矿业废弃地对环境的污染及其治理对策探讨

$"加强对矿业废弃地植被恢复中的基质改良
矿业废弃地的基质改良主要是指在基于对矿业废弃物影响植物定居的主要影响因素进行准 确的分析后所展开的对矿业废弃地的改良活动。矿业废弃地进行基质改良的材料和方法很多， 然 而， 理想的改良措施应该是既能服从生态恢复的既定目标， 但同时又是经济与长期有效的。 具体说 来， 在对矿业废弃地进行基质改良的过程中， 下面的几种手段就很值得我们的重视： 一是合理进行 表土转换。 表土转换工程的关键在于表土的剥离、 保存与工程后表土的复原。 实践中， 动工之前， 可 先把表层（ 及亚层（ 的土壤取走并认真加以保存， 以便在工程结束后再将它们放回 %&’(） %&)*&’(） 原处； 此外， 在表土转换的整个过程中， 还应尽力减少对土壤结构的破坏以及养分的流失。由于各 国具体条件的差别， 这项措施的落实情况也极不一样， 我国除了在少部分矿区进行了推广外， 较大 范围中的实施仍未铺开； 然而， 西欧的大多数国家均要求凡涉及露天开采的工程都应采用这一技 术。 二是提高污水、 污泥与生活垃圾的应用能力。 由于污水、 污泥和生活垃圾的养分含量高， 因而它
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矿业废弃地对环境的污染及其 治理对策探讨
蒋 满 元 唐 玉 斌
（ 桂林电子科技大学四系， 中国桂林，wk.baidu.com!"#$$"）
摘
要： 作为矿产资源开发活动的直接结果之一， 矿业废弃地对环境的压力与污染在相当程度上
与矿产资源开发利用的方式及环境直接相关。依据矿业废弃地污染环境的性质与特点， 具体治理过程中， 将基于生态恢复与生物技术利用以及正式与非正式的制度约束方面的对策措施结合起来， 具有相当的必 要性与合理性。 关键词： 矿业废弃地 生态恢复 基质改良 制度创新与约束
2"采矿活动及其矿业废弃地所形成的重金属污染 !,
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环境中的重金属来源十分广泛（ 如各种工业废水与城镇生活废水、 汽车尾气、 农药与化肥的施 用等等） ， 但相对说来， 矿业活动应是造成重金属污染的最主要的原因。 除了金属矿山的井下废水、 选矿废水、 冶炼废水含有较多的重金属元素外， 矿业废弃地， 尤其是有色金属的矿业废弃地一般也 都含有大量的重金属（ 其中又以尾矿和低品位矿石的重金属含量为最高） 。 这些重金属含量很高的 废弃物露天堆放后， 会迅速风化， 然后再通过降雨、 风扬等作用而向周边地区扩散并进而形成严重 的重金属污染问题。 还值得一提的是， 由于重金属的可迁移性差且又不能降解， 因而其又会在生态 系统中不断积累， 在毒性增强的同时， 最终导致生态系统的退化。
!"采矿活动及其矿业废弃地对大气环境的污染
尽管采矿活动及其伴生的矿业废弃地并非主要的大气污染源， 但采矿活动过程及其矿业废弃 地的存在仍会引发较严重的、 区域性的大气环境污染问题， 具体到矿业废弃地而言， 人为的扰动以 及尾矿的风扬应是引发大气污染的重要根源， 尤其是在干旱与少雨地区， 这种情况更是严重（ 据测 算， 一个大型流矿场扬出的粉尘可以飘浮到!#$!%&’ 之外， 降尘量达 (##) * +’%； 在相关区域因粉尘 污染可引发谷物高达%,-$%.-的损失） 。 由于流矿中富含重金属颗粒物， 因此大量的流矿扬尘势必 会严重地污染水体与土壤（ 即便是流矿的毒性不高， 其仍会通过堵塞气孔、 阻碍阳光等方式而严重 影响到植物的呼吸与光合作用） 。此外， 人们吸入流矿扬尘中的粉尘后， 还会无形中影响身体健康 （ 尤其是会造成肺部的病变） ， 同时， 粉尘还会加剧矿山机械磨损并进而有损于矿山机械的寿命。 显 然， 控制矿业废弃地的大气污染应是矿业环境保护中的一项重要内容。
%"采矿活动及其矿业废弃地对水资源的污染
采矿活动及其矿业废弃地对水资源的污染突出表现在矿业废水的形成及其影响上。事实上， 在开矿、 造矿、 洗矿、 堆矿过程中均会产生大量的废水， 尽管这种废水的水质可能会因矿区的地质 条件、 作业方式、 生产工艺、 矿质种类而有所差距， 但一般而言， 大多具有酸度高、 悬浮物浓度大以 及重金属含量高等方面特点。 显然， 具有这些特征的废水在污染了环境的同时， 也会影响到作物产 量并最终给人类健康带来极大危害。具体到矿业废弃地而言， 其对水资源的破坏与污染主要是通 过本身的酸化过程及其对酸性废水的排放而引起的。 矿业废弃地酸化及其酸性废水的排放仅具有 普遍性和影响的广泛性，而且其对水资源污染的程度也极高 （ 尤其是矿山的酸性排水不仅/0 值 低， 而且又富含重金属与盐分， 这一点更是加重了其对水资源和环境污染的严重性） 。 此外， 矿业废 弃地酸性化废水污染的长期性也需引起我们的高度关注（ 有模型预测表明， 废石堆酸性废水和重 金属污染将会持续 1##年以上， 而尾矿的酸性废水与重金属污染也要持续!##年左右） 。
!"采矿活动及其矿业废弃物对自然景观的影响
矿山的环境景观主要是指在一定的视点和视距内矿山在人的视觉体系里所形成的整体环境 印象。 由于矿业活动的特殊性， 采矿过程及其矿业废弃物的堆积， 必将会对当地的自然环境景观造 成不同程度的破坏。应该说矿业活动过程中的各个环节均可在一定程度上影响当地的自然景观。 例如， 无论是露天还是地下开采， 采掘过程中的土石工程即将会对地貌并进而对自然景观造成破 坏； 废石、 废矿与剥离废土的堆积也必将会引发严重的景色干扰； 尾矿的堆积不仅有碍视觉， 而且 其干涸后较强的流动性， 更易加深对自然景观的破坏； 尾矿库溢流水、 废弃物堆场在大雨后形成的 浊流， 也不利自然景观的维护。 此外， 除上面所谈到的几点外， 采矿及其矿业废弃物的存在还占用与破坏了大量宝贵的土地 资源、 破坏与毁损了大量的森林与草地资源； 直接或间接引发了大量的水旱灾患。总之， 我们只有 深入而全面地了解了采矿活动及其矿业废弃物对环境的压力与破坏， 我们才能对症下药、 有的放 矢地找准应对策略。 三、 矿业废弃地环境污染治理的对策选择 （ 一） 基于生态恢复与生态技术利用的对策措施 实现对矿业废弃地的生态恢复 #"采取切实措施， 实践中， 矿业废弃地的生态恢复是一个多目标的活动， 它既能涉及到环境污染的控制， 而且也 能涵盖到维护生态系统的建立以及恢复中的社会经济利用问题。为达到此三个目标， 我们有必要 在以下几个方面多下功夫： 一是既要坚持鼓励矿山应大力改土造田， 并按“ 以地换地” 的方式征取 矿山发展用地， 但同时又要避免大量挖掘周边表土来用以覆盖矿业废弃地的造田方式， 以免造成 更大面积的土地破坏与生态系统退化。 二是充分重视重金属等有毒元素向表土迁移和在农作物中 的积累情况， 并采取严格控制污水、 扬尘以及重建植被和有机质的方式来加以有效应对。 三是要求 相关的矿山经营企业必须要形成完整的废弃物处置与土地生态恢复方案及相应的技术措施与评 价指标， 并在实践中加强对这些方法与措施的监控、 测评与检查。 四是依据矿业废弃地的具体情况 来选择合适的植被重建技术以及在此基础上进行科学的物种选择与基质改良。
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资源环境与发展
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染局面， 我们若再不采取有效措施加以整治， 可持续发展的战略局面必将会受到极大影响。 二、 矿业废弃地对环境的压力和污染情况分析 （ 一） 矿产资源开发利用的方式对环境造成的程度有别的影响分析 首先， 矿山的类型有别， 其对环境的压力与影响也决不会相同。矿山类型不同， 也就说明所含 的矿物成分及其可供开采的矿物成分也就必然不同，结果其开采后对环境的影响也就必然有别 （ 其实， 既便是同一类型的矿山， 因其成矿类型与埋藏条件不同， 开采后对环境的破坏与影响同样 有较大差别） 。总体而言， 重金属矿山的开采、 选矿、 冶炼和尾矿排放等的影响要远高于非金属， 如 煤矿的开采活动。其次， 开采方式与方法对环境破坏的性质与程度也就必然有别（ 例如， 同样的矿 产， 露天开采就远比地下开采能造成更严重的破坏土地资源、 破坏自然景观、 污染空气和水以及制 造更多的噪声等现象。 再次， 一般说来， 开采规模也与环境的受损程度之间存在着一定的正相关关 系， 也即是在一定时期与一定条件下， 开采规模越大， 其对环境造成的破坏程度也必然愈大。 最后， 矿山开采对环境的影响与其所处的环境有关（ 其实降水量、 气候温度、 风力与其他气候因素均会强 烈地影响到矿山污染向周边环境的扩散） 。 （ 二） 矿业废弃地对环境造成压力和污染的具体表现
("采矿活动及其矿业废弃地对地质环境的破坏
除了占用和浪费大量土地之外，采矿活动及其矿业废弃地对地质环境同样具有超强的破坏 性。 矿区之所以频发山体与地表的滑坡与塌陷、 之所以泥石流灾害频繁与地下水位严重下降、 之所 以地震灾害易发以及整体地表水与地下水系统的均衡一再被打破， 可以说采矿活动过程中的地下 采空、 矿坑积排水以及大量的矿物堆放应是其中的一个重要原因。 可以说， 不对采矿活动进行统一 规划和综合治理， 矿区地质环境受破坏之局面将极难得到有效改善。
一、 矿业废弃地内涵及其我国矿业废弃地的现状 所谓矿业废弃地主要是指因采矿活动所破坏的， 非经治理而无法使用的土地。依据其性质与 形态上的区别， 矿业废弃地主要涵盖了六大种类型： 由剥离表土堆放而成的排土场废弃地， 由开采 的岩石碎块以及低品位矿石堆积而成的废石堆废弃地， 由矿体采空后留下的采空区和塌陷区所造 成的采矿坑废弃地， 由采出的矿石经选出精矿后留下的尾矿堆积而成的尾矿废弃地， 由采矿作业 面、 机械设施、 矿山辅助建筑物和道路交通等先占用后废弃的土地， 受采矿影响而无法利用与开发 的土地。 此外， 广义的矿业废弃地还应包括矿石的冶精所带来的冶炼渣堆积地以及冶炼厂周边的、 因冶炼过程中重金属和%&’排放所导致的退化土地。显然，矿业废弃地是一个内涵十分丰富的概 念， 同时， 也无形中说明了矿业废弃地对环境影响的广泛性及其治理工作的难度。 矿业活动所产生的废弃物可以说是世界上最主要的固体废弃物， 而且因这种废弃物而造成的 环境污染也已成了整个世界面临的一个共同难题。据统计， 世界各国每年因矿业开发而造成的尾 矿就达!$ 亿吨以上； 自 #()*+’$$$ 年， 估计世界采矿活动累计占地面积高达 ,)$$$-.’， 相当于整个 地球陆地面积的$/’0； 由于一般情况下， 矿山的污染范围又为其占地面积的 #$ 倍， 因此， 总体而言， 矿业的环境污染面积就占了整个地球陆地面积的’0 ，情况之严重不可谓不触目惊心。相比较而 言， 我国的矿业废弃地对环境的影响状况也不容乐观， 而且总体上看， 至今为止， 因矿业开采而造 成的环境恶化之趋势尚未得到有效遏制。事实上， 我国现有的 1$$$ 多个国营矿山企业以及 ’, 万多 个个体矿山的确对环境造成了极大压力。 例如： 在全国工业废水排放总量中， 采矿废水与废液的排 放总量就约占#$0 以上；我国每年全部的工业固体废物排放量中， 1!0 以上的就来之于矿山开采； 自二十世纪 1$ 年代以来， 因采矿而直接破坏的森林面积高达 #$* 万 2.’， 破坏草地面积达 ’/, 万 2.’， 累计占用、 破坏、 污染土地共达 )", 万 2.’， 并且每年还以大约 "/*) 万 2.’的速度递增（ 而矿区土地的 复垦率一般仅为 #,0 左右） ； 此外， 采矿活动也还是水土流失的主要原因之一。面对如此严重的污
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们在作为表土的替代物用以覆盖矿业废弃地时， 往往能取得良好的效果。在这里关键应再注意两 若只为种植 个问题： 覆盖层的厚度（ 废弃地毒性较大或改良后作农业用地的， 至少应铺!"#$ 以上； 草本植物， 铺上 %"#$ 左右也就足够了） 与铺盖前依情况适当加上一层低活性与粗颗粒的物质作为 隔离层。以防止重金属因毛细管作用向上迁移而导致植被的退化。三是填土造田。这一方法在我 国煤矿废弃地的改造利用方面具有重要意义。 原因在于： 煤矿废弃地多为采空区或塌陷区， 加上当 地又有大量可利用的粉煤灰。实践证明， 在一些煤矿塌陷区利用粉煤灰作填充材料， 其上再覆以 改良的效果相当理想。在这种改良区， 不仅宜于造林， 而且一般农作物， 如小麦、 !"&’"#$的黄土， 玉米、 花生、 白菜等也能生长。 另外， 在缺少填充材料的矿区， “ 挖深补浅” 策略也是一个很好的应对 举措。四是进行生物改良， 也即是利用对极端生境条件具耐性的植物、 绿肥作物、 固氮微生物菌根 真菌等未改善废弃地的理化性质并最终达到改良废弃地的目的。五是合理进行灌溉与施肥。灌溉 在一定程度上可以有效缓解矿业废弃地的酸性、 盐度以及重金属等方面问题， 既便是轻度的喷雾 或灌溉系统也可以缓慢地把植物根际的可溶性盐和酸性物质淋溶到水平较低的部位并进而为粘 土层吸收。而且废弃地的毒性被解除或降低后， 施用化学肥料又有助于建立和维持植被。