門頭溝廢棄礦山生態治理理論與方法研究
——以某廢棄采石場為例

上海清寧環境規劃設計有限公司 汪丹

北京大部分地區位于山嶺和水域環繞的平原地區，要建立“多中心城市群結構”，保持良好的城市生態環境，促進可持續和健康的城市發展起著關鍵作用。由于歷史原因，門頭溝地區有大量采石場，生態破壞比較嚴重。

迫切需要在礦區進行環境保護，制定恢復管理和土地再利用規劃，有助于門頭溝地區的生態恢復和可持續土地再利用，并促進該地區人口、資源和環境的協調與可持續發展[1]。

一、北京門頭溝地區廢棄采石場現狀分析

（一）采石場的分布特征

目前，位于門頭溝地區共有127個封閉采石場，面積龐大且零散。采石場的分布與礦產資源的分布有關，在門頭溝地區，它們主要分布在南北向的低谷和平行山的低谷中，呈現出總分散度和部分濃度的分布特征。根據對該山地質結構的分析，門頭溝山脈的土質以碳酸鹽、石灰巖、白云巖、泥巖、黏土灰巖和其他類型為主。山脈兩側的巖石，白云巖巖層相對堅硬，中厚層熔融石灰巖和黏土石灰巖巖層則較薄[2]。

（二）存在的主要問題

門頭溝地區多年的采礦活動導致大量封閉的露天礦（破碎）礦坑仍然存在。這些采石場中的大多數已損壞，尚未修復，對地區的山地景觀、植被和生物多樣性造成了各種破壞，還存在地質災害的隱患，可能導致山崩和滑坡。

1.破壞景觀

廢棄封閉的采石場造成的景觀破壞在山脈地區最為明顯。沿山有許多人工的天坑，其最大直徑超過1000m，坑的深度約100米。天坑里滿是碎石，參差不齊，裸露的巖石相互穿插，懸崖和危險的巖石很多，有嚴重的地質災害隱患。一些采石場（礫石）位于風景如畫的地方，靠近交通干線。開闊的山脈與天然森林植被和風景名勝形成鮮明對比，營造出令人不快的視覺效果，對北京形象及其旅游業的發展有不利的影響[3]。

2.破壞植被和生物多樣性

大多數封閉的采石場的石頭層表面沒有天然植被。同時，一些露天礦的堆放和廢物的堆放是隨機的，這導致植被覆蓋被進一步分離和破壞。

3.侵占和破壞農田

巖石場（廢金屬）的開發占用了大片土地，長期儲存土壤和石頭占用了大量土地。據不完全統計，封閉的石材開采區總面積約為10km2。其中還包括耕地和林地。由于表層土壤的破壞，一些土地無法重新耕種，即使在土地翻新后也只能用于改建[4]。

4.水土流失

由于廢棄的土壤和巖石是隨機堆放的，因此未安裝擋土墻和排水溝，在雨季易引起土壤侵蝕，導致滑坡以及河流河道的沉積物堵塞。

二、礦山廢棄地特征

（一）廢石堆積場

廢石堆積場是采礦期間產生的廢物的集中存放處。堆積物主要是在礦山基礎設施建設期間因隧道掘進和室外剝離產生的廢物。通常，這包括表土、巖石和混合巖石。巖石地面，有時還有一些生活雜物。垃圾場通常是混亂且疏松的，即使是由人工建設的樁結構，也無法很好地保留水分和肥料。在這類堆積場所，通常會有很高的滲透率，水分和養分的少量流失，沉降不均和地球表面嚴重變形以及嚴重的土壤侵蝕。

（二）采礦廢棄地

煤炭開采造成了大量的荒地和塌陷區，這降低了初始地面高度，尤其是在地下水位高的低地地區，那里全年都有大量采礦荒地積水，形成濕地。在某些積水地區，水體也受到影響，給環境造成一定的污染。

（三）尾礦廢棄地

尾礦廢棄地主要用于儲存尾礦或濃縮后處置的其他工業廢物殘渣。由于大量的尾礦和大量不易處理的有害或有益成分，意外堆放將導致環境污染和資源浪費。尾礦有可能自燃或爆炸，尤其是在盤石山。尾礦浸出和侵蝕后，尾礦中的有害元素會泄漏并污染周圍的土壤和地下水，風化后的巖石顆粒極小且易碎，在風中飛揚，導致呼吸道疾病，如果下大雨，則尾礦庫中泥流的可能性很高。所有這些都會給經濟建設，人類生命和財產帶來巨大損失。

三、礦山廢棄地生態治理

當前，礦山荒地的環境管理主要采用物理，化學，生物學等綜合清理措施，以恢復和改善礦山荒地的生態系統功能，阻止或減緩該地區的生態退化，并保持荒地的環境，促進其回歸生態平衡、安全運行的狀態。

（一）物理工程措施

（1）物理分離修復技術：是指使用過濾、離心、磁選、浮選和其他物理手段從土壤膠體中分離污染物。該技術設備簡單，易于操作，加工效率高。但是，土壤中腐殖質和黏土的含量很高，因此對土壤的處理效果較弱。

（2）固化/穩定修復技術：是一種無害處理技術，該技術使用水泥和其他硬化劑或硫酸鹽、磷酸鹽和其他穩定劑，與土壤混合，以覆蓋或反應污染物。這項技術對土壤本身的物理和化學性質影響很小，但是并不能從根本上去除污染物。僅起緩釋作用，不能很好地清洗有機污染物。

（3）提取修復技術：是利用固、液、氣之間的濃度梯度產生驅動力，從而從土壤中排放污染物并進行土壤的地面處理。受污染的組件。該技術效率高，結構影響性小，在某些地下水位較高的地區使用時有一定的局限性。

（4）動力學修復技術：主要使用電能將水或土壤中的重金屬從表面分離出來進行處理。該方法不會改變土壤結構，對低滲透性土壤仍具有良好的效果，但在某些污染物濃度接近背景值的土壤中，其處理效果較弱。

（5）表土保護技術：研究表明，開發適合耕種的土壤需要很長時間，因此可以在開采前對表土進行保護，并在開采后回填保留的土壤，以幫助恢復。該技術的應用原理簡單，生態恢復速度相對較快。但是，存在污染物遷移到表層土壤和地下水中的潛在風險，需要采取一些保護措施。

（6）土壤改良技術：在廢棄土地的生態恢復過程中，通過向土壤中添加氮，磷、鉀等營養物質和有機物質，改善土壤本身的理化性質，有助于生態恢復過程中植被的生長，縮短了植被更新的周期，并加速礦井的清理、和生態土地恢復的過程。

（7）直接加工技術：主要用于處理某些垃圾填埋場的廢水。通過化學方法、膜處理方法等直接對廢水進行處理，處理后的廢水中的一部分可再用于礦物質沖洗、農業灌溉、生產生活。

（二）生物工程措施

按照分區規劃，門頭溝區現有的18.63平方公里廢棄工礦用地將有13.19平方公里，即70%退還成綠化用地。

（1）植被恢復：主要利用附著在植物和植物根部的微生物吸收和積累、轉化、分解和吸附污染物，以從土壤中去除污染物。方喜等人已經用人工林恢復了礦渣荒地，并發現人工植被可以顯著增加荒地中土壤微生物的生物量和酶活性。植被恢復技術的挑戰之一是植物的選擇。在分析生長環境時，如果條件允許，可以考慮選擇一些可以積累或富集污染物的植物。

（2）動物恢復：土壤是許多物種和動物的家園，為改善畜牧業，可以移入無節肢動物，主要用于改善土壤結構，增加土壤通透性、土壤保水力和分解有機物的能力。土壤污染物可以提高土壤生產力，促進生態平衡。

（3）微生物恢復：在合適的土壤溫度和pH值以及其他環境條件下，大量的微生物繁殖。微生物在礦山荒地恢復項目中的作用日益重要。一方面，土壤中的微生物會降解土壤中的礦物質，從而促進農作物的吸收。另一方面，微生物可以分解腐殖質上的有機肥料和動植物殘留物，與空氣中的氮結合并改善土壤特性的理化特性。

（三）其他工程措施

門頭溝區域的5.44平方公里廢棄工礦用地，可用于支持地區綠色產業發展和新農村產業升級。其中一部分屬于集體礦山用地，將結合新農村建設產業發展，合理點狀分配到各村周邊，用于村集體產業、市政設施等調整用地?？梢钥紤]綜合利用尾礦，以最大限度地提高環境和經濟效益。首先，可以對尾礦進行進一步加工以回收有價值的元素，或將其用作有害物利潤轉化的輔助資源。第二，利用廢石和尾礦填充地下工程，節省材料并降低土地定居率。

以門頭溝某廢石場的生態修復實際為例，該場地的礦區塌陷區是重點修復區域，通過引入固水保水的動植物建設，將其變成人工濕地，以增加旅游和休閑區的面積，并調整區域氣候并改善礦區的生態環境。通過眾多生態技術的綜合利用，基于生態恢復目標，調節城市發展與建筑以及采石場的再利用之間的協調關系。對于靠近城市且交通便利的主要建筑區域的采石場，可以促進其變成場地友好產業，改進區域的建設成效。

四、結語

發起并實施一份關于門頭溝廢棄采石場生態恢復和再利用的管理計劃，將在幫助保護門頭溝的生態環境，加強山區生態保護和維護山區景觀方面發揮重要作用，在此過程中，應當科學的實施管理計劃，明確主要職責，通過科學的決策和計劃，來增強管理和控制的雙向力量，對各項工程進行有效的投資，并對其進行嚴格的監督和維護，以改進門頭溝區域生態環境和山地景觀，從根本上保護和恢復“城市綠肺”的生態功能。