生物修复技术在矿山废弃地的应用

湖南农业大学课程论文

学院：资源环境学院班级：环境科学一班

姓名：杜志鹏学号：201340463109

课程论文题目：生态修复技术在矿山废弃地治理中的应用课程名称：农业环境保护

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日期：2015年10月15日

目录

生态修复技术在矿山废弃地治理中的应用 (3)

摘要： (3)

1、我国矿区废弃地的类型与特点 (3)

2、矿区开采的生态环境效应 (4)

2.1 占用和破坏大量的土地资源 (4)

2.2 对地表景观的改变 (4)

2.3 产生环境污染, 危害人体健康 (4)

2.4 破坏生物群落的生态平衡和生物多样性 (4)

2.5 地面塌陷, 诱发地震 (5)

3、我国矿区土地生态环境恢复的方法 (5)

3.1 土地复垦 (5)

3.1.1疏干法 (5)

3.1.2挖深垫浅复垦法 (5)

3.1.3 充填复垦法 (5)

3.1.4 直接利用法 (5)

3.1.5生态工程复垦法 (6)

3.2土壤治理改良 (6)

3.2.1 物理方法 (6)

4、结语 (6)

生态修复技术在矿山废弃地治理中的应用

(学生：杜志鹏班级：环境科学一班学号：201340463109)

摘要：矿山废弃地对生态环境有着极大的破坏作用，危及人类的生存与健康，并影响到区域生态经济的可持续发展。对矿区废弃地实施生态恢复是目前解决矿区生态环境问题的重要措施之一，积极开展矿区废弃地生态恢复的研究至关重要。本文回顾我国矿区采矿的历史，分析了矿区采矿所带来的生态环境负面影响问题，并归纳出我国矿区废弃地的类型和特点，综述了我国矿区生态环境修复的主要方法。最后，展望我国未来矿区生态环境修复研究的前景并提出了合理的建议。

关键词:矿区废弃地生态恢复修复技术

矿区废弃地是指矿区开采过程中,露天采矿场、排土场、尾矿坝、塌陷区以及受重金属污染而失去经济利用价值的土地。矿区废弃地是一种极端裸地, 植被稀少, 水土流失严重,可造成矿区水体、土壤和大气的严重污染, 引发一系列经济、生态、社会等方面的问题。特别是露天煤矿矸石山排土场含有煤粉、高硫煤矸、深层岩石, 对周边地区造成了严重的危害。这些污染危害如果不加速治理, 将对环境产生不可逆转的后果。矿区废弃地治理已经成为制约矿区经济发展的关键因素, 而矿区废弃地生态恢复是促进采矿业与农业的持续协调展的主要手段和保护矿区社会稳定的重要措施, 同时也是保护环境、改善生态环境的必要条件。因此, 在矿区废弃地上进行快速、高效的生态恢复, 已成为当前生态环境保护所面临的紧迫任务, 是必须要解决的问题。

1、我国矿区废弃地的类型与特点

矿业废弃地是指为采矿活动所破坏的, 非经治理而无法使用的土地。根据其来源可划分为4种类型：1）由剥离表土、开采的岩石碎块和低品位矿石堆积而成的废石堆废弃地;2）随着矿物开采而形成的大量采空区和塌陷区,即采矿坑废弃地;3）开采出来的矿石经各种分选方法分选出精矿后的剩余物排放堆积形成的尾矿废弃地;4）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。

由于受采矿活动的剧烈扰动, 矿业废弃地具有众多危害环境的极端理化性质, 其主要特点如下。

(1) 表土层破坏导致缺乏植物能够自然生根和伸展的介质,水分缺乏、营养物质不足、毒性物质含量过高。

(2) 极端贫瘠, N、P、K 及有机质含量极低, 或是养分的不平衡。

(3) 存在限制植物生长的物质, 如重金属含量过高、极端pH 值或盐碱化等。

2、矿区开采的生态环境效应

2.1 占用和破坏大量的土地资源

一般而言, 露天采矿所占用土地面积大约相当于采矿场面积的5倍以上。我国现有国营矿山企业8000 多个,个体矿山23万多个。我国矿区破坏土地面积累计达2.88万km2,并且每年以大约467km2的速度增长,进一步加剧了我国人多地少的矛盾。

2.2 对地表景观的改变

矿山开采主要分为露天开采和地下开采两种方式。露天开采必须砍伐植物和剥离表土, 因而地表植被往往荡然无存, 取而代之的是大片的裸地;地下开采常导致地表沉陷、裂缝, 影响土地耕作和植被正常生长,从而引发地貌和景观生态的改变。尽管两类采矿方式对土地的破坏途径、程度和方式不同,但都不可避免地造成地表景观的改变, 导致数倍于开采范围的区域生态和自然景观的破坏。据统计,中国因采矿直接破坏的森林面积累计达106×104hm2, 破坏草地面积达26.3×104hm2。

2.3 产生环境污染, 危害人体健康

矿业废弃物中含有大量的酸性、碱性、毒性或重金属成分物质, 这些物质通过迳流和大气扩散,污染水、大气、土壤及生态环境,其影响的区域远远超过了矿区的范围。重金属污染是矿业废弃地普遍存在且最为严重的问题, 这些重金属在风吹、水蚀作用下能迅速向四周扩散并在土壤中积累,当积累达到一定量后就会对土壤、植物系统产生毒害, 不仅导致土壤退化,农作物产量和品质降低, 而且还将通过迳流和淋洗作用污染地表水和地下水,使水文环境恶化,并可能通过直接接触、食物链等途径危及人类的生命和健康。

2.4 破坏生物群落的生态平衡和生物多样性

勘矿、采矿引起的地表与地下水的扰动可以对生物群落造成很大的危害, 且许多是不可逆的。如选矿废水的污染, 导致鱼虾几乎绝迹。

2.5 地面塌陷, 诱发地震

采矿业对地质结构的强烈扰动, 无论是正在开采或已废弃的矿, 都有产生地塌陷和诱发地震的危险。广东凡口铅锌矿地表开裂影响区近5km2, 建筑受损面积7 × 104m2, 农田受损面积0. 7km2。河流中断, 矿坑涌水加剧。大同煤矿因采空区顶部冒落产生地震几十次, 最大达里氏3.4级。

3、我国矿区土地生态环境恢复的方法

由于矿区废弃地对生态环境造成严重的破坏,因此迫切需要对矿区废弃地进行生态恢复与重建。但是,目前我国矿区废弃地的生态恢复工作总体上还处于初期阶段, 因此, 在我国大力开展矿区废弃地的生态恢复工作是当务之急。生态恢复的关键的是生态系统功能的恢复和合理结构的构建,而生态系统的各种功能是靠系统的各组成成分相互作用来实现的。因此,要恢复生态系统的功能,必须恢复系统的非生物成分的功能,进行植被的恢复及动物群落和微生物群落的构建。

3.1 土地复垦

土地复垦技术主要有疏干法、挖深垫浅复垦法、充填复垦法、直接利用法和生态工程复垦法[3]。

3.1.1疏干法疏干法适用于有少量塌陷地的缓坡地段。开挖大量排水渠,将塌陷区的积水排干, 再加以必要的修整, 使塌陷区不再积水, 并得以恢复利用。

3.1.2挖深垫浅复垦法当沉陷区潜水位较高、积水深浅不一时, 可以将塌陷区内深度较大的区域挖成水塘, 用于养殖。再将挖出的土填垫到较浅的塌陷区域内, 使其恢复成为农业用地, 达到水产养殖和农业种植并举的目的。这种复垦技术成本低、投资少、效率高, 可以获得较高的经济效益。

3.1.3 充填复垦法充填复垦是一种常用的复垦方法, 是将无污染或污染可以有效防治的充填物(如粉煤灰、煤矸石等)充填塌陷地。充填复垦既使沉陷矿区得以复垦, 又解决了矿山固体废弃物处理的问题, 具有较高的经济效益。

3.1.4 直接利用法直接利用法是针对大面积的塌陷地, 特别是大面积积水、积水较深、稳定塌陷地以及暂难复垦的塌陷地。根据塌陷地现状, 因地制宜地直接加以利用。如在塌陷地网箱养鱼, 养鸭, 种植耐湿作物或将塌陷地改造成