土地复垦技术探讨

矿山地复垦技术研究进展

摘要：文章主要介绍了目前我国矿业领域复垦常用的几种复垦技术。

关键词：复垦；生态修复；土地复垦

1前言

矿业做为国家的基础产业，为国家的发展和社会的进步提供着原材料，然而矿业的发展也带来了诸多问题，几乎每一处矿山都不同程度的存在着各类固体废弃物(废石、废土、尾矿等)，不仅占用和破坏大量的土地资源，破坏了生态环境，而且对当地的工农业生产和社会的稳定造成了巨大的威胁”【1】。因此，如何将矿产资源的合理开发与生态环境的有效保护结合起来，实现经济社会的可持续发展显得尤为重要，而土地复垦则是不二选择。

土地复垦，是指对生产建设活动和自然灾害损毁的土地，采取整治措施，使其达到可供利用状态的活动【2】。矿山土地复垦的主要对象有：一是矿山开发过程中占用的农业用地，包括工业矿场、堆矸场、灰渣堆放场、露天开采剥离占压的土地及交通与生活区设施等用地以及由此引起的耕地减少、土地污染等问题；二是矿山开采过程中破坏土地，主要是开矿形成的采空区及其波及的地表变形、塌陷、裂缝，以及由此引起的水土流失、土地质量退化等问题及有些矸石堆自燃产生酸雨而酸化土壤等【3】。通过采取合理的处理最终是被破坏的土地达到或者接近被破坏前的水平或者通过有效地复垦创造新的适宜性资源等【4】。目前矿山企业采用的主要复垦技术措施包括物理措施、化学措施、生态修复措施等。

2主要复垦技术

2.1物理措施

物理措施主要是通过一些物理手段对破坏前防护或者破坏后治理过程中加以干预，使破坏的程度显著降低，同时由于它常与其他方法连用，因此可以有效地为其他方法的实现创造条件。

2.1.1表土保护利用技术

在采矿工程动工之前，先把表层(30cm)及亚层(30～60cm)土壤取走，并认真加以保存，尽量减少其结构的破坏和养分流失，以便工程结束后再把它们运回原处利用【5】。这种方法在国外应用较为普遍，主要应用于露天矿山剥采过程，不过目前针对尾矿库建设方面也有不少探索。资料表明该技术可以有效地保存原有植被层的肥力，对与未来进行土地复垦以及采用其他修复技术均有较高的实用价值【6】。针对有些矿区废弃地根本没有土壤层，需先在废弃地上覆土、改良；有些废弃地的有毒物质含量很大，必须在废弃地上面先铺一层隔离层，可以用压实的粘土或高密度聚酯乙烯薄膜，以阻挡有毒物质通过毛细管作用向上迁移，然后再覆土。

2.1.2客土覆盖

废弃地土层较薄抑或缺少种植土壤时，可直接采用异地熟土覆盖，直接固定地表土层，并对土壤理化特性进行改良，特别是引进氮素、微生物和植物种子，为矿区重建植被创造有利条件。客土作业中尽可能利用城市生活垃圾、污泥或利用剥离的有潜在肥力的岩土和含腐殖质的土壤层，减少对其他区域土壤的土层破坏。陈蕾、郑西来等【7】研究了改性凹凸棒土

覆盖抑制底泥磷释放的影响，结果表明改性凹凸棒土能够很好地抑制底泥磷释放效率，且凹凸棒土粒径越小，厚度越大对底泥总磷控制效果越好。

2.1.3施用有机改良物质

有机肥料不仅含有作物生长和发育所必需的各种营养元素，而且还可以改良土壤物理性质”。有机肥料可分为：①生物活性有机肥料，如动物粪便、人粪尿、鸟粪、污水污泥等；②生物惰性有机肥料，如泥炭和泥炭类物质及各种矿质添加剂的混合物。污水污泥、泥炭、垃圾及动物粪便等富含氮、磷有机质，被广泛地应用于矿山废弃地基质改良。它们都可作为阴阳离子的有效吸附剂，提高土壤的缓冲能力，降低土壤中盐分的浓度。加入的有机质还可以螯合或者络合部分重金属离子，缓解其毒性，提高基质持水保肥的能力。这种施用有机肥料的方法是使用固体废弃物来改善废弃地的土壤结构，既达到了废物利用，又收到了良好的

环境和经济效益。潘保原【8】研究不同种类有机质对于重度、中度及轻度盐碱地的改良作用，

结果表明有机质可以很好地改善土质，提高土壤肥性，对于盐碱地的复垦具有很好的指导作用。

2.2化学措施

化学法复垦是利用自然的地球化学作用，尽可能地不干扰自然界，依元素自然循环来去除有关的化学元素。由于矿区废弃地土壤结构受到破坏，土壤养分不足且容易流失，或含有过高的重金属以及过酸或过盐渍化，因此要采取一定的措施提高土壤肥力，降低土壤酸性和

重金属离子含量【9】。

2.2.1添加营养物质提高土壤肥力

矿山废弃地普遍缺乏营养物质，这是限制植物生长的重要原因之一，一般添加肥料或利用豆科植物的固氮能力提高土壤肥力。速效的肥料极易被淋溶，因此要想有效地补充土壤肥力须少量多次地施肥。合理施肥是土地复垦增产有效措施，调整化肥品种、营养组份配比、

施肥时间、施肥方式、施肥量等对增产效果影响显著。张辉、李维炯等【10】通过对生物有机

无机复合肥对土壤性质的研究发现生物有机无机复合肥可显著提高土壤微生物活性，降低土壤pH值和土壤容重,提高土壤总孔隙度。与不施肥处理比较,土壤细菌增加了165.38%,真菌增加了189.47%,放线菌增加了48.72%,总量增加了104.07%。土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶活性也都有明显提高,促进了土壤有机质的分解转化和速效养分的释放，同时生物有机无机复合肥可不同程度地提高土壤全量养分和速效养分,提高土壤肥力。

2.2.2施用易溶性磷酸盐降低重金属毒性

施用易溶性磷酸盐可促使土壤中重金属形成难溶性盐，同时可以减少土壤中大多数重金属的生物有效性。如在土壤中增施易溶性磷酸盐(Na 3PO 4等)，可提高土壤中磷的含量，增加

土壤肥力，也可促使重金属形成不溶性化合物(磷酸盐)，其形态有利于这些重金属的固定，并可降低其生物可利用性。Mar等发现磷石灰(Ca 5(PO 4)3OH)可以固定溶解性的铅；Cotter

Howellst对污染土壤中的铅和锌的磷酸盐形态的修复进行了研究，结果表明用无机磷酸盐会

促使矿区废弃地中的重金属磷酸盐的形成，从而降低重金属的生物有效性。岳平【11】向污染

土壤施加化学改良剂过磷酸钙、硫化钠和石灰,结果显示该技术能显著降低水溶态Pb和交换态Pb的含量,可使有机结合态Pb、碳酸盐结合态Pb和铁锰氧化物结合态Pb含量下降。化学改良剂的加入可使土壤Pb的有效态含量降低、活性下降,从而可抑制重金属Pb由土壤向植物体系的迁移,有利于植物安全生产。

2.2.3施用含Ca 2+

化合物改善土壤pH值