矿山土壤生态修复相关技术的应用

张亚斌1,李雪强2,何懿恒3

1浙江科环环境工程技术有限公司 浙江 杭州 310000

2浙江一龙环保科技有限公司 浙江 杭州 310000

3浙江本正环保科技有限公司 浙江 杭州 310000

摘要：在我国社会经济不断朝前迈进的过程中，各种矿产资源的开发成为社会发展的重要支撑之一。不过，有关数据表明，大部分矿山企业在完成矿产资源的开采之后未被妥善管理，导致地质灾害频频发生。由此可见，矿山生态修复工作需要受到人们更多的重视。在开展这项工作时，应当对修复区域土壤的实际污染情况进行充分地分析，选用高效的修复技术，确保“对症下药”，实现“药到病除”。

关键词：矿山土壤；生态修复；相关技术；应用；

引言

土壤是生态环境重要的组成部分，是植物生长所需水分及养分的主要来源，在现阶段社会经济的发展下，生产活动导致土壤重金属污染越发严重。在矿产开发时，可能导致大量锌、汞、铅、铜等重金属元素对周围土壤产生污染，因此积极开展修复技术的分析及研究具有重要意义。

1矿山生态修复现状

矿山生态修复是清除矿山废弃地水污染、土壤污染等修复生态资源的行为。中国从1980年后开始重视矿区生态修复，2011年国家正式颁布《重金属污染综合防治“十二五”规划》。石门雄黄矿区作为单独项目区进行综合治理，2012年9月，该地开始对矿区遗留的固体废弃物进行专项安全处置，并对黄水溪进行系统治理，对石门雄黄矿区周边受到污染的农田进行土地治理修复等。2017年，蒙草团队运用“乡土植物+大数据”开展生态修复，经过3年精准修复，生态环境逐渐好转，监测显示矿区植物已由最初的10余种增加到70余种，人、动物、植物、微生物形成稳定、平衡的生态群落，使矿区成为和谐的家园。2022年，西安市资源规划系统认真贯彻落实国家生态文明思想，始终把生态环境保护工作作为重大任务，持续开展了秦岭区域矿山生态修复治理工作。根据“西安市秦岭地区矿山生态综合调查项目”调查结果，自2018年以来，已完成20个历史遗留矿山人工修复任务，累计治理面积83.73hm2（1256亩）。中国迄今已实施大量的土地复垦与生态修复工程，取得了一定成绩。但是受历史欠账多、技术研发力度不够等因素的影响，矿山生态修复缺口仍然很大。中国矿山的总体复垦率仍不及10%，与发达国家50%以上的复垦率相距甚远。

2矿山土壤生态修复相关技术

2.1液压喷播植草技术

液压喷播植草技术来源于国外，是1种新近开发的植物生态修复技术形式。这种技术在实际应用期间，需要在混合箱内将色素、土壤改良剂、纸张、粘着剂、肥料以及草籽等物质按照相应的比重与水混合之后进行充分地搅拌。在完成修复材料的制备之后，用相应的机械设备将混合后的材料喷射到被污染的矿山土壤中。该技术本身有着较为鲜明的优势，在完成草籽的均匀喷播之后，能够在土壤表面形成一层薄膜，这种薄膜本身具有保温和保水性能，可以为植物种子发芽提供良好的条件，并且有着较高的施工质量和施工效率。除此之外，这种技术有着较为良好的防护效果，在应用到矿山土壤生态修复工作中30d左右，即可以实现70%以上的植被覆盖。此外，液压喷播植草技术还能够适应多种气候条件。

2.2地形地貌重塑

对露天采坑进行充填，设计充填标高为170～172m，填充物是当地建筑垃圾、渣土及基坑排土等无污染和符合环境保护要求的废弃物。实施主体为当地政府，充填可消除矿山地质灾害，重新塑造矿区地形地貌。本项措施的重点和难点是填充物的收集，整个项目需要填充物约230万m3，充填高差为25～27m，大体量的填充需要行政手段进行干预，在当地全域范围收集合格填充物，致使实施时间变得不确定。另外，充填后，地表可能出现下沉。要成立由当地政府领衔的工程项目指挥部，由当地政府采取行政手段，主抓实施，收集当地无排弃去处的渣土、建筑垃圾、基坑排土等无污染废弃物作为填充物。在排弃过程中分层压实，减小填充坑的地表下沉和变形，并充分考虑实施周期，建立项目实施计划，有效衔接土地复垦。

2.3化学改良技术

重金属元素会以各种形态储存在土壤及沉积物中，分为可交换的形态、碳酸盐的结合形态、有机结合形态及铁锰氧化物的结合形态等。重金属呈现出的不同形态，不仅对其可溶性产生较大影响，还影响其在土壤中进行移动、地下水的污染风险、生活的活性等。为有效降低土壤污染对环境产生的风险，在不破坏土壤结构及肥力的前提下，寻找较为广泛的应用价值、价格低廉的修复技术具有重要意义。化学的改良技术随之出现，通过在土壤中投放各种改良剂，调节土壤中酸碱度及其化学组成。利用石灰、磷肥及有机质将受到重金属污染的土壤进行改良，传统方式是在土壤中添加石灰，提高土壤的pH值，有效降低重金属的移动性。除此之外，利用沸石、纤维状硅酸盐、氧化铝及氧化铁等，对土壤中的重金属加以固定。虽有较好的效果，但是会降低磷酸盐及Mn对植物产生的有效性，使土壤溶液中所含硝酸盐浓度不断增加，提高腐殖质的分解力，增加土壤中所含Cu及Pb具有的可移动性。在近些年的研究中，利用磷肥及有机肥料对重金属污染的土壤加以改良时，金属阳离子容易与土壤中的有机物质负电荷或磷酸盐生成具有难溶性的化合物质，可降低土壤中重金属具有的生物活性。对受重金属污染的土壤加以改良的关键点，是在多种化学环境下才能发挥作用。与此同时，固定后的重金属要有较强的稳定性，也就是其pH值、土壤溶液的变化、温度均不会对其稳定性及滤出性产生影响，因此进行固定剂的科学选择具有重要意义。化学改良具有较低的处理成本，不需建立处理场地，在重金属污染的土壤中具有较好的应用效果。

2.4BS活性土壤生态修复技术

BS活性土壤生态修复技术中BS的中文含义为土壤盐基饱和度，这一技术主要是借助现代化程度较高的生态修复技术的理念以及成果，同时基于当前已经存在的传统客土喷播技术的前提，引入土壤菌理论，通过较为独特的技术和工艺，研制出1种更加适合植物生长发育的土壤基材。该土壤基材的优势也十分明显，例如水土保持功能强大，肥力供应可持续化，固土、透气、保水性能优良，土壤活性强以及土壤团粒结构含量高等，能够对风雨侵蚀起到有效抵御作用，从根本上避免出现水土流失的情况。在确保基面坡体足够稳定的情况下，借助人工作业、机械作业或者是喷附作业的形式，营造土壤基材。植物既可以在基材团粒保水剂的湿润以及肥料、客土等条件和环境的支撑下在短时间内萌芽，并逐渐发展成为植物根系网络，实现植物生长发育的健康化。与此同时，还可以将现阶段土壤基材活性程度不佳、肥力供给难以持续的问题进行有效克服和解决，实现植被群落生长和发育的可持续化。BS活性土壤生态修复技术在生土基面、沙化基面以及岩石无土基面中的应用可以有效加快岩石风化的进程，即熟土腐殖化进程、生土熟土化进程和土壤化进程，这对于土壤造肥功能的提升是十分有利的。

结束语

矿山土壤生态修复技术能够在受污染矿山土壤修复之中发挥相应的作用，降低污染程度，修复自然生态。但也存在一定的不足，难以在所有污染类型的矿山土壤修复中发挥作用，还需要进一步拓宽研究范围，钻研多种矿山土壤的修复技术形式，推动相关行业实现健康、长久发展。

参考文献

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