礦山地質災害區生態環境治理方法

井艷芳

（山東省濟寧市梁山縣自然資源和規劃局，山東梁山272600）

1 引言

近年來，生態環境因不斷開發的礦產資源而受到較大破壞，導致礦產所在地的土地和水體等受到較大影響[1]。因此，主動恢復礦山地質災害區的生態環境有重要意義。近年來，國內不斷推行生態文明建設，并高度重視恢復礦山地質災害區，因此，對如何恢復礦山地質災害區的生態環境進行研究，能夠使我國土地利用率得到有效提高，使資源緩解問題得到有效緩解，并使我國生態文明建設得到有效推進。

2 礦山地質災害區生態環境危害及恢復治理難點

2.1 土地污染

土地污染在礦山地質災害區中包括水、大氣和固體廢棄物3種污染。水體污染有地表污染和地下污染兩種類型。地表污染是指開采礦山時，礦井水和廢水等流入河流，導致地表水受到污染[2]。此外，隨著不斷增大的開采面積，地質結構也會產生相應改變，從而出現地表裂縫。沿著裂縫地表水會不斷滲入地下，水庫存儲量也會相應減少[3]。在開采礦山時，受限于相關技術，施工時常會有濃煙出現，特別是施工采石場時候，除了有礦山活動產生的大氣污染之外，還會因降雨等導致廢氣降落到地面，從而污染土地，這對動植物和人類活動都會有較大影響。此外，在開采礦山時存在較多的固體廢棄物污染，特別是開采礦山時的廢石和有色金屬等，在處置或堆放時會下滲到土地中造成一定的污染。在開采礦石時，雖然會相應布置排石場，但不同地區仍有隨意排放廢石和廢沙等的情況，占用礦山土地，并出現水土流失等情況。且對于閉坑時間越久的礦區而言，隨著不斷推移的時間潛在的地質災害也會越來越多。

2.2 治理方式的選擇

治理方式對于礦山地質災害區的生態恢復有重要作用，而其中的土地復墾和景觀再生則是重要方法，礦山地質災害區的生態難以依靠自然力量實現恢復[4-5]。因此，在相關治理時需通過人為因素進行介入，建造和原生態類似的復合系統。在開發礦產資源時或完工后均可開展土地復墾，使其基礎性作用得到有效發揮，并獲取其所帶來的經濟效益。景觀再生則是在治理之上，重塑當地景觀，以取得視覺享受，并使當地旅游業得到有效發展。在具體應用時，大都是搭配景觀再生和土地復墾進行使用，兩者都是重建生態。在恢復生態系統時，難以簡單確定其中一種治理方法，也難以確定何種方法有更大的效用。在具體操作時，需結合實際條件進行比選，對于單一經濟發展方式，缺乏景觀的地區可采用土地復墾進行治理，在確保經濟效益增長的同時進行生態恢復。

3 土地復墾的實現路徑

3.1 土地平整

土地平整是有效恢復礦山地質災害區生態的重要方法[6]。礦區的錯亂開挖會導致其地形出現陡峭坑壁等情況，具體如圖1所示，而采用機械設備對開采時形成的坡度進行平整的過程即為土地平整。土地經過平整后即可開展后續的農耕復種或恢復林業等。首先在開采礦山時，可通過分段開采或將原有施工時所產生的地表剝離物用作回填，以再利用的有效循環局面，優化礦山的開采理念。在平整土地時，必須結合現場的施工條件，有針對性地選取施工方式，使土方開采和深挖有所減少，且盡可能確保土地的原有形貌特征。在長時間的開采過程中，多數礦山會有沉陷和裂縫等病害出現。在治理時，需先恢復地表裸露區域并回填土壤，以重塑地表景觀。

圖1 開挖形成的陡峭坑壁

此外，在平整土地時，土地的復墾可通過充填復墾的方式實現，即通過煤矸石等固體廢棄物回填，在盡可能避免其造成污染的同時，減少復墾成本。在礦山中回填煤矸石時，必須覆蓋上較厚土層，減少其與空氣的接觸面積，以使其自燃或硫化現象盡可能減少。必須通過合理工藝避免回填時出現不均勻沉降，此時需采用分層壓實的方式進行回填，其分層厚度可基于現場的地形地貌和土壤含水量進行選擇。

還可通過水體修復技術平整土體。該技術可修復礦山地區周邊的污染水體，即通過動植物生命活動降解或轉移水體污染物，采用定向培養水生生物和植物的方式建立人工生態，使當地的生物多樣性得到有效恢復，再恢復治理水生態系統[7]。可結合當地地形條件和污染程度選取相應的恢復技術。此外，在恢復沉降區域時可通過就地挖補的方式進行平整，使土地標高在平整后比洪水水位要高，確保生物生長的順利進行，對于丘陵區域則可通過修整梯田的方式建立排灌系統進行恢復。

3.2 改善土壤質地

在改善礦山地區的土質環境時，可使動植物系統得到有效恢復，而恢復的動植物系統又可有效改善當地土壤質地。基于開采要求，在地表受到擾動前可將地表土分層取走，在結束開采后又可基于先前次序回填，以確保土壤恢復原有的結構。但受限于開采成本等的影響，施工時往往不會以該種程序進行，這就容易導致土壤有不同程度的污染，因此，在具體施工時需先改良土壤質地。首先，可采用物理方式進行改良，即基于現有的土壤基礎更新土壤，特別是在低污染的區域，可通過深耕翻土分散污染物，以使其濃度有所降低。但當前礦山地質的土壤多有較為嚴重的污染程度，且土層厚度較低，因此，在恢復生態前需先采用深坑翻土的方式處理土壤，再通過熟土覆蓋，將土壤表層進行固定，再使用灌溉和施肥等物理方式改良土壤。此外，對于有嚴重污染程度的土壤則可通過化學改良劑轉化其中的重金屬，一般可通過將直流電導入土壤或熱解析法的方式吸附其中的金屬離子，或將生石灰加入酸性污染物中對酸堿度進行平衡，以在化學反應下，重金屬沉淀，最后再通過水洗等方式集中處理，使土壤中的重金屬得到有效減少。此外，為使土壤重金屬毒性得到有效改善，可將鈣離子化合物添加進去。城市污水處理后會有城市污泥等固體廢棄物產生，而廢棄物往往具有黏性強和持水性等性質，可使土壤的陰陽離子被吸附，使土壤鹽分濃度得到有效降低，因此，可將城市污泥應用到礦區土壤的改良中。但該種污泥往往包含部分微生物，容易增加土壤病菌，因此在具體操作時，必須對其數量等進行控制，確保處理效果。

3.3 動植物恢復

生態環境會隨著地質災害的不斷出現而越發惡化[8]。地質災害與生態環境關系如圖2所示。因此，在恢復治理生態系統時，必須使其功能得到恢復，可采用生物治理的方式來實現。

圖2 地質災害與生態環境關系圖

1）通過植物恢復治理。為使生態系統得以完整恢復，必須先進行人工植物的栽種，以使土壤植物的恢復速度得到加快，特別是在受損土地中進行植物的栽種時，應采用有較快生長速度或有較強抗逆，能夠使土壤激勵得到有效改善的植物。在被金屬污染的土壤中生長的豆類植物，可通過根瘤實現固氮，大幅度提高土壤的氮含量。豆科植物可有效抵抗土壤重金屬，是恢復礦山地質災害區生態系統的第一選擇。此外，部分沙棘等非豆科類植物也有較強的固氮能力，而白楊等可以使土壤重金屬得到有效減少。因此，可通過栽種植物的方式開展生態修復治理，但出于成本的考量，部分礦區表面無法通過土壤進行完全的覆蓋，因此，可通過筐帶栽植技術，在保水透氣的筐帶中栽種樹苗，隨著時間的不斷推移，樹根可經過大孔生長進土壤，使其成活率得到有效提升，并對土質進行改善。

2）通過動物恢復治理。除了植物的生長受到土壤狀況的影響之外，動物生長也受到土壤狀況的影響。土壤動物可對枯枝落葉實現有效分解，并對土壤質量進行改善，使其肥力得到增強，特別是恢復土壤中的植物后，可在其中飼養低能動物，如蚯蚓等。作為土壤改良物，蚯蚓可在土壤中進行多種重金屬的吸收，而吸收完重金屬的蚯蚓可采用電解等方式集中進行處理。

3）通過土壤微生物恢復治理。土壤微生物分解功能較強，必須存在于生態結構中。土壤微生物可通過生命代謝活動對土壤進行修復，使土壤有害物質濃度得到有效降低。且基于接種優勢，通過植物根系活動，重新恢復并增強礦山地區土壤肥力，使土壤質地得到有效改善。植物在微生物的幫助下可有效吸收營養，對土壤結構進行有效改善，并使重金屬毒性得到有效降低，使當地生態環境較快得到恢復。

4 結語

礦山地質災害區生態恢復是長期工程，在推行恢復治理時需要較長周期，因此，實際治理時需選擇合理方式，并配合相關技術。