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礦產開發使生態系統變得更加脆弱,生物多樣性減少、生態逆向演替嚴重。在礦區進行生態修復,是經濟發展到一定階段后的必然趨勢
6月中旬,廣東一個礦山修復項目的簽約儀式吸引了媒體和土壤修復領域專家的關注。韶關市環保局、科學技術局聯合環境保護部華南環境科學研究所、中山大學,與廣東省大寶山礦業有限公司簽約成立了“廣東省大寶山及周邊地區土壤環境污染修復聯合平臺”。
“這一項目的亮點是要對危害當地生態環境和居民健康的大寶山礦區實行生態修復。將礦山開采過程中對土地造成的破壞,通過覆蓋土壤、添加營養物質、去除有害物質等技術手段進行修復,還要恢復礦區周邊的植被和濕地系統,調整地區產業結構,實現整個區域的生態恢復。”中國科學院生態環境研究中心副研究員黃錦樓表示。
對于礦區來說,開采會對生態、環境、土地利用等造成多方面的負面影響,引發一系列生態環境問題,如地表植被退化、沙塵暴、土地荒漠化、水源地污染等。
據不完全統計,我國因采礦損毀土地累計4萬平方公里,而且正以每年330公里~470公里的速度遞增。因采空或超采地下水引起地面沉降、塌陷、滑坡、地裂縫及泥石流等地質災害達千余處。這些都嚴重破壞了土地生態系統,造成土地資源的損失,加劇了人地矛盾。
“但是,選擇什么樣的修復方式,不能憑空而定。礦山修復的模式、方法及手段,因修復后的土地利用方向及服務功能有所不同。”中國礦業大學(北京)土地復墾與生態重建研究所肖武表示。
比如,在山區林場或者荒山進行的采礦活動,由于人類活動較少,往往更注重生態修復;在東部平原地區進行的開采,由于對土地(特別是耕地)的迫切需求,修復的方向以復墾出來土地為主。
“礦產開發使生態系統變得更加脆弱,生物多樣性減少、生態逆向演替嚴重。”黃錦樓說:“但是總體來看,我國的生態修復工作還遠未展開,礦山修復還存在很多問題。”
目前,我國進行的礦區生態環境修復工作,多注重修復數量,缺乏對修復質量的重視;修復示范及探索性工作做得比較多,單項技術應用較多,從系統尺度修復較少。
“提倡在礦區進行生態修復,是經濟發展到一定階段后的必然趨勢。我們必須改變以往重開發輕保護、重建設輕恢復的狀況,改變不合理的資源開發利用方式,加快立法速度,避免對生態環境造成更大的破壞。”肖武說。
礦區需要多渠道籌集修復資金
應參照國外相關法律經驗,明確礦區生態環境問題的“舊賬”和“新賬”,使責權利進一步明晰
據了解,礦山修復的資金目前主要來源包括礦山企業自籌資金以及國家投資修復資金。其中國家投資修復資金來源包括各類保證金、綠色礦山建設、國家礦山公園等。
“礦區的土地開發價值不高,所以商業模式跟城市中具有開發價值的工業污染場地不一樣。礦區修復資金需要更多渠道來籌集。”黃錦樓表示。
“礦區修復應基本秉持‘誰污染誰治理’的原則。”與農村耕地污染、城市工業污染場地不同的是,礦區污染場地由于有礦區業主,往往能找到相關責任方出資進行治理。黃錦樓說:“開采企業必須承擔所開采區域的一部分修復費用。但是若涉及糧食安全及飲用水安全的區域,政府部門要配套相關資金,制定一系列寬松的政策以調動企業進行礦區修復的積極性。如允許企業申請相關低息貸款,引入有開發價值的新產業等。”
但是由于歷史原因,我國曾處于很長一段的計劃經濟時期,在那段時期開發的礦產,現在已經無法找到相關責任方。更重要的是,原來的礦區從利潤到礦產都交給了國家,責任方到底是誰難以厘清。
中國地質調查局副局長王學龍說:“應參照國外相關法律經驗,明確礦區生態環境問題的‘舊賬’和‘新賬’,使責權利進一步明晰。新破壞的生態環境必須由礦山企業進行100%修復,已破壞的‘舊賬’由國家通過適當方式予以解決。”
王學龍表示,每年中央都會安排一部分資金給地方政府,由地方政府推薦哪些企業來接受這筆資金。接受資金的企業進行部分資金的配套,以礦山地質工業項目、農田復墾等形式進行修復。修復的過程由國土資源部委托相關部門監督實施,并進行驗收。
在德國,聯邦政府針對新老礦區分別采取相應的解決方法。《聯邦礦山法》規定,對于歷史遺留下來的老礦區,聯邦政府專門成立礦山復墾公司從事礦區的生態補償與恢復,所需資金由政府全額撥款,并按聯邦政府占75%、州政府占25%的比例分擔。對于新開發礦區,礦區業主必須對礦區開發造成的生態損害進行補償與復墾提出具體措施,這也是礦區開展項目審批的先決條件。具體措施包括預留企業年利潤3%的生態補償與復墾專項資金,對因開礦占用的森林、草地實行等面積異地恢復等。
綠色開采體現以防為主理念
生態系統在破壞后,很難恢復到原來的狀態。綠色開采體現從源頭制止破壞的理念,是目前業界興起的一種生態保護的創新
生態保護,必須從源頭抓起。邊破壞邊治理,甚至破壞后再治理的方式,并不是解決礦山環境問題一勞永逸的方法。但是,礦產是經濟賴以生存的重要資源,不能不開采。那么,如何減少礦產開發引發的環境問題?礦產生態修復難度幾何?
黃錦樓強調:“修復最好以防為主。因為一般的生態系統在破壞后,很難恢復到原來的狀態。生態系統有個閾值原理,當外界對系統的干擾超過了閾值后,就很難恢復。”
從源頭制止破壞,就是目前業界興起的一種生態保護的創新理念,即綠色開采。
所謂綠色開采,就是綜合考慮資源效率與環境影響的現代開采模式,遵循循環經濟中綠色工業的原則,形成一種與環境協調一致的,努力去實現低開采、高利用、低排放的開采技術。
這是由中國礦業大學教授高鳴在2003年提出的,其目標是使礦山開采過程中資源開發效率最高,對生態環境影響最小,并使企業經濟效益與社會效益協調優化。
關鍵詞:礦區;土地修復;生態恢復
中圖分類號:X753 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9944(2016)06-0066-02
1 引言
礦產資源的開發利用通過能源和資源的供給為經濟社會發展提供動力,但必須看到,在實際生產過程中,由于礦產資源的分布具有地域性,同時很多礦產資源埋藏在地下非常深的位置,對這些礦產資源進行開采,如果保護措施不當,勢必會破壞生態景觀以及造成土地壓損;另外,在礦產資源開采過程中也會形成各種有毒性的廢棄物,長期堆放成為持續污染源。也就是說,礦產資源的開采會對當地土地資源、水資源、大氣資源、動植物資源、生物多樣性等造成嚴重的負面影響,并影響到民眾的正常生產和生活。從某種程度上來說,礦區土地資源的開發與利用合理與否,是制約經濟社會可持續發展的重要因素。可見,針對礦區的廢棄地和生態破壞進行有效的生態治理,對于生態環境的改善恢復、促進礦區經濟的可持續發展有著十分重要的意義。
2 礦產資源開采對環境的負面影響
2.1 造成重金屬污染及大面積擴散
礦山開采特別是重金屬的開采過程比較繁瑣,要經過選礦、采礦以及冶礦等一系列的活動,在這些過程中造成重金屬污染的排放是不可避免的。在實際開采過程中,廢棄物往往隨意堆放,有些里面含有大量的硫化礦物和原生硫化物,在持久的雨水淋濾和自然氧化的作用下,會慢慢滲入到礦區的土壤之中。一般來說,硫化礦物氧化反應需要一定的條件,其因素包括三方面:一是溫度和時間;二是硫化物質的含量是必要條件;三是包括水、氧氣、氧化鐵桿菌等方面的外界環境因素,這是最重要的條件。相關研究表明,這3個條件同時具備了便會產生酸性廢水。再加上圍巖中往往都含有砷、鉻、鎘、鉛等重金屬,并且含量都較大,在礦物開采過程中酸性廢水不可避免的要與這些重金屬金屬混在一起,在化學反應的作用下就會成為礦區的重要重金屬污染源。
2.2 造成生態景觀的破壞
礦產資源的開采活動會對地表的生態景觀及土壤表層造成破壞,并可能引起其發生重大變化。在礦產資源的露天開采方面,要進行露天開采第一步工作是將礦區表層土壤剝離,在開采中要有專門的場地堆放數量巨大的廢石、尾礦、礦渣等,這些都會對植被和地表景觀造成破壞;在礦產資源地下開采方面,因大面積的地下開采會造成巖體內部受力不均、地質結構不穩、覆巖層支撐不足等問題,甚至會形成大面積的地下采空區,如果繼續在礦區范圍內進行生產和生活活動,會有引起地裂縫、地面塌陷等地質災害的危險,造成房屋、道路、電網、管道等基礎設施的損毀,影響居民正常的生活。另外,各種采礦活動還會造成耕作土壤支離破碎,影響正常的耕作和地表景觀的生態服務功能。
2.3 影響水循環過程
礦產資源的露天開采,會對表層土壤造成損害,造成兩方面的嚴重后果:一是破壞植被,削弱水分涵養方面的功能,二是降低地表徑流的滲透性。對于礦山資源的地下開采,會因深度礦井的修建而改變地下水流動的方向,進而引起河溪斷流問題。另外,在礦山開采中也會對地面河流及河流區域的生態功能造成直接的影響,一是將未處理的廢水直接排入河流,這會對河流造成嚴重的水體污染,二是將河床作為廢石堆放場。
2.4 造成生物棲息生境破壞,降低生物多樣性
礦產資源的開采過程中為了修建開采場地和廢石堆放場,需要砍伐礦區的林木和草類,這會對礦區的生態環境造成顛覆性的破壞;開采中有毒廢棄礦物的隨意堆放或者處理不當會對礦山的生態環境造成毒害,形成嚴重的污染,造成動植物的死亡。總之,水土流失、地面沉降、土壤退化、水體污染以及擴散到大氣中的各種有害氣體會對生物多樣性造成嚴重的負面影響。
3 我國礦區土地修復與生態恢復發展歷程及存在的問題
礦區土地修復與生態恢復是綜合利用生物技術、工程等技術將礦山資源開采中被破壞的生態系統恢復到與周圍的自然環境景觀相協調、接近原生生態環境、具有有益用途狀態。我國在礦區土地修復和生態修復方面取得了巨大進展,本部分主要介紹我國礦區土地修復與生態恢復發展歷程及存在的問題。
3.1 我國礦區土地修復與生態恢復發展歷程
我國礦區土地修復與生態恢復工作起步較晚,是從20世紀50年代末期開始的,如今已走過了60年的歷程,根據發展特點可以將之分為4個階段:一是20世紀50年代,由于受到當時經濟社會發展和技術水平等多方面的限制,主要以礦山土地的可耕種恢復為目標,開展的實際工作和相關研究的規模非常小,整體發展較為緩慢。二是20世紀70年代,我國頒布了《土地復墾規定》,從此礦區土地修復和生態恢復工作步入有組織的修復治理和快速發展的階段。此階段主要以土地資源利用的持續穩定為主要目標。三是90年代以后,隨著礦區土地修復和生態恢復理論研究的深入以及認識觀念的轉變,通過引入生態學理論來促進礦山廢棄地基質改良。第四階段是21世紀以來,此階段生態恢復理念的理念發生了巨大變化,主要以礦區生態系統健康與環境安全為恢復目標。
3.2 我國礦區土地修復與生態恢復存在的問題
(1)在我國礦區土地修復與生態恢復理論和實踐方面,普遍存在過度追求恢復目標和成本節約,不根據礦山實際進行恢復的狀況。調查中發現,礦區土地修復與生態恢復追求短平快,為了在短期內達到礦山植被覆蓋或覆綠目標,不是根據實際情況選擇與礦山生態環境相應的物種,而是選擇生長快速的樹種和草皮,到最后在此政策導向的作用下形成單一的草地或純林,相應的生態系統的穩定性也不強。
(2)雖然我國已經有礦山土地修復和生態恢復方面的法律法規制度,并逐步完善,通過相應的法律法規明確了礦山土地修復和生態恢復的責任和基本準則。但也存在兩方面的問題:一是缺乏詳細的相關標準,主要表現為沒有礦山土地修復和生態恢復統一的評價指標體系和評價標準。二是沒有具體規定相關主體在土地修復和生態恢復中的職責和義務,這就造成了一系列問題,主要表現礦山資源的開采混亂、相應的權利關系不明確、責任相互推脫等問題。這就造成了礦山土地修復和生態恢復工作往往流于表面形式,形成礦山資源管理中的難點和盲點。
(3)對礦山土地修復和生態恢復的監督主體和監督形式單一,不能形成有效監督。現階段,我國礦山土地修復和生態恢復工作的監管體制的不健全,監督主體僅僅是政府部門,面對眾多的監督對象,監督成本高和監管不力的現象非常明顯,不能進行有效的監督。
(4)礦山土地修復和生態恢復的科學研究和技術發展不夠協調。礦山土地修復和生態恢復是一項多專業、多學科交叉融合的復雜、龐大的工程,而在我國的實踐中對礦山廢棄地所進行的土地修復和生態恢復工作大多是迫于法律和國土管理部門的壓力而開展的,并且是礦山業主自己組織實施。由于其專業性不夠,相應的土地修復和生態恢復的意愿也不高,在具體操作中不能真正進行科學的土地修復和生態恢復。同時缺乏相應的研究機構、咨詢機構、社會組織和專業技術人員。可見,我國的現實情況是研究機構在理論研究與實踐上不同步,應該加強。
(5)對礦山土地修復和生態恢復的前期工作重視不夠。礦山土地修復和生態恢復具有很強的系統性,需要進行大量前期工作,否則會加大礦山土地修復和生態恢復的工作難度,相應的效果也不佳。目前,在實踐中大部分礦山都沒有開展礦山土地修復和生態恢復前的準備工作,比如進行礦區基本狀況和資源調查和分析,對于采用何種恢復技術也沒有相應的支撐,從而在很大程度上增加了礦山土地修復和生態恢復工作的難度,也會降低礦山生態恢復效果。
4 礦區土地修復與生態恢復的策略
當然,礦區土地修復與生態恢復是一項系統工程,需要政策和技術的共同支撐。從土地修復與生態恢復整體進程而言,未來應加強以下幾方面的工作。
4.1 增強管理者的環境意識,加大公眾參與程度
一般來說,有效進行礦山土地修復和生態恢復工作的關鍵因素包括切實可行的政策、經濟增長與生態環境協調發展的意識等方面。因此,應改變政績考核方式,不再僅僅考察經濟增長單一指標,可在實際操作中結合當地實際構建具有操作性的綠色GDP考核指標體系。另外,當地居民的參與和認識程度也在很大程度上影響礦山土地修復和生態恢復效果。因此,有效推進礦區土地修復和生態恢復不僅需要建立以綠色GDP政績考核為核心的約束和激勵機制,更需要各參與主體生態環境保護意識的提高,并積極主動以各種有效形式參與到礦區土地修復與生態恢復之中。
4.2 建立礦區生態補償機制
根據我國實際構建切實可行的礦區生態補償機制,以促進污染者付費、受益者獲得補償、開發者自覺保護、破壞者恢復局面的形成。并通過法律法規的形式對補償機制的補償方式、補償主體和受體、補償額度進行明確的規定,加強礦區生態補償的理論研究。并設立專門的礦區生態補償基金,專款專用,基金主要來源于政府的專項撥款和征收礦區生態補償費。
4.3 從源頭考慮,樹立預復墾和清潔生產理念
長久以來,我國比較重視礦區破壞后的事后土地修復和生態恢復,而對于開采前(事前)和開采過程中(事中)的預防重視不夠,影響礦山土地修復和生態恢復效果。因此,應建立全過程的治理和恢復模式,即從開采源頭、生產過程和采后治理的一系列過程中,都注意生態環境的保護,在生產過程中解決礦山生態環境問題。在開采方式上,加大礦產資源綠色開采技術的推廣力度,最大限度減少礦山開采中的塌陷、矸石占地以及環境污染。拋棄傳統的礦區“先破壞、后恢復”模式,在實踐中推廣動態預生態恢復技術,實現事前預防一事中清潔生產與治理結合一事后生態恢復的一體化模式。
關鍵詞:礦區;土地復墾;生態恢復
Abstract: our country mining industry sustainable development the important problem to be solved is mine land reclamation and ecological restoration work, this article in view of the mine land reclamation and ecological rehabilitation are discussed in this paper.
Keywords: mining area; Land reclamation; Ecological recovery
中圖分類號:F301.23 文獻標識碼:A 文章編號:
礦產資源推動了我國經濟的快速發展,但在其開發過程中,嚴重破壞了礦區的生態環境。但隨著生態環境的惡化,資源短缺日益明顯,資源與環境問題已經成為制約社會經濟發展的重要因素。據有關資料介紹,我國礦山土地復墾率12%左右。每年礦區開采中由于缺乏必要復墾措施,造成水土流失,生態惡化的現象頻頻發生,甚至有逐年增加的趨勢。加強礦區開采破壞土地的復墾利用,做好礦區生態環境恢復工作已經成為礦業可持續發展要解決的首要問題。
所謂土地復墾,是指對生產建設活動和自然災害損毀的土地,采取整治措施,使其達到可供利用狀態的活動。其廣義定義是指對被破壞或退化土地的再生利用及其生態系統恢復的綜合性技術過程;狹義定義是專指對工礦業用地的再生利用和生態系統的恢復。我國是一個礦業大國,每年因生產建設帶來的土地破壞十分嚴重。礦區生態環境恢復是指在人工支持和誘導下,對采礦引發的結構缺損、功能失調的生態系統進行超前計劃安排,對可能出現的問題進行追蹤評估采取相應措施,最終實現生態系統的可持續發展。隨著人口、土地及環境問題的日益嚴重,礦區土地復墾與生態環境恢復工作已經成為一個亟待解決的問題。
1、礦區開采帶來礦區自然環境的破壞
我國礦產資源的開采主要有煤礦開采、有色金屬開采以及鐵礦開采。在這些礦產資源開采中都會引起破壞和壓占大量土地造成耕地面積減小甚至土地荒漠化,水體污染以及一系列地質災害的發生。首先,礦產資源開采對土地資源的影響。土地資源的破壞是礦區環境破壞最嚴重的問題。礦區開采具有采掘量大,排棄量大的特點,引起煤礦開采引起地面塌陷、表土層的大面積剝離,大量沃土良田的不合理占用,耕地面積急劇減少(表1為我國露天煤礦對土地破壞情況表)。隨著開采深度的加深,對土地資源的破壞情況會越來越嚴重。其次,礦產資源開采對水體的影響。礦區廢棄物種含有大量硫化物及多種重金屬,雨水淋溶的情況下容易造成造成水體和周圍土壤的酸污染和重金屬污染。酸性環境長期存在則會引整個水體的惡性循環,嚴重制約了礦區社會經濟的可持續發展。最后,礦產資源開采引發的地質災害。開采引起地表塌陷,加速了水土流失和土地荒漠化,進而誘發山體滑坡、崩塌和泥石流等自然災害的發生,嚴重破壞礦區的土地資源和生態環境。
表1 我國露天煤礦的土地破壞情況表
2、礦區土地復墾及生態環境恢復
礦區土地復墾是一項綜合性的系統工程,它涉及到技術、組織和管理等多個方面的工作,土地、礦業、財政以及農林等多個部門。在礦區環境保護與綜合治理中,土地復墾與植被恢復是最有效的途徑。做好礦區土地復墾與生態環境恢復工作,要解決好包括礦區生態退化機理與修復,礦區土地質量變化規律等在內的,土地復墾與生態重建的基礎理論問題。加強植被恢復、土壤重構、固體廢棄物資源化等礦區土地復墾與生態環境恢復實用技術的研發與推廣。提高采礦技術,盡量減少采礦過程中土地破壞的面積和破壞程度(圖1為煤炭資源綠色開采技術體系)。加強土地復墾與生態環境恢復技術的研究,增強國際技術的交流合作。完善管理制度,加強礦區土地與生態環境管理的綜合研究。目前,充填和非充填復墾是礦區復墾技術的主要形式。土地復墾技術的形式要根據其破壞形式與利用方向進行選擇。設立礦區土地復墾與生態環境恢復的專門機構,對礦區土地復墾與生態環境恢復統一實施與監督。
圖1 煤炭資源綠色開采技術體系
3、結語
隨著社會環境保護意識的提高,人們對礦山土地復墾和生態環境恢復的認識水平越來越深刻,加強礦區開采破壞土地的復墾利用,做好礦區生態環境恢復工作已經成為礦業可持續發展要解決的首要問題。礦區土地復墾與生態環境恢復工作中,要采取科學、合理、有效的措施,加大國家投資的力度,加強與先進國家的技術交流,調動人們參與礦區生態環境恢復工作的積極性,探索適合我國礦區生態環境恢復的有效方法,確保礦產資源的開發與環境保護工作協調發展。
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作者簡介:
關鍵詞:耐逆植物;稀土礦區;生態修復
中圖分類號:Q94 文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.07.023
Application of Ten Stress-tolerance Plants in Ecological Restoration of Rare Earth Mine of Heping County
LIU Sheng-hong, ZHOU Ling-yan, YANG Miao-xian, LIU Wen, LIANG Hong
( College of Life Science, Zhongkai University of Agriculture and Engineering, Guangzhou,Guangdong 510225,China)
Abstract: The vegetation was damaged and soil was destroyed in the mining process of rare earth mine of the Heping county in Guangzhou, which resulted in soil desertification, low bacterial content, acidic and high salt content, and difficulty in plant growth and formation of a relatively stable community. In this study, the plants such as vetiver, alfalfa, stylosanthes, crabgrass, nit grass, tephrosia, pigeon pea, Cassia alata L and Tung tree were preliminarily confirmed to be a strong stress-resistance (tolerance) ability and be good species of vegetation recovery of the rare earth mining by site construction methods. In addition, a good soil ecological restoration effect was achieved by different configurations according to the characteristics of different plants.
Key words: stress-tolerance plants;rare earth mine;ecological restoration
近年來對稀土礦的過度濫采,使礦區環境問題日益突出,造成山地荒蕪、水土流失、水源污染和下游耕地受毀損等嚴重惡化的生態環境[1-2]。植物修復是利用不同植物吸收、富集、固定和降解土壤和水中的污染物,并通過植被減少或避免水土流失和增加系統中的生物量,從而達到生態恢復或生態改良的技術體系。植物修復因其效用時期較長、相對成本較低和生態效益明顯而日益受到重視[3]。在稀土礦區治理和生態修復措施中,植物修復將是改善受毀損區域生態功能、恢復礦區景觀和農林生產潛力的最有效手段[4-5]。本研究在粵東(和平縣下車鎮)的稀土礦廢棄礦場,以現場施工修復的方式,以柱花草(Stylosanthes scabra)、苜蓿(Medicago sativa)、香根草(Vetiveria zizanioides)、百喜草(Paspalum notatum)、玉米(Zea mays)、山毛豆(Tephrosia candida)、木豆(Cajanus cajan)和翅莢決明(Cassia atala)、望江南(Cassia occidentalis)等草本和灌木,以及本地的馬唐草(Digitaria sanguinalis)、蟣子草(Leptochloa panacea)、芒草(Miscanthus)、芒箕(Dicranopteris pedata)、野莧(Amaranthus viridis)、馬尾松(Pinus massoniana)和油桐(Vernicia fordii Hemsl.)等為試驗材料,研究了稀土礦場生態修復過程中植物群落重建及特點、地被植物動態變化及植物群落演替機理,并根據不同植物的特點,采取不同的配置方式,取得了很好的土壤生態修復效果。
1 廣州市和平縣下車鎮稀土礦場的狀況
廣州市和平縣下車鎮廢棄稀土礦區有133.3 hm2,由于采礦過程使植被受毀損,土體受破壞而使功能受損,表土和肥力長期被大風刮走和雨水沖走,有機質含量極低,土壤質地劣化,最終導致沙化,含菌量極低,且不同程度地存在偏酸和含鹽量高的現象,植物難以生長[6]。采礦過程的尾礦和廢水堆填所導致的礦場土壤酸化、高鹽和不同程度重金屬毒害,也使人工植被難以長期生長和形成相對穩定的群落[7]。因此,20多年來植物一直無法生長,造成了極大的水土流失,已經成為當地嚴重的環境污染問題。
2 稀土礦區生態修復植物的選擇
和平縣稀土礦區只有選擇抗性強、耐干旱、貧瘠、高溫且生長量大和快的植物才能生存,其次,應選擇適合當地生態環境的鄉土植物。鄉土植物經過長期的生長、馴化,已具備了抵御極端氣候因子變化的功能,可增加綠化植物的成活率。本研究通過現場施工的方式,發現和初步證實香根草、紫花苜蓿、柱花草、山毛豆、木豆、翅莢決明、油桐等多種植物,及鄉土植物馬唐草和蟣子草具有較強的抗(耐)脅迫能力,且具有適應性強、生長快速、增加土壤有機質、抵抗力和固土力強的特點,綜合運用能有效提高土壤生態修復的效果,是稀土礦場良好的植被恢復物種。尤其是在高溫多雨的熱帶和亞熱帶地區表現更佳,這為植物材料的選擇提供了經驗和便利條件。
2.1 馬唐草(Digitaria sanguinalis)和蟣子草(Leptochloa panacea)
本研究在和平縣經過近3年的試驗,意外發現鄉土植物馬唐草和蟣子草可以在稀土礦區生長,而且抗(耐)脅迫能力強,長勢良好,生物量大,是本研究找到的第一種最適稀土礦區種植的良好植物,但該馬唐草已經變種,與傳統馬唐草品種有一定的區別,但非常適合稀土礦區種植,這為以后其他植物種植提供了可能性。
馬唐草為早熟禾科(Poaceae)馬唐屬(Digitaria)植物。尤指血紅色馬唐(D. sanguinalis, 即馬唐)或略矮的止血馬唐(D. ischaemum)。馬唐屬約300種,多為雜草,分布北美和歐洲,見于草坪、田野和荒地。莖直立或斜生,下部莖節著地生根,蔓延成片,難以拔出。葉被長毛。加利福尼亞馬唐(D. californica)在北美西南部作為飼草。馬唐草多生于山坡草地和荒野路旁。其分布幾乎遍及全國。
蟣子草是一種一年生草本植物。國內分布于陜西、河南、江蘇、安徽、浙江、臺灣、福建、江西、湖北、湖南、四川、云南、廣西、廣東等省區,多生于田野路邊和園圃內。國外分布于全球的熱帶和亞熱帶地區。
鄉土植物馬唐草和蟣子草具有非常強的適應性,經過幾年的生長、馴化,已具備了抵御極端氣候因子變化的功能,是治理稀土礦區的先鋒優良植物,只要在適當的季節和一定的肥力條件下,就能夠很好地成長。
2.2 香根草(Vetiveria zizanioides)和芒草(Miscanthus)
香根草,又名巖蘭草,因其根部很香,故名香根草,是一種禾本科多年叢生的草本植物。原產于印度等國,現主要分布于東南亞、印度和非洲等(亞)熱帶地區,具有適應能力強、生長繁殖快、根系發達、耐旱耐瘠等特性;有“世界上具有最長根系的草本植物”、“神奇牧草”之稱;被世界上100多個國家和地區列為理想的保持水土植物[8]。80年代以后,在華南、華東、西南等地香根草被廣泛用于治理水土流失。由于香根草生長快,抗性強,具有很好的穿透性、抗拉強度等優良力學性質,可在氣溫為-10~50 ℃和年降雨量300~6 000 mm的地區生長,陸續被用于保護公路、河堤、梯田等。
芒草(Miscanthus)是各種芒屬植物的統稱,含有約15~20個物種,屬禾本科。原生于非洲亞洲的亞熱帶與熱帶地區。其中一個物種——中國芒(M. sinensis)的生長范圍延伸到了溫帶亞洲,包括日本與韓國。
本研究中使用的巨芒草是一個原產于日本的天然雜交三倍體種,它的父母本是二倍體的芒和四倍體的荻。在人們對能源植物的探索中,芒草很快脫穎而出,因為相比其他能源作物,芒草生物產量高,礦物質含量低,燃燒充分,CO2凈效應為零,無有害氣體釋放,有利于緩解溫室效應,并有助于保持水土;且芒草耐寒抗旱,對水、肥依賴小,收割處理容易,在本研究中也成為首選的植物先鋒,和馬唐草一樣成為最適合稀土礦區治理的先鋒植物。
2.3 苜蓿(Medicago sativa)和柱花草(Stylosanthes scabra)
苜蓿和柱花草屬于牧草,具有增加土壤中氮元素的收集、增加土壤有機質、改善土壤微生物的環境及促進土壤的良性循環等作用。
苜蓿是苜蓿屬(Medicago)植物的通稱,是一種多年生開花植物。其中最著名的是作為牧草的紫花苜蓿(Medicago sativa),是牲畜飼料。主要成分為大豆黃酮和皂甙類。紫花苜蓿為多年生草本植物,似三葉草,耐干旱,耐冷熱,產量高而質優,又能改良土壤,因而為人所知,廣泛栽培,主要用于制干草、青貯飼料或用作牧草。
柱花草(Stylosanthes scabra)為上等優質牧草,適宜放牧或曬制干草。營養期長,在不同的物候時期都含較高的營養成分,對家畜的發育,育肥和過冬保膘都有很好的作用。柱花草是一種豆科植物。這種植物原產于南美洲巴西、委內瑞拉、巴拿馬和加勒比海岸等地。柱花草分枝性強,莖葉稠密,易覆蓋地表,對雜草有很強的抑制能力。但在幼苗期,如果雜草太多,則易受到抑制。柱花草種子帶莢殼,種皮堅硬,種子出土極緩慢。種子不耐貯藏。柱花草結實力強,極易落粒,耐短時間水漬。
2.4 山毛豆(Tephrosia candida)、木豆(Cajanus cajan)、翅莢決明(Cassia atala)和望江南(Cassia occidentalis)
山毛豆,株高1~3 m,枝有棱,密生褐色或灰色絨毛。栽培于云南、廣西、廣東、福建等地。適應性強,耐酸、耐瘠、耐旱,喜陽,稍耐輕霜,適于丘陵紅壤坡地種植。以種子繁殖為主。多采用底泥微生物原位生態修復、河岸生態護坡等進行立體生態修復技術,收到固土護坡,恢復生態的作用。也可以用作綠肥和飼料。
由于木豆速生性強、適應性廣、能保持水土、改良土壤,所以木豆在營造喬、灌、草混合林時能發揮重要作用。木豆為多年生木本植物,耐干旱、耐瘠,對土壤要求不嚴,各類土壤均可種植,適宜的土壤pH值為5.0~7.5。
翅莢決明現廣泛分布于全世界熱帶地區。在我國,分布于廣東和云南南部地區 ,生于疏林或較干旱的山坡上。我國熱帶地區常見栽培。其苞葉和花芽與花瓣具有同樣鮮明的黃色,因而整個花序有較高的觀賞價值。園林綠化可叢植、片植于庭院、林緣、路旁、湖緣,其金黃之花,給人以愉悅、亮麗、壯觀之美,恰好營造出金秋收獲季節那種喜洋洋的氛圍。而且多花香艷,沁人心脾,令人振奮。翅莢決明可通過種子與扦行繁殖,它原產于美洲熱帶地區,耐干旱,耐貧瘠,適應性強,喜光耐半陰,喜高溫濕潤氣候,不耐寒,不耐強風,宜栽植于通風良好之地。
望江南又名羊角豆、扁決明、山綠豆或波布草,屬豆科決明屬,是一種一年生草本植物,耐干旱和貧瘠,適應性強。原產于美國南部及美洲的熱帶地區。望江南分布于中國東南部、南部及西南部各省區。常生于河邊灘地、曠野或丘陵的灌木林或疏林中,也是村邊荒地習見植物。原產美洲熱帶地區,現廣布于全世界熱帶和亞熱帶地區。樹形優美,具有極強的觀賞性。
2.5 馬尾松(Pinus massoniana)和油桐(Vernicia fordii Hemsl.)
馬尾松是陽性樹種,不耐庇蔭,喜光、喜溫。適生于年均溫13~22 ℃,年降水量800~1 800 mm,絕對最低溫度不到-10 ℃的地方。根系發達,主根明顯,有根菌。對土壤要求不嚴格,喜微酸性土壤,但怕水澇,不耐鹽堿,在石礫土、沙質土、粘土、山脊和陽坡的沖刷薄地上,以及陡峭的石山巖縫里都能生長。為中國長江流域各省重要的荒山造林樹種,也是江南及華南自然風景區和普遍綠化及造林的重要樹種。
油桐,大戟科,落葉喬木,高3~8 m,可提煉桐油。桐油是重要工業用油,制造油漆和涂料,經濟價值很高。油桐也是我國特有的經濟林木,它與油茶、核桃、烏桕并稱我國四大木本油料植物。桐油又是重要的出口物資之一,歷史上與絲、茶并列為中國三大傳統出口商品,無論產量和質量上都雄居世界第一,在國際市場上享有很高的聲譽。由于油桐生長快,木材潔白,紋理通直、加工容易,是果材兼用的好樹種。因而,大力發展油桐生產是富國富民的重要項目。
3 配置方式
3.1 不同美化植物品種的配置
在稀土礦區生態修復中,修復的美觀也是一個重點,特別是在鄰近公路或村莊的地方,這樣可以增加復綠后稀土礦區的美化效果,提高觀賞性,為新農村建設增加美景。在稀土礦區治理中發現,馬唐草和蟣子草具有生長量大、生長速度快,且其下部莖節著地生根,蔓延成片,特別適合稀土礦區的種植,因此,集中成片種植可成為優美的草坪。因此,在稀土礦區治理中,地面首先考慮的是種植成片的馬唐草和蟣子草,并間隔種植樹形優美的江南和木豆,在山腳位置則種植香根草,具有特別的美感。
種植翅莢決明更有特別的美觀效果,翅莢決明在我國主要分布于廣東和云南南部地區 ,生于疏林或較干旱的山坡上。其苞葉和花芽與花瓣具有同樣鮮明的黃色,因而整個花序有較高的觀賞價值。
不同美化品種的配置,能確保修復出來的稀土礦區本身就是一處美麗的景區,可以成為人民生活休閑的地方,或是公路邊上美麗的風景,起到廢地新用的作用。
3.2 不同礦山高度植物的配置
根據稀土礦區殘留礦山的高度,可粗分為坡底(稀土礦山邊地)、低坡(20 m)及坡頂平面部位。對于坡底地,通常考慮到水土流失的問題,可種上香根草和芒草,特別是坡底水溝或低洼的位置,由于這兩種草根系特別強大,對土壤具有極強的吸附力,特別是芒草本身生長量大,植物本身也有極強的抵抗力,因此,是低坡種植的首選;在低坡和中坡(15~30 m)位置一般種植馬唐草和蟣子草,保證能覆蓋地面,減少雨水的沖刷,在種植這兩種草的同時,也種植一定量的望江南、木豆和翅莢決明,這樣在增加土壤吸附力的同時,也能起到特別的美觀效果;在高坡位置,種植馬唐草和蟣子草,減少雨水的沖刷,同時種植馬尾樺和油桐;坡頂平面部位,考慮到發展果樹等經濟作物的需要,因此,采取的治理方法也不同,首先是種植馬唐草和蟣子草進行土壤覆蓋,再種植固氮植物如苜蓿和柱花草,增加土壤有機質,改善土壤微生物環境,經過2~3年的修復后,就可以考慮種植經濟作物了。種植時采取挖點的方式,在下面填埋稻草等有機質后在上面種植經濟作物,如油茶、西番蓮等,從而達到最終的修復目的——果園用地。
3.3 不同生境的配置
不同植物對環境條件的要求不同,因此在進行修復時應考慮地形條件。北面山坡應選擇耐蔭植物,如香根草等;西面山坡應該選擇喜光、耐旱的植物如馬尾松、油桐等;在低洼且潮濕的位置宜選擇保持水土能力強的芒草等植物。
3.4 草—草灌—草灌喬—喬灌草的配置
本研究對和平縣稀土礦區土壤進行了診斷,選點進行水保工程、土壤有機質增補、微生物群落重建、抗(耐)逆性植物篩選及適應性馴化研究,以重建植物群落并達到可持續地植被覆蓋,施工中注意草—草灌—草灌喬—喬灌草的配置,充分發揮不同植物的優點,極大提高了修復的效果。通過比較生態修復過程中不同階段人工植被中植物種類及其相對生長量的增減變化,觀察到 草—草灌—草灌喬—喬灌草 的變化趨勢,而且在草本植物和灌木中,當地植物逐漸取代外來植物,其重建群落的植物組成也有其自身的特點。因此,草—草灌—草灌喬—喬灌草的配置,為制訂以低生理代價和低成本投入獲得高效率生態修復的技術提供了科學依據。
3.5 土壤—微生物—植物協同修復原則
近年來,生態修復過程中土壤微生物與地表植物的相互作用受到較多的關注。生態修復措施對土壤微生物與土壤肥力因子的作用,關系到植物的生長發育和植物群落的結構,從而直接關系到生態修復效果[9-11]。而植被恢復過程中植物群落的演替可能供給土壤微生物在質和量上與原來不一致的碳源和其他營養元素,影響著微生物群落結構。生態修復過程中應該研究土壤—微生物—植物的相互作用和協同演化,進行植物協同修復。
本研究中,在和平縣稀土礦區治理2~3年后,隨著土壤有機質的增加和土壤微生物的改善,治理后的土壤基本上具備耕作條件,才開始考慮種植經濟作物,從而成功轉化為果園用地。種植時采取點植方式種植油茶、西番蓮、玉米等經濟作物。
4 結 論
稀土礦區生態修復是一個完整的生態系統工程,它不僅包括植物,還包括動物與微生物,系統內部之間以及系統與相鄰系統之間均發生著物質能量和信息的交換,具有極強的動態性[12-13]。真正意義上的修復,應該在保證植物種植的基礎上,保持生態系統的穩定性,以修復的生物多樣性為目標,在土壤—植物—微生物之間,形成物質、信息和能量遁環體系,通過良性循環,進行自我組織和自我修復,使生態修復不僅有景觀效果,還能修復整個系統的自凈能力,從而為整體生態系統的良性發展提供保障。
本項目在對和平縣下車鎮、平遠縣仁基鎮稀土礦場土壤診斷的基礎上,選點進行土壤有機質增補、微生物群落重建、抗(耐)逆性植物篩選及適應性馴化等試驗。并根據以上研究的結果,采取相應植物修復措施,重建地表植物群落并達到長期有效的植被覆蓋,從而實現了稀土礦場土壤的良性生態修復。
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關鍵詞:礦山生態修復;技術;方法;理論
礦產作為我國重要的資源其開采程度越來越高,在礦產資源被高度開采的情況下是礦山生態環境的嚴重破壞,這種對生態環境的損害是在礦產開采中不可避免的。目前由于礦山生態遭到破壞所產生的環境問題主要有土壤結構損壞、森林植被遭到破壞、地質災害頻發、水資源受到污染、氣候環境變化、土地生態退化、生物減少等情況,而這些因素造成了嚴重的生態失衡問題,長時間作用下會致使礦上生態功能結構的衰退,嚴重時還會致使礦山變為荒山。因此必須要通過修復、重建、復墾等方式來改善礦山生態環境,避免因礦山環境受到破壞而造成嚴重生態問題。
1 礦山生態修復工程的發展
1.1 礦山生態修復的概念
在礦山因過度開發或是過度損壞后其生態結構及功能出現衰退及消失等情況就需要進行生態修復來對礦山生態進行改善,以此來避免礦山因生態功能完全消失而變為荒山。目前在我國的礦山生態修復中將因生產建設或是自然災害損毀的礦山歸類為需要進行整治修復的區域,采用適當的治理措施來幫助礦山重新恢復為可進行活動及具備基本生態功能的狀態。對于礦山生態的修復其并不是要求使礦山生態環境完全恢復成受到破壞之前的生態原貌,其主要是根據礦上生態系統的結構功能來恢復其所必須的部分,以此來保證礦山可以回歸為可利用的狀態。
1.2 礦山生態修復的理論
目前在礦山生態修復工程中主要應用的是生態演替理論,此理論主要是指在生態恢復中通過礦山中各類植物的演替及發展來形成一個完整且穩定的生態部落,此種理論的應用決定了在礦山生態修復中的整體性原則、穩定性原則、協調性原則,以此來保證礦山可以形成一個完整的生態循環系統。由于在生態演替的過程中其需要經過一個較為漫長的階段,為此在礦山生態修復的過程中需要有人工的參與,這樣才能有效減少生態演替的時間。同時在礦山生態修復工程中其包含了生態原理、植物原理、生物原理及控制原理等,可以說其屬于一種綜合性多層次工程。為此必須要以科學的角度礦山生態進行理解,并選用適當的恢復方案來對生態結構進行改善,從而使礦山可以具備生物多樣性等生態特點。
2 礦山生態修復的處理方法
2.1 對礦山生態結構進行穩定
根據礦山的生態結構及地質環境,其在實際中可以采用物理及化學兩種方式來對礦山生態進行穩定,具體實用措施有以下內容。
物理處理主要是對礦山生態進行前期的生態修復,由于在排矸場就采礦區都經過了長期的開采及生產活動,因此其地質存在不穩定的情況。在排矸場主要應用熟土進行掩埋工作,而在采礦區則是進行填充工作,這樣可以有效提高礦山地表景觀區的穩定性。
化學處理則是利用穩定劑來處理尾礦,在應用穩定劑后尾礦會經由化學反應出現一層保護膜,利用這層保護膜可以有效的提高尾礦的穩定性,避免出現侵蝕的情況。但是此種方法在使用中具有一定的缺陷,其因化學藥劑而極易造成生態污染,并且整體成本略高,不適宜大規模使用。
2.2 進行礦山植被修復的方法
進行植被修復是最有效的礦山生態修復方法,根據礦山生態修復的需要其在實際中可以采用直接種植及覆土種植兩種措施,在實際中對植被修復方法的選用需要根據礦山土壤情況及土壤肥力等進行合理選擇。
直接種植在應用中具有成本低、操作簡單等優點,但是在實際中其要求礦山地質需要具備一定的營養條件,且土壤結構可以滿足植物生長的基本條件,但是在許多廢棄礦山中其土地多為裸地,地表無植物存活或是存活量較少,其土壤內部微生物及其它有益生物存活率量較少,不適宜直接種植。因此直接種植的方式僅適用于礦山土壤生態損壞程度較低的區域。
覆土種植在實際中需要對地表生態修復區域進行覆土工作,并且要保證覆土的厚度滿足植物生長需要,為此其成本較高,覆土厚度需要達到5cm-10cm。在進行植被修復時可以采用種植豆科植物來降低成本,或是選用適地性良好的植被種子。
2.3 進行礦山土壤生物修復的方法
在土壤生態結構中其內部生物起到了非常重要的作用,其可以有效的提高土壤肥力,改善土壤結構,為此對于土壤生物的修復需要從微生物及土壤動物兩個部分來開展。
土壤中微生物不僅可以有效調動土壤活性,還可以促使土壤養分快速分解,提高土壤有機物含量,同時一些微生物還可以分解污染物及垃圾,有效的減少污染問題,并且對微生物進行修復還可以提高礦山生態修復水平,使整個生態系統更加完整。同時對于微生物的修復需要根據礦山原有生態中微生物的種類進行恢復,避免引進不同的微生物造成生態結構受到破壞,影響植物生長。
土壤動物可以有效的疏松土壤結構,并且多數土壤動物會對落葉及枯枝進行分解,通過分解這些殘枝,使土壤肥力得到提高,進而使植被土壤可以形成完整的營養循環。因此在礦山生態修復中對土壤動物的修復也是其在實際中需要重點控制的部分。
3 進行礦山生態修復的技術措施
對于礦山生態修復工程需要依據科學的修復理念及發展觀開展相應的工作,本著可持續發展的觀念并結合與自然和C共處的觀念來制定相應的規劃,在考慮生態環境本身所具有的自愈能力來選用適當的技術措施對生態環境修復進行科學、合理的布局,并且對于技術的使用需要對其經濟性及適用性進行考慮,從而保證在礦山生態修復中可以滿足其多方面的實際需求。
3.1 采礦區生態修復
坑下開采礦山應采用減輕地表沉陷的開采技術,并推廣使用充填采礦工藝。盡量減少地表沉陷面積,對已造成地面裂縫的地方,應采取廢石充填和表土覆蓋,最后恢復植被。露天礦開采后,多形成坡度陡的巖石邊坡,以及寬度不大的臺階,因此,在對露天采礦區進行生態修復時,要對其形成的坡面進行不同程度處理,對邊坡坡度大于75°的,在保證邊坡穩定的前提下,進行生態環境修復措施。
3.2 排土場復墾
排土場生態環境修復,首先要保證邊坡穩定,其次采取工程措施與植物措施相結合,主要是植樹種草。對存在安全隱患的邊坡要進行工程措施處理,其主要包括修建攔河壩、削坡開級、修建抗滑樁、深空預應力錨、長錨桿加固等工程措施。排土場植物措施所選擇的植物樹種要抗性強、品質好,栽植樹木的方法主要包括堆土袋、掛網綠化、植生袋、植生盤等。排土場修復為林地時,應在其表層覆土,厚度應大于30cm;若采用坑栽,可在坑內填入少量的客土;在邊坡小于35°的人工挖土緩邊坡地帶可種植一般的林木。
3.3 尾礦庫復墾
在進行尾礦庫復墾工作時需要在保證其完全閉庫后且整個工程設施都穩定后進行相應的處理工作,根據其實際的性質對復墾工作進行調整。無論尾礦為酸性還是堿性,要根據場地的利用方向對其進行深度處理;尾礦中含有放射性、有毒物質時,應根據其含量水平確定是否有必要設置隔離層,并盡可能深度覆蓋;尾礦所含鹽分較大時,應對其進行除鹽處理,或者深度覆蓋處理。同時,要在尾礦庫周圍設置排水設施,排水設施必須滿足一定防洪標準。根據國內外的生態修復成果,對尾礦庫進行生態修復時需要在其表層覆蓋厚度大于5cm的土壤,并設置各項防止水土流失的措施。
3.4 排矸場生態修復
排矸場生態修復首要工作是對以坡地和丘陵為主的排矸場進行邊坡穩定,主要措施包括水平階整地,穩定坡面,降低矸石山的相對高度。在矸石堆放前,必須對溝底進行推平、夯實處理,堆放矸石以3m為一層進行分層堆放,且臺階的寬度要大于3m。堆放順序為從溝里向溝口進行,層層壓實,同時在溝口設置攔渣壩和漿砌石排水溝。在邊坡地帶以15m為間隔設置導流渠,且層與層之間錯落布設排列呈“品”字狀;其次在排矸場上進行表土覆蓋;最后根據土壤的性質和當地氣候條件選擇適宜的植被栽植。
4 結束語
對廢棄礦山進行生態修復需要經歷一個長期的過程,為此必須要根據礦山生B修復工程的實際需求制定出完善的處理規劃。在進行礦山生態修復之前需要對礦山生態受到破壞的程度、礦山類型、生態特點等進行全面的調查,根據調查的結果進行全面的綜合性規劃。對于礦山生態修復必須要遵循其生態修復原理從土壤、植被、生物等多方面進行改善,采用適當的技術措施對礦山生態進行修復,以此來保證礦山生態修復工程進展的順利性。以上根據礦上廢棄后的特點從多角度提出了在實際中對不同區域采用的不同生態修復方法,以此來保證生態修復的有效性,使礦山生態結構可以滿足持續、平衡發展的需求,并具備應有的生態功能。
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【關鍵詞】采礦區;水土保持;生態修復;技術;研究
中圖分類號: TD43 文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
文章對我國礦區環境現狀和采礦業對礦區環境的影響做了詳細的介紹,并對礦區采礦中的環境保護措施進行了闡述,同時,通過分析,并結合自身實踐經驗和相關理論知識,對環境保護下的采礦區綜合開發措施進行了探討。
二、我國采礦區生態現狀分析我國礦區的生態環境受破壞的程度越來越嚴重,尤其在工礦污染方面尤為突出,對礦區飲用水,土地和空氣等造成極大的影響。據統計,礦山開采每年排放85%的固體廢物,采礦地區每年排放到外界的廢水、廢液占全國工業污染水排放量的10%以上。不僅如此,全國采礦造成土地損害也十分嚴重。據統計,其破壞的面積約1.4×106-2.0×106hm2,其中包含了因采礦而棄置和浪費的民用耕地。總結起來,采礦對環境破壞的類型主要劃分為對資源的破壞,對地質的破壞。 在礦區中,對資源的破壞是常見的。采礦生產后的廢渣由于得不到很好的解決,或者采礦企業為謀暴利不愿花本錢處理,就把廢渣堆放在其他土地,占用了其他的土地資源。對植被資源的破壞,為了方便開采礦產,砍伐周圍各種樹木,把廢渣等置于草坪,踐踏植被,使植被數量大大減少。對地下水質造成污染,采礦時不僅浪費大量水資源,而且對飲用水也造成較大污染,一些礦區沒有任何排污設備,廢物污水常流入礦區民飲用水渠道中,使飲用水質量得不到保證,危害礦區附近居民的生命健康。由于礦產地區一經采礦后,就會發生地形地貌的變化,對當地人文景觀和自然風光都會產生極大的變化,破壞景觀。其次是產生地質災害。歷年來媒體報道的礦井坍塌,山體滑坡,地面出現裂縫等一系列災害問題幾乎都與采礦行業掛鉤。一方面,是施工安全問題的欠缺,另一方面礦區采礦時忽視了采礦時可能會給當地造成的環境地質災害。
三、采礦業對礦區生態環境破壞1. 對水資源的破壞我國與礦產資源開發有關的廢水排放每年為36億噸,占工業廢水總排放量的10%,而處理率僅為4.3%。與采礦有關的廢水來自礦山建設、礦坑排水、選礦廢水、露天排水及礦石堆場浸慮水等。這些廢水主要呈酸性,并含有大量的重金屬等有毒、有害元素如銅、鉛、鋅、鉻、汞及氰化物等,大部分廢水都是未做任何處理直接排放。由于水源的破壞,直接影響到礦區工農業生產用水和居民生活用水。 2.對地面建筑物、自然景觀的破壞 研究表明,一般磚木結構建筑物允許的臨界變形值分別為i=3mm/m,曲率k=0.2X10-3,水平變形e=2mm/m。當然不同的建筑物所承受的變形值也不一樣。底面積小的高大建筑物和大型機械設備對地基的傾斜變形非常敏感,長形建筑物對水平拉伸和曲變率形很敏感;鐵路和高速公路對地基的下沉和水平移動要求很嚴格。但不論何種建筑物,當受到采礦影響而不采取保護措施時,可能由于地表塌陷而受到不同程度的損害和破壞,嚴重時將失去其使用價值。 3.對土地生態環境的破壞
采礦可加劇土壤侵蝕,使土壤退化日益嚴重。由于地表產生傾斜而改變了原有的地表坡度,使原有的徑流發生改變,坡度大徑流量大,引起的水土流失和土壤侵蝕也越嚴重。另外,由于地表裂縫的產生,地表與地下水向深部滲透,使潛水位下降,導致土壤濕度減小,使本來干燥的土地更加干燥。由于土壤侵襲程度加劇與土壤濕度的減小,土壤退化、沙化現象日益嚴重,土質質量下降而造成棄耕現象。除了污染水源,來自采礦廢石和廢渣堆放場的酸性、堿性濾出廢水還將毀壞耕地。含有毒性重金屬的濾出物能大量殺死土壤微生物,導致土壤失去結合、分解有機質的能力,土壤肥力下降,甚至可能沙漠化。
四、礦區采礦的環境保護措施1.完善相關法律法規 在我國現行的法律法規中,還沒有專門的關于礦區采礦的環境保護條款,也沒有哪些法律中涉及到相關的條款,這也為當前的采礦中出現大量的生態環境遭到破壞的問題埋下了隱患,因此,當前的主要任務是完善相應的法律法規,保證有法可依、違法必究。可以包括三個方面的內容:首先,完善現有的采礦許可證制度,并在采礦許可證中增加關于采礦的過程必須要達到生態保護以及礦產開發雙重目的的相關要求。其次,建立嚴格的獎懲制度,對于遵守法律法規的企業給予一定的獎勵,而對于那些違法的企業給予嚴厲的懲罰,從而保證礦區采礦中的生態保護;再次,實行嚴格的責任制,實行誰污染、誰治理的政策,保證礦區生態環境可以盡快地恢復。 2.對土地資源的保護 露天采礦以及地下采礦很容易對土地資源造成破壞,因此,針對這種情況,要在采礦過程中建立相應的保護土地資源的措施。首先,可以采用增加耕地的措施,對礦區內實行的土地復墾是使礦山的環境得到恢復的有效地手段,因為礦山開采后,可能會形成大范圍的采坑,可以通過覆土與回填的方式保證土地的恢復,這樣可以增加耕地面積,有利于土地資源的保護。其次,還可以針對地表變形以及出現的塌餡情況,對出現的坑、洞以及陷臺等及時地進行修復填平,并且可以因地制宜形成新的林地、階田以及草地等,可以恢復植被,有效地避免水土流失。
3.對礦區廢物的治理
在礦區采礦的過程中,要積極地采用新技術、新工藝,并不斷地更新設備,從而可以減少采礦中的“三廢”污染。首先,是對廢水的處理,可以采用自流的方式,使其流向礦井水處理站,在經過礦井水處理站的處理后,還可以回用到注漿站用作灌漿用水,用于井下的消防灑水以及選煤廠的補充水等等,這樣不僅處理了廢水,還可以提高其使用效率。
五、采礦區的綜合開發措施在環境保護下進行綜合開發,是平衡環境保護和礦區資源開發的一項措施,也是走可持續發展道路的要求。
1.建立相關開發制度 一味講求開發,忽略環境保護,必然得不償失,建立一套綜合生態因素的開發評價制度,能使礦產的開發有章可循。通過評價制度,提出對礦產區資源開發程度、大氣污染、水質污染、植被破環程度等一系列的防治措施,落實責任制度,加大對只為謀取經濟利益而破壞生態的企業或個人的處罰力度。 2.礦區資源優化 資源整合,優化采礦區的結構和分布,在節省資源的同時也發揮更大的資源優勢。譬如,合理利用空間,減少對土地資源的占用,減少對植被的損害,對采礦合理預算,進行優化調整,提高回收率和循環利用率,使生態效益和經濟效益得到最大化。 3.廢物的再利用 所謂的廢物交換,就是利用一個行業或者一個企業的棄置料,把它們轉變成另一個行業或者企業的原料,通過現代新科學技術,對廢棄物重新利用,在各行業之間得到充分利用,避免浪費。這種廢物交換的方式非常適合運用到礦產企業。礦產業可以通過建立廢物信息處理系統,實現廢物在企業行業間實現優化整合,得到利用。如一些廢氣、廢水、固體廢棄物可能是另一些工業的原料,而其他行業的一些廢置物恰好是礦產業所需要的,那么他們之間就可以相互協調,綜合利用,減少廢物排放對環境的污染。
六、結束語
礦產開發中,既要注意自然生態環境的保護,不能一味追求經濟效益,杜絕先污染后治理。另一方面,要實行綜合開發,不能只是片面地對礦產資源進行開采,而應科學合理地追求更大效益,這樣才能實現可持續發展。
參考文獻:
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【關鍵詞】礦區景觀;可持續設計;理念運用
我國礦藏種類豐富,相應的礦區形態各異。在進行礦區恢復和景觀設計時,需要從礦區的實際情況出發,結合景觀設計的原理與可持續設計理念,可以實現廢棄礦區的再利用目的。在礦區功能恢復的過程中,需要將工程學、經濟學、美學、社會學等等集合起來形成特殊的恢復系統方案,指導和監督礦區的各項功能的恢復。雖然礦區的廢棄地面積大,種類多,在進行恢復工程大,難度高。但可以有效地緩解礦區人口與土地之間的矛盾,再創區域和諧發展的環境條件,因此,這種恢復型的景觀設計必會受到廢棄礦區的歡迎。本文主要分析可持續設計理念在礦區生態恢復和可持續發展中的運用。
1礦區可持續設計理念概述
礦區生態系統設計必須遵守可持續發展的理念,對礦區生態系統進行恢復和重新設計,可持續設計理念主要包括以下幾個方面:第一,持續利用與資源循環發展。礦區的景觀設計過程實際上也是礦區各項功能的恢復過程,在恢復的過程中,利用景觀設計的理論和技術可以實現資源的優化和再配置。因此,在設計時,往往需要將實際資源進行改造和再利用,使得資源持續利用、優化利用和循環利用得以體現。帶動礦區的經濟、人文、生態、社會等一并向前推進。突出礦區景觀設計過程中的綜合利用原則,這樣能夠促進礦區資源循環利用,促進礦區可持續發展。第二,自然性。礦區改造利用過程中,主要是依靠自然界的更新演替為主,以人為改造恢復為輔。因此,眾多功能的恢復結合景觀設計都圍繞礦區現在的自然資源進行,無論是動植物還是地質特征、地形地貌等都以自然現狀為出發點,通過人類的改造提高其恢復速度和更新速度,保證其恢復的穩定性。在遵循自然生態系統原則基礎上對其進行綜合改造和設計,把自然原則與景觀設計進行有機的統一,體現出獨特的自然生態景觀。第三,生態安全性。礦區原本的生態已經受到嚴重破壞,在進行景觀設計時就要重點從生態安全角度出發,將礦區植被、特有地形、污染治理、巖層活動等等方面都要切實考慮進去,一切以安全為主來高效維護礦區的生態穩定格局。尤其是起到戰略影響的關鍵區域,更應該以生態安全為首要原則。所以,礦區生態環境設計要遵循安全原則,在此基礎上進行綜合設計利用。第四,場所性。礦區恢復景觀設計的目的是為人類的后續活動提供場所條件,從而將人文、美學、生態、經濟、社會等眾多因素集于一身,促進礦區的整體發展。此時,人的主觀性較為重要,是眾多因素的主導。因此,在景觀設計時要注重人文景觀和自然景觀的巧妙結合,從心理上產生共鳴,促進各項功能的全面恢復。要對礦區場所進行綜合分析,對其生態景觀進行綜合的設計,把場地資源進行合理的利用。
2可持續設計理念在礦區中的應用
2.1在生態環境中的應用
可持續發展涉及到生態環境、經濟效益以及社會效益等多個方面,本文主要從這三個主要方面來分析可持續設計理念在礦區生態設計中的應用。在對礦區進行重新規劃設計時要符合生態環境和諧發展的需求,重新建立完善的生態服務系統,我國平朔礦區在進行生態恢復和設計時就是充分遵守了生態環境和諧發展的原則,該礦區由于大量的礦產開采,對生態環境造成了嚴重的破壞。所以,在對其生態修復和保護方面采取了可持續發展的理念。在具體方面,平朔礦區通過土地復墾和重建生態系統來完成生態恢復和持續發展,堅持保護物種的多樣性,加強環境污染的整治。為退化的生態系統向進化生態系統發展提供基礎和環境。發展產業鏈條和創新技術來減少環境污染,對廢棄物進行循環生態綜合利用,提高平朔礦區的生態自我修復功能和適應能力。可持續發展理念在平朔礦區生態環境系統建設中的應用為我國其它礦區的生態環境修復提供了良好的參考價值。
2.2在經濟效益中應用
礦區在促進當地經濟發展過程中具有非常重要的影響,通過對礦區礦產的開發可以促進當地經濟發展,提高居民生活質量。但是,礦產開發過程中也要遵守可持續發展設計理念,使礦產在促進當地經濟發展中發揮持久的效益。礦區景觀設計不僅要體現生態和諧的發展目標,而且要以當地居民的經濟收入為前提。比如法國加萊礦區,加萊海峽在礦區發展時代,對礦開采比較過度,影響到自然生態環境的建設。加萊海峽大區廢棄礦區在法國具有很高的知名度,不僅因為該區是法國工業時代的記錄,而且在自然和設計師的互相結合下,成為法國重要的旅游景點,很多人都前往參觀,因此也被成為“環境的綠洲”。當年發達的工業礦區,也被稱為“破壞的符號”的礦區已經成為綠色的生態系統,對自然生態環境建設取到了積極的作用,在設計師和自然作用的雙重影響下,加萊海峽大區廢棄礦區不僅成為世界文化遺產,而且成為吸引游客的景點。只有在堅持可持續發展的理念,對礦區進行合理的設計和復墾,就能夠實現資源的合理利用和發展,使礦區經過設計師的設計成為綠色的生態系統,變成對人們有益的自然景觀,也可以為當地居民帶來經濟效益。
2.3在社會效益中的應用
可持續設計理念在礦區社會效益中的應用主要包括促進社會發展,實現社會公共利益。我國平朔礦區生態設計就是從社會效益的角度來進行可持續發展與利用。第一,加強社會公眾參與平朔礦區的可持續發展設計的力度,通過對社會公眾的教育與宣傳,讓社會公眾形成良好的生活理念和消費理念。第二,通過對平朔礦區的重新設計與產業調整,增加社會就業崗位,促進社會公平公正發展。同時,完善社會公眾就業政策,建立社會保障機制,解決失地農民的再就業問題,實現資源的合理分配。
3結語
礦區景觀改造的設計不僅要遵循可持續設計的基本理念,還要注重礦區的生態建設發展,滿足社會科學持續的發展。在設計的過程中不僅要掌握自然發展規律,而且要考慮重新建設和設計的成本,這是工程建設的重要因素,也是不可缺少的重要因素。所以,可持續設計理念在礦區景觀的設計研究中的應用,就是要使廢棄礦區和復墾的土地符合生態建設的要求,符合自然環境的發展規律,不能影響到居民的正常生活。只有在堅持可持續發展的理念,對礦區進行合理的設計和復墾,就能夠實現資源的合理利用和發展,使礦區經過設計師的設計成為綠色的生態系統,變成對人們有益的自然景觀,發揮礦區的綜合效益。
參考文獻:
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關鍵詞:生態環境質量;淮南煤礦;指標體系;評價標準;熵技術修正
中圖分號:S181.6 文獻標識碼:B 文章編號:0439-8114(2016)23-6113-05
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.23.026
Abstract: From ecosystem stability and disturbance index, the index system for ecological environment quality in mining areas was established and modified to obtain the weight of each index by the analytic hierarchy process and entropy technology, accordingly the evaluation model and evaluation standard of ecological quality in large mining areas were proposed, and then taking Huainan coal mining area as an example, using RS and GIS technologies to analyze the ecological environment quality changes of Huainan mining area in last 30 years. The results showed that the ecological environment quality in Huainan coal mining area still declined mainly due to the rapid growth of urbanization, accelerated speed of coal mining, not timely environmental protection, secondary collapse in reclamation areas, and low governance standards, etc.
Key words: ecological environment quality; Huainan mining area; index system; evaluation standard; modification of entropy technique
礦產資源是中國國民經濟、社會發展和人民生活的重要物質基礎。但在煤炭資源被大規模開發和利用的同時,礦區原有生態環境質量遭到嚴重破壞,并出現一系列生態環境問題,如地表下沉、積水、土壤污染、土地生產力下降等。為了實現礦區經濟、社會和生態環境可持續發展,化解煤炭開采與環境保護之間的矛盾,必須找到影響煤礦區生態環境質量的癥結所在,而前提是對煤礦區生態環境質量進行科學、客觀的評價。
生態環境質量目前還沒有形成一個統一概念。任廣鑫等[1]認為,生態環境質量是一個相對的概念,反映了在人類生產活動的干預下,生態環境中的諸要素在時間上的演替及在空間上的配置,以及這種配置同社會經濟系統運行的耦合狀況。
Monjezi等[2]以公共安全、空氣質量、水質參數等指標構建評價指標體系,采用求和的方法獲取露天采礦對各因子的總體影響進行綜合評價;Konstantinos等[3]選取大氣污染、水污染、土壤污染、放射性污染、土地退化和生物多樣性這6個指標構建生態環境質量評價指標體系對煤炭礦區驚醒評價;Schroeter等[4]通過TM衛星數據監測德國東部褐煤開采后塌陷形成的湖泊,通過光譜特征對湖泊的水文、水化學性質進行分類,揭示露天褐煤開采對環境的影響。程水英[5]以彬長礦區為例,從資源、環境、社會、經濟4個方面構建了彬長礦區規劃環境影響評價中礦區生態環境質量評價指標體系;鄒長新等[6]運用層次分析法,構建礦山生態環境質量評價指標體系;徐嘉興等[7]運用層次分析法從景觀穩定和干擾兩方面入手對徐州礦區景觀生態進行評價。
1 研究區概況及數據來源
1.1 研究區概況
淮南煤礦區地處安徽省中北部,淮河中游,位于東經116°21′21″~117°11′59″,北緯32°32′45″~ 33°00′24″,海拔16.5~240.0 m,地跨淮河兩岸,東西長70 km,南北寬25 km,總面積約1 591 km2。淮河以南是老礦區,根據地質構造與新地層情況劃分為3個水文地質單元,一是東部舜耕山區,二是二道河區,三是新莊孜、謝家集、李郢孜區。水質類型,主要根據所處巖層而異。淮河以北潘謝礦區被120~564 m厚的第四紀沖積層所覆蓋,并自東向西、自南向北逐漸增厚。局部地區有古地形隆起,形成局部地區表土層較薄,這些隆起大部分位于D、E組煤層露頭。該段含水層有四層,隔水層有三層。
1.2 數據來源
本次研究采用的數據源主要包括遙感數據、基礎地理數據、專題數據以及統計數據。遙感數據采用2012年法國SPOT6影像數據,空間分辨率可達1.5 m;基礎地理數據是研究區1∶5萬數字化地形圖數據;專題數據是研究區1986年及1999年土地利用類型矢量數據;統計數據包括研究區統計年鑒、環境質量報告書、環境質量監測數據等。本研究根據衛星影像解譯和矢量數據歸類得到1986、1999和2012年3個年度的土地利用情況。
2 研究方法
2.1 評價指標體系的構建
生態環境質量綜合評價的對象是生態環境系統。礦區生態系統是一個復合生態系統,既包括一般生態系統的特點,又具有礦區獨有的特征。根據科學性、全面性、動態性、可操作性和可持續發展原則,從植被覆蓋率、生物多樣性、土地利用類型、大氣和水等方面入手選取指標,并根據其對礦區生態系統的作用分為穩定性指標和干擾性指標,構建淮南煤礦區生態環境質量指標體系(表1)。
2.2 指標權重的確定
在評價指標體系中,同一類評價體系每個評價指標在與其他指標相比較時,其地位、重要程度和反映的情況都不相同[13]。合理確定和適當調整評價因素的權重,增加評價因素的可比性,體現了系統評價中各因素之間輕重有度、主次有別[14]。為了提高層次分析法的客觀性和精確性,本研究首先用層次分析法計算得出指標的權重,再用熵技術修正得到指標權重,最終得到淮南煤礦區指標權重(表2)。層次分析法計算過程在此不做詳細介紹,這里主要介紹熵技術修正的計算過程[15,16]。
(1)首先對上述構建的判斷矩陣進行歸一化處理,公式如下:
(2)計算第j項指標的熵值Ej,公式如下:
(3)計算第j項指標的差異性系數Gj,公式如下:
(4)求第j項指標的信息權重系數,公式如下:
(5)最后利用信息權重系數μj修正AHP法得到的指標權重系數λj:
運用上述熵技術修正的步驟對層次分析法求得的淮南煤礦區穩定指標和干擾指標權重分別進行修正,計算結果見表2。
2.3 指標的標準化
為消除評價指標間量綱差別,采用歸一化方法[15]對各指標指進行標準化處理,即
2.4 綜合評價模型
1)環境穩定度指數模型。由于多因素對礦區環境生態質量穩定程度的影響不同,因此構建環境穩定度指數ESI(Environment stability index)模型時,利用多因子指標函數法進行計算。計算公式為:
2)環境干擾度指數模型。同理,構建礦區環境干擾度指數EDI(Environment disturbance index)模型,利用多因子指標函數法進行計算。計算公式為:
3)礦區生態環境質量評價模型。生態環境質量指數EEQI(Environment ecological quality index)是用環境穩定性指數除以環境干擾度指數,可以反映礦區生態系統的穩定性好壞和抵御外來干擾能力的強弱,即為礦區生態系統生態環境質量的狀況。計算公式為:
EEQI=ESI/EDI
2.5 評價標準
把礦區生態環境質量分為5級,構建淮南煤礦區生態環境質量評價標準(表3)。一級為EEQI≥2.0,表明礦區生態系統穩定程度遠遠大于干擾程度,此時生態系統處于非常穩定的狀態,礦區生態環境質量非常好;當2.0>EEQI>1.1時為二級,礦區生態系統受到干擾,但生態系統可以內部自我調節維持在一個穩定的狀態,生態環境質量很好;當1.1≥EEQI≥0.9時為三級,礦區生態系統穩定程度和干擾程度維持在平衡狀態,生態環境質量較好;當1.0>EEQI≥0.5時為四級,礦區生態系統已不足已自身化解外來干擾,系統穩定性變差,生態環境質量處于較差的狀況;當EEQI
3 實例評價
在ARCGIS軟件中將1986、1999和2012年土地利用圖數據通過疊加合并等空間分析,提取各類評價因子的屬性數據,并保證與空間數據一致,然后,結合淮南煤礦區3個年份的統計數據通過單一指標計算方法求出各評價指標數值,對指標數據進行歸一化處理,最后將指標標準化數值由層次分析法和熵技術修正的指標權重值代入礦區生態環境質量評價模型,計算出淮南煤礦區環境穩定度指數、環境干擾度指數和生態環境質量指數(表4)。
由表4數據可知,淮南煤礦區1986年環境生態質量指數2.0>EEQI>1.1,處于二級,說明礦區環境生態系統很穩定,生態環境質量很高;1999年時淮南煤礦區環境生態質量指數0.9
從指標層面去分析淮南煤礦區生態環境質量變化發現,礦區植被覆蓋率下降、景觀破碎化指數、礦區土地塌陷面積和土地利用程度綜合指數的增加是導致礦區生態環境質量指數下降的最主要因素,而礦區耕地、林地的大幅度減少,建設用地、工礦用地和塌陷區的大面積增加是這些指標變化最主要原因。其次礦區廢水、廢氣和固體廢棄物的大量排放對礦區的生態環境質量有一定的影響。但從資源利用和污染治理方面看,礦區瓦斯綜合利用率、固體廢棄物利用率和塌陷區土地復墾率在研究期間都有大幅度的增加,說明礦區生態環境受到人們的重視,并采取措施治理污染,成效顯著,大大減小了開采活動對礦區生態環境質量的危害;同時礦區水土流失狀況也得到了好轉,土地退化指數在逐漸減小,這對礦區生態環境質量的改善起到了非常重要的作用。
4 小結與討論
由淮南煤礦區生態環境質量評價結果可知,其環境生態系統已處于不穩定的狀態,必須立刻采取有效措施改善礦區生態環境質量,減少煤炭開采。目前中國大部分大型煤礦區都面臨著與淮南煤礦區同樣的問題,所以亟需加大對礦區的環境保護,完善礦區復墾技術規程,制定礦區生態修復策略,從而實現礦區經濟、社會和生態環境的可持續發展。
對礦區環境保護、生態修復和污染治理等措施的前提是對礦區生態環境質量的評價,通過對礦區生態環境質量評價,才能了解礦區的生態環境質量狀況和變化趨勢,以及導致礦區生態環境質量下降的主要原因。本研究提出的礦區生態環境質量指標系統、指標權重確定方法、生態環境質量評價模型及評價標準的一整套生態環境質量評價方法,通過實例驗證此方法是可行的,為我國大型煤礦區的生態環境質量評價提供了參考。
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[關鍵詞]煤礦 地質環境問題 防治措施
[中圖分類號] X752 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2013)-11-169-1
煤炭資源是人類社會賴以生存和發展的主要能源,被稱之為黑色金子以及工業糧食,為人類經濟社會的發展與進步提供了重要的能源保障。但是隨著煤炭資源的開發與利用,對人類社會也產生了相應的負面影響,不僅污染了礦區環境,在一定程度上,還會威脅人們的生命安全。
1煤礦主要地質環境問題
1.1占用和損壞土地
根據我國國土資源部門的相關統計顯示,全國礦業開發占用以及損壞的土地大概占據了166萬公頃,其中尾礦堆放大概占據了91萬公頃,露天采坑大概占據了52萬公頃,采礦塌陷大概占據了20萬公頃,同時為采礦提供服務的礦區、廠房、交通設施等也占據了大量的土地。由此可以看出,煤礦占據并且損壞了大量的土地。
1.2引發地質災害
在開采礦山的時候,一般都是井下作業,并且相應的開采活動也比較劇烈,進而對礦區的地質環境產生了影響,在一定程度上還會進行相應的改變,尤其是對礦區圍巖應力平衡的改變,導致整個礦區的應力情況發生變化,進而破壞地下巖體,導致出現各種地質災害。井下開采引起的地質災害主要包括地面沉降、礦井突水以及地面坍塌等,其主要發生在銅、鐵等金屬礦床以及磷、硫等非金屬礦床的開采中。露天開采引起的地質災害主要包括泥石流、滑坡等,一般均發生在建材類的礦山開采當中。
1.3破壞地下水資源
在開采煤礦的時候,通常都會破壞地下水平衡系統,致使部分區域出現地表水與地下水滲漏的現象,甚至部分區域還會出現地下水位下降的情況,最大可以達到數十米的深度,導致出現大面積的疏干漏斗,致使地表出現嚴重缺水的現象,對農作物的生長有著一定的影響,從而對人們的生活、工作也有著一定的影響,經常導致出現眾多的社會問題與經濟問題,影響了社會的和諧、可持續發展。
1.4“三廢”問題加劇
隨著煤礦的不斷開采,產生的廢氣、廢水、廢渣也越來越多,對礦區環境的污染也越來越嚴重,已經成為了污染礦區環境的主要污染源。“三廢”中含有很多的有毒、有害物質,比如硫、鉛、氯、砷等元素,假如將這些有害元素與物質直接排放到空氣或者地表當中,不展開相應的處理,一定會使空氣、農作物、土壤等受到嚴重的污染,進而對人們的生活產生一定的污染,以此威脅人們的身體健康。
1.5破壞地貌景觀
在我國,露天開采的礦山非常多,并且范圍非常廣。部分礦山的開采嚴重破壞了當地的山體與自然景觀,比如,大量建筑石材的露天開采,導致破壞了大面積的森林植被,出現一些的巖石,隨著時間的不斷延續,以前的青山綠地就會變成荒山禿嶺,特別是在城市周邊與交通干線附近的礦山開采,產生的負面影響會不斷增加。
2煤礦地質環境問題的防治措施
2.1管理措施
首先,加強宣傳,逐漸增強全社會對保護以及恢復治理礦山地質環境的意識。尤其是要逐漸提高礦山業主遵紀守法的意識,并且嚴格按照相關的規范標準開發相應的煤礦資源,具有自覺保護礦區地質環境的意識,轉變管理方式,采取積極防護的措施。
其次,加強調查礦區的地質環境,并且對相應的恢復治理進行一定的規劃。通過詳細的調查,了解礦區發生的地質環境問題,之后根據目前礦區的實際情況,制定科學、合理的恢復治理措施。
其三,一定要嚴格落實相關的環境影響評價制度以及環境保證金制度。針對全部礦區開展環境影響評價工作,并且將相應的評價結果當成是開發礦區的準入憑證以及常態的監督方式。
其四,一定要加強對礦區地質環境問題嚴重區域的監控,在開展相關監控工作的時候,主要的監控內容就是開采范圍、工藝以及“三廢”處理等相關方面的情況。
最后,一定要加強環保部門以及地質環境管理部門的監管力度。要求政府以及有關的管理部門加強執法,并且按照相關規定制定嚴格的監管對策,增強監管的力度,確保企業開展工作的合法、規范,進而形成保護礦區地質環境的良好習慣。
2.2技術措施
首先,恢復礦區的生態環境。在開展恢復礦區生態環境工作的時候,主要注重的內容包括礦區生態植被的恢復、地下水的恢復、水土流失的恢復、排土場整治等方面。對于具體礦區的實際情況,采取適合的技術措施,如平整坡面、植樹造林、充填采空區等,進而恢復礦區的生態環境。針對含水層破壞情況的治理而言,可以采取防滲墻以及防滲帳幕等措施,防止地下水的溢出,降低疏干排水量,進而確保地下水循環的有序進行。
其次,加強防治礦區的地質災害。針對泥石流的治理而言,可以采取清理泥土、固化物源、疏導等措施,避免發生泥石流的災害;針對滑坡的治理而言,可以采取減載、錨固、截水、抗滑等措施,對礦區進行加固,進而消除相應的安全隱患;針對采空區坍塌以及沉降的治理而言,可以先采取預警、監測等措施,對相應的安全隱患予以清除;針對已經逐漸穩定的坍塌與沉降現象而言,可以采取回填整平、防滲處理、恢復植被等措施展開相應的防治;針對裂縫的治理而言,可以采取封填、排水等措施予以防治。
最后,加強對“三廢”的治理。根據相關規范標準的規定,在排放一些有毒、有害物質的時候,一定要先進行相應的處理,降低其對環境的污染。通過對“三廢”的處理,降低污染物對礦區生態環境的污染,保護生態環境。
3小結
總而言之,隨著煤炭資源開發與利用形勢的日益嚴峻,我們一定要堅持可持續發展的戰略,在全國礦區實施相應的防治規劃,同時還要增加物力、人力、財力的投入,逐漸緩解礦區開采與生態環境之間日益激烈的矛盾,確保社會經濟與自然環境的和諧、可持續發展。
參考文獻
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