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矿山生态修复研究范文1
垃圾是城市的必然产物。在众多的垃圾处理方法中,卫生填埋法较为简便、经济。随着城市规模的扩大,填埋场进入城区的范围,直接影响城市的美观,尤其是垃圾填埋后腐烂分解产生的填埋气(如甲中国的土地中只有14%是适耕地,而人均耕地只有0.106hm2,远低于世界平均水平的0.236hm2(Lin&Ho,2003)。近十年,随着经济的发展,矿山大规模开采、固体废弃物填埋等占用了大量土地,使得中国的适耕地越来越少,特别是矿山开采活动不但占用和破坏大量土地,而且在矿山开采和开采之后的长时间内还会通过粉尘、潜在的酸性废水排放、地表径流、滑坡、塌陷等过程再次污染及破坏土地,并使周边环境不断恶化(Wong,2003;白中科等,2006)。矿区水土一旦遭受污染破坏,其治理难度大、费用高、环境恢复时间长,甚至还会带来一系列社会问题。因此,矿区生态环境的修复是采矿业可持续发展中必不可少的一项任务。
矿山废弃地是一类特殊的退化生态系统,由于人为的巨大干扰,超出了原有生态系统的修复容限。根据其形成原因及组成,矿山废弃地可以分为四大类,其中修复难度较大的包括精矿筛选后剩余岩石碎块和低品味矿石堆积而成的废石堆、剥离物压占的陡坡排岩场/排土场、尾矿砂形成的尾矿库以及矸石堆积的矸石山(胡振琪等,2003;Li,2006)。从20世纪70年代开始矿山复垦工作以来,国内外开展了大量的修复研究与实践工作,针对不同种类废弃地的不同退化机制和性质,采取的修复及重建措施也不相同(Marrs&Bradshaw,1982;Lietal.,2000;胡振琪等,2003;白中科等,2006)。本文在总结这些研究的基础上,着重对矿山废弃地生态修复中的基质改良和植被重建技术进行了分析,以期为今后矿山废弃地的生态修复提供参考。
1生态恢复与生态重建内涵
当生态系统在外界因素的干扰下,其结构和功能发生位移,原有的平衡被打破,系统的结构和功能发生变化而形成破坏性波动或恶性循环后,该生态系统则成为一类退化生态系统或受损生态系统。对于那些破坏强度大,系统自然功能基本丧失的退化生态系统来说,需要在人为干预或辅助下使其结构和功能逐渐恢复完善而达到一种新的平衡。对于退化生态系统的这种人工干预就称之为生态修复(ec-ologicalremediation)、生态恢复(ecologicalrestora-tion)或生态重建(ecologicalreconstruction)。最早的生态恢复工作始于1935年,在Leppold指导下,在美国Madison一块废弃地及威斯康星河沙滩海岸附近的另一块废弃地上开展了恢复工作,经过多年努力后成功创造了今天的威斯康星大学种植园景观和生态中心,这使得人们认识到,把过度放牧、侵蚀等致损因素造成的废弃地恢复到草原、森林在理论上和技术上都是可能的(米文宝和谢应忠,2006)。进入20世纪70年代后,对于退化生态系统的生态恢复研究逐渐发展起来,1973年3月,在美国弗吉尼亚理工大学召开了题为“受害生态系统的恢复”国际会议,第一次专门讨论了受害生态系统的恢复和重建等重要的生态学问题(Jordanetal.,1987)。1980年在Cairns主编的《受损生态系统的恢复过程》一书中将生态恢复定义为:恢复被损害生态系统到接近于它受干扰前的自然状态的管理与操作过程,即重建与该系统干扰前的结构与功能有关的物理、化学和生物特征。然而这一概念过分强调了恢复(restoration),而对重建(reconstruction)一个新的生态系统未给予足够重视(米文宝和谢应忠,2006)。
实际上,要想将一个受损的生态系统恢复到原来未受干扰前的状态是不可能的。Bradshaw(2000)在回顾美国“生态恢复”(ecologicalreclamation)的历史时指出,生态系统的重要性是要强调生物多样性、永久性、自我持续性和植被演替性。对于退化生态系统的恢复应该是在人为干预或辅助下通过修复、改建、重建、复垦和再植等各种措施促使退化生态系统结构和功能不断完善,最终达到另一个生态平衡状态。1995年,美国生态恢复学会提出,恢复是一个概括性的术语,包含了改建(rehabilitation)、重建(reconstruction)、改造(reclamation)、再植(reve-getation)等含义。生态重建(reconstruction)并不意味着在所有场合下恢复原有的生态系统,生态恢复的关键是恢复生态系统必要的结构和功能,并使系统能够自我维持和平衡(李永庚和蒋高明,2004)。因此,生态系统的恢复不仅仅是简单地恢复几种植物或将裸地覆盖,它还至少应包括以下三方面:1)土壤养分积累与生物地球化学循环,包括对养分的滞留与损失、土壤的化学过程、有机物质的合成与降解等(Schaaf,2001);2)生物多样性的恢复,包括生物种类与功能是否达到开矿前或邻近自然景观的水平;3)植被演替方向与生态系统的自我维持能力(Bell,2001)。因此,生态恢复与重建不再是一个静态的概念,它是随着人们对退化生态系统研究的深入而不断完善和发展的。现代生态恢复与重建不仅包括退化生态系统结构、功能和生态学潜力的恢复与提高,而且包括人们依据生态学原理,使退化生态系统的物质、能量和信息流发生改变,形成更为优化的自然-经济-社会复合生态系统(米文宝和谢应忠,2006)。随着研究及认识的不断深入,生态恢复、生态重建的内涵将不断得到扩展和完善,其所包含的内容也将更深广。
2矿山废弃地生态环境退化特征
矿山废弃地是一类特殊的退化生态系统,在矿山开采时,矿山废弃地原有的生态系统遭到破坏,主要的生态问题表现为:表土层破坏,土壤基质物理结构不良、水分缺乏,持水保肥能力差,导致缺乏植物能够自然生根和伸展的介质;极端贫瘠,氮、磷、钾及有机质等营养物质不足或是养分不平衡;存在限制植物生长的物质,如重金属等有毒有害物质含量过高,影响植物各种代谢途径;极端pH值或盐碱化等生境条件,影响植物的定居;生物数量和生物种类的减少或丧失,给矿区废弃地恢复带来了更加不利的影响(Leisman,1957;Cornwell&Jackson,1968;Li,2006)。针对矿山废弃地以上退化特征及其极端的立地条件,开展生态修复与重建的首要问题是进行矿区废弃地的基质改良。
3矿山废弃地基质改良技术
3.1表土覆盖技术
地表物质是植物生长的介质,植物生长立地条件的好坏,在很大程度上取决于地表性质。一般认为,回填表土是一种常用且最为有效的措施。表土是当地物种的重要种子库,它为植被恢复提供了重要种源。同时也保证了根区土壤的高质量,包括良好的土壤结构,较高的养分与水分含量等,还包含有较多的微生物与微小动物群落(Bell,2001)。卞正富和张国良(1999)以开滦矿区为实验点,进行了研究,结果表明,通过条带式覆土或全面覆土对矸石酸性的控制好于穴植覆土。Barth(1998)认为,覆土越厚越好,这样可以避免根系穿透薄薄的表土层而扎进有毒的矿土中。但是,覆土越厚,工作量越大,费用越高,而且在超过覆土厚度一定范围后,修复效果增长反而不显著。Holmes和Richardson(1999)研究表明,覆盖10cm厚的表土能使植物的盖度从20%上升到75%,覆盖30cm土层,植物盖度上升到90%,但这两种深度的表土对提高植物密度方面没有明显差异,甚至在播种18个月后,浅表土(10cm)上的植物密度要高于深表土(30cm)。Redente等(1997)在一个煤矿地比较了4个厚度(15、30、45、60cm)的表土后,发现覆盖15cm即可以取得较好的恢复效果。因此,表土的覆盖可以选择10~15cm厚度,而且应该依据种植的植物类型进行调整。回填表土所产生的改土和修复效果比较显著,但回填表土也存在较大的局限性,主要因为此项工程涉及到表土的采集、存放、二次倒土等大量工程,所需费用很高、管理不便,而且我国大部分矿区在山区,土源较少,多年采矿后取土也越来越困难,不少矿区已无土可取,一些矿山企业甚至花费巨资进行异地熟土覆盖(彭建等,2005)。这种做法既解决不了矿山长期使用土源问题,又破坏我国宝贵的耕地资源。因此,回填表土和异地熟土覆盖的基质改良方法只能在条件允许的矿区适用,在土源短缺的矿区,应该选择其他行之有效的基质改良措施。#p#分页标题#e#
3.2物理、化学基质改良技术
在废弃地恢复中通过克服一些物理因子的不足,如挖松紧实的土壤、进行矿地深耕、整理土壤表面等措施来改善矿区土壤环境也常在复垦实践中应用(Smith&Bradshaw,1979)。研究表明,矿地恢复后的作物产量与翻耕深度呈良好的线性关系(夏汉平和蔡锡安,2002)。如果废弃地pH值过高或过低时,可以向其中添加化学物质进行中和。在碱性较大的矿区,可以投加FeSO4、硫磺、石膏和硫酸等;在酸度较大的矿区,施用石灰可以有效地提高pH值。胡宏伟等(1999)在Pb/Zn尾矿废弃地上铺盖厚约20cm垃圾与20kg•m-2石灰石,不但提高了尾矿pH值、降低了电导率,而且较有效地防止了下层尾矿的酸化,植物生长也较好。Ye等(1999)观测到,施用160kg•hm-2石灰能使基质的pH值从2.4上升至7左右。但是,这一改良措施只能在一段时间内有效。因为所添加的石灰量是根据土壤的有效酸度计算的,并未考虑潜在酸度和未风化的硫铁矿的进一步氧化(Schaaf,2001;夏汉平和蔡锡安,2002)。由于大部分矿山废弃地土壤物质中缺乏有机质、氮、磷等植物所需的营养物质,这就需要在矿山废弃地修复中不断添加肥料(Marrs&Bradshaw,1982)。研究表明,矿地恢复初期,施肥能显著提高植被的覆盖度,特别是在无表土覆盖的矿地。Ye等(2001)观测到,每公顷施用80t以上的石灰配合施用100t有机肥,不仅显著降低土壤酸度、电导率和Pb、Zn的有效性,而且有效促进植物萌发,并使生物产量达最大值。然而,化肥的效果只是短期的,停止施肥后,植被覆盖度、物种数和生物量都会显著下降。可见,采用物理或化学措施进行矿地基质改良需要长期的人力、物力投入,较难管理,效果持续时间短。
3.3生物改良技术
在矿地的基质修复中也常用到一些生物改良措施,如向矿地引入一些生物和微生物(蚯蚓、藻类等)(Buttetal.,1993)。有研究发现,蚯蚓对土壤的机械翻动起到疏松、拌和土壤的效应,改善了土壤结构、通气性和透水性,使土壤迅速熟化;同时其排出的粪便,不但含有丰富的有机质和微生物群落,而且具有很好的团粒结构,保水保肥能力强,能有效促进植物生长发育(Curry,1998)。复垦时种植一些生命力强、根系发达的绿肥植物如紫花苜蓿、草木樨、三叶草等也可以起到熟化、改良土壤的作用(邹晓锦等,2008)。绿肥植物根系发达,主根深长2~3m,根部具有根瘤菌,根系腐烂后对土壤有胶结和团聚作用,改善了矿地基质的结构和肥力。如今,接种菌剂技术也应用在矿山废弃地的基质改良中,由于菌根真菌的活动增加了活性微生物菌群,改善了根际周围的微生态环境,可以明显提高复垦造林的成活率。有研究表明,应用菌根技术的试验区内植被品种的发芽、成活和生长效果都明显好于对照处理(边仕民,2004)。Noyd等(1996)把菌根真菌根内球囊酶(Glomusintradices)和近明球囊霉(G.claroi-deum)接种到牧草上,成功地恢复了矿渣地的植被,达到了修复和复垦的目的。虽然生物措施对改善矿山废弃地土壤环境有效,但这种效果较缓慢,特别是在极端贫瘠、恶劣的矿区。
3.4城市固体废弃物人工基质改良技术
风干污泥中氮(以N元素计)、磷(以P2O5计)、钾(以K2O计)的平均含量为4.71%、4.1%、1.5%,远远高于牛羊粪,单纯从养分含量来看污泥相当于一种养分含量颇高的有机肥料(陈萍丽和赵秀兰,2006)。研究表明,在草地上施用污泥后土壤中的许多营养元素的含量均有显著提高,牧草产量大大增加,覆盖在草地上的污泥还可有效防止土壤侵蚀和水土流失。粉煤灰是热电厂采用燃煤生产电力过程中排放的一种粘土类火山灰质材料,主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和未燃尽炭组成,一般pH高达12,与石灰一样可以起到钝化污泥中重金属及杀死病原菌的作用,而且粉煤灰中含有大量Ca、Si、B等微量营养元素(杨剑虹等,1997;Mitsunoetal.,2001)。将粉煤灰用作土壤改良剂可有效改变土壤质地、增加土壤持水能力、提高土壤pH值和增加土壤肥力(Carl-son&Adriano,1993;彭建等,2005)。研究发现,将污泥等固体废弃物基质用于矿山废弃地修复时,随着污泥施用量的增加,废弃地中有机质含量会累积和提高,理化性质也发生明显的变化,通常为正相关变化,水土流失量也减少(Lietal.,2000)。广西省苹果铝土矿以选矿泥浆尾矿滤饼为主,添加适量粉煤灰,通过大豆培肥后用做采空区复垦工程中的修复基质,经过1年的培肥熟化期即可种植农作物,其产量可达到或超过当地农作物的水平,有效地解决了该矿区复垦土源不足的难题(罗秀光和马少健,2000)。因此,从环境建设的可持续发展出发,利用不同废弃物相互间互补的理化性质,将其合理配比,综合利用,使之成为适宜于植物生长的新型种植基质———“新土源”。将这种“新土源”用于矿山废弃地复垦,能迅速有效地提高矿山废弃地有机质、养分含量,提高植物的成活率和覆盖度,有利于迅速有效地恢复矿区植被,提高矿山废弃地土壤中微生物的活性,从而有效防止水土流失。同时它还避开了食物链,不会影响到人体的健康,具有良好的环境、生态、社会和经济多方面的综合效益。
4矿山废弃地修复中植被的再建
4.1植被自然演替模式
采矿活动过程中,矿区原有的植物群落被严重或完全破坏,据统计,我国因采矿直接破坏的森林面积累计达106万hm2,破坏草地面积为263万hm2(彭建等,2005)。虽然在废弃矿地自然演替过程中,某些耐性物种会逐渐侵入而实现植物定居,但这个过程是缓慢的(Dobsonetal.,1997;Bradshaw,2000)。如图1所示,排土场从裸地恢复到原来的植被至少需要20~30年,特别是进入羊草杂类草阶段非常困难(孙铁珩和姜凤岐,1996)。而对于一些立地条件极为恶劣的采矿废弃地,如铁矿排岩场、铁矿尾矿库等,如果不进行人工种植,其自然恢复过程会更长,甚至需要上百年时间(Anthony,1997;Brad-shaw,2000)。因此,矿山废弃地生态环境恢复与重建的关键是在正确评价废弃地类型和特征的基础上进行植被的恢复与重建,进而使生态系统实现自行恢复并达到良性循环。
4.2植物种类的选择
由于矿山废弃地立地条件极为恶劣,用于矿地恢复的植物通常应该选择抗逆性强(对干旱、潮湿、瘠薄、盐碱、酸害、毒害、病虫害等立地因子具有较强的忍耐能力)、茎冠和根系发育好、生长迅速、成活率高、改土效果好和生态功能明显的种类。禾草与豆科植物往往是首选物种,因为这两类植物大多有顽强的生命力和耐贫瘠能力,生长迅速,而且后者能固氮(Berdusco&O’Brien,1999;陈志彪等,2002)。在禾本科植物中,狗牙根(Cynodondactylon)是被用得最早、最频和最广泛的物种之一。不过,Holmes和Richardson(1999)发现,狗牙根在人工模拟的采矿地应用效果不佳。黑麦草通常是一种多年生的适应性强的草类,生长迅速,对重金属Cu、Zn、Pb、Cd、和Ni有较强的吸收能力,其根系发达,有利于克服废弃地的干旱胁迫,因此在早期矿山废弃地植物修复中被广泛应用(Dijkshoormetal.,1979)。束文圣等(2000)研究发现,双穗雀稗(Paspalumdis-tichum)等重金属耐性植物在轻度改良的Pb/Zn尾矿上能够成功定居。近几年发现,香根草(Vetiveriazizanioides)和百喜草(Paspalumnotatum)对酸、贫瘠和重金属都有很强的抗性,适合用于矿山废弃地植被再建(夏汉平和蔡锡安,2002)。其中,香根草根系发达,还可以有效控制和防止土壤侵蚀和滑坡,对土壤盐度、Na、Al、Mn和重金属(As、Cd、Cr、Ni、Pb、Zn、Hg、Se和Cu)都具有极强的耐受能力(Yangetal.,2003)。代宏文和周连碧(2002)在铜陵Cu矿粗砂尾矿库边坡种植香根草等植物,植株长势好,覆盖度高,种植4个月后的植被总覆盖度达到95%以上。由于香根草适应性强,生长快,能有效改善种植地的微域生态环境,从而促进其他植物的生长,加速了采石场和其他矿山植被的恢复(方长久和张国发,2003)。但由于香根草属暖季型草,不适合北方较寒冷地区生长(可抗最低温度为-15.9℃),目前在北方地区矿山废弃地修复中还没有应用实例。在豆科植物方面,Holmes和Richardson(1999)认为,首先应撒播非侵入性的、生长迅速的1年生乡土豆科植物。目前,一些草本豆科植物如三叶草(Trifolium)、胡枝子(Lespedeza)、沙打旺(Astragalusadsurgens)和草木樨(Melilotussuaveolens)等在全球很多矿地被广泛采用,大多取得良好的恢复效果。一些木本豆科植物如金合欢(Acacia)、胡枝子(Lespedezathunbergi)等也被广泛应用。另外,沙棘(Hippophaerhamnoides)虽不是豆科植物,但由于其有固氮能力,而且根系庞大,能固土护坡,涵养水源,已被中国政府列入改善生态环境的首选植物和先锋树种。一般矿地恢复过程中采用将豆科与非豆科植物进行间种,这样非豆科植物被促进生长的效果十分明显。因为植物通过共生固氮所获得的氮素是有机氮,与无机氮相比具有有效期长、易积累、又可通过微生物矿化转化成无机氮缓慢释放、易被植物吸收等优点。因此对于养分缺乏,特别是缺氮的矿地,豆科植物的种植尤为重要(Dobsonetal.,1997;杨修和高林,2001)。禾草与豆科的草本植物往往只是矿山退化生态系统恢复过程中的先锋种。根据植物群落学原理,物种多样性是生态系统稳定的基础。因此,在矿区生态重建中,使用混合种,特别是将乔、灌、草、藤多层配置结合起来进行恢复的效果要比单一种或少数几个种的效果好(张翠玲等,1999;夏汉平和蔡锡安,2002)。#p#分页标题#e#
4.3植物的修复作用
一般认为,植物修复主要是指对矿区土壤基质中重金属和某些有机化合物的净化作用,包括植物吸收(phytoextraction)、植物挥发(phytovolatiliza-tion)、植物降解(phytodegradation)和植物固定(phytostabilization)四方面(Chu&Bradshaw,1996;Hutchinsonetal.,2001)。对于不同的矿山废弃地,根据其土壤基质污染程度、重金属种类,所选择的修复植物种类和修复机理是不同的(黄铭洪等,2001)。研究发现,在Pb/Zn尾矿上定居的雀稗(Paspalumthunbergii)、双穗雀稗(P.distichum)、黄花稔(Siderhombifolia)和银合欢(Leucaenaglauca)对Pb的吸收表现出不同模式:雀稗所吸收的Pb大部分被滞留在根部,使之较少影响地上部茎叶的光合作用及生长,从而使植物对重金属Pb更具耐性;双穗雀稗和黄花稔所吸收的Pb较多地被转移到便于收获移走的地上部分,因而具有较大的修复潜力;木本植物银合欢所吸收的Pb80%以上是积累在根、茎的皮和木质部分及枝条部分,只有15%左右分布在叶片中(张志权和黄铭洪,2001)。束文胜和张志权(2001)研究发现,鸭跖草(Commelinacommunis)是Cu的超富集植物,可用于Cu污染矿区土壤的植物修复与重建。杨肖娥等(2002)在浙江Pb/Zn矿区发现一种新的具有耐Zn特性的Pb富集植物———东南景天(SedumalfrediiHance)。薛生国等(2003)对湘潭Mn矿污染区的植物和土壤进行了野外调查,发现商陆科植物商陆(Phytolaccaacinosa)对Mn具有明显的超富集特性,叶片内Mn含量高达19299mg•kg-1。香根草不但生物量大,根系发达,对Cd的吸收能力也很强,在Cd浓度仅为0.33mg•kg-1的土壤上,能吸收218gCd•hm-2,因此,可用于修复Cd污染严重的矿区(Truong,1999;Chenetal.,2000)。另外,研究还发现,有一类植物虽然对重金属没有富集作用,但具有较强的耐受性,可以在重金属含量很高的土壤和水体中生长,其地上部分能保持较低并相对恒定的重金属浓度。节节草、狗牙根、营草、白茅等能在As、Sb、Zn、Cd等复合污染的土层中生长良好,可作为长江流域矿山废弃地植被恢复的先锋植物(宋书巧和周永章,2001)。研究发现,有近200种植物能够在不同类型的尾矿库上自然定居,对不同重金属表现出一定的耐受能力。
总之,在矿山废弃地修复中植被的作用是多方面的,植被的生长可加快废弃地碎岩及尾矿砂的风化进程,修复矿区受污染土壤,有效遏制水土流失,使矿区植被的立地条件逐步得到改善,利于其他植被的自然定居,同时还能有效阻滞矿区飞扬的矿尘,改善局域生态小环境,使生态功能遭到破坏的矿山废弃地能够最终实现自我修复,并逐渐达到一种新的生态平衡。
5结语
矿山开采带来的环境问题是生态修复研究中的一项难题,也是制约社会、经济可持续发展的一个障碍因素。对于矿山废弃地的修复多数是在矿山开采结束,废弃地闲置多年且生态环境问题极为严重后才开始。这样不但加大了修复难度,而且所需费用也成倍增长,恢复时间加长,修复效果也较边开采边修复的效果差,而且在矿山废弃地开采及废置的较长时间段内,尾矿尘、采矿废水、废渣对周边环境已经产生了很大的影响,污染范围和破坏程度均发生了扩展。因此,对于矿山废弃地的生态修复应该从源头开始,在制定矿产开采计划的同时就应该对矿山环境可能遭受到的破坏程度进行评估,并制定相应的修复方案。目前,虽然没有明确的法律规定,但这是矿产资源可持续发展的必然趋势。在今后矿山废弃地生态修复工作中,还应该特别加强以下研究:
(1)矿山废弃地生态修复或重建是一项长期持久的工程,不但需要在矿山开采之前就考虑好矿山开采后的修复方向,即修复目的的明确性,并在开采时对表土、植物种子库进行收集和保存,以便在开采后合理利用。同时还应该在矿山开采时对一些破坏强度不大的地区进行保护,制定边开采边恢复的计划,这样就会减小矿山开采后修复的难度,同时降低矿山开采后对周边地区造成的污染、破坏程度和影响范围。而且,在矿山废弃地生态重建过程中除了对植物的研究外,还应该开展矿区动物的研究。到目前为止,对于无脊椎动物在矿区生态恢复中的作用以及恢复后期对于大型动物的潜在影响目前还未见报道。
矿山生态修复研究范文2
【关键词】矿山地质环境;环境保护;综合治理
矿产资源的开发和利用给人类生活带来了巨大的经济利益和丰富的物质财富,极大地促进了经济繁荣和社会发展。然而,人类在开发利用矿产资源以满足自身需要的同时,不断改变和破坏矿区周围的自然环境也导致环境问题频发。这些环境问题,不仅严重威胁人民生命财产安全,而且严重影响到经济社会的全面协调、可持续发展。分析矿山地质环境面临的问题并寻求其保护和治理措施,对于中国特色社会主义生态文明建设具有重要的现实意义。
1.矿山地质环境面临的问题
1.1土地资源遭到破坏
矿山开采对当地土地资源造成的破坏主要源自露天开采和废石堆积对土地资源的侵占。矿山开采过程中产生的尾矿,煤矸石,粉煤灰是世界排放量最大的工业固体废物。在我国仅金属矿山的尾矿每年就达50亿吨左右,并以每年4-5亿吨排放量不断增长,占用了大量的耕地、林地等宝贵土地资源。同时矿山的开采过程中导致大量的植被被破坏,造成大量的土地,水土流失现象严重。
1.2水资源受到影响
矿山开采所造成的水土流失问题,对当地的水资源构成了巨大威胁。在雨季,大量泥沙被冲刷,淤积河道、山塘、水库, 污染水源,造成区域生态需水量锐减,威胁生态系统的稳定性。值得一提的是矿区和尾矿堆渗出的酸性废水对水体的污染存在巨大的威胁。据相关统计,我国各类矿山年排放废水达30亿吨,这一庞大的基数对水环境造成巨大的潜在威胁。另外,对当地居民人畜饮水安全也造成一定影响,严重影响人民生命财产安全。
1.3大气遭受污染
矿山开采产生的悬浮颗粒引致雾霾,进而造成天空灰暗,人们不能正常进行呼吸,严重影响人类呼吸系统的健康和威胁人类生命安全。究其原因,这主要是由于矿山的植被系统被严重破坏,加上大规模的开采作业以及矿石运输,产生了大量的浮尘,严重影响空气质量。同时由于大量使用炸药、采用柴油机作为设备的动力等,不可避免地产生大量有毒有害气体,这些影响对大气的破坏也是不可忽视的。
1.4严重影响地质结构
在矿山开采中,大量的矿物被开采,导致地下形成大量的空洞,矿洞回填成本过高,从而导致地面沉降和陷落现象频发。同时在开采过程中也不断发生塌陷的现象,据统计每采万吨煤要塌陷土地0.2公顷。
2.矿山地质环境的保护和综合治理
2.1基本原则
在矿山地质环境的保护和治理上要坚持以下三条基本原则:一是开发与保护相协调的原则,即开发与保护工作要同步进行,决不能允许先破坏后治理的事情发生;二是因地制宜的原则,即是充分利用资源,整合项目,降低矿物的生产成本,就近进行加工处理以及提高尾矿废渣的回收再利用;三是坚持谁开发谁保护,谁利用谁补偿,谁破坏谁恢复的原则,即是进一步明确矿山开采过程中的保护和治理的责任归属,加大对开采企业的监管和行政执法,完善矿山修复工作机制。
2.2具体措施
2.2.1加强管理,依法行政,严格执法
在源头审批上,政府相关部门要加大对矿山企业的监管,严格执行审批,落实“三同时”制度,对于资质不合格的企业,开采工艺落后的企业拒绝办证,从行政许可上把好关,严格控制。在执法过程中,相关执法部门要加大对矿山的执法检查力度和频率,不定时对矿山开采作业进行检查,对存在违规操作的要及时制止,严重危害环境的,要责令停产整顿,对整顿后不达要求的,依法吊销其开采证。要从根本上杜绝各种滥伐滥采的行为,保障矿山开采作业在法律的监督下正常运行。
2.2.2加大科技研发和利用,积极推广清洁生产
笔者以为,更高水平的开发利用技术能够有效降低矿山开采对地质环境造成的破坏和影响。因此,必须鼓励和帮助企业发展生产力,淘汰落后生产工艺,从根本上改变生产工作环境。鼓励科研单位和高等院校在资源开采技术研究、提高资源回采率、矿体综合开采技术和共生、伴生矿物分离技术研究、资源生产中环保技术研究等方面进行探索,尽快将理论转变为生产力,有效改善矿山开采过程中产生的环境问题。同时,大力推进清洁生产技术的推广和应用,减轻矿产资源开发对环境的影响。如,加固地下采空区综合利用技术、充填采空区控制地面沉陷技术、离层注浆技术、条带开采技术、钻孔溶解开采技术、原位浸出开采技术、无尾矿选矿技术、固体废弃物的处理处置及回收再利用技术等。
2.2.3加大矿山的生态修复工程,探索综合开采和利用新模式
为有效控制地质环境破坏带来的连锁反应,加大矿山的生态修复工程建设十分必要。具体来说,就是要组织落实好排土场、露天采场、尾矿库、矿区道路、矿山工业场地、沉陷区等地段的生态修复,结合物理、生物等多种有效措施,减少开采过程中带来的破坏,严格按照相关标准,对这些地段进行回填,植被恢复等生态修复工作,保障其生态功能基本得到恢复。另外,积极探索综合开采利用新模式对可持续发展而言非常重要。鼓励企业对矿山资源进行综合开采和利用,尤其是在矿物开采过程产生的尾矿,煤矸石,粉煤等固体废物,要加大循环利用,变废为宝。在煤矸石等固体废物对土壤、地下水不会造成污染的前提下,通过生产建筑材料、筑路、充填(包括建筑填充、低洼地和荒芜地填充、矿井采空区填充)等方式充分利用煤矸石,减少露天堆放。
3.结语
矿山环境保护与综合治理功在当代、利在千秋,但也非一蹴而就、一劳永逸。面对当前形势严峻的矿山环境破坏问题,其保护与综合治理对策研究工作必须以科学发展观为指导,坚持以人为本。具体来说,就是要加强行政干预和法律监管的同时,加强科技研发,推广清洁生产。此外,积极推动生态修复工程,探索综合开采和利用新模式对于生态可持续、生产可持续具有重大现实意义。
【参考文献】
[1]杨帆.承德市矿山环境保护与综合治理对策研究[D].天津大学,2011.
矿山生态修复研究范文3
关键词:城市污泥;矿山;复垦
中图分类号:TU984文献标识码: A
矿山废弃地是指采矿剥离土、废矿坑、尾矿、矸石和洗矿废水沉淀物等占用的土地,还包括采矿作业面、机械设施、矿山辅助建筑物和矿山道路等先占用后废弃的土地。矿山废弃地往往含有多种污染物。这些污染物通过大气和水体等途径广为扩散,污染矿山及周边地区,导致生态系统受到破坏;未经处理的废石和尾矿堆,因其结构不稳定,还会导致严重的水土流失,并可能引发地质灾害等。我国是矿产资源大国,随着国民经济的快速发展,矿产资源开发的速度越来越快,矿山废弃地的数量也越来越多。尽管我国自20世纪80年代初期开始进行了矿山土地复垦方面的工作,可是在经济、技术、政策上明显落后于欧、美等发达国家,因此矿山废弃地的生态恢复作为保护耕地资源的重要手段之一,应在我国可持续发展战略中占有一席之地。
一、国内外对矿山废弃地复垦的研究现状
矿区废弃地的复垦措施主要是利用废弃的有机质,主要有物理措施、化学措施、生物措施等。欧美等国家对土地复垦技术的基础研究开展较早,普遍采用的技术方案可归纳为直接恢复法和快速转换法,或是两者的结合。我国矿山废弃地生态恢复工作从改革开放20多年以来,复垦方法从“一挖二平三改造”的简单工程处理发展到多种形式、多种途径、多种方法相结合的复垦技术体系。近几年,我国对于废弃地的复垦技术不仅逐渐向生态恢复转变。
进入“十一五”以来,我国污水处理厂所产生的污泥,有80%没有得到妥善处理,污泥随意堆放及所造成的污染与再污染问题已经凸显出来,并且引起了社会的关注。
2010年初,住建部副部长仇保兴称,“十二五”期间鼓励污泥无害化后进行土地综合利用。污泥的诸多特性决定了其具备土地利用的价值。其特性包括:(1)污泥中含有的氮磷钾等养分和微量元素可提高土壤肥力,促进植物生长;(2)污泥所含基本矿物质组成类似于土壤腐殖质;(3)土壤生态系统的自净作用抑制部分污泥中致病生物的生长并使其失活,同时还可以限制重金属的迁移、扩散与生物可利用特性等。污泥土地直接利用因投资少、能耗低、运行费用低,把污泥应用于严重扰动的土地修复与重建,可减少污泥带来的负面效应。
剩余污泥的处置以及减量化是当前污水处理厂急需解决的一个难点,矿业废弃地复垦是21世纪经济可持续发展的需要,将剩余污泥应用于矿业废弃地复垦,工艺简单、成本低廉、原材料来源广,充分达到了废弃资源再利用的目的,必将深受矿山企业和城市污水处理厂的欢迎。但值得注意的是,不同城市和不同污水处理生产条件,其剩余污泥的性质有所差别;不同矿业废弃地的土壤特性也不尽相同,在这一领域还有许多问题有待进一步的研究和解决,探索剩余污泥在矿业废弃地复垦中的应用及效果,是本文研究的目的。
二、驻马店矿山开发
驻马店市位于河南省南部。面积15083平方公里,京广铁路和106、107国道及京珠高速、京广高铁纵贯南北。市域地貌类型多样,有山地、丘陵、又有平原和水域。驻马店市矿产资源集中分布在西部及西南部山区,其中煤、石油、天然气、铁矿等,特别是建材矿产资源较为优势。驻马店市矿产资源主要分布在西部、西南部山区。目前发现各类矿产52种,主要有石油、天然气、铁矿、金矿、脉石英、萤石、水泥用灰岩、白云岩、钾长石、花岗岩、大理岩、建筑用砂、粘土等,优势矿主要为建材类非金属矿产。
驻马店境内矿山多数为上世纪开采至今的矿山,多数矿山开采不规范。经过30多年的开采,造成了对地貌、植被、岩土,水域及大气等自然资源的影响和破坏。矿山开采中随意排放的废水、废石和尾矿,既占用了大量的土地,污染了水源,又严重破坏了矿区周围的生态环境。在矿山开采中违法开采,乱采滥挖,没有按台阶正规开采,形成众多高陡边坡,有的边坡高达40-50米,出现众多危岩体和不稳定斜坡。导致采区滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝、地面塌陷等次生地质灾害时有发生,具不完全统计矿山生态环境损害面积2000公顷,见下表[1]。
驻马店市部分矿山主要地质灾害隐患点
灾害点名称 位置 威胁对象 稳定性
大寨子-大尖山山体滑坡、泥石流 泌阳县西北部低山丘陵 村庄、耕地 中等易发
山-黑石山-一条山山体滑坡、塌陷、塌岸 泌阳县南部低山丘陵 村庄、铁路 不稳定
五峰山-大顶山泥石流、滑坡 象河、下碑寺、板桥镇、沙河店镇 道路、村庄 中等易发
确山普会寺乡陡岩崩塌、泥石流 金牛山莲花山矿区 矿山车间、村庄厂房 中等易发
薄山水库下游徐庄溢洪道山体滑坡 任店镇 107国道、通信光缆、加油站及职工 不稳定
刘店镇扁担山、独山等矿区滑坡、泥石流 刘店镇 矿山车间村庄居民等 不稳定
驿城区朱古洞乡崩塌 朱古洞乡矿区 矿区厂房和职工 不稳定
矿山多采用露天开采方式,对环境的影响主要是废渣,其次为粉尘和噪声。矿区废渣主要是废石,应建立废石堆放场,修建废石堆放坝,利用废矿石和地表覆盖土进行矿山复垦治理。矿区粉尘主要是汽车运输产生,矿区运输路面应经常洒水,防止扬尘。矿区噪声主要来自机械振动和爆破等。矿区离村庄较远,矿山生产对周边环境影响不大,但矿区石子运输对周边环境影响很大。
驻马店从十一五规划中强调矿山企业必须依法履行环境保护和土地复垦等地质灾害防治等义务。加强对矿山可能遭受由采矿活动诱发的崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面塌陷等地质灾害的监测、预报与防治,避免或减少矿山次生地质灾害的发生。严格对矿山闭坑报告的审查,矿山闭坑后,对采矿形成的露天采场、废石堆放场、建筑用地等一定要进行治理恢复,包括生态恢复、土地复垦、地质灾害防治,争取十二五矿山生态环境恢复治理率达到30%以上。
三、驻马店市城市污泥处置
驻马店目前有三个污水处理厂,日处理污水10万吨,每日产生1500多立方米剩余活性污泥绝大多数未经有效利用,污泥的无害化、减量化和资源化达不到环保要求。通过试验,把脱水生化污泥堆肥后用于驻马店矿山复垦,效果明显。
剩余污泥除含有利于土壤改良作用的养分外,还含有部分病原微生物和寄生虫卵以及微量重金属元素等,它们可能通过各种传播途径,污染土壤、空气、水源,危害植物的生长。针对驻马店人口密集,土地资源缺乏,饮用水源地主要集中在驻马店市西部,同时也是矿山分布带。林地和市政绿化的利用因不易造成食物链的污染而成为污泥土地利用的有效方式。污泥用于严重扰动的土地如矿场土地的修复与重建,减少了污泥对人类生活的潜在威胁,既处置了污泥又恢复了生态环境。所以驻马店剩余污泥的土地利用主要考虑闭坑矿山的修复和边坡治理,且要考虑对饮用水源地和农业活动的影响。剩余污泥矿山复垦利用主要考虑远离饮用水源地的确山和遂平县,尽量避免在泌阳县的闭坑矿山上利用。利用方式主要是矿山剥离区的复垦绿化和高边坡治理。
(一)矿山的修复
矿山闭坑后,形成了巨大的尾矿堆,粉尘污染剧烈,且存在巨大的滑坡和泥石流风险。必须要对闭坑矿和尾矿堆进行复垦和绿化。闭坑矿山由于开采时剥离了原有的土壤,造成有机质缺失。将驻马店城市污水处理厂产生的剩余活性堆肥后运至闭坑矿山,过筛查明不同矿山尾矿的矿砂、矿泥的级配和粒径范围。将污泥与矿砂、矿泥按一定比例混合形成人工土壤并绿化,通过植物的生化作用,加快土壤腐植质层的产生和熟化,最终达到林业复垦的目的。种植绿化期间监测土壤与地下水的重金属及有毒有害物质的含量,确定剩余污泥的合理使用年份。
人工土壤覆土主要技术指标包括肥力要求、蓄水能力、孔隙容积、营养物质、渗透性能、空间稳定性,覆盖在尾矿上面,以实现永久性绿化的目的。应以植物造景为主,形成以乔木为主、草坪为辅的合理的人工林种植结构。所以人工土壤的构造分层为排水层、反滤层、栽植土壤层、植被层。由于基本不会应用到饮用水源地矿山,所以无需设置隔水层,排水层可直接排水到天然沟渠,无需专门收集并处理。在天然沟渠中修建凤眼莲塘,沿塘和沟渠人工种植芦苇,达到利用微生物生化降解人工土壤排出水中的复杂有机分子,分解为二氧化碳和水,且芦苇是非常好的重金属铁的吸收体,可大大减轻重金属污染。
为了蓄存和排出种植层中渗出的多余水分,改善土壤基质的通气状况,在地下设施防水层以上设置排(蓄)水设施。排水应集中进入绿地和建筑的排水或集水系统。排(蓄)水设施可采取铺设砾石层的方式,为了防止降水集中对排水层和产生压力且更好地排水,人工土壤顶层必须设计适当的排水坡度。
为了防止人工土壤经冲刷后细小基质颗粒随水流失且随着水流向下渗流,造成土壤中的成分和养料流失,并堵塞排水系统。应在排水层上面用级配砂石、细沙铺设反滤层。反滤层设置的厚度、孔隙率、级配要考虑驻马店本地的暴雨特点,计算短时大降雨形成的洪水对反滤层的渗透力作用,并经现场试验确定,以免反滤层遭到破坏。
为了改善植物生长条件,栽植土壤层应符合常绿和落叶乔木、灌木、草坪等不同植物生长对栽植土层厚度的要求,保证绿化的长期效果,人工土壤的覆土厚度应在90-150cm之间。
(二)边坡治理
针对驻马店闭坑矿山形成的众多高边坡对人民群众的生命和财产形成的威胁,驻马店推动了河川治理工程,主要是闭坑矿山开采形成的高边坡治理。边坡治理的方式首先要满足技术可靠、经济合理、生态环保、立足现有资源的利用。总的就是挂网喷锚和重力式挡土墙两种及其组合。
由于采矿,形成了剥离带,边坡高度多为40-50米,如果单纯采用喷锚挂网,则费用高,且不能利用尾矿堆,尾矿处理还得另寻其他办法,进一步增加了治理费用。经过计算和踏勘,采用了局部高边坡喷锚挂网,总体分阶段使用重力式挡土墙的技术措施,既考虑到了填方的安全,还节约土方资源,且资源化利用污泥来形成绿化土壤,涵养了水源。
重力式挡土墙一般不配钢筋或只在局部范围内配以少量的钢筋,因此,体积、重量都大,在软弱地基上修建往往受到承载力的限制,一般墙高在6m以下。由于重力式挡土墙靠自重维持平衡稳定,如果墙太高,耗费材料多,也不经济。由于驻马店市矿山地基承载力较好,挡土墙高度不大,矿区又有大量可资利用的废弃石料,应当首先选用重力式挡土墙。
高边坡底部使用重力式挡土墙,经填方夯实后,再沿着边坡高程分段使用喷锚挂网,每10米高分层,水平面上覆盖人工土壤,再修筑马道。马道靠边坡一侧可再修筑挡土墙,或挂网喷锚,直至边坡顶。
治理的墙后填土与剥离面不能形成承载力整体,且填土量巨大,延伸到地面的水平投影长度很大。所以将堆肥后的城市污泥与尾矿的矿砂、矿泥混合,工艺同上述的矿山修复,构造措施也相同。但挡土墙设施结构必须满足相应土壤结构的荷载要求和绿化后集中荷载要求。最后在挡墙后填土段人工土壤中撒播草籽或种植灌木,喷锚挂网段人工坡面绿化,挡墙排出水的处理同上述矿山修复的技术措施。技术措施及效果见下图。
四、总结
要实现废弃矿山利用,且达到城市污泥资源化利用的目的,须要降低污染土壤中重金属淋溶到地下水中的风险性。本文的研究提出的措施可能对废弃矿山的复垦是一种有效的方法,但是由于土壤系统本身和水循环的复杂性,在研究综合复垦措施的同时,要加强修复效果的长期实验研究。
矿山生态修复研究范文4
一、以铁的措施和纪律强力推进矿山整治修复
首先,要真正摆上位置。开展矿山整治和修复,是市委、市政府立足全市经济社会长远发展,经研究作出的重大决策,省市都高度重视,并将其纳入“十二五”规划可持续发展的重要方面来抓。从县内来说,也是贯彻落实科学发展观,转变经济发展方式,加强生态环境保护,推进全县经济社会可持续发展的重点工作。各乡镇、各部门尤其是领导干部,必须真正把思想统一到市委、市政府和县委、县政府的决策部署上来,充分认识开展矿山整治修复的重要性、必要性和紧迫性,正确处理经济利益与社会利益、局部利益与全局利益、眼前利益与长远利益的关系;在经济增长方式上更新观念,坚持经济、社会、环境效益相统一,坚持人口、资源、环境发展相协调;决不能搞牺牲生态环境的发展,决不能搞高能耗、高污染、粗放型的发展,决不能搞资源消耗型、“吃子孙饭”式的发展。要从政治和全局高度进一步强化认识,抓紧年内有限的工作时间,针对目前存在的差距和问题,继续加大工作推进力度,以攻坚破难、背水一战的精神,确保矿山整治和修复目标任务的完成。
其次,要紧盯目标任务。前不久召开的全县矿山整治指挥部会议已明确了各项目标任务,即全县干线公路可视范围内的所有矿山必须全部关闭,所有大小矿山必须全面进行整治,该关的关,该停的停,同时,修复石涧镇、蜀山镇两处废弃矿山生态环境,这些任务必须确保不折不扣完成。各乡镇、各部门一定要始终咬定目标,按照“三个必须”的要求,扎实有效地抓好整治工作。必须敢于碰硬。矿山整治涉及面广、利益性强、困难很多,我们一定要有充分的思想准备,要有攻坚破难、敢于碰硬的决心,紧紧围绕工作目标,研究新情况、解决新问题,切实排除干扰矿山整治的各种因素,扎实推进整治工作。必须突出重点。各乡镇和相关部门要严格按照属地管理的原则,坚决关闭取缔主要交通干道沿线、旅游风景区内、城市周边一批不符合要求的矿石破碎加工、小石灰窑等矿山企业。同时,除在已有开采区实施的资源整合项目外,暂停新设采矿权,确保全县矿山开采秩序和生态环境有明显好转。必须持之以恒。要充分认识矿山整治的艰巨性、复杂性和反复性,坚持整治和修复相结合,坚持近期目标与长期目标相结合,常抓不懈,一抓到底。要通过连续几年扎实工作,连续几年完成整治目标,最终实现全县矿山生态环境的显著改善。
第三,要狠抓综合整治。综合运用法律、行政、经济等手段,采取强有力的措施,多管齐下,对矿山进行综合整治。要控好源头、压住总量,严格按照市、县要求,一律不批新矿。同时,抓紧修编规划,调整矿山布局,加快关闭城市周边、主干道路沿线有损景观的矿山企业。要强化行政执法,依法从严查处非法开采、无证加工、破坏生态、污染环境、超限超载运输、毁坏林地等违法违规行为。要坚决落实保留矿山的整治措施,严格规范矿山开采,不断提高开采技术含量,进一步强化安全生产监管。要抓紧实施废弃矿山治理工程,引入市场机制,确保资金到位,加快治理进度。要加大税收和行政规费的征收力度,税务部门要按照应收尽收的要求,对矿山企业进行地毯式检查,防止税费流失。各有关部门也要切实履行职责,落实责任,密切配合,按照“该关停的关停,该整治的整治,该查处的查处”的原则,做好职责范围内的工作,形成矿山整治修复的合力。
第四,要实行全县联动。矿山整治是一项系统性、综合性工程,要求高、任务重、难度大,必须全县联动,确保整体推进。要做到上下联动,乡镇联动,部门联动。上下联动就是各乡镇要不折不扣地落实县委、县政府有关矿山整治工作的部署和要求,决不允许上有政策,下有对策,做到上下一条心,步调一致,齐抓共管;乡镇联动就是要做到坚持统一的政策和措施,贯彻统一的标准和要求,不得自行其事、各自为政,确保整治工作整体推进。部门联动就是各职能部门要认真履行好各自的职责,主动配合,积极参与,对整治中的难点和棘手问题决不能相互推诿扯皮,努力营造合力整治的氛围,确保圆满完成年内既定的各项目标任务。
二、以强烈的责任加快推进农村土地综合整治
当前,我们正处在全面加快经济社会发展的关键时期,不发展就是死路一条,发展没有招数突破土地瓶颈制约就会寸步难行,用地指标仅靠向上被动争取肯定无法满足。而开展农村土地综合整治,就是为了解决“地从哪里来”的问题,就是为了缓解城市建设、工业发展、新农村建设的用地压力,从面加速工业化、城镇化和农业现代代进程。因此,这项工作必须紧紧抓在手上,全力加快工作进度。但从目前推进情况来看,各乡镇虽然做了不少工作,但总体进度还不平衡、不理想,有的乡镇土地置换项目拆迁、安置、补偿工作还没有到位,影响了报批速度。各乡镇和相关部门必须要抢抓年内剩下的时间,把这项工作摆上重要议事日程,花大力气,下真工夫,加快推进速度,加快报批速度,确保圆满完成土地整治工作目标任务。
一要进一步抓好选点和规划。县国土部门和各乡镇要本着先易后难、先行先试的原则,在调查摸底的基础上,严格按照标准条件优先在新农村示范村、拆迁成本较低、新增耕地面积大、干群积极性高的地区选好项目点。选点过程中要算好三笔帐,一是成本帐,二是增加指标帐,三是工作帐,以确保整治项目顺利实施,确保干一处、成一处。在选好项目点的基础上,要坚持规划先行。做到没有规划不搞整治,没有规划不搞建设,规划必须先行,也必须科学。但从目前情况看,规划工作还相对滞后,尤其是村镇建设和村庄布点规划还不完善,已成为制约农村土地综合整治工作的重要因素。因此,县建设、国土等部门要按照城乡一体化发展、新村建设与产业统筹的原则,加快土地整治专项规划的编制,特别是要按照新农村的标准,借鉴先进地区经验,尽快做好村镇建设和村庄布点规划,以规划引领项目建设。各乡镇也要从自身实际出发,认真研究和编制安置点村庄建设规划,一定要具有农村特色,体现新农村的特点,做到自然、生态、宜居。
二要进一步抓好拆迁安置。各乡镇和相关部门要按照县农村土地整治工作领导组制定的统一标准,全力加快拆迁补偿和安置工作进度,对补偿标准、数额及安置情况要张榜公布。特别是已上报土地置换项目的乡镇,要抓紧完成拆迁、安置和补偿工作任务,绝不能因此而影响项目的报批工作。要依法保护农民合法权益,对农民的各类补偿,要严格执行标准,及时足额到位。要坚持拆与建并重,对安置点村庄建设要按照“统一规划、合理布局、配套建设”的要求搞好规划设计,统一提供宅基地,统一水、电、路、通讯等公共基础设施建设,真正把安置点建成环境优美、功能完善、适宜人居的新型农村示范点。要鼓励农村居民点通过置换向中心村、中心集镇集中,努力做到建一片成一片、成一片亮一片。
三要进一步抓好综合整治。各乡镇和相关部门要根据复垦方案的要求,切实抓好土地复垦,认真执行耕地占补平衡制度,做好补充耕地工作。要严格按招投标程序进行公开招标,确定施工单位、明确监理单位,做到高标准、严要求。对这项工作,县领导组办公室要加强检查指导,加快工程推进速度,使被置换地能尽早获得批准。同时,要切实抓好新农村的环境综合整治,统筹做好农业综合开发、村村通建设、农村垃圾集中处理、沟渠水系整治、文明创建等各项工作,真正建成新型村庄,真正改善农村环境。
四要进一步抓好资金筹措。资金投入是土地综合整治工作的关键。要坚持政府主导、多元投入,积极构建稳定的资金投入机制。一方面,要以土地整治专项资金为基础,进一步整合基础设施、社会事业、生产发展等各类相关的涉农资金,集中用于土地整治项目,发挥综合效益;另一方面,要积极争取金融机构加大信贷支持,引导社会资本投入土地综合整治,实现互利共赢。同时,还要鼓励广大农民积极投工投劳,进一步发挥农民群众的作用。对农村土地综合整治补助资金,县委、县政府将进一步研究提高标准,调动大家的积极性。对新增的建设用地指标,原则上主要由县里进行统筹使用。
五要进一步加快工作进度。要坚定不移,快速推进,各乡镇要按照年初工作计划,倒排时间节点,优化流程控制,务必完成年度目标任务;要多头并进,整体推进,各乡镇、各部门要各司其职,县镇要整体联动,县直部门间要协调统一,形成整体推进农村土地综合整治的工作合力;要严格管理,规范推进,进一步规范农村土地综合整治资金拨付、管理、使用的各个环节,确保不出问题。同时,各乡镇和国土等相关部门要积极主动对上争取衔接,创造条件加速项目报批、验收,确保项目和指标尽快获得省市批准。
三、以坚强的组织领导确保顺利完成两项工作目标
第一,要加强领导、明确责任。今天会后,各乡镇和相关部门要对照目标任务,认真梳理工作推进中存在的差距和问题,进一步明确任务、落实责任、加快进度,层层传递压力、人人落实责任。各乡镇主要责任同志要亲自抓、分管领导要具体抓、其他人员要分片抓,相关部门所承担的职责也要明确落实到人。特别说明一下,市委、市政府把矿山整治工作列入县区综合考核范围,实行“一票否决”。县委、县政府也将把这两项工作作为年终考核的重要内容,严格落实责任追究、问责问效等制度,确保完成各项工作任务,确保取得实实在在的成效。
矿山生态修复研究范文5
关键词:矿山地质 环境保护 治理
矿山地质环境保护与安全生产是矿山企业在实际生产过程中所面临的两大主题,也是当今社会、政府主管部门以及矿山企业所关注的热点问题。如何既合理地开发矿产资源,又不至于造成矿山地质和生态环境恶化以及重大地质灾害事故发生,是实现经济社会可持续发展战略的重要研究课题[1]。
1、矿山地质环境的内涵
矿山地质环境是指曾经开采、正在开采或准备开采的矿床及其邻近地区,其岩石圈上部与大气、水、生物圈组分之间,不断地进行着联系(物质交换)和能量流动,这一部分组成一个相对独立的环境系统。这一系统是以岩石圈为依托,矿产资源开发为主导,不断改变着地球表面和岩石圈自然平衡状态的地质环境,也是一个环境地质问题较多、地质灾害较突出的环境。矿山地质环境存在的问题主要有:采、选矿过程中产生的有毒、有害气体,矿渣,废水,粉尘等,不仅直接影响作业环境和工作条件,而且给矿区周围的大气、水质、土壤造成危害;废石堆、尾矿库挤占大量土地、农田;污水和烟尘的排放,污染水源、江河和大气,也破坏了景观和植被;露天矿边坡崩落,井下采空区造成地面塌陷;矿井突水、矿山疏干排水引起邻近地区地表水和浅层地下水疏干涸干或形成海水入侵;采矿剥土等造成水土资源平衡失调,易诱发和引起土壤侵蚀、水土流失、土地沙化以及滑坡、泥石流等地质灾害。所有这些环境地质问题,都给人类生产和生活带来严重影响,而且预防和治理的难度很大。因此,必须切实加强和做好矿山地质环境的监督管理[2]。
2、矿山地质环境存在的主要危害
矿山开采诱发的地质灾害主要为地面塌陷、地裂缝、崩塌及滑坡、煤层自燃、矿井突水、有害气体突出、冒顶等。针对上述主要类型分析如下。
2.1 崩塌
多发生在地质构造发育地带。矿山开采而诱发的岩土体崩塌,在平原地区主要为开采粘土、砂石矿产时的边坡失稳;在山区露天开采过程中的坡角过大而诱发的岩体崩落(包括建矿时修路切坡等),以及在深部采矿过程中出现地面塌陷而导致上覆脆性岩体(节理裂隙发育)沿裂隙出现崩落。如某煤矿,该矿区上覆第四系玄武岩,储矿层为侏罗系,经多年的地下开采,形成大面积的采空区,并且出现地面塌陷,引发上伏玄武岩沿节理出现裂缝,在降水作用下,沿裂隙在陡坡处出现崩落,危害近陡坡处的人群及建筑物。
2.2 地面塌陷
多年以来,地下开采矿山地区均有不同程度的地面塌陷发生。这些矿山多分布于山间盆谷地及其周围。塌陷坑一般近椭圆或近圆形,略大于采空区范围,深度由内至外,从大变小,个别塌陷由数个塌陷坑相连或重叠。煤系地层多分布于中生代的砂岩、砂砾岩、页岩之中,岩体类型为软弱层沉积岩,该地层岩体结构松散、破碎,处于新构造运动上升区,断裂分布广泛。煤层矿体多属于浅埋藏型,松散覆盖层厚度比例大,矿层覆岩强度低,厚度比例小,岩性组合复杂。当地下矿层被采出后,采空区的顶板岩层在自身重力和上覆岩层及建筑物等的压力作用下,产生向下的弯曲和移动,当顶板岩层内部所形成的拉长应力超过该层的抗压强度时,直接顶板首先发生断裂并相继冒落,紧随其后的是上覆岩层相继向下弯曲、移动,进而发生断裂和离层,随采矿工作面的推进,受到采空影响的岩层范围不断扩大,当矿层开采的范围扩大到某一时刻,在地表就会形成一个比采空区大的盆地形塌陷坑。
3、矿山环境治理方案实施部署原则
3.1 以人为本,减灾防灾的原则
矿山开采诱发的各种地质灾害隐患直接或间接地对当地居民的生命财产安全构成威胁,因此矿山地质环境治理首先要保证其免遭该类地质灾害隐患的危害,达到防灾减灾的目的。
3.2 因地制宜,突出重点的原则
针对矿山环境地质破坏的特点、方式、分布及危害程度,重点对开挖较深的采坑、露天堆积较大的矿渣堆、高陡边坡(危岩体),顺坡就势因地制宜实施削坡、填坑、平整修复治理工程。
3.3 工程措施与生物措施相结合的原则
以工程措施为主修复破坏了的地形地貌景观,并结合种植树木的生物措施修复破坏了的矿区矿山生态地质环境。
3.4 量力而行、注重效益的原则
根据资金情况,结合矿山环境地质问题危害大小情况,矿区地质环境治理工程既要遵循生态、社会效益优先,又要争取最大的经济效益。
4、矿山地质环境保护及治理措施
建立矿山生态环境监测及预警系统。加强对采矿活动引起的环境污染和地质灾害的监测及预报,及时采取有效防范措施。矿产开发成本的提高,反过来可促进矿山环保技术的革新和科技进步,这不仅有利于矿山地质环境的恢复,还可使发展环保技术的矿山企业盈利。矿山地质环境恢复治理的程度,是衡量一个地区发达程度的标志。只有把矿山地质环境问题作为经济要素来实施,矿业才是地区经济可持续发展的表征,才有益于社会获益于人民[3]。建议如下:
4.1 加强新建矿山审批管理制度,防止产生新的生态破坏和环境污染
加强新建矿山审批管理制度。对不符合建设条件和对生态环境破坏严重,又无条件采取有效防治措施的拟建矿山,建议实行“环保一票否决制”;限制在地质灾害易发区开采矿产资源,禁止在地质灾害危险区、自然保护区等区域开采矿产资源;限制改扩建含硫量大于1.5%的煤矿,禁止新建含硫量大于3%的煤矿。
4.2 加强矿山地质灾害评估和环境影响评价制度,制定生态环境恢复治理方案
新建、改扩建矿山应严格执行矿山建设用地地质灾害危险性评估和环境影响评价制度。开发利用方案中必须有水土保持、环境治理达标、矿山生态恢复和重建的实施措施。经批准确定的新建矿山的生态环境保护工程与地质灾害防治工程,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时验收和使用。新建矿山的生态环境治理率必须达到100%。
参考文献
[1]武强,陈奇.矿山环境问题诱发的环境效应研究[J].水文地质工程地质,2008,35(5):81-85.
矿山生态修复研究范文6
加强资源型城市的环境整治和生态保护,改善其生态环境状况。不仅是这些城市可持续发展的重要内容,也是全国生态环境可持续发展的重要组成部分,对促进资源型城市自身和全国经济社会可持续发展,落实科学发展观,构建环境友好型、资源节约型社会意义重大。
一、我国资源型城市生态环境破坏严重
(一)矿产资源开采诱发多种次生地质灾害,威胁人民群众生命财产安全
在一些资源型城市中,由于地下采空,地面及边坡开挖影响了自然山体、斜坡稳定,导致矿山崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害时有发生。目前,我国因采矿活动诱发的地质灾害每年造成的直接经济损失超过100亿元。此外,大多数煤炭开采城市都面临严重的地面塌陷问题。据调查,我国每采万吨煤引起地面下沉面积达0.2公顷,目前,仅东北三省原国有重点煤矿采煤沉陷区的总面积就达990平方公里,受影响居民超过90万人。
(二)资源开采对地表破坏严重,固体废弃物堆积大量占用土地
全国每年85%的工业废弃物来自矿山开采。据不完全统计,我国金属尾矿、煤矸石堆积已超过50亿吨和40亿吨,并且以每年4-5亿吨的速度剧增。全国因采矿、尾矿、废石堆积,直接破坏和占用土地近200万公顷,破坏森林面积累积超过106万公顷,破坏草地面积26.3万公顷,而且工矿废弃地复垦率不到12%,而先进国家的复垦率达50%。
(三)许多资源型城市地下水均衡系统受到破坏,水和空气污染严重
采矿破坏地下水均衡,导致地下水位下降,出现大面积地下漏斗。如山西省平均每挖1吨煤损耗2.5吨水,由此造成的地下水资源破坏面积达2万平方公里,全省水资源由建国初期的130多亿吨减少到现在的97亿吨。因采矿产生的废水、废液排放总量占全国工业废水排放总量的10%以上。矿山附近地表水体,常常作为废水、废渣的排放场所,遭受污染。在废气排放方面,仅煤炭采矿行业废气排放量就占全国工业废气排放量的5.7%,其中,有害物排放量每年超过73万吨,主要为烟尘、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等,使资源型城市大气环境遭受不同程度污染。
(四)森林砍伐和矿产资源开采导致城市与乡村生态失衡
由于长期过量采伐林木(如伊春的红松林被砍伐98%),我国东北的大、小兴安岭等地森林生态功能弱化,蓄水固土抗风沙能力明显下降。近些年,黑龙江省伊春市干旱和山洪等自然灾害频发,对周边区域和整个东北、华北等地的天然屏障作用也明显降低。大庆市由于开采石油造成森林覆盖率大幅下降,草原退化、盐碱化和沙化的面积已占当地土地总面积的84%,严重破坏了生态平衡,春秋两季风沙肆虐。
(五)矿产资源开采和森林砍伐破坏了自然地貌景观的美观和完整性
采矿造成大量的坑矿、沉陷区和排土场等,特别是露天采矿破坏地貌景观非常严重。在一些自然保护区、风景名胜区、森林公园、饮用水源地保护区以及铁路、公路等交通干线两侧,可看到采矿留下的痕迹,不但破坏了自然环境,还影响到一些自然景观。
二、资源型城市生态环境严重恶化的主要原因
我国资源型城市生态环境遭受严重破坏,除了资源开采行业的客观特征之外,还存在诸多其他原因。
(一)资源型城市长期缺乏正确的发展观作指导
在资源型城市发展中,传统的发展观忽视生态保护和环境治理,“先污染后治理、边治理边破坏”状况突出,往往以牺牲环境为代价换取一时的经济繁荣。对资源开采与城市发展缺乏统筹考虑和规划安排。不少资源型城市的建设未经科学论证,矿区和城区混合在一起,从建矿开始就埋下地质灾害隐患。传统的矿业发展重经济建设项目,轻矿山环境保护项目。在项目决策中重经济评价,轻环境影响评价,特别是近年来,一些民营中小型矿山企业过分追求经济效益,加剧破坏了资源型城市原本就很脆弱的生态环境。
(二)资源开发补偿和生态环境治理方面的法律法规不健全,相关管理工作薄弱。从生态保护和环境治理等方面的政策看,国家现有的法律法规和政策体系还不完善
在管理体制上。相关政策措施常常由于缺乏有效的监管和惩处措施而流于形式,矿产资源开发由多个部门管理。涉及多个执法部门,职责交叉,互相扯皮,影响了资源型城市环境保护工作。
(三)现有的政策体系缺乏促进资源型城市生态环境可持续发展的机制体制保障
由于税收和财政等方面的政策尚未形成有效激励约束机制,使得大部分矿产企业重开发利用,轻资源节约和环境保护,重经济效益和发展速度,轻环境效益和发展质量。从资源品的定价政策上看,目前的现状是价格扭曲,成本不完整,未能涵盖矿业权有偿取得、环境治理、安全投入和衰退期转产等方面。许多矿山的开采严重破坏环境、污染大气和水源,并把这部分成本推给政府,留给社会。
(四)资源型城市生态环境治理长期欠账,责任主体缺位
目前,资源型城市存在的生态环境问题,有一部分是计划经济时期遗留下来的,造成资源型城市存在大量的生态环境治理欠账问题,而且越积越多。现有的资源税费制度仍然存在类似问题,资源开采上缴的税费地方分成较少,中央财政支出中用于解决资源型城市生态环境历史遗留问题的份额明显不足,而财政转移支付制度也缺乏补偿资源型城市历史欠账的稳定保证,造成资源型城市长期缺乏合理补偿,地方财政对遗留问题也难以解决。
(五)缺乏资源型城市环境治理和生态保护方面的技术和人才
资源型城市环境整治不仅是经济问题,也是技术问题。目前,我国资源型城市普遍存在的开采遗迹没有及时治理的问题,不仅是因为存在资金缺口,还由于对灾害程度认识的不足和治理技术的欠缺。资源型城市的环境治理和生态保护,特别是矿山地质灾害防治具有很强的专业性和技术性,而我国在这方面的技术储备和人才支持目前仍严重不足。
三、改善资源型城市生态环境状况的政策措施建议
(一)建立资源型城市生态环境补偿和可持续发展的长效机制
借鉴国外已有经验,建立资源开发的生态环境补偿机制是促进资源型城市生态环境可持续发展的根本保证。为此,应在资源开采的不同阶段,遵循市场规律,采取市场、法律和必要的行政措施,引导和规范各类市场主体合理开发资源,按照“谁开发、谁保护,谁受益、谁补偿,谁污染、谁治理,谁破坏、谁修复”的原则,使责任主体真正承担资源开采、生态环境保护与修复的责任。此外,要完善森林生态效益补偿机制,增设森林培育资金,延长“天保工程”的实施年限和范围,削减采伐量。对于森工城市因调减木材产量、保护生态带来的经济损失,通过一定渠道给予合理补偿。通过几十年的休养生息,逐步恢复森林的生态涵养功能。
(二)健全资源型城市和矿区生态环境治理的法律法规体系
我国的《矿产资源法》、《环境保护法》、《土地管理法》、《森林法》、《煤炭法》等法律法规中,提出了资源开采环境治理方面的规定和要求,但力度远远不够,不利于实际操作,应进一步完善。要借鉴发达国家的经验,研究资源开发补偿和生态环境治理方面的专业立法工作。
(三)完善资源品价格形成机制,确立资源型企业在未来生态环境治理中的责任主体地位
科学合理地确定资源成本费用核算框架,把资源开采、环境治理、生态修复等列入资源型企业成本开支范围。通过建立资源开发补偿保证金制度等途径。使企业承担资源开发补偿和自我援助的主要责任。有关部门应依据新矿山设计年限或已服役矿山的剩余寿命,确定按资源销售收入的一定比例,分年预提资源开发补偿保证金,并列入成本。按照“企业所有、专款专用、专户储存、政府监管”的原则,确保企业完成有关的环境治理任务。
(四)明确政府在资源型城市生态环境保护中的职责并保证落实到位
一是对于原国有资源型企业形成的历史问题以及资源已经或接近枯竭的城市,国家应给予必要的资金和政策支持,做好治理的统筹规划,解决这些城市在生态环境方面的历史欠账。二是通过健全公共财政体系,对今后企业治理不足或具备公共产品特性部分给予必要的资金支持。三是结合资源开采地区的环境特点,建立符合我国国情的资源型城市环境保护政策和技术标准体系,这一体系应覆盖矿区发展的全过程。四是按照矿产资源规划,做好新建矿区的统筹规划和合理布局,严格界定生产和生活区,禁止在已勘察确定的资源开采区建设生活区,或在生活区进行开采。五是做好相应的监管工作,完善管理体制。地方政府要对企业治理资金的落实情况进行监督,做好资源开采的环境影响评价工作,建立环境监理制度,有效预防和减少环境污染和生态破坏。
(五)加强对生态环境保护的技术研究和人才培养
矿山环境治理需要进行大量的科学技术研究,如借助现代技术手段,预测地下采空区和特大型坑矿可能出现的重大地质灾害。改进矿山开采遗迹的治理技术;研究矿山开采造成的生态退化机理与修复技术、与地上景观相关的物种选择、配置和种植等方面的技术等。因此,要加强相关领域的基础性、应用性研究和人才培养,组织多学科专家联合会诊,逐步形成一套科学合理、经济高效、符合国情的治理方案。通过论证,尽可能将采矿造成的矿坑等开采遗迹,改造为水库、湖泊、森林、草地和花园等景观,美化矿区面貌。
(六)组建专业性的矿山环境治理公司