于5°的地段,可以选择种植灌木,同时沿着边坡种植一些爬山虎以实现覆盖。在矿山道路的两侧,可以种植桂树,而外侧的道路则应该保留下来,以便作为矿山复垦管理和农村道路使用。为了确保植被能够良好地生长,还需要对土壤进行优化,减少其中的矿石数量。通过物理化学等手段,使土壤呈现中和、高酸性或碱性状态,为植被提供良好的生长介质。
其次,需要根据矿山周边的实际情况,采取科学合理的种植方式,确保树木幼苗能够成活。混合种植方式可以帮助实现树木的四季常青,同时也可在加强生态保护的同时促进景观美化。在这种情况下,灌木的种植密度最好保持在0.5m×1m左右,每穴三组,并提前对树木进行移栽工作。对于一些矿山地质结构较为特殊的地方,如排岩场,需要在进行林业复垦时注意保持土壤厚度。由于排岩场大多是在荒坡或者裸地上堆积而成,土壤厚度较低,矿石数量较多,因此绿化种植难度较大。为应对这种情况,应首先选择适应性强、生长迅速的树种,并且减少排岩场中的矿石数量,保持土壤厚度,从而保证地面不被压实。
对于采矿坑的植被种植,需要特别注意对树木种植环境进行改良和优化。采矿坑是矿山开采完成后的盆地产物,其岩石覆盖率较高,适合生长的植物种类较少。因此,需要通过人工手段将环境改造成适合树木成活的环境,才能让后续的林业复垦工作顺利展开。
3.2草混合物与毛垫覆盖
目前,矿山废弃地的修复常常采用植物修复手段。不过,进行植物修复之后,植被往往会出现矮小、生物量和成活率低下等现象?这主要是因为土壤质量不佳、污染物过多、缺少地下水源,而且土壤养分不足,难以为植被生长提供良好的环境条件。因此,要实现植被覆盖,就必须优化土壤环境、改善土壤结构,这是基础。
为了改善土壤性质,优化土壤环境,针对矿山地质特征与土壤实际情况,可以采取草混合物与毛垫覆盖的方式。这些混合物可以有效提升矿山周边边坡的稳定性,且在干枯之后能为土壤提供养分,提升土壤肥力。除此之外,豆科植物可以充分利用土壤中的养分,在短时间内迅速生长,同时有着改变土壤性质,帮助土壤积累腐殖酸、降低土壤PH值,并提升土壤有机酸含量的优势。因此,豆科植物是非常适合矿山周边地质的生长条件的。
常见的草-豆科植物有马尾草、山楂、花椒与柠檬草,可根据当地实际情况选择合适的草混合物。同时,矿山周边多存在连续不稳定的边坡场所,比如倾倒场,提升了草混合物与土壤的损失。为减少损失率,可以采用土工布垫覆盖边皮,它可以有效降低土壤侵蚀,保护土壤。毛垫覆盖边坡还能保持土壤水分,调节温度,降低土壤飞溅高度,为植被的生长提供良好的土壤环境。
3.3应用菌根定殖技术
目前,矿山废弃地的修复通常采用植物修复手段。但是在进行植物修复之后,往往会遇到植被生长矮小、生物量和成活率低下等现象。这主要是由于土壤质量较差,污染物较多,缺少足够的地下水源,土壤中养分不足,难以为植被生长提供良好的环境条件。
为了解决这些问题,优化土壤环境,改善土壤结构是实现植被覆盖的基础。针对矿山地质特征和土壤实际情况,可以采用草混合物与毛垫覆盖等方式改善土壤性质,持续优化土壤环境。在矿山修复分区,开发草盖,覆盖草混合物与毛垫,这些混合物能够有效提升矿山周边边坡的稳定性,且在干枯之后能为土壤提供养分,提升土壤肥力。
为了种植合适的草混合物,考虑了豆科植物作为主要选择。豆科植物具有较强的生长适应性,其根系发达,预防干旱和耐贫瘠能力强,生长迅速,非常适合矿山周边地质条件。同时,豆科植物有着较强的改变土壤性质的优势,种植豆科植物可以帮助土壤积累腐殖酸,降低土壤PH值,并通过强化植物根系增加土壤中微生物的种类与活动范围,并提升土壤有机酸含量,有效增加植被生长中所必备的磷和钾。常见的草-豆科植物有马尾草、山楂、花椒和柠檬草,可以根据当地实际情况选择合适的草混合物。
另外,矿山周边通常存在连续不稳定的边坡场所,比如:倾倒容易导致草混合物与土壤的损失。为了减少损失率,可以采用土工布垫覆盖边皮,可以有效降低土壤侵蚀,保护土壤。同时,在边坡覆盖毛垫还能保持土壤水分,调节温度,降低土壤飞溅高度,为植被的生长提供良好的土壤环境。
4矿山周围生态环境治理策略
4.1地面塌陷治理
地面塌陷是矿山周边最普遍的环境问题之一。由于矿产资源的采掘,地下空区的形成会严重影响当地地质结构和植物生长。对于地面塌陷的治理方式,目前主要包括填充、整平和绿化。填充技术的选择需要结合矿山周边塌陷范围和地质结构的不同情况。常见的填充技术包括以下几种:
首先是充填复垦。这种方法通常采用大量废弃矿渣作为填充材料,有效地解决了塌陷问题,同时也对废弃矿渣材料进行了处理。目前,这种方法是最常见的填充技术之一。
其次是压力注浆技术。这种方法适用于塌陷范围较小且深度不太深的区域。通常采用水泥砂浆作为填充材料。对于塌陷范围较大的区域,可以先将废弃矿渣回填,再进行灌浆,以防止持续塌陷。
最后是事先预防和事中填充法。这种方法需要结合矿山地质结构、开采工艺和设备等因素,对可能发生塌陷的区域进行事先预防,以减少塌陷的出现。或者在开采的同时进行填充,从而节约时间和成本。
在地面塌陷治理完成之后,需要进行生态治理。通常采用种植牧场等方式,在治理完成的塌陷区域上种植草坪和灌木,逐步完善生态结构。
4.2地质资源治理
地质资源管理是针对开采矿山遗留下的地质破坏和采矿垃圾进行治理的一项重要措施。其主要包括以下几个方面:首先,需要拆除和运输矿采设施,包括各种基础设施和建筑材料。这些材料需要根据其性质进行分类,选择回收再利用或用作回填材料。拆除后,必须确保地面与原始状态基本一致。其次,需要对土地进行整平。由于矿山周围地质结构多呈丘陵状态,路面不平整,土壤资源较为宝贵,是生态系统恢复的关键组成部分,因此在治理矿山周边地质资源时,土壤资源的保护和利用至关重要。需要确保地表熟化土层不受到任何影响,可以单独收集和存放被剥离的地表土层,并覆盖在周边的工业用地上。这不仅可以有效解决土地覆盖问题,也为生态修复打下基础。一般情况下,土地覆盖的厚度应保持在30厘米以上。第三,需要进行植被恢复。根据矿山周边地质构和生态环境损害程度,应制定恢复植被的科学合理计划。在土地覆盖规范的基础上,选择适当的植物进行栽种。对于坡度较大的地区,可以采用喷草种子或移植草皮的方法。根据具体情况,有针对性地帮助矿山周围恢复生态系统结构,并根据生态系统恢复治理指标的规定严格实施治理措施。最后,需要封闭采矿工业场地的井口。在完成上述地质资源管理措施之后,应及时封闭采矿工业场地的井口,并定期查看和寻找可能会对生态环境产生影响的遗留问题,及时加以解决。
4.3修复后的现场监测与监管治理
地质资源治理是指通过对矿山开采后残留下的地质损伤和矿采垃圾的治理,实现对矿山生态环境的修复。具体包含以下几个方面:首先是拆除矿采设施和运输矿产物。开采矿产物时所建造的基础设施和建筑材料,应该选择合适的方式将其拆除,并运输到塌陷区或作为回填材料使用。同时需要保证拆除后的地面与原始状态基本上一致。其次,需要进行覆土整平。矿山周边地质结构大多为丘陵状态,路面不平整,因此在治理矿山周边地区时需要重视土壤资源的保护和使用,以确保地表熟化层不受影响,可以将被剥离的地表土层运输到周边工业用地上,不仅有效解决覆土来源问题,还为生态修复提供了环境基础。通常情况下,覆土的厚度应保持在30cm以上。其次,需要进行植被恢复。根据矿山周边地质结构和生态环境损伤程度,制定科学合理的生态修复计划,以恢复植被作为重点。在符合覆土标准的基础上,选择适宜的植物品种进行栽种,针对坡度较大的地区,可以采用撒草籽和移植草坪的方法。应当因地制宜,帮助矿山周边地区逐渐恢复生态系统结构,并根据治理计划制定生态系统恢复治理指标,严格按照相关规定进行。最后,需要封闭井口。在完成上述地质资源治理措施后,需要及时封闭采矿工业场地的井口,并定期检查,解决可能产生生态环境影响的遗留问题。
5结语
矿山开采对其周边生态环境带来的影响极为巨大,而修复生态环境所需的时间相应地较长,难度也更大。为此,在现场对矿山周边环境进行监测与影响评价的基础上,需要制定科学合理的生态修复治理措施与指标,从而帮助恢复矿山周边的生态环境结构。同时,要及时采取事后监测措施,调整治理参数,直到生态环境恢复到其原有状态。目前,林业复垦、草混合物覆盖以及菌根定殖技术是常见且有效的生态环境修复措施。随着我国对能源需求的不断增大,相应的矿山开采规模也将不断提升,矿山类型也呈现多元化发展趋势。因此,为了针对不同类型的矿山开采对其周边生态环境的影响,需要不断地开发并更新生态恢复技术,以确保经济发展和生态文明建设的和谐统一。
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