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矿区生态修复措施范文1
神东矿区主要生态修复技术包括,①人工辅助修复技术研究。在黄土硬梁区,以封育自然恢复为主,结合种植苜蓿、沙打旺等。在植被长势较弱的沉陷区补设沙障、撒播草籽,、稳定沙面,保持植被覆盖率。流动沙丘以人工治理为主,结合封育;半流动沙丘以封育为主,结合人工补种,促进油蒿群落的发育;②封育修复技术研究。在原有植被较好的沉陷区采用封育修复技术,利用生态系统自我调节、自我修复能力使其自然恢复[4]。在矿区植被恢复和建设中运用机械方式固定沙地,快速建成植被,形成植被演替的基础;同时人工撒播籽蒿与油蒿,人工调控植被演替方向,加快演替速度,使地表在开采前尽快形成油蒿群落;③沉陷区生态功能优化技术研究。通过因地制宜,提高乡土植物植被覆盖率,增强生物多样性,发展生态产业,研发沙棘造林技术,建立沙棘林基地,发展沙棘食品与保健品产业。研发沙柳造林技术,建立沙柳林基地,发展沙柳造纸、建材产业,发挥生态效益和经济效益功能。
2抗逆生态系统技术研究
神东矿区抗逆生态系统技术研究克服逆性环境因子的负影响,使生态工程建设顺利开展。①抚育管护技术研究。林木抚育管护是巩固生态建设后期成果的关键技术。完善的抚育管护技术,使矿区林木保存率通常保持90%以上,并且长势良好,主要包括日灼诊断与防治技术、快速培肥、覆膜抗旱造林等;②平衡培肥技术研究。树木施肥与农作物不同,树木氮肥的施用量应在每株500g以上。对比肥料种类及施肥方法,采用施有机肥成本小而肥效长。施肥措施与当年的气候条件相结合,更能提高肥效,对树木的正常生长更有保证;③生态防火技术研究。神东矿区越冬时间长,气候干旱,降水量少,林木在休眠期大量枯枝落叶极易引发林草火灾。通过设置阔叶林防火隔离带、开设清除林草防火带与生土防火带等技术措施,有效防止林火蔓延,在生态林防火建设中合理设计林带设置与树种、布局、林分结构的配比关系;④病虫害生物防治技术研究。通过对测报对象长期系统观察,结合林木病虫害的生长发育状况和气候条件等因素加以综合分析,掌握林木病虫害的发生发展规律,正确地推测林木病虫害发生的可能性和未来发展的趋势,并做出及时预报和防治措施。
3生态功能圈建设技术
采用理论研究与实践相结合的技术路线,提出荒漠区“大范围生态环境防治,控制采矿沉陷造成的局部沙化”的主动型生态环境防治模式,形成荒漠化大型矿区生态环境综合防治技术体系和三大生态功能圈,1985年建矿至今生态功能圈实施情况统计见表1。中心美化圈建设技术:中心美化圈治理面积2km2。设计规划中始终贯彻“以人为本”的宗旨,突出“人、健康、环保”三大主题,营造出一幅宁静、舒适、幽雅、柔美的“天人合一”的现代花园式矿区。①生活区景观构建。重点构建具有一定文化品位的人文景观,创造优美的生产生活空间,其景观风格必须精致、实用,特别要重视和谐、清幽景观空间的打造,打造成全国首批矿山绿色社区;②生产区园林化建设。搞好生产区的绿化建设,不仅能提升厂容,吸收有害气体,改善环境条件而且能为职工创造一个舒适健康的生产环境,可有效地提高劳动效率。同时也可反映出企业的文明程度。周边常绿圈建设技术:营造“两山一湾”周边常绿林,关键选择适宜本功能圈的植物种类、种植方法、水保整地措施,并在重点区域进行科学特殊处理,治理面积达到5km2,主要采取,①水土保持整地技术。即鱼鳞坑与水平沟整地措施,使径流量减少74.1%,土壤流失量减少83.7%;②针叶树与灌木混置造林技术。林木混置选用根系较浅、对土壤具有明显改良作用的乡土树种,如樟子松、油松、桧柏、侧柏、榆树、沙棘、杨柴、柠条等,进行优化配置,实施管网灌溉;③小流域综合治理技术。采取工程和生物措施相结合,沿乌兰木伦河各分支沟渠进行治理,沟口筑坝拦洪,沟沿植树,坡面修挖水平沟、鱼鳞坑、坑内植树种草。防护圈建设技术:以植物措施为主,机械措施为辅,运用多方式、多速度、大范围人工降雨、飞机播草与人工种植相结合,对占矿区大面积的风沙区进行采前、采中、采后控制性治理,治理面积达到50km2,其集成技术包括,①流动沙丘治理技术。先铺设沙柳、沙蒿沙障,规格为5m×2.5m,沙障条长60cm,埋深1/2,为疏透结构。垂直于主害风方向作为主障,副障垂直于主障,控制侧向风的干忧与危害。再在沙障中进行撒播草籽、栽植树种以适生的沙蒿、杨柴、花棒、紫穗槐、沙柳等灌木为主;②半固定沙丘植被恢复技术。主要采取人工促进天然植物恢复的措施,形成稳定的群落结构的植物种配置,在不设沙障的情况下保证人工植被成活率。对面积较大的裸地进行人工补植,以加快植被恢复的速度,树种以柠条、沙柳等到乡土树种为主,形成人工植被与天然植被相结合的防护体系;③道路沙丘防治技术。采取因地制宜、因害防治、草灌乔结合、机械与生物措施相结合的方法,构筑沙害防治体系。路基两侧先设固沙带,再设阴沙带,再向外设封育带。固沙带设格状沙障,沙障中栽植乔灌木;阻沙带设高立式带状沙障,带间种植乔灌木;封育带以自然恢复为主。
4结语
矿区生态修复措施范文2
【关键词】矿山废弃地生态修复资源循环利用景观改造
矿山废弃地是指在采矿活动中被破坏、未经治理而无法使用的土地,包括废石堆废弃地、采矿坑废弃地、尾矿废弃地、其他类型废弃地[1]。矿山废弃地的出现,导致区域环境的污染和景观的破坏,矿山地质灾害和安全隐患,以及矿区地下含水层破坏和土地资源的浪费,甚至是引发其他社会矛盾[2]。美国在二次世界大战前制定相关的法令和法规强制对矿区采矿后的土地进行修复。传统的废弃地景观营造主要是植物种植或简单的一些土地改造,侧重于对恶劣场地的处理和增加植被。随着现代的技术和新理念在矿山修复中得到了广泛运用,人们更注重废弃地的再利用和资源的循环使用,运用生态学,美学以及其他学科要建立一个能够自我维护、运行良好的完整生态服务系统[3]。因此,废弃地的生态修复及景观再造的具体内容和方法对资源的循环利用和生态环境保护具有重要意义。
一、矿区废弃地的改造模式探讨
1.对待矿山废弃地态度的转变
通过对国内典型案例的综合分析(表1)单一复绿型、综合治理型和资源循环利用型三个典型阶段。我国矿山废弃地的改造20世纪50年代开始,但80 年代后,研究工作才有了长足发展,并逐步开始建立法规,并开展了大规模的生态修复项目,可能由于单一复绿的模式以及相关法律法规不健全等原因,使得相当一部分工种项目生态修复效果都很不理想。而后,生态景观设计理念开始进入废弃地改造领域,改造方式从单纯的生态复绿进入综合治理阶段。土壤整治,植被恢复,微生物技术以及其他工种措施,成功地运用于矿山废弃地综合治理,并出现了一些优秀案例,如神府东胜矿区,唐山南湖公园等。随着现代工业艺术及生态美学思想的演变,资源的循环利用在矿山废弃地改造与利用得到了体现。
表1矿山废弃地改造模式分析乐
2.矿山废弃地改造方式转变
在改造方式上,现代矿山生态修复和改造已逐渐从传统的复绿层面向生态景观层面过渡,运用的技术手段和表现手法也越来越多样化,生态修复过程更注重模拟自然,尤其是地貌、地形、水文、生态等,依靠自然、人工促进的修复过程,实现了资源的合理利用、综合开发和废弃地的文化艺术价值再现。
从改造策略上看,现代景观营造更加注重场地特征的挖掘与表达,注重场地文化的传承与再现,展示自然与技术的关系,探索废弃物的景观特质及观赏价值,以促进资源的循环利用。
从改造方法上看,现代方式常常采用生态恢复与景观改造相结合,更注重区域的整体设计和自然模拟设计,如美国矿山废弃地修复技术“师法自然生态修复法”[4]。
二、矿山废弃地生态修复与景观构建原则
随着可持续发展战略在全球范围内的确立,人们更注重对矿山废弃场地精神的挖掘,对于场地遗留物及废弃物的处理,从场地资源的可持续开发利用角度重新审视矿山废弃地的态度和改造。因此,如何在矿山修复中变废为宝,实现矿山废弃地的环境效益,社会效益和经济效益,是每位景观规划师将面对的重要问题。
1.自然生态式修复原则
传统的生态修复模式一般是基于人为干预下“水平梯形坡面,直渠排水”的地形设计,修复后景观不完全自然地协调周围环境,水土保持效果也不好,而且需要长期的人工养护。因此,美国等其他发达国家推崇一种在新理念下的生态修复模式——“师法自然生态修复法”。 其基本内涵是:应用现代 3S 技术对扰动区或周边地形、地貌、水文、气象、气候等条件进行详细了解和调查的基础上,运用系统理论、应用数学,应用计算模拟等先进技术,设计出一种近似自然地理形态的人工修复模型,并按照设计模型施工的一种生态恢复方法[4]。它强调整个修复后的生态系统必需能够自我维护,自我保持,功能逐渐增强。
2.安全生态的原则
植物景观规划矿区生态修复和景观营造的核心内容,对修复土壤,保持水土,美化环境等方面具有重要意义。植物景观规划设计要尊重自然,保护自然景观,增加生态多样性,保护环境敏感区;根据立地条件选择与之相适应的植物种类与植被群落,构筑有地域区系和植被特征的矿区生物多样性格局。利用乡土植物来增加景观的适应性和地域性,选择耐污能力、抗病除害能力、抗寒能力能力强,根系发达,茎叶茂密的植物,同时也要加强地带性植物的引种驯化,适当引进国内外特色优良品种。
3.特色景观元素的处理和利用
矿区景观营造要反映矿区的地域自然和景观特色,,景观元素的适应性改造与循环利用是切实有效的途径。如澳大利亚墨尔本疏芬山是将废弃矿区改造为户外博物馆的实例。杜伊斯堡的攀岩公园利用料仓高大厚实的混凝土制成了攀岩墙,墙面上被矿石撞击和摩擦形成的划痕和沟槽成为了登山爱好者们自由攀爬可以利用的天然锚点。
三、矿山废弃地景观营造内容及方法
通过在进行矿山修复与景观改造工程的内容主要包括如下几个方面:
(1) 清理废物;(2) 加固或清除危险建筑物和浮石;(3) 堵塞危险洞穴,填充矿坑;(4) 用门和石暾封堵坑口、矿井;(5)覆盖表土;(6)植被恢复。
1.废物(污染物)处理
矿山废弃地残留着许多矿业污染物,比如煤炭矿区的重金属污染物、多环芳烃等。 场地的污染净化是修复工作的基础,通常废弃地污染较轻或对环境不产生较大影响的区域可以进行工种处理。对受到污染的表土和其他污染严重的有毒有害物质完全移除;深层污染的土壤可以采用固化措施,即在污染上壤的上面,覆盖一层沥青,然后再铺置新土,进行植被修复。
2.地表痕迹的处理和再利用
采矿过程留下的人为遗迹,如废弃的矿渣、尾矿、矿坑等,可以通过艺术加工等处理方式,保留下来。表2,通过国内矿山废弃地改造案例总结了矿坑的常见改造与利用方式。
3.植物景观设计
在矿山废弃地景观重建的初始阶段,植物的选择至关重要。从景观层面对矿山废弃地进行独具特色的植物选择与种植设计,既可作为改良土壤、美化环境、恢复生态环境的先锋,又具有对硬质景观的柔化协调、空间造景功能。下面重点探讨一般矿山废弃地的环境条件下,植物种类选择的原则:
3.1选择适应栽植地段立地条件的适生种类,括抗旱、耐湿、抗污染、抗风沙、耐瘠薄、抗病虫害,甚至可以考虑具有较高的经济价值的种类;
3.2优先选择当地优良的乡土植物和先锋植物;
3.3优先选择具有改良土壤能力的固氮植物;
3.4在满足生态功能的前提下,考虑到植物的色、香、形等,满足造景需要。
四、结束语
矿山废弃地的出现,导致了区域环境的污染和景观的破坏,矿山地质灾害和安全隐患,以及矿区地下含水层破坏和土地资源的浪费,甚至是引发其他社会矛盾。矿山废弃地生态修复不能只强调技术和手法,还应该注重管理体系的建立,需要从法律法规执行的力度和方法上下功夫,使矿区的生态修复在为辅助管理下自我修复和维护,回归自然,构建稳定的生态系统。
表2矿坑的改造与利用方式
参考文献:
[1] 杨晓艳,姬长生,王秀丽. 我国矿山废弃地的生态恢复与重建[J]. 矿业快报, 2008,10(10):22-24.
矿区生态修复措施范文3
[关键词]煤矸石堆放区 垃圾堆放区 塌陷区 适生植物 生态修复技术
中图分类号:TU522.1+3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)24-0400-01
一、 概况和前景
我国是世界第一产煤大国,煤炭产量占世界的37%。在未来相当长的时期内,我国仍将是以煤为主的能源结构。煤炭资源是我国国民经济和社会发展的物质基础,但煤炭资源的开发往往伴随着生态破坏,不可避免造成地表沉陷、植被破坏、地下水位下降、水土流失和空气、水质污染,随着我国园林事业的发展,安徽淮南市的城市面貌和人居环境发生了巨大的变化,城市园林建设水平不断提高。淮南市是我国重要的煤炭生产基地之一,淮南大通矿是淮南最早开采的矿区之一,资源枯竭,百废待兴。对废弃矿区进行修复无疑对环境和民生有着双重意义。
大通矿区一期生态修复面积40000平方米,经过2007年、2008年两年的改造,引导并加速了该区域的自然演化过程。客观的说,虽然没有能力完全恢复成原生态系统,但垫定了一定的基础,苗木经过适应性生长改变了煤矸石堆放区、垃圾堆放区及采空塌陷区原面貌,其焕然一新的面貌已成为公共休憩的良好空间。
通过对修复区修复状况的调研,并整理归纳,总结其优点,分析其问题。进一步掌握各树种在生态修复中的成功经验和失败教训,根据不同类地对树种的要求,选择适宜的树种,为实现更好的矿区生态环境修复提供理论依据。
二、 从大通生态修复栽植案例看其先进性水平的体现
1、 煤矸石堆放区植物表现情况及修复技术
调研表明大通修复区在原煤矸石地质条件下,成活率在85%以上的苗木有:桂花、栀子花、石楠、银芽柳、紫穗槐、池杉;成活率在85%-60%的苗木有:香樟、重阳木、广玉兰、红枫、高杆女贞、栾树;成活率在60%-30%的苗木有:丁香、合欢、酸枣、枫杨;成活率在30%以下的苗木有:刺槐、马褂木、红花继木。由此可见,成活率在85%以上的苗木可以在今后的生态修复中继续推广应用;成活率在30%以下的应慎重运用。
一期煤矸石地生态修复是采取覆土和加强水肥管理的技术。平均覆土30公分,共计10000平方米。根据后期植物的表现情况可见:煤矸石地虽然条件差,只要运用合理的覆土厚度,为树木提供必要的生存条件,并加强影响树木成活的关键因素“水”的管理后,在煤矸石地造林绿化是能够成功的。
2、 垃圾堆放区植物表现情况及修复技术
垃圾堆放区成活率在85%以上的苗木有:紫穗槐、高杆女贞、法青、海桐球、蚊母、金银花、锦带花、木芙蓉、大叶黄杨球、石楠球;成活率在85%-60%的苗木有:酸枣、夹竹桃、枫杨、刺槐;成活率在60%-30%的苗木有:阔叶十大功劳、椿树;成活率在30%以下的苗木有:广玉兰、合欢、栾树。由此可见,在今后的生态修复中应选择成活率在85%以上的乔灌木,成活率在30%以下的植物品种应慎重选择。
建筑垃圾和化工废料堆放区质地普遍比较坚硬,主要为强碱性污染(PH值大都在10.3-10.6之间),并且建筑垃圾区的Cr超标,无法直接恢复植被,有些较耐瘠薄的植物也因养分缺乏、扎根难而生长缓慢、不良。因此需要对其碱性和Cr污染采取治理措施。
该区域采用了下铺生态垫及土壤酸碱综合处理相结合的修复技术,具体工艺:(1)用推土机进行表面平整;(2)夯实后,铺设生态垫;(3)取2份土与1份煤矸石搅拌均匀,在生态垫上覆盖60公分厚。根据后期植物表现情况可见:此方法基本解决了土壤强碱性现象,较好的保证了植物的成活率。
3、 塌陷区植物表现情况及修复技术
生态区内分部着很多由于长期采煤造成的塌陷地,和烧砖取土形成的取土坑,根据不同的类地条件,因地制宜,采取不同的修复技术。
该区域的修复在保持原生态的基础上,主要以恢复为人工湖面,减小坡度角度,增加护坡植物为主,由于东高西低的地势原因,通过水位控制,利用高水位侧流的方式,使水面水域贯通,形成水系。增加的护坡植被为淮南适生能力较强的树种,大多表现良好。
三、生态修复的技术难点和路径
修复区各方面的总体情况都表明,要想对本地区进行生态修复,使其成为一个较为理想健康的生态系统,任务十分艰巨,首要解决也是必须解决的困难,就是要改变现状土壤和水体条件,这就要求掐断所有的污染源和污染途径,在进行人为治理已被污染的土地和水体,最后进行植被的恢复。
矸石和垃圾堆是修复区中受污染最为严重的区域,一般位于修复区的中部和北部,此类型区域土壤PH值酸碱差异较明显,土壤的营养成分含量非常低,且由于煤矸石的理化性质造成的水分含量低且保水能力很差,此类区域采用分层剥离覆土、直接覆土和客土回填等工艺,并选取适宜的先锋植物品种进行土壤肥力和土壤水分墒情的提高,逐步进行生态修复。
四、 从大通生态修复栽植案例看推广应用价值
1、针对矸石堆放区和垃圾堆放区的生态修复技术措施
污染土地生态修复,主要针对矸石堆放区和垃圾堆放区,主要采取下铺生态垫和土壤酸碱综合处理相结合的修复技术以及种植岛植物栽培方式进行修复,由以上栽植案列可见,植物成活率较高,成效较好。
2、针对塌陷区的生态修复技术措施
现状的塌陷区边坡需进行整形,减缓坡度,可在坡面处塑造多级阶地,在其上覆以生态垫,以扦插为主栽植灌木作为护坡、持水之用。在塌陷区周围边坡栽植的乔木,既增加了景观效果,又加大了护坡力度。从以上栽植案例可见针对塌陷区的生态修复技术改善了水资源,健全了原水生态系统。
综上所述,煤矿废气矿的生态修复技术应综合分析各种因素,充分考虑地形地貌、污染程度以及规划方向,采取在技术上可行,社会效应良好的前提下,不断推广应用,从而获得最佳的社会效益、经济效益和生态效益。
参考文献:
矿区生态修复措施范文4
【关键词】采煤沉陷区,景观绿化,生态化治理
中图分类号: TU986 文献标识码: A
1.前言
在我国很多地方,随着煤炭资源大规模持续开采,在地表形成了大面积的采空沉陷区,诱发了一系列环境地质问题,主要表现在:破坏水资源、加剧水土流失和土地沙化;诱发地表沉陷、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害。针对我国采煤沉陷区景观绿化的生态化治理进行深入的研究和探讨。
2.矿区内采煤沉陷区对生态环境的破坏
2.1.土地及植被破坏
随着矿区进一步的开采,因开采引起的地裂缝和地表沉陷使耕地、草地、林地的破坏面积持续扩大,使原本脆弱的生态环境更加恶化。此外,由于地裂缝和地表沉陷而形成的山体滑塌也会增加。如果沉陷面积较大,形成的山体滑塌可能改变整个山体地貌,因此矿区后续开采会使地貌景观破坏程度加剧。
2.2.水土流失
矿区内大部分矿井目前开采中采用建栏截坝堆矸、填埋等工程措施和种草植树,并提出保护水源区、水土保持等措施。一定程度上抑制了水土流失的增强。但一些小煤矿大都建于沟谷之中,没有水土保持措施,弃土石、弃煤矸石任意堆放于沟谷河道中,造成水土流失量增加。所以预测水土流失量有增加的趋势。由于水土流失量的增加,从而也导致矿区内土地荒漠化的增强。随着各个煤矿的继续开采,荒漠化的问题将会更加严重。
2.3.水资源均衡破坏与水环境污染
随着开采力度的加大,地下水位降低,导致土地旱化程度增加、地表径流减少和水库来水不足,会对周围的居民生活用水及农业生产用水产生较大的影响。此外,开采引起覆岩切落式裂缝沟通含水层与采空区,导致地下水向采空区渗透,垂直渗透速度加快,天然流场发生变化,泉域面积缩小,形成以矿井为中心水位降落漏斗。地下水位的下降,减少了地下潜流,也影响了地表河流的流量,导致矿区范围内泉水“短路”、泉井枯竭。
矿坑排水、煤矸石淋溶水是地表水的主要污染物,矿区内一些河流已受到较严重的污染。随着开采的继续,矿坑排水量和煤矸石会继续增加,其对地表水的影响范围也会扩大。矿区扩大开采的同时,矿区生活污水也会相应增加。此外,矿区的继续开采使煤矸石量也急剧增加,煤矸石堆得淋滤直接进入地下水含水层,会加剧对浅层地下水的污染,从而大致地下水逐渐失去利用价值。
2.4.环境地质问题
一般的矿区煤层开采引起的环境地质问题表现在:引起地面的沉陷变形,产生大量地裂缝;引发泥石流、滑坡、崩塌及边坡失稳等地质灾害。以采煤沉陷及地裂缝尤为严重。
3.采煤沉陷区景观绿化的生态化治理
3.1.对塌陷区的治理应该是因地制宜,建立良好生态环境,使生态、经济和社会效益相协调统一。根据榆神矿区地质条件、环境地质问题的类型及特点,可采取生态工程复垦技术,即采取工程措施和生物措施相结合的方法,对煤层开采引起的地表沉陷、地裂缝、滑坡、崩塌等地质灾害及对植被、土地的破坏进行综合治理,使矿区受损的生态环境得以最大限度的治理和恢复。
3.2.要强化对采煤活动的全过程管理。要坚持“煤炭资源开发与矿区环境保护并重,预防为主,防治结合;全面规划、合理开发、充分利用、化害为利、变废为宝;谁污染、谁治理,谁破坏、谁恢复,谁使用、谁补偿”的方针,强化对采煤活动的全程管理。主要是做好煤炭资源共查、煤矿设计、矿区基建和生产、煤矿闭坑等4个阶段全过程的综合防治。依法做好矿区土地复垦、恢复地貌、种草绿化、营造材木、人工造湖等,使矿区生态环境任务向良好转化,经过复垦后可用于农林牧或旅游业,条件合适,也可作为发展其他工业或城乡建设用地。
3.3.植被恢复
植被恢复是矿区生态环境与重建的基础和主体。恢复要因地制宜,乔灌草合理配置,坚持以人为本,生态优先,造林绿化,改善生态环境,适当发展经济林,兼顾经济效益。使治理区林草植被得到全面恢复,最大程度改观矿区生态环境。植被种植后,要做好管护和抚育工作,精细管理,以保证栽种成活率。
3.4.节水灌溉技术
矿区生态环境脆弱,水资源稀缺,为了使植被的恢复达到预想目的,可采用节水灌溉,选择膜下滴灌方式进行灌溉。也可在栽种过程中添加保水剂,保水剂具有吸水性强、保水力大、有效期长的特点。保水剂能在很短时间里吸收超过自身重量几百倍的水分,成凝胶状态把水贮存起来,在植物根部长期保持恒湿,待干旱无雨时缓慢释放,供植物吸收利用,被称为植物根部的“微型水库”。
3.5.采煤沉陷区治理与生态修复型农业观光产业结合
通过对沉陷区现状及其区位条件的分析,综合考虑生态、经济效益;本次规划选择“生态农业与观光休闲相结合的复垦模式”作为后湖农业观光园的治理策略。即:利用沉陷区特有的自然优势和当地特色农业优势,建设具有生产、观光、休闲、度假、娱乐等综合功能的农业观光园产业。观光农业结合农业的产业化发展与旅游景点、旅游方式的开发,让农业发展成为旅游点的一部分。另外,观光农业可以充分发挥区域自然地理优势,以游带农,以农促游,农游互补,建起既有经济价值又有观赏价值的农业。
3.5.1生态修复的概念以及在采煤沉陷区治理中的应用
所谓生态修复是指对生态系统停止人为干扰,以减轻负荷压力,依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化,或者利用生态系统的这种自我恢复能力,辅以人工措施,使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展。
采煤沉陷区的生态修复是一个复杂的生态系统工程和社会工程,涉及地下地质变化、地上田、林、路、水、气;当前利益和长远利益、经济效益和环境生态效益的关系,因此必须依靠先进的科学技术对地貌复杂、地形多样的沉陷地科学治理,合理利用。
3.5.2产业化视角下的采煤沉陷区治理
采煤沉陷区的治理和产业的发展相结合是十分明智的选择,也是一种切实有效的保护途径和模式。将采煤沉陷区治理后的项目形成产业化发展需要一定的市场基础,市场是采煤沉陷区规划成为农业观光园的载体。采煤沉陷区治理项目通过市场化运作会更有效的保护和发展。产业化发展的不能用单一的模式,应该寻求运作模式的多样化,如“公司+观光”、“观光+高等院校”、“批发市场十观光园”、“观光团+农户”等等。
3.5.3采煤沉陷区治理与农业观光相结合
充分利用沉陷形成的水面,开发风景旅游资源,提供完善的服务,合理组织游览线路;从根本上治理环境,使治理后形成的水上景观区域真正成为环境优美、风格独特、内容丰富、有较强吸引力的旅游度假地。
通过规划及实施,使采煤沉陷区变成有生气的农业观光园,此农业观光应集生态旅游、休闲度假、生态农业示范、生态产品生产、科普展示于一体,具有高水平的经济效益、生态效益和社会效益的综合园区。沉陷区治理后规划形成的农业观光园将推出三大生态产品:
(1)生态旅游、休闲度假、生态餐饮;科普教育、娱乐逗趣。
(2)生态农业示范和产业化:通过运用生态系统、持续经营、物质循环、食物链、立体种养等技术,形成各种优化的生态农业模式。
(3)生态产品生产:包括园林苗木花卉、高档切花、设施园艺、特色蔬菜瓜果、高档水产品等等绿色产品的生产。
【结束语】
采煤沉陷区综合治理项目于生态农业和观光旅游业相结合,这种模式是一种全新的尝试,治理项目是一个长期逐步推进的过程,根据不同沉陷区的特征,采取不同的工程和农业生物措施,因地制宜取得治理后的最大成效。所以,我们在对煤矿的开采的时候,首先要考虑到环境的问题,形成利益与环境相结合的功能。那么对采煤沉陷区景观绿化的生态化治理进行研究和探讨是有着十分重要的意义。
【参考文献】
[1]赵琰.因势利导治理采煤沉陷区——淮北市采煤沉陷区的治理经验[J].发展,2011(3)
[2] 赵亚军,刘江,岳茂华,任敬存。砂矿资源滥采后砂坑的地质环境治理[J]。现代矿业,2012,(7)。
[3]王辉.浅谈采煤沉陷区湿地生态修复[J].治淮,2012(11)
矿区生态修复措施范文5
一、矿山开采的生态环境效应
(一)诱发地质灾害。由于地下采空,地面及边坡开挖影响了山体、斜坡的稳定,往往导致地面塌陷、开裂、崩塌和滑坡等频繁发生。而矿山排放的废渣堆积在山坡或沟谷,废石与泥土混合堆放,使废石的摩擦力减小,透水性变小而出现渍水,在暴雨下也极易诱发泥石流。
(二)水文地质条件发生变化与水质污染。矿区塌陷、裂缝与矿井疏干排水,使矿山开采地段的储水构造发生变化,造成地下水位下降,井泉干涸,形成大面积的疏干漏斗;地表径流的变更,使水源枯竭,水利设施丧失原有功能,直接影响农作物耕种。同时,矿山开采过程中产生的矿坑水、废石淋滤水等,一般较少达到工业废水排放标准,严重影响水生生物的生存繁衍与人畜生活饮用。
(三)土壤退化与污染由于表土被清除采矿后留下的通常是新土或矿渣,加上大型采矿设备的重压,往往使土壤坚硬、板结,有机质、养分与水分缺乏。而地面塌陷导致地下水位下降、土壤裂隙产生。土壤中的营养元素也随着裂隙、地表径流流入采空区或洼地,造成许多地方土壤养分短缺,土壤承载力下降。
矿山固体废渣(煤矸石等)经雨水冲刷、淋溶,极易将其中的有毒有害成分渗入土壤中,造成土壤的酸碱污染(主要是强酸性污染)、有机毒物污染与重金属污染。而土壤的纳污和自净能力有限,当污染物超过其临界值时,将向外界环境输出污染物,其自身的组成结构与功能也会发生变化,最终导致土壤资源的枯竭。并且,土壤污染在地表径流和生物地球化学作用下还会发生迁移,危害毗邻地区的环境质量,受污染的农产品则会通过食物链危害人体健康。
(四)水土流失加剧。矿山开采直接破坏地表植被,露天矿坑和井工矿抽排地下水使矿区地下水位大幅度下降,造成土地贫瘠,植被退化,最终导致矿区大面积人工裸地的形成,极易被雨水冲刷;由于排土场和尾矿占地,形成地面的起伏及沟槽的分布,增加了地表水的流速,使水土更易移动,冲刷加剧。
(五)生物多样性损失。植被清除、土壤退化与污染、水土流失,对矿区生物多样性的维持都是致命打击,严重威胁了动植物生存。
二、矿区生态恢复的典型技术
(一)矿区土壤污染的治理
1.矿区土壤重金属污染的治理。国内外矿区土壤重金属污染治理主要包括物理、化学和生物治理技术三类。其中,生物治理技术包括微生物修复技术、动物修复技术与植物修复技术。设施简便,投资少,对环境扰动也少,被认为是最有生命力的。
2.矿区土壤培肥改良技术。土壤培肥改良技术就是对土壤团粒结构、pH值等理化性质的改良及土壤养分、有机质等营养状况的改善,这是矿区生态恢复的最终目标之一,具体包括:(1)表土转换:在采矿前先把表层及亚表层土壤取走并加以保存,待工程结束后再放回原处,这样虽破坏了植被,但土壤的物理性质、营养条件与种子库基本保持原样,本土植物能迅速定居。(2)客土覆盖:废弃地土层较薄时,可采用异地熟土覆盖,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,为矿区重建植被提供了有利条件。(3)土壤物理性状改良:土壤物理性状改良的目标是提高土壤孔隙度,降低土壤容重,改善土壤结构,短期内可采用犁地和施用农家肥等方法。(4)土壤pH值改良:对于pH值不太低的酸性土壤可施用碳酸氢盐或石灰来调节酸性,增加土壤中的钙含量,改善土壤结构。(5)土壤营养状况改良:主要包括化学肥料、有机废弃物、固氮植物、绿肥、微生物等。
(二)矿区植被的恢复。根据矿区的气候和土壤条件,植被筛选应着眼于植被品种的近期表现,兼顾其长期优势,植物品种的选择首先要根据生物学特性,考虑适地适树原则,尤以选择根系发达、固土固坡效果好、成活率高、速生的乡土植物。
在配置植物时要考虑边坡结构、种植后的管护要求、自然条件等,以决定种植的形式和品种。同时要考虑与设计目的相适应;与附近的植被和风景等条件相适应。
(三)水土流失的综合治理
1.固体废弃物拦挡工程。在堆弃场地建设挡渣墙、拦渣坝和排水工程等,进行拦挡与防漏处理。
2.坡面排水工程。对影响矿山安全的坡面,根据坡长分段布设截流沟、排洪渠等工程,并配以防护林草带,增加植被覆盖,减少坡面径流对地表的冲刷,保证矿业生产安全运行。
3.边坡防护工程。矿山开采形成的各类边坡,除尽可能采取措施恢复植被外,根据边坡稳定程度及对周围的影响,采取相应的工程措施进行防护。坡面防护根据坡度不同而采用石砌护坡或植被护坡。
4.土地整治工程。对矿山生产过程中产生的大量废石堆、废弃工业场地及尾矿库,采取排蓄结合的办法,排水拦渣,有效解决“三废”污染。同时对服务期满的弃渣场、尾矿库采取复垦措施,提高土地利用率。
5.植被恢复工程。对各类面,分别采取不同的措施,加速植被恢复。
三、结语
矿区生态修复措施范文6
关键词:铜陵市 重金属污染 研究进展
中图分类号:X5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(c)-0137-03
随着我国工业化的不断加速,开发利用的重金属种类、数量和方式越来越多,涉及重金属的行业越来越多,再加上一些污染企业的违法开采、超标排污等问题突出,使重金属污染呈蔓延趋势,污染事件出现高发态势,表现出长期积累和近期集中爆发、历史遗留问题和新出现问题相交织的特点[1]。2011年2月,国务院批复了《重金属污染综合防治“十二五”规划》。体现了我国对重金属污染防治的高度重视。
铜陵市是一个有着三千多年开采历史的极具特色的有色多金属矿区,是我国重要的有色金属工业基地,有着悠久的采冶铜历史[2]。目前已形成以采、选、炼、加工为一体的“铜”产业链,对推动铜陵地区社会经济发展发挥了巨大作用.但也带来了一系列的重金属环境污染和生态破坏问题,对公众身体健康构成了潜在或现实的危害。铜陵县、铜官山区是国家60个重金属砷控制区之一,46家企业被列为环保部重点监控企业,重金属污染防治任务十分艰巨[3]。
1 铜陵重金属污染研究分布
目前有关铜陵重金属污染的研究,主要集中在矿区土壤、尾矿库、水及水体沉积物污染、大气沉降物及城区表土与灰尘和潜在生态风险的评估。
1.1 矿区土壤
土壤中的重金属,在自然情况下,主要来源于成土母岩和残落的生物物质。但是近代以来,工农业的快速发展,人类活动加剧了土壤重金属的污染,污染程度越来越重,范围越来越广。胡圆圆等[4]对铜陵铜官山铜矿区土壤重金属含量进行了研究。研究结果表明,铜官山铜矿区土壤Cu、Zn、As、Hg平均含量高于铜陵市土壤背景值,土壤已受Cu、Zn、As重污染,受Hg轻污染。
杨西飞[5]运用Matlab软件模糊推理系统(FIS)对铜陵矿区农田表层土壤重金属污染进行了评价,发现该矿区农田表层土壤普遍受到了重金属不同程度的污染,其中Cd污染最严重,其次是Cu,其它各元素依次为Pb>As>Zn>Hg。土壤中Hg、Cd、Cu和Pb元素在表层明显富集,各元素总量在不同深度均明显高于土壤自然背景值,Hg、Cd、Cu、Pb和Zn在垂向上呈递减趋势,且在横向上主要以洋河、顺安河和新桥河为中心向四周递减。不同形态重金属在总量中的百分含量随深度变化明显不同。
王嘉[6]对铜陵的两个矿区(狮子山区朝山金矿主井和铜陵县顺安镇新桥矿业公司主井)土壤重金属污染问题进行了较详细的研究,运用内梅罗指数法和地质累积指数法对研究区进行了现状评价,研究表明,As和Cd为严重超标污染物;As的致癌风险和非致癌风险都大,Cr的致癌风险最大;Cd、Hg、As对生态危害的潜在风险很大;所研究的两矿区均存在很高的致癌风险和生态风险,朝山金矿区相对更高些。
白晓宇等[7]运用地统计学分析手段对铜陵矿区土壤中若干重金属元素进行空间变异分析及空间插值和污染分析,结果表明,As、Cd、Pb、Zn元素的变异函数表现为各向异性,其方向性可能主要受矿床分布控制;Hg元素因受小尺度因子影响较大而呈现块金效应较大。As元素污染的主要是由于铜矿、铅锌矿、褐铁矿矿床及其开发;Cd元素的污染与铅锌矿床及其开发,以及农业污灌有关;Pb、Zn元素的污染与铅锌矿床及其开发密切相关。
1.2 尾矿库
铜陵市是安徽省境内重要的铜生产基地。在铜矿生产的同时,产出了大量尾矿堆存于附近的尾砂库中。尾矿库多建于山间谷地、河流上游地区,其下游是经济、农业发达地区。近几年来,随着经济发展和城市的扩容,部分郊区的尾矿库已经进入市区,尾矿库的环境效应及其安全性令人关注。徐晓春等[8]对安徽铜陵林冲尾矿库复垦土壤采样检测的结果表明复垦土壤中Cu的污染极其严重,As、Zn、Pb的污染较轻。徐晓春[9]还对铜陵凤凰山矿林冲尾矿库中重金属元素的空间分布特征及相关土壤、水系沉积物和植物中重金属元素含量变化进行了研究,发现长期堆存的尾矿会发生元素的次生淋滤与富集。
惠勇[10]等对铜陵市凤凰山尾矿库三个不同凤丹种植地进行了研究,结果表明,尾矿土壤中的Cu、Zn、Cd含量均较高,其中Cu、Cd的含量分别是国家土壤环境质量二级标准的1.04~1.30倍和6.58~9.34倍。矿区近年来种植的作物对重金属的吸收富集作用不明显。
王少华[11]等采集了铜陵市杨山冲尾矿库、尾矿库周边及较远距离土壤、水、植物样品,测定了其中的重金属含量,发现所采集的土壤、水和植物中都存在不同程度的As,Hg,Cu,Zn和Pb等元素的富集现象,且不同元素之间的富集程度也有所差异;重金属元素含量随着远离尾矿库,有逐渐递减的趋势。周元祥[12]等对杨山冲尾矿库尾砂重金属元素的迁移规律进行了研究,发现在自然风化条件下,Cu、As、Hg、Cd和Pb的淋滤迁移速度相对较快,Zn略慢;Zn、Pb、Hg和Cd在50~60 cm深处会发生二次富集;风化后尾砂中Cu、Pb、As和Hg以残渣态为主要赋存形式,其次为铁锰氧化态,其中Zn和Cd以铁锰氧化态含量在表层最高。
1.3 水及水体沉积物
水体及沉积物因其独特的环境特点,往往会成为重金属元素的“源”和“汇”,学者们也因此对其进行了众多研究。张敏[13]等通过测定长江铜陵段枯、丰水期江水中Cu、Pb、Zn和Cd不同形态的含量,分析了四种金属在江水中的存在形态分布,不同水期含量变化,水中悬浮物对金属吸附能力大小,以及近20年来含量的变化情况。发现长江铜陵段江水中各重金属总量丰水期时大于枯水期,重金属各形态含量之间均有差异。与近20年江水中的重金属背景值比较,长江铜陵段重金属含量有普遍升高的趋势。
徐晓春[14]等对相思河的重金属污染情况进行了调查和研究,采用潜在危害指数法对沉积物中重金属进行了评价。研究表明,相思河中下游受到的重金属污染明显比上游严重,Cu和Cd的富集系数和生态危害高。
李如忠[15]等对惠溪河滨岸带土壤重金属形态分布及风险评估进行了研究,研究表明,惠溪河滨岸带土壤中Cd和As达到极高风险等级,Cu为中等风险等级;根据综合污染及潜在生态风险贡献率水平,初步判定As和Cd为惠溪河滨岸土壤重金属污染治理和修复的优先控制对象。
王岚[16]等对长江水系表层沉积物重金属污染特征及生态风险性评价的研究中表明,安徽顺安河位点为极强生态危害范畴。
叶宏萌[17]对铜陵矿区的新桥至顺安河沉积物中五种重金属的全量和形态进行了研究,并结合环境条件分析了它们的横向和纵向迁移变化特征,研究表明该区域沉积物重金属中Cu、Zn、Pb、Cd的均值皆远超长江下游沉积物背景值,其中以Cu和Cd最显著。对重金属横向迁移分析发现,矿山重金属会随着沉积物的距离增加而显著降低,新桥河沉积物的迁移变化显著高于顺安河沉积物。在迁移过程中,Cu、Zn、Cr残渣态逐步增加,毒性减弱,Pb、Cd的活性态比例增大。重金属的纵向迁移分析结果表明,离矿山的位置远近对沉积柱金属的总量和形态起决定作用,矿区下游河流沉积物既受尾矿的影响,也受河流流域物质本身的影响。
1.4 大气沉降物及城区表土与灰尘
随着城市化进程的加快,而带来的交通污染以及其他方面的污染使得大气环境质量越来越差,大气环境污染问题越来越引起人们的注意。李如忠[18]利用美国国家环保局(US EPA)推荐的健康风险评价模型对铜陵市区表土与灰尘重金属污染健康风险进行了研究。研究表明,铜陵城区土壤和地表灰尘已遭受较为严重的重金属污染;不同功能用地的致癌风险均显著超过US EPA推荐的可接受风险阈值范围和国际辐射防护委员会(ICRP)推荐的最大可接受风险值;铜陵市表土与地表灰尘已对公众身体健康构成危害;其中主导致癌与非致癌风险效应的主要污染因子是As,主要暴露途径是手-口摄入途径。
吴开明[19]用藓袋法对铜陵市大气重金属污染进行了研究,发现铜陵市Cu污染最严重,有色金属冶炼工业是铜陵市最主要的污染源,交通运输对大气重金属污染也日趋严重。
殷汉琴[20]对铜陵市大气降尘中铜元素的污染特征进行了研究,采用富集因子法定性地判断各采样点铜元素的来源,研究表明,铜陵市大气降尘中铜元素污染严重并且形成了以铜开采和冶炼企业为中心的污染区域。研究发现铜矿石的开采和冶炼对大气降尘中的铜元素污染贡献较大, 是主要的污染源。
2 重金属污染修复技术与控制措施研究
重金属在土壤、水体、大气、生物体中广泛分布。由于大气和生物体中重金属的特殊性及其主要直接或间接来源于土壤和水体,所以对于重金属的污染修复技术主要集中在对土壤和水体中的重金属污染进行修复。
重金属在土壤中不易随水淋溶,不能被微生物分解,具有明显的生物富集作用且土壤污染具有较长潜伏期;由于土壤、污染物及地域的复杂性,土壤一旦受到污染,其治理不仅见效慢、费用高,而且受到多种因素的制约。目前,治理土壤重金属污染的途径主要有两种:(1)改变重金属在土壤中的存在形态、使其固定,降低其在环境中的迁移性和生物可利用性;(2)从土壤中去除重金属[21]。围绕这两种途径展开的土壤重金属治理措施有物理及物化措施、化学措施、农业生态措施、生物修复等[21~23]。
王华等[24]对我国底泥重金属污染防治研究做了相应综述,提出目前我国底泥重金属污染治理的常用方法有工程治理方法、生物治理方法和化学治理方法。
重金属污染物进入水生生态系统后对水生植物和动物均产生影响,并通过食物链发生富集,引起人体病变,危害人类。目前水体重金属污染治理修复方法主要有物理方法、化学方法、物理化学方法、集成技术、生物方法等[25]。
为控制铜陵市重金属污染、提高环境质量,铜陵市环保局组织编制了《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》,该规划以国家《重金属污染综合防治“十二五”规划》为指导,落实源头预防、过程阻断、清洁生产、末端治理的全过程综合防治理念,提出了一系列重金属污染防治措施,以求能遏制重金属污染趋势,改善区域环境质量,保护人民身体健康和环境权益。
3 结语
对铜陵市重金属污染研究情况进行了介绍,对重金属污染防治措施与修复技术经行了总结。根据目前研究结果表明,铜陵市重金属污染已比较严重。Cd、As、Cu和Pb为主要的污染元素,Hg虽然含量较低,但因为其毒性较大,亦当引起足够的重视。矿石的开采和冶炼以及尾矿的堆积成为铜陵市重金属污染的主要来源,所以首先应控制源头,治理矿石的开采和冶炼,清理尾矿的堆积。由于植被等生物体对重金属具有良好的吸附阻拦作用,可在采矿厂四周设置重金属吸收强防护带,阻止污染向更远扩散。对于已经受到污染的土壤,可以采用生物方法、物理或化学方法去除。
健全重金属污染防治法律体系、做好污染综合防治规划和强化行政管理是防治重金属污染的重要管理手段。《铜陵市重金属污染综合防治“十二五”规划》的提出对铜陵市重金属污染防治具有重要的指导和实践意义。健全重金属污染防治法律体系,实施清洁生产,监督实施环境影响评价验收工作,开发研究重金属污染防治技术等是目前重金属污染防治的重要任务。
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