矿山废弃土地复垦技术研究进展
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矿区废弃地土壤生态恢复研究进展矿区废弃地土壤生态恢复是国内外环境科学领域的热门话题之一,是保护生态环境和实现可持续发展的重要任务之一。
近年来,随着环境污染的日益严重,矿区废弃地的生态恢复问题越来越引起人们的关注。
本文将对矿区废弃地土壤生态恢复的研究进展进行综述。
矿区废弃地土壤污染主要来源于矿区生产活动中的有毒有害物质的排放,这些物质往往经过化学反应、生物降解等过程后,形成了复杂的污染物组成体系,对环境和生态系统产生了严重的影响。
因此,矿区废弃地土壤生态恢复面临着污染程度深、复杂性高、恢复难度大等诸多问题。
矿区废弃地土壤生态恢复的研究内容主要包括:废弃地土壤物理、化学和生物学的特点、污染物的种类和含量、生态系统的结构和功能等。
目前,国内外在矿区废弃地土壤生态恢复方面的研究已经取得了很多成果。
一、土壤修复技术土壤修复技术是恢复矿区废弃地土壤生态的主要手段。
目前,常用的土壤修复技术主要包括:1、物理处理技术物理处理技术主要包括:挖掘、覆盖和固化等方式。
挖掘技术是通过挖掘污染土壤,将其运送到其他位置,实现污染物分离的目的。
覆盖技术是利用特殊材料覆盖在污染土壤表面,防止污染物外溢。
固化技术是利用试剂使污染物形成浸润、涂层等形式使其难以渗透。
化学处理技术主要是通过添加试剂来改善废弃地土壤的环境。
主要用于处理体积较小的污染源,可以降低低浓度有机和无机污染物的浓度。
生物处理技术主要是利用植物和微生物降解废弃地土壤中的污染物,促进污染物的生物循环和土壤改良。
又分为抑毒修复、植物修复和微生物修复三种。
1、物理因素物理因素包括土壤质地、结构、孔隙度、渗透性等。
这些因素影响着生态系统土壤层的形成、土壤通气性、渗透性、水分和养分的供应等。
2、化学因素化学因素影响着污染土壤的物理性质、化学性质、生物学性质、常数等方面。
包括有机、无机污染物对生态系统产生直接和间接影响,影响花卉植物生长和植物的生理代谢过程。
生物因素主要是指土壤中生物的种类和数量。
矿区废弃地土壤生态恢复研究进展1. 引言1.1 矿区废弃地土壤生态恢复研究进展矿区废弃地土壤生态恢复是当前环境保护领域的一个重要课题,随着矿业开采活动的日益增加,废弃矿区所占用的土地面积也在不断扩大,给土壤生态系统带来了严重的破坏。
矿区废弃地土壤生态恢复研究逐渐成为学术界和实践界关注的焦点之一。
近年来,国内外学者对矿区废弃地土壤生态恢复展开了一系列探索和研究工作,取得了一些令人瞩目的成果。
针对不同类型的废弃矿区,研究者们提出了各种不同的生态恢复方案,涉及土壤修复、植被恢复、物种保护等多个方面。
在技术手段方面也出现了一些新的突破,如生物修复技术、植物搭建技术等,为废弃矿区的生态环境恢复提供了新的可能性。
尽管矿区废弃地土壤生态恢复研究取得了一些进展,但仍面临诸多挑战和困难。
矿区废弃地土壤的污染程度较高,生态系统复杂性较大,如何在实际工程实践中有效地进行生态恢复成为亟待解决的问题。
未来的矿区废弃地土壤生态恢复研究需要不断创新,加强跨学科合作,探索更有效的生态修复技术和方法,为实现矿区废弃地土壤的可持续利用和发展贡献力量。
2. 正文2.1 矿区废弃地土壤生态恢复现状矿区废弃地土壤生态恢复现状可以说是一个长期而又复杂的过程。
随着矿业开采规模的不断扩大和矿区废弃地面积的增加,矿区废弃地土壤生态破坏问题也日益突出。
矿区废弃地土壤受到矿石开采、矿石浸出、矿石运输、生产废水与废渣排放等活动的影响,土壤结构、质地、肥力等性质遭受破坏和变异,从而导致土壤的功能减弱,生态系统受到破坏。
矿区废弃地土壤生态恢复现状需要关注的重点是矿区废弃地土壤的污染程度、土壤层次的结构状况、土壤中微生物群落的种类及数量等方面。
通过充分了解矿区废弃地土壤的现状,可以为制定科学合理的恢复方案提供依据。
目前,针对矿区废弃地土壤的生态恢复工作已开始逐渐展开,但仍存在着不少挑战,如恢复周期长、成本高、效果难以保障等问题。
矿区废弃地土壤生态恢复现状虽然仍面临诸多挑战,但各界对其重视程度不断提高,相信在政府、企业、科研机构和社会各界的共同努力下,矿区废弃地土壤的生态恢复工作将取得更大进展。
废弃煤矿土地复垦研究在自然界赋予我们的资源中,最宝贵的便是我们的土地资源,它是万物之本,是生命之源,是人类赖以生存和发展的基础,人类进行生产和生活所需的物质皆来源于土地。
我国地大物博,土地资源面积960万平方公里,居世界首位,但由于人口众多,人均面积少,使得我国成为一个人地矛盾非常突出的国家,人均耕地少,粮食产量不足,资源消耗大,这些都将成为制约我国经济与社会发展的重要因素。
随着当前经济的飞速发展与科技的全面进步,资源问题成为衡量一个国家的综合实力的重要标志,未来的社会对我们国家提出了更高的要求,“切实保护耕地,合理利用每一寸土地”成为我国的一项重要国策。
当前煤矿业作为一项基础性的产业,在我国经济发展和社会建设中发挥着举足轻重的作用。
但是随着社会的发展,人类对资源(尤其是煤炭)的需求量越来越大,开采力度大力增强,不惜以破坏大量的农用地为代价来获取更多的价值。
众所周知,煤矿资源的开发与利用,便会不可避免的压占和破坏大量的土地,便不可避免的引发一些环境破坏的问题。
采矿业在给我们创造巨大经济效益的同时,也带来许多不容忽视的负面效应:大面积的土地塌陷、房屋受损、频繁发生大的地质灾害等,给国家的可持续发展带来了诸多障碍。
矿区采煤造成了严重的土地破坏,改变了土地利用条件,使得土地利用方式发生改变,土地生产力下降,改变了原有农业格局,耕地数量的减少,坑塘面积的增多,地面景观格局改变,直接影响了我们生态环境、经济发展与人民的生命财产安全;耕地面积的减少,农业设施的被破坏使得农业产出率降低,农民的经济损失严重,这样更加剧了矿区的人地矛盾,工农业之间的征地矛盾愈演愈烈;“三废”的恶性排放,加剧了生态环境的破坏。
农民失去了赖以生存的耕地资源,生活失去基本的保障,加剧了与矿区企业的诸多矛盾,甚至导致各种违法乱纪现象的发生频率增加,给社会带来了很多的不稳定因素,严重的影响了矿区的和谐与发展,给新时期建设小康社会和社会主义新农村带来了障碍,影响了国民经济的随着科技的进步和社会的发展,人类创造了巨大的物质财富,加速推进了物质文明与精神文明的发展。
矿废弃地复垦利用工作研究随着我国矿产资源的不断开采和利用,矿废弃地的数量也在不断增加。
矿废弃地不仅占用土地资源,而且对周围环境产生严重影响,严重威胁着生态环境的稳定性和可持续发展。
矿废弃地的复垦利用工作具有重要意义。
本文将从矿废弃地的现状和问题、复垦利用的意义和方法以及存在的问题和对策等方面展开研究探讨。
一、矿废弃地的现状和问题矿废弃地是指在矿山开采过程中产生的废弃物堆积而成的区域。
随着我国煤炭、金属矿产等资源的大规模开采,矿废弃地的数量也在不断增加。
根据中国地质调查局发布的数据显示,我国每年新增的矿废弃地面积超过1000平方公里,其中不少面临着严重的环境问题。
矿废弃地的存在严重占用土地资源。
矿废弃地往往占据着大片的土地,且因其污染和变质的特性,对土地资源造成了严重的浪费。
矿废弃地的存在严重影响了周围的自然环境。
废弃的矿山往往带有大量的废渣和污染物,对土壤、水资源产生了严重的污染,同时也对周围的生态环境带来了严重破坏。
矿废弃地的存在也给周围的人们带来了很大的安全隐患。
由于部分矿废弃地未得到及时治理,存在着坍塌、滑坡等安全隐患,严重威胁周围居民的生命财产安全。
由此可见,矿废弃地的存在严重影响了周围的生态环境和人们的生活安全,必须加大复垦利用工作的力度,将这些被废弃的矿山变成生态环境良好的土地资源。
二、复垦利用的意义和方法复垦利用矿废弃地具有非常重要的意义,不仅可以有效解决矿废弃地带来的问题,而且还可以有效提高土地资源的利用价值,促进生态环境的稳定和可持续发展。
复垦利用矿废弃地可以有效节约土地资源。
复垦后的矿废弃地可以用于耕地、林地、草地等用途,有效减少了土地资源的浪费。
复垦利用矿废弃地可以改善周围的生态环境。
复垦后的矿废弃地能够改善周围的水土环境,提高空气质量,促进生态平衡,改善了周围居民的生活条件。
关于复垦利用方法,可以从生态修复、资源综合利用、绿色经济发展等方面入手。
生态修复是指通过植被恢复、水土保持等方法,将废弃的矿山恢复成为生态良好的土地资源;资源综合利用是指利用矿废弃地中的资源,如煤矿渣、矿山水等,进行资源化利用,提高了资源的综合利用效率;绿色经济发展是指在复垦利用过程中,推动绿色产业的发展,提高了土地资源的经济效益。
矿废弃地复垦利用工作研究矿废弃地复垦利用工作是生态环境保护和经济发展的重要领域之一。
随着国家对环境保护意识的日益加强,对矿废弃地的复垦利用已经被提上议程。
矿废弃地指的是矿山开采和选矿过程中所产生的废弃物、坑沟和各种污染物形成的荒地。
矿废弃地复垦利用工作主要包括三个方面:一是尽可能地降低矿废弃地对环境的污染,减少矿废弃地对周边区域的影响,保障周边人民的健康;二是利用矿废弃土地进行经济发展,培育新兴产业,提高当地的经济水平;三是通过绿化、固碎、填埋、复垦等方式将矿废弃地转化为绿色的生态环境,恢复自然生态系统,提高生态环境质量。
矿废弃地复垦利用工作的目标需要协调经济利益和生态利益,形成双赢的局面。
在进行矿废弃地复垦利用工作时,需根据不同类型的矿废弃地进行分类管理。
一方面,具有污染性的矿废弃地需要采取措施加以治理,改善生态环境并减少环境污染;另一方面,非污染性的矿废弃地可以进行复垦利用,比如发展旅游业、建设农业生态园、设立文化体育设施等,实现资源的再利用。
在具体操作过程中,需要对矿废弃地进行立体化的规划,包括地貌、土地、水利、空气等全面考虑。
矿废弃地应该根据其土地利用类型,依据生态和环境要求、产业发展需要等综合因素,科学制定复垦规划。
并且还需采用可持续的土地利用方式,例如以农林牧渔结合的方式发展农业、林业、畜牧业和渔业,这些行业有助于矿废弃地的复垦,也能为当地经济带来可持续的发展。
除此之外,还需要注重技术创新。
在矿废弃地治理技术方面,可以采用生物、物理、化学等各种手段加以治理和修复。
多种技术手段的联合使用可以更好地解决矿废弃地治理的问题,例如采用固结剂、抗风沙苗木、高效有机肥等手段,通过机械化复垦等方法将废弃地改造成人居环境。
矿废弃地复垦利用是一项长期的系统工程,需要政府、企业和社会全体力量的合作共同推进。
政府应该出台相关政策和法规支持矿废弃地的复垦利用工作,鼓励企业参与矿废弃地复垦利用工作。
同时,还需要加强公众的环境保护意识,树立生态文明观念,使全社会共同参与矿废弃地复垦利用工作。
矿区土地复垦与生态重建治理措施研究随着矿产资源的逐渐枯竭和对环境保护意识的逐渐增强,矿区土地复垦与生态重建愈发成为社会关注焦点。
在矿区开采活动结束后,如何对矿区进行土地复垦与生态重建,成为了世界范围内矿区治理面临的重要课题之一。
本文旨在探讨矿区土地复垦与生态重建治理措施的研究,分析当前面临的挑战,并提出相应的解决方案。
一、矿区土地现状随着矿区开采的不断深入,矿区土地面临着严重的生态破坏和环境污染。
一方面,矿区开采活动导致大量土地被毁坏,植被被破坏,土壤被污染,导致大面积的裸露地表和土地荒漠化;矿区开采活动产生的废水、废渣、尾矿等废弃物污染了土壤和水体,严重影响了周边的生态环境。
一旦矿区开采结束,急需对矿区进行土地复垦和生态重建,以恢复生态平衡,减轻对环境的压力。
二、矿区土地复垦与生态重建的挑战在矿区土地复垦与生态重建过程中,面临着诸多挑战。
矿区土地复垦需要大量的资金投入和人力物力的支持。
因为矿区废弃地表存在着大量的毁坏土壤和植被,需要对其进行大规模的植被恢复和土壤修复,而这些工程需要大量的资金和专业团队支持。
矿区开采活动带来的土壤和水体污染问题,需要进行有效的治理和修复。
废弃的开矿设施和堆放的废渣尾矿也需要进行清理和处理,以避免对周边环境的长期影响。
矿区土地复垦与生态重建需要面对当地社会经济的发展问题,如果矿区土地复垦与生态重建能够与当地的产业发展和社会经济发展相结合,将更有利于可持续发展。
为了解决矿区土地复垦与生态重建面临的种种挑战,需要采取一系列有针对性,科学有效的治理措施。
应建立健全的矿区复垦治理机制,加强政府对矿区土地复垦与生态重建的政策支持和资金保障。
政府要建立相关的法律法规和政策制度,明确矿区复垦的责任主体和监管机构,加大对矿区复垦的资金投入。
要加强科研技术支撑和人才培养,开展矿区土地复垦与生态重建相关技术的研究和推广。
针对不同的矿区类型和土壤、水体污染情况,设计针对性的修复方案和技术路线,并培养一支高素质的技术队伍,为矿区复垦提供科技支撑和人才保障。
矿山废弃土地复垦技术研究进展[摘要]矿业开发破坏和侵占了大量的土地资源,其生态恢复成为当前世界尤其是我国急需解决的问题之一。
简要介绍了国内外废弃地的研究现状以及我国矿区废弃地复垦的紧迫性,同时总结了矿区废弃地的复垦技术以及复垦后的效果。
0引言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,如高含量的重金属、极端的pH值和有害的选矿材料等。
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。
我国是一个矿产资源大国,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。
1 国内外对矿山废弃地复垦的研究现状欧美等国家对土地复垦技术的基础研究开展较早,促进了对土壤改造、政策法规及现场管理等方面的研究和水平的提高,积累了大量的成功经验,形成了庞大的技术产业。
国外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。
土地复垦后的利用模式则可以多种多样,通常是视采矿废弃地自身的特点、位置1而定。
可供选择的利用模式有林、农、牧、保护区、娱乐、工商业用地、房地产及垃圾填埋等多种形式。
国外在此领域取得了以下成就:1)开创了应用生态学的新领域――恢复生态学,并在此基础上建立了多种矿山土地复垦模式和自维持生态系统;2)经复垦后的矿山废弃地有了新的使用价值,改善了人类社会的生存环境并创造了全新的生态系统;3)在环境恶化的区域,矿山废弃地面积有所减少,生态环境质量得到改善;4)发展了一支由专业化程度较高、具有较高理论和实践水平的科研和工程技术人员组成的队伍,为进一步开展工作奠定了坚实的基础。
矿废弃地复垦利用工作研究矿废弃地复垦利用是指对废弃的矿山、采石场、烟囱渣堆等区域进行资源利用、生态修复、再利用以及土地再生等一系列综合性的工程和技术手段。
这种方式既能够在既有工业基础上发挥其优势和潜力,又可以整合资源和环境,实现可持续发展的目标。
本文旨在探讨矿废弃地复垦利用工作研究的相关问题,包括资源利用、生态修复、再利用以及土地再生等方面。
一、矿废弃地复垦利用的资源利用矿产资源是国民经济的重要支柱,但过去的矿产开采方式未能完全利用资源,导致废弃的矿山、采石场等矿废弃地面积增大,形成了资源浪费的局面。
为避免矿废弃地继续浪费资源,需要采取切实可行的资源利用方法。
首先是重要的金属矿物,如铁、铜、铅、锌等,这些金属矿物中含有大量的资源,但由于现有技术水平和加工成本较高,导致许多矿废弃地中的这些金属矿物未被完全利用。
因此需要建立高效的金属矿物提取技术,从而有效地利用这些资源。
其次是非金属矿物,如煤炭、石灰石、石棉、硫矿等。
这些矿物虽然不具备直接经济价值,但可以作为工业原料,如煤炭可用于发电、钢铁等行业;石灰石可用于建筑、水泥及化肥等行业;石棉能够生产隔热材料、绝缘材料、高压电缆等,还能用于造纸等行业。
因此可以通过技术手段,将这些非金属矿物加工,进而利用。
最后是矸石及矿泉,矸石及矿泉可以作为建筑材料、路基材料、水泥材料、陶瓷原料、沥青混合料等。
此外,还可通过回收矿泉提取金属等,从而实现矿产资源的再次利用。
矿废弃地复垦利用中的生态修复是保持生态平衡的重要步骤。
过去的矿山开采过程中,往往破坏了大面积的植被,破坏了整个生态系统。
为了维持生态平衡,需要通过生态修复手段,恢复和重建生态系统,以使矿废弃地可以再次成为可持续利用的土地。
生态修复的手段可以分为两种类型:生物修复和物理化学修复。
生物修复主要利用植物、土壤微生物等对环境进行修复,物理化学修复主要利用化学物质、人工修复等措施进行修复。
生物修复是修复手段中主要的手段之一,通过合理的植被配置,可以达到快速恢复环境的目的。
收稿日期:2006-10-16基金项目:贵州省教育厅基金和省长基金资助项目。
作者简介:李海英(1981-),女(汉族),甘肃平凉人,贵州大学资源与环境学院硕士研究生。
矿山废弃土地复垦技术研究进展李海英 顾尚义 吴志强(贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳550003) 摘要:矿业开发破坏和侵占了大量的土地资源,其生态恢复成为当前世界尤其是我国急需解决的问题之一。
简要介绍了国内外废弃地的研究现状以及我国矿区废弃地复垦的紧迫性,同时总结了矿区废弃地的复垦技术以及复垦后的效果。
关键词:矿区废弃地;复垦技术;复垦效果中图分类号:X 53 文献标识码:A 文章编号:1671-8550(2007)02-0043-030 引言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,如高含量的重金属、极端的p H 值和有害的选矿材料等。
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。
我国是一个矿产资源大国,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。
1 国内外对矿山废弃地复垦的研究现状欧美等国家对土地复垦技术的基础研究开展较早,促进了对土壤改造、政策法规及现场管理等方面的研究和水平的提高,积累了大量的成功经验,形成了庞大的技术产业。
国外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。
土地复垦后的利用模式则可以多种多样,通常是视采矿废弃地自身的特点、位置而定。
可供选择的利用模式有林、农、牧、保护区、娱乐、工商业用地、房地产及垃圾填埋等多种形式。
国外在此领域取得了以下成就:1)开创了应用生态学的新领域———恢复生态学,并在此基础上建立了多种矿山土地复垦模式和自维持生态系统;2)经复垦后的矿山废弃地有了新的使用价值,改善了人类社会的生存环境并创造了全新的生态系统;3)在环境恶化的区域,矿山废弃地面积有所减少,生态环境质量得到改善;4)发展了一支由专业化程度较高、具有较高理论和实践水平的科研和工程技术人员组成的队伍,为进一步开展工作奠定了坚实的基础。
我国矿山废弃地生态恢复工作起步于20世纪70年代末80年代初,由于当时的政策和技术方面的原因,废弃地生态恢复工作在总体上处于零星、分散、小规模、低水平的状态。
改革开放20多年以来,我国土地复垦经历了从自发性零星复垦到自觉性有计划复垦、从单一型复垦到多形式复垦、从无组织到有组织、从无法可依到有法可依的巨大变化。
尤其是1988年国务院颁布的《土地复垦规定》实施以后,采矿塌陷地、矸石山、露天采矿场、排土场、尾矿场和砖瓦窑取土坑等各类破坏土地的复垦工作受到了全社会的高度重视,也取得了较大的进展,复垦方法从“一挖二平三改造”的简单工程处理发展到基塘复垦、疏排降非充填复垦、矸石和粉煤灰等充填复垦、生态工程和生物复垦等多种形式、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,还对修复后的土壤肥力以及各项指标进行了研究,使我国的废弃地复垦工作逐渐迈上了系统化、整体化和高效化相结合的生态发展阶段。
2 矿区废弃地的复垦技术211 物理措施34第5卷 第2期2007年4月 矿 业 工 程Mining E ngineering改善矿区受污染土壤的物理措施包括排土、换土、去表土、取客土4种方法能够解决上述各种问题,但覆盖土壤的费用较高,在经济条件较好、生态环保意识较强的矿山较容易使用。
在清水塘重金属污染地区的复垦中,使用客土的方法进行修复,修复后的效果较好[1]。
露天和井下采矿因采矿工序的不同所产生的废弃地不尽相同,因此在其物理修复过程中采用不同的方法:———露天采矿废弃地物理复垦技术:露天采矿主要会产生露天的采场和排土场,以及废弃的矿坑和堆放的尾渣,其复垦方法:1)露天采场的复垦主要是将矿坑内排土回填后,再覆盖一定厚度表土,形成供农业或林业发展用的梯田;2)排土场复垦主要包括排弃物料的分采、分堆和土场的整治。
分采分堆是根据土壤和围岩的物理化学性质,实现排弃物料的合理立体分布,形成适合农业或林业的土层;排土场整治主要指土场的后期整平和变坡措施;3)废弃矿坑的复垦主要是充填复垦技术,现在较成熟的采用粉煤灰充填复垦,该方法既利用了固体废弃物,又防止其占用土地和污染地下水;4)尾渣堆的复垦主要采用覆土方法,将废弃尾渣平整后,用熟土和尾渣的混合土进行覆盖。
舒俭民等[2]在对石墨矿尾渣堆的复垦中发现,复垦后的土壤必须补充一定的水分和肥料后才能恢复种植。
———井下采矿废弃地物理复垦技术:主要造成的废弃地就是塌陷地,其土地复垦主要包括疏干法、挖深垫浅法以及充填复垦。
疏干法主要是指开挖大量排水渠,使塌陷区的积水排干,再加以必要的整修工程,使塌陷区不再积水,并得以恢复利用;挖深垫浅法是将塌陷深的区域再挖深,形成水(鱼)塘,取出的土方充填塌陷坑浅的区域,形成耕地,达到水产养殖和农业种植并举的目的;充填复垦技术是采用粉煤灰进行充填。
李芬等[3]通过对采煤沉陷地的新型修复材料进行研究发现,粉煤灰和糠醛渣以4∶1和9∶1的质量比混配的新型基质适合多种植物正常生长的肥力标准,而且重金属含量不超标,为沉陷地的修复提供了新的理论与途径,而且以废治废,大大降低了复垦成本,该方法值得借鉴。
对于废弃地的物理修复还有动电修复方法,它是在污染土壤中插入电极对,并通以直流电,使重金属离子在电场作用下通过电渗析向电极室迁移,然后将其收集,并作进一步的处理。
动电修复作为一种原位修复技术,近年来发展较快。
但由于土壤系统中组分的复杂性,经常出现实际应用与实验结果相反的现象,而使该方法的推广受到限制。
212 化学措施由于矿区废弃地受到破坏与污染,其土壤结构很差或被破坏,土壤养分本来就不多且流失加速,或含有过高的重金属以及过酸或盐渍化,因此要采取一定的措施降低其酸性,提高土壤肥力。
目前采用的化学措施主要有:———施用易溶性磷酸盐可促使土壤中重金属形成难溶性盐,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(Na3PO4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。
Ma[4]发现磷石灰(Ca5 (PO4)3O H)可以固定溶解性的铅;Cotter2 Howells[5]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;Sally Brown[6]等用交互实验研究调查镉、铅和锌污染土壤修复的效果,结果发现磷以颗粒态或磷酸的形式加入可降低重金属的生物有效性,增加植物产量。
———施用含Ca2+化合物。
在废弃地中施加CaSO4或CaCO3等可以解决Ca2+含量低和改善其酸性条件的问题。
一般来说,重金属氢氧化物溶解度仅次于硫化物,并可通过施加CaCO3提高p H 值,降低其溶解度。
土壤中施用石灰,使重金属生成氢氧化物,而且可以提高土壤的p H值,引起重金属与钙共沉淀现象来促进重金属沉淀的产生。
当废弃地的酸性较高时,应少量多次施用碳酸氢盐与石灰,防止局部石灰过多而使土壤呈碱性;对于碱性废弃地,宜采用CaSO4以及硫酸氢盐等物质改善废弃地的环境。
J1G1Davis[7]等通过对污染土壤中锌毒性实验研究,结果发现加入石灰石能提高土壤p H值,降低植物中锌的浓度,同时提高了植物的产量。
———添加营养物质提高土壤肥力。
大部分矿山废弃地缺乏N、P等营养物质,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,因此须少量、多次的施肥补充土壤的肥力效果才好;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。
这些都可作为阴阳离44 矿 业 工 程 第5卷 第2期子的有效吸附剂,提高土壤的缓冲能力,降低土壤中盐分的浓度,促使多种重金属的植物毒性降低,阻碍它们进入植物体,同时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。
213 生物措施———植物修复。
主要是利用超积累植物对重金属的吸收作用、改善土壤理化性质,把重金属由地下转移到地上部分(含根茎),随后收割地上部分进行集中处理,以降低土壤中重金属含量。
它是一种有效和廉价处理某些有害废物的新方法。
Mishraa[8]等对盐碱化土壤种植植物后的理化特征研究表明,随着种植年限的增加,土壤的理化性质都发生了明显的改变,提高了土壤肥力。
我国曾在植物修复方面作过很多研究[9,10]。
但在实际操作过程中还存在较多问题,因此植物修复技术还有待于进一步完善。
———微生物修复。
指利用微生物的生命代谢活动减少土壤中有毒有害物的浓度或使其完全无害化,从而使受污染的土壤能够部分或完全地恢复到原始状态。
因为有些微生物具有嗜重金属性,利用微生物对重金属污染介质进行净化,在水体污染中被证明是一种较好的方法。
微生物修复用于土壤污染的治理已近十余年,是一种行之有效的方法。
目前我国对污染土壤微生物修复的原理进行了积极的研究。
目前修复技术包括:添加营养、接种外源降解菌、生物通气、土地处理、堆肥式处理等。
3 矿区废弃地复垦效果研究尽管对于废弃地的修复有诸多措施,但不同的方法都存在着利弊关系。
近年来,对废弃地的科学研究已经从单一的复垦措施发展到对修复后的土壤各项指标的广泛研究。
张蕾娜[11]等对采煤沉陷区复垦土地的养分含量、物理性质以及作物产量的变化进行了研究,结果发现用粉煤灰充填复垦的土壤随着复垦年限的增加,土壤养分含量呈增加的趋势,土壤容重逐渐减小,种植作物的产量逐渐增加,5年后基本达到或超过中等水平。
孙泰森[12]等通过对五阳矿区采煤塌陷地混推和剥离两种复垦技术以及不同复垦时间条件下土壤养分(有机质、氮、磷、钾)和重金属元素(镉、铅、铬、汞)含量及物理性质进行分析研究,结果表明煤矿区采煤塌陷地复垦的技术对土壤养分含量、物理性状以及在土体中的分布状况影响较大,并且剥离复垦技术的效益较好,为合理确定矿区土地复垦的技术和地力恢复时间提供一定的借鉴。