植物修復技術在礦山環境治理中的應用
——新形勢下礦山行業的發展方向

高 麗

（甘肅省地質礦產勘查開發局第二地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730030）

1 前言

1.1 礦山開采行業發展現狀

礦產資源是人類社會的財富，對它的利用程度直接影響了人類社會的進步和文明，但是，人們在對礦產資源進行開采與利用過程中在很大程度上影響到了自然生態環境。根據調查，礦業對環境施加的綜合影響占所有行業中的首位，它使生態系統發生嚴重混亂的例子之一就是采礦工業固體廢物的堆積[1]。由于這些廢棄物隨意堆放，且有毒物質如重金屬含量高等特性，使其形成一系列負面生態效應。有研究表明，如果尾礦庫不經處理，其污染可持續100年以上。如隴南鉛鋅礦田所涉及的徽縣、成縣、西河縣受礦山開采所產生的重金屬污染影響部分土壤、水系中汞(Hg)、鉛(Pb)、砷(As)嚴重超標等，不但會使得土壤性質惡化，并且還會導致農作物受到污染，人們食用該類農作物會對自身健康造成威脅。

1.2 礦山環境治理發展方向

堅持綠色發展不僅是在推進美麗中國建設，同時也為全球生態安全作出新貢獻，所以我們必須加大環境治理力度，形成人與自然和諧發展現代化建設新格局。堅持綠色發展達到礦業協調發展的目的，就要加大環境治理力度，其中科學技術是保障。只有采用先進技術，才能使礦業得到協調發展。

對地質采礦過程中受到重度污染的重金屬礦區土壤進行修復治理是解決地質行業和諧發展的關鍵所在。利用植物修復技術，邊采礦邊治理，這樣既可以獲得經濟效益又可以減少對生態環境的破壞[2]。

關于重金屬礦區土壤修復治理常用的方法有以下三種：物理方法、化學方法和植物生態恢復發。物理法主要是采取客土覆蓋、巖石覆蓋等方法來降低尾礦表面受風雨侵蝕的作用。但由于用量巨大、運輸成本較高，這種方法難以得到廣泛的應用和發展，該法一般適用于嚴重污染的小規模場地修復。化學方法主要是采取添加化合物來減少土壤表面受風雨侵蝕的作用。但關鍵在于找到環境友好的化合物，既要移除土壤中重金屬，又不能污染土壤，破壞土壤結構，所以該種方式無法運用到實踐當中。植物修復的原理在于運用部分植物自身忍耐力以及對某類重金屬超量累積性質來將土壤內重金屬進行清除[3]。該類技術的成本僅為常規技術的一小部分，而且能達到美化環境的目的。正因為技術和經濟上優于常規方法和技術，所以植物修復被當今世界迅速而廣泛接受。因此有很多人對植物修復進行研究，陳同斌等人發現蜈蚣草具有很高的As污染土壤修復能力；楊肖娥等人發現東南景天是生長于古老鉛鋅礦區的Zn,Cd超積累植物，因其具有很高的重金屬耐性和吸收能力而得到廣泛關注。李氏禾是國內報道的僅有的Cr超積累植物，它是一種多年生植物，生長于電鍍廠、尾礦邊緣等地方。薛生國等人報道商陸為Pb超積累植物，這種植物對于受到Pb污染土壤具有良好的修復效果。

2 植物修復技術概述

2.1 含義

最初是由美國科學家Chaney提出植物修復技術的概念，主要是往受到重金屬污染土壤內種植某類指定植物，利用該類植物來吸收與吸附土壤內的污染運輸，種植一段時間后收割植物且做好相應處置后就能夠把重金屬由土壤內移出，從而實現治理污染還有恢復生態環境的效果。該項技術具有投入成本低、工程量小、沒有二次污染，因此綠色修復技術被稱為廉價的修復技術[4]。

2.2 植物修復常見類別

植物修復主要是通過種植某類植物，讓其在環境中對某類元素進行萃取與濃縮來對污染元素進行消除，或是降低污染物成為不對環境產生毒害的一類物質的一中技術。其通常含括了萃取、固定、過濾以及揮發等諸多環節，而對于植物類別以及污染物性質不同所采用的修復方式也會有所差別，詳見表1。

表1 植物修復主要類型及機理

2.3 優勢植物篩選原則

（1）超耐受植物的篩選

該類植物能夠通過根系來將土壤內的重金屬進行吸收與累積，讓其不會隨意移動，以達到有效抑制重金屬在土壤內遷移的效果，大大降低其生物可利用性以及生物毒性。使用該類植物能夠讓礦物植物生長面積不斷加大，大大緩解了因為植物覆蓋率低而導致礦山廢物不斷增加的問題，并且能夠控制對附近土壤的污染程度，能夠有效促進礦區污染嚴重的土壤修復以及恢復金屬礦區廢礦堆以及廢棄地的生態環境。Johansson等在塞浦路斯北部采(銅)礦廢物堆上開展的田間實驗得知,褥篤香和巖薔薇為Cu超耐受性植物。

（2）超富集植物的篩選

就現階段看來研究重點同時極具發展潛力的一項植物修復方法便是超腹肌植物吸收，該類植物通常具備如下幾方面特征：生命力強、根系多且壯碩、產量

2.4 植物修復技術優勢

第一，經濟實惠是該項技術一個最為突出的優勢，能夠將其用作替代物理化學修復系統的方式。美國通過實踐發現，據美國的實踐，種植管理的費用每年每立方米的處理費用為0.02-1美元，比物理化學處理的費用低幾個數量級。第二，對生態環境產生的影響較小。該項技術無需進行開挖、運輸，也不用占據大面積場地，屬于一類原位修復方式，不會對土壤產生影響，讓其可以維持較為優良的結構肥力情況，而且也不用實施二次處理便能夠種植其他植物。該項技術還能夠讓植物覆蓋面積增加，提高其抵抗水蝕與風蝕的能力，防風固沙，有助于優化生態環境，為生物的繁衍與棲息提供優良的場所與環境。第二，集中處置植物能夠降低二次污染幾率。部分植物吸附了較多重金屬，還能夠利用植物冶煉工藝來將其中的重金屬回收再利用，特別是貴重金屬。該類方式不會對生態景觀產生影響，而且還能提高植物覆蓋率，被廣大群眾所認可。

3 植物修復技術在礦山開發中的應用

礦業開發為我國經濟的發展做出了巨大的貢獻，礦山開采不僅創造了大量的財富，同時在此過程中的排放礦山廢渣等行為也在很大程度上破壞了生態環境。通常礦山企業都是直接將礦渣對方在尾礦庫或堆土場，嚴重破壞礦區周圍生態環境，影響居民生活環境。因為在開采礦山過程中導致土地退化，即土壤因子改變是導致生態受到嚴重影響的重要因素，具體表現為廢棄地土質變差、養分匱乏還有土壤內含有大量有毒有害物資等，所以要想有效恢復廢棄地的生態環境一項重要舉措就是進行土地改良。

植物修復技術的應用就是在被污染的土壤上種植重金屬耐性植物，利用植物的吸收、揮發、根濾、降解、穩定等功能來修復被破壞的土壤。重金屬耐性植物不但能夠抵御重金屬的毒性侵擾，并且還能在惡劣的環境中生長，如土壤結構不良、污染地等環境，而且該類植物還能夠將濃度較高的重金屬富集起來，所以能夠用來修復重金屬污染土地。

但是引進外來物種可能會產生相關生態問題，但是鄉土植物則能夠有效適應地方氣候情況，因此應當要重點在本地植物中選出重金屬耐性植物。根據土壤類型和污染因子等選擇適合定居且有相應修復能力的植物在當地進行種植，對污染土壤進行修復，以防止污染物擴散。必要時可通過人工施肥或采用薄膜覆蓋保溫措施促進植物生長增強植物修復能力。后期定期對污染土壤進行監測，直到土壤回復背景值為止。

4 結論

總而言之，植物修復屬于一項經濟性能良好、綠色、優化的凈化技術，其不但不會對土壤結構以及微生物菌落產生干擾，而且還具有良好的生態u經濟效益，因此具有非常寬闊的發展前景。就現階段看來國內對于該項技術依舊重點集中在實驗室模擬以及大田試驗當中，還未獲得有效推廣與普及。

推進綠色發展、和諧采礦是當前發展的必然趨勢，開采自然資源必須與保護生態環境相結合才能得到更好的發展。將綠色修復技術植物修復這種新型的技術與礦業開發相結合，創造財富的同時又修復了生態環境，從而業實現了誰破壞誰治理的目標。