生态修复技术在矿山废弃地环境治理中的应用探讨

生态修复技术在矿山废弃地环境治理中的应用探讨

田伟霞

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摘要：本文深入探讨了生态修复技术在矿山废弃地环境治理中的应用。矿山废弃地因长期开采活动而遭受严重破坏，导致生态系统失衡、土壤退化、水体污染等一系列环境问题。针对这些问题，本研究系统分析了矿山废弃地的特征、成因及其对环境的影响。文章重点阐述了植被修复、土壤改良和水环境修复等生态修复技术在矿山废弃地环境治理中的具体应用方法和效果。通过植被修复技术，可以恢复矿区植被覆盖，改善生态环境；土壤改良技术有助于提高土壤肥力，为植被生长创造良好条件；水环境修复技术则能够净化污染水体，恢复水生态系统。本文的研究成果为今后矿山废弃地的生态修复工作提供了理论依据和实践指导，对推动矿业可持续发展具有重要意义。

关键词: 生态修复技术 矿山废弃地 环境治理 植被修复 土壤改良 水环境修复

第1章 矿山废弃地的环境问题

1.1 矿山废弃地的特征及成因

矿山开采活动作为人类社会发展的重要支柱，为经济繁荣提供了不可或缺的资源保障。然而，这一过程也不可避免地给生态环境带来了深远影响。随着矿产资源的逐渐枯竭，大量矿山废弃地应运而生，成为当前环境治理的重点难题之一。

矿山废弃地通常呈现出地形地貌破碎、土壤结构遭受严重破坏、植被覆盖率低下等典型特征。这些特征的形成源于长期的采矿活动对原有地表的剧烈改变。露天开采造成的巨大采坑、地下开采引发的地表塌陷，以及堆积如山的废石场，都极大地改变了原有的地形地貌。采矿过程中，大量表土被剥离，导致土壤层次混乱、有机质含量锐减。

1.2 矿山废弃地的环境破坏及影响

矿山开采活动对生态环境造成的破坏往往是长期的、多方面的。地表植被遭到严重破坏，导致生物多样性锐减，生态系统功能退化。大面积的裸露地表加剧了水土流失，降低了土壤肥力，使得土地生产力显著下降。矿山开采过程中产生的大量废石、尾矿等固体废弃物堆积，不仅占用大量土地资源，还会造成粉尘污染，影响周边空气质量。

水资源污染是矿山废弃地面临的又一严峻问题。采矿活动改变了原有的水文地质条件，导致地下水位下降，地表水体减少。矿井排水和选矿废水中含有大量重金属离子和有害物质，如果未经处理直接排放，会对周边水体造成严重污染。以某铜矿区为例，废水中铜离子含量高达25mg/L，远超地表水环境质量标准。这些污染物通过食物链富集，对生态系统和人类健康构成潜在威胁。

矿山废弃地的环境破坏还会引发一系列地质灾害。采空区的形成导致地表塌陷，威胁周边建筑和居民安全。废石堆和尾矿库在暴雨条件下容易发生滑坡、泥石流等灾害。某煤矿区因地下采空引发的地表塌陷面积达到2.3平方公里，造成大量耕地和村庄受损。

第2章 生态修复技术在矿山废弃地环境治理中的应用

2.1 植被修复技术

植被修复技术在矿山废弃地环境治理中扮演着至关重要的角色。这种技术通过重建植被群落，不仅能够改善矿区的生态环境，还能够促进生物多样性的恢复。在实际应用中，植被修复技术需要考虑矿区的具体情况，如气候条件、土壤特性和地形特征等因素。

选择适宜的植物种类是植被修复成功的关键。耐旱、耐贫瘠、生长迅速的先锋植物往往是优先考虑的对象。例如，在某些矿区，苜蓿、紫花苕子等豆科植物因其固氮能力强，有助于改善土壤肥力，成为了理想的选择。

植被修复过程中，采用合理的种植方法和管理措施同样重要。混播技术能够充分利用不同植物种类的互补作用，提高植被覆盖率和生态效益。此外，定期的浇水、施肥和病虫害防治等管理措施也不可或缺。在一些地形复杂的矿区，可能需要采用喷播、植生带等特殊技术来克服种植困难。通过这些努力，矿山废弃地逐渐恢复生机，重新成为生态系统的有机组成部分。

2.2 土壤改良技术

矿山废弃地的土壤常因长期开采活动而遭受严重破坏，导致土壤结构破坏、养分流失、酸化或碱化等问题。土壤改良技术旨在改善这些退化土壤的理化性质，为植被恢复创造有利条件。常用的土壤改良方法包括物理改良、化学改良和生物改良。

物理改良主要通过机械手段改善土壤结构。在矿山废弃地，可采用深耕、松土等措施增加土壤孔隙度，改善通气性和透水性。对于坡度较大的废弃地，还可修筑梯田或者等高线沟，以减少水土流失。化学改良则通过添加化学物质调节土壤pH值、提高养分含量。针对酸性土壤，可施用石灰、石膏等碱性物质中和酸度;对于碱性土壤，则可使用硫磺、硫酸等酸性物质降低pH值。此外，施用有机肥、无机肥可有效提高土壤肥力。生物改良是利用生物的活动来改善土壤性质。在矿山废弃地，种植豆科植物可固氮增肥，改善土壤养分状况。在某铁矿废弃地的改良实践中，通过深耕松土、施用有机肥和种植紫花苜蓿等豆科植物，土壤有机质含量由原来的0.32%提高到1.15%,全氮含量从0.025%增加到0.087%,显著改善了土壤肥力。

2.3 水环境修复技术

矿山废弃地的水环境问题日益突出，亟需采取有效的修复措施。水环境修复技术在治理矿区酸性废水、重金属污染和富营养化等问题方面发挥着重要作用。人工湿地技术作为一种生态友好的水处理方法，在矿山废弃地水环境修复中广受关注。通过构建人工湿地系统，利用植物、微生物和基质的协同作用，可有效去除水中的污染物。在某煤矿废弃地的实践中，采用表面流人工湿地处理酸性矿井水，处理后出水pH值由3.2提升至6.8，重金属去除率达85%以上。

生物修复技术也是矿山废弃地水环境治理的重要手段。微生物在降解有机污染物、转化重金属等方面具有独特优势。通过筛选和培养适应性强的微生物菌株，可加速水体中污染物的降解过程。在某金属矿区的实验中，利用硫酸盐还原菌处理含铜废水，铜离子去除率高达98%。

化学沉淀法和离子交换法等传统水处理技术在矿山废弃地水环境修复中仍有重要应用。在某铅锌矿区的治理实践中，采用石灰中和-絮凝沉淀工艺处理酸性矿井水，出水水质达到了地表水III类标准。

第3章 生态修复技术在矿山废弃地环境治理中的应用案例分析

3.1 国内典型案例分析

我国矿山废弃地生态修复实践已取得显著成效。山西省大同市云冈矿区的生态修复项目堪称典范。该矿区曾因长期开采导致地表塌陷、水土流失严重。通过实施植被恢复、土壤改良等综合措施，矿区生态环境得到明显改善。项目团队采用乡土植物搭配耐旱耐瘠薄植物的方式，成功构建了适应当地气候条件的植被群落。同时，引入有机肥料和微生物制剂改良土壤，提高了土壤肥力和水分保持能力。经过五年努力，云冈矿区植被覆盖率从原来的15%提升至65%，生物多样性显著增加。

广东省韶关矿区的土壤重金属污染治理项目也取得了突破性进展。该矿区受镉、铅等重金属污染严重，对周边生态环境和居民健康构成威胁。项目采用化学固定与植物修复相结合的方法，使用钝化剂降低重金属生物有效性，同时种植超富集植物吸收土壤中的重金属。经过三年治理，土壤中镉、铅含量降低了50%以上，达到了农用地土壤污染风险管控标准。这一成功经验为类似矿区的污染治理提供了有益借鉴。

3.2 案例比较与经验总结

通过对国内典型矿山废弃地生态修复案例的深入分析，我们可以发现不同地区和矿山类型在修复策略和效果上存在显著差异。山西某煤矿废弃地采用了以乡土植物为主的植被恢复方案，结合土壤改良技术，取得了较好的生态效益。该案例突出体现了因地制宜原则的重要性，充分利用当地植物资源，不仅提高了植被存活率，还有效控制了水土流失。

江西某稀土矿区的生态修复实践则采取了多技术集成的方法。通过植被重建、土壤改良和地形重塑等综合措施，不仅恢复了生态功能，还创造了新的景观价值。该案例展示了系统性思维在复杂矿区环境治理中的优势，强调了多学科协作的必要性。成功案例普遍重视前期调查评估，制定针对性强的修复方案，并注重长期监测和管理。然而，部分案例也暴露出技术选择不当、后期维护不足等问题，这些经验教训值得深入思考和借鉴。

参考文献

[1]张超，顾清华，江松，等.基于Citespace可视化的国内外矿山环境治理与生态修复研究进展[J].采矿技术,2024,24(03):260-268.

[2]史艺帆.A公司矿山生态修复项目管理策略研究[D].河北地质大学,2024.

[3]朱曦.矿山生态修复中地方政府责任研究[D].贵州大学,2023.