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1、矿山生态环境修复技术,班级：10级环工一班姓名：彭河山专业：环境工程学号：201040408202,摘要,环境可以成为污染从人的活动无论是通过无意释放事件，如今工业，如工业生产过程控制紫金山铜矿湿法厂发生铜酸水渗漏。这产生了既要限制进入环境的污染物排放量，而且要修复现有污染的热点地区。整治是长期给予了一个特定环境清洁车厢（如土壤或水体），以减少特定污染物的水平，到可接受的浓度。,矿山开采的影响,矿产资源的开发在为国家提供重要战略资源的同时也造成了环境污染、地质灾害、生态破坏等严重后果。矿冶活动是重金属污染的主要来源，我国因采矿累计占用、破坏土地达743 万hm2，且每年仍以4万hm2 的速度递
2、增，而全国受矿业影响的土地复垦率却只有13.3，且其中主要是煤矿山相对较高的复垦率贡献，而金属矿山的复垦率相对较低，这与发达国家75的复垦率相差甚远,此外，矿产资源的开发利用所造成的土壤重金属污染由地球化学链、食物链进入生物体，给矿山及其周边地区居民的食品安全、生态安全甚至社会和谐带来严重隐患，因此对矿区污染土壤的生态恢复就显得十分重要,矿山开采,1 矿山开发中的生态修复,1.1 生态修复任务 1.2 生态修复的时序 1.3 生态修复的内容,1.1 生态修复任务,矿山生态修复的主要任务，是在目前技术经济水平的条件下，将受到开发影响的主要环境问题，通过科学、系统的生态修复攻城和长期的生态抚育措施
3、，使被破坏的、受损的矿山环境功能逐步恢复，使之生态环境自身可持续良性发展，逐步形成自我维持的繁衍生态平衡体系。矿山的主要生态修复对象包括：露天采矿场地、地下开采的采动影响区、排土场、选矿尾矿库、堆浸场、输送管线填埋区、道路、各工业场地等。,1.2 生态修复的时序,矿山生态修复的时期，目前传统的是在开采完成后再来修复。随着复垦工作的深入，和对矿业开发历程的理解，正确的复垦和生态修复活动，应伴随矿山全部开发过程，实施全程动态恢复。也就是生态恢复工作，应贯穿在矿山建设期、运营期和关闭期，以及后延的生态抚育期的全部开发过程。伴随生产时序，实施及时的复垦工程，恢复措施，使其被破坏的工业场地得以科学的、及
4、时地恢复。,1.3 生态修复的内容,一、矿区不同的开发阶段，蕴含着不同的生态修复重点内容。在矿山基本建设阶段，矿山生态环境修复的主要方面，是矿山开拓阶段形成的道路、边坡、受影响的场地，表土的剥离、贮存和保护，场地恢复的规划设计，植被品种的选择及小区试验、设计，恢复工程材料的筛选和获取。,1.3 生态修复的内容,二、在矿山运营阶段，应按开发建设时序，在运营期长达1030年的范围内，可按工程进展划分时间段，不同的时间段有不同的复垦生态恢复任务、对象。在尾矿库、排土场、堆浸场、露天采矿场地，已经最终完成的堆筑作业的边坡、台阶、平台或局部场地，应是此阶段的及时、动态安排复垦工程的重点。在大面积完成顶部
5、平台、沉积滩、台阶、道路等场地，应集中安排复垦工程，生态恢复措施。,1.3 生态修复的内容,三、在接近开采完成或闭矿阶段，应重点完成各类场地的生态恢复工程，补充修复质量不能保证正常成活场地的恢复工作。对于建有永久建筑的场地和设施，应评估其质量和依据需要决定保留和拆除。使即将关闭的矿区，保留的设施为当地所用，不能遗留污染场地。拆除的建构筑物和设施，清理后根据最终的利用取向，实施复垦或利用，合理安排各得其所,生态修复后的景象,实施持续几年的生态抚育和跟踪，确保恢复修复的质量，实现生态修复取得可持续、自我维持的良性循环机制。经过人工强化的复垦工程，生态修复等措施，经过几年、十几年的生态循环和演替，矿
6、区生态系统一定可以逐渐朝着恢复到采前的生态环境发展。,2 矿区主要生态修复技术,2.1 采矿区生态修复2.2 排土场复垦 2.3 尾矿库复垦2.4 废石边坡复垦技术,2.1 采矿区生态修复,露天矿采场开采后，多形成坡度陡的岩石边坡，以及宽度不大的台阶。凹陷露天坑底部，常有积水，应因地制宜的开展采区以台阶为主的复垦工程，覆盖300500mm的表土，种植草灌为主的乡土品种，有条件的边坡可喷植被层，合理安排复垦区的保水与排水。对周边的植林防护林带和露天采区的景观，进行总体设计和实施。,采矿区生态修复,2.2 排土场复垦,排土场复垦技术，包含单一废石堆场的复垦技术。作为金属废弃场地的排土场，常为酸性排
7、土场，这类堆场生态复垦的特殊性，是硫化矿物的废石，酸度常在pH 12或更低，常规技术复垦植被难以正常生长。因此，需要处置酸性污染后才可建立植被。近十多年来，国内外对此类堆场的治理做过大量的实验研究，示范工程发展也很快，出现了从源头治理工程，以及堆存后的治理工程的两种不同的治理程序和效果。其中，源头治理措施，主要是通过对废弃物产酸特性、产酸潜势研究后，提出防止措施和实施酸性控制工程，以及气候生态恢复工程。堆存后的治理工程，重在场地酸性的去除，建立人工植被层。国内畅行的是后者。主要是难以实现酸性物排放和治理时序的科学结合，而在废弃堆体形成后，多只能按处理生长基质酸性设计恢复生态工程。从源头研究产酸
8、机制、采用控制产酸过程、防止酸性产生措施的研究，本领域的研究在国内尚未有成熟的技术和规模工程化治理。,排土场复垦,2.3 尾矿库复垦,一、尾矿库植被恢复的技术难点是尾砂粒径粗、没有土壤的团粒结构，内聚力极低、持水能力差、营养成分低下，甚至存在不同程度的有毒有害成分，植被品种赖以生存的微生物几近为零，风蚀严重，昼夜温差大尾砂极端温度可达50以上等恶劣生境。在查明和确定矿山废弃的废石、尾矿、废渣堆场等污染物处置完成后，可进行矿山各类废弃堆场的复垦和生态恢复工程，完成最终堆场稳定化和生态化处置。,2.3 尾矿库复垦,二、在本领域先进、成熟的技术，是尾矿库有土复垦的生态恢复技术和无土复垦生态恢复技术。
9、该技术是针对有色金属矿山尾矿的专业技术，具有针对性符合所在地自然特点、场地及边坡稳定性好、复垦后场地稳定符合安全要求，植被覆盖度高，在缺乏土壤的地区可实施无土覆盖复垦生态恢复工程。相对一般复垦技术相比，该复垦技术成本低、综合复垦工程质量为前沿水平。该技术成功实现了尾矿库边坡上不需要覆土直接建立植被层，实现边坡稳定，水土流失控制达到90%以上，为缺乏土源的地区提供了行之有效的植被稳定边坡的复垦生态恢复技术，受到业主单位的欢迎，推广潜力巨大。,尾矿库复垦,2.4 废石边坡复垦技术,国内对石质边坡实施生态防护始于20世纪80年代中期，90年代后期得到了迅速发展。由于石质边坡的特殊立地条件，土质边坡植
10、被护坡常用的技术，如液压、固相喷播技术、挖沟植草技术、植生带技术及三维网绿化等技术并不适用。厚层基质喷附技术，已经成为我国坡面防护及植被恢复工程的一种常用技术，在全国各地得到普及推广。厚层基质喷附技术，是将人工配制的植物生育基质与植物种子、防侵蚀材料等混合在一起，采用专用设备（喷射机），通过高压空气将其喷射出去，附着在边坡表面的一种植被建植方法。技术优点：一是能在坡面上形成较厚的植物生长发育所需的有机质层；二是使植物种子有比较自然的发芽过程，保证喷撒的种子有较高的发芽率和存活率；三是喷播速度快；四是适用范围广；五是有效防止水土流失，植被覆盖度达到85%。目前，喷播技术广泛的应用于公路、铁路以及
11、部分废弃采石场边坡，技术相对成熟。而喷播技术应用到采矿废石堆场的研究还未见报道。将实用的喷播技术引进到采矿废石堆场边坡生态恢复，对全面实施矿山废弃地的生态恢复，将起到推动作用,废石边坡复垦技术,3 我国矿山生态恢复实例,3.1 铜陵有色集团公司与北京矿冶研究总院合作，采用澳大利亚无土复垦技术治理尾矿库。中澳矿山复垦专家，通过4年的技术合作，投资170余万元，成功地在五公里尾矿库砂滩上试种了德比黑麦焦羊毛、小冠花等7种草，以及柳树、杨树、樟树、冬青树等8种树。使自然生态环境得到了恢复。该公司还成功地在狮子山铜矿杨山冲尾矿库坝面和正在使用的水木冲尾矿库坝坡进行了无土复垦。自1994年以来，该集团公
12、司投入300多万元用于尾矿库的无土复垦。同时，根据实际对凤凰上矿的林冲尾矿库，实施复土治理，取得了较好的效果。,3 我国矿山生态恢复实例,3.2 孝义铝矿采用工程复垦与生物复垦相结合的方法，提出了以采剥工艺为依托，边采矿边复垦为原则，建立了剥采排土与复垦联合工艺系统，使矿山复垦周期缩短到3-5年。在实验小区种植技术研究的基础上，进行了大面积的推广。复垦土地1180亩，复垦率达74%，产生显著的经济效益、社会效益和环境效益，同时边坡植被减少了矿区水土流失。,实例分析,一、河南欣安生态建设有限公司拥有国内最先进的矿山生态修复技术-BS活性土壤生态修复技术。,实例分析,二、废弃矿山生态环境修复治理按
13、其治理目的和功能，总的可分为1、生态恢复型2、景观再造型3、土地利用型,1 生态恢复型,生态恢复型：对矿山废弃地进行治理，对裸露、受损和被污染矿区进行植被重建和生态修复，使其恢复成和周边自然生态（包括生物多样性和植被景观）最近的状态，通常也俗称为“矿山复绿”。,2 景观再造型,景观再造型：不是对废弃矿山一味地削破、复绿，而是保留和利用其部分特殊的地形地貌、岩石，进行艺术化的人工景观再造、重塑和修饰，如保留好的景观石，加上摩崖石刻，形成溪水、瀑布等，形成公园化的生态环境景观。也即矿山公园。,3 土地利用型,土地利用型：对废弃矿山的治理的主要目的是为了利用矿区尤其是底部的土地资源，使其成为农业用地
14、（复垦）、林业用地、建筑用地、鱼塘水面等。,实例分析,三、河南欣安生态建设有限公司自主研发的“BS活性土壤生态修复技术”，是充分研究和汲取当今世界最先进的生态修复技术成果和理念，在现有客土喷播及高次团粒技术的基础上，不断深化，引入土壤菌理论，集成创新形成的特别适应于矿山废弃地、高陡岩石边坡等特殊困难立地条件生态修复的高新技术。,实例分析,四、BS活性土壤生态修复技术内容：1、BS活性土壤生态修复技术研制出具有高生物活性、高纤维、高团粒结构、最适宜植物生长的土壤基材，植物不仅能在团粒保水剂的湿润以及客土、肥料支撑条件下迅速发芽，形成根系网，健康生长发育，还克服了目前土壤基材活性化不足，缺乏可持续
15、肥力供给和植被容易退化的难题。,实例分析,四、BS活性土壤生态修复技术内容：2、在无土岩石、沙化或生土基面，能够加速岩石风化土壤化过程，模拟产生“生土熟土化”、“熟土腐植化”，增加土壤自身“造血”功能，促进土壤基材中肥力的持续性释放，有利于保持土壤基材养分供给与消耗平衡，恢复岩石、土壤、微生物、植物四者之间的自然循环以及平衡。,实例分析,四、BS活性土壤生态修复技术内容：3、降解污染物，净化土壤，解除重金属等污染对土壤的危害和对植物生长的胁迫作用，为植物提供适合的微生态生长环境，再造自然的土壤和植物循环体系，实现植物群落的可持续生长和发育，永不退化，促进特殊困难立地植被群落的可持续演替，在短期
16、内形成期望的植物群落，达到恢复自然生态环境功能的目的和效果。,实例分析,五、BS活性土壤生态修复技术流程：第一步，针对不同困难立地条件下的（包括废弃矿山、各类岩石边坡、土质边坡、垃圾场等）待绿化基面进行基础处理和框架铺设。一般用金属网或绳网通过钢筋、水泥或其他材料固定在岩面或地表。第二步，利用特种喷附机械将经过特殊生产工艺制成的活性团粒植生基材与计量混合搅拌后的植物种子以及其他添加材料分层喷附到经过处理的坡面。第三步，铺设无纺布，管理养护。,4 矿山生态恢复工作发展方向,4.1 完善政策法规，尽快实施对小型矿山有效管理。4.2 加强技术合作，多学科联合攻关。4.3 扩大对重金属超富集植物的筛选
17、。4.4 建立金属矿山废弃地生态恢复示范工程。,4.1 完善政策法规，尽快实施对小型矿山有效管理。,关于乡镇小矿山的调查表明，小型矿山破坏土地十分严重，生态回复率几乎为零。因此，应尽快修定和完善有关土地复垦与生态恢复的政策法规，制订土地复垦法和生态恢复指南。建议成立专门的小型矿山管理机构，或者将对小型矿山的管理权限下放给县级政府，让当地政府按国家和地方的法规政策实施管理。,4.2 加强技术合作，多学科联合攻关。,矿山废弃地生态恢复是一个复杂的系统工程，与生态、地质、土壤、肥料、作物栽培、林业、农田水利、环境保护、毒理、美学、农艺、地理等许多学科有关。因此，生态和环境保护界等各方面的学者应和采矿
18、界的技术人员联合攻关，加强应用基因工程改良植物性状、利用现代微生物技术加速土壤的改良和熟化、酸性排土场和尾矿库的植被恢复、重金属污染土地的修复等方面的研究工作，使我国金属矿山废弃地生态恢复工作能在短时期内取得较大进展和突破，尽快与国际接轨。,4.3 扩大对重金属超富集植物的筛选。,我国金属矿山废弃地重金属污染严重，而植物修复对其治理有较好的前景和优势。因此应积极开展适合我国国情的超富集植物的筛选，这对金属矿区废弃地生态恢复工作具有重要的理论意义和实践价值。,4.4 建立金属矿山废弃地生态恢复示范工程。,国内对单个矿山的案例研究较多，而对矿山废弃地生态重建所面临的共同问题研究较少。建议将矿业废弃
19、地划分为不同的类型，按不同类型选取一些典型矿山作为示范工程，集中优势科研力量和资金，在统一目标、统一规划下攻克矿山生态恢复中关键性、共性的难关，构建同类型矿山生态恢复可行模式，开发成套技术。这应是今后金属矿山废弃地生态恢复研究的重点。,参 考 文 献,1 刘功良，王菊芳等，重金属离子的免疫检测研究进展，生物工程学报.2006,22（6）2 龙健,中国南方红壤矿区复垦土壤的微生物生态特征研究,环境科学学报.2005年5期3 高阳 矿山废弃地生态重建研究进展生态学报.2001，21(11)4 赵晓英，恢复生态学及其发展，地球科学进展.1998，13（5）：474-4805 任海，彭少麟，恢复生态学
20、导论M.北京：科学出版社，20016 刘树序，汪文生，我国冶金矿山土地复垦形势与对策J.金属矿山，1998（5）：36-397 何书金，苏光全，矿区废弃地土地复垦潜力评价方法与应用实例J.地理研究，2000，19（2）：165-1728 侯斌，姜立春，郭吁，孝义铝矿土地复垦良性发展研究J.矿业研究与开发，2004，24（3）：63-659 周连碧，矿山复垦与生态恢复J.有色金属工业，2004（2）：19-2110 徐克创，钟贴，姑山矿矿区生态建设规划的探讨J.金属矿山，2004（6）：50-5211 武强，刘伏昌，矿山环境研究理论与实践M.北京：地质出版社，200512 陈玉成，污染环境生物修复工程M.北京：化学工业出版社，2003,谢谢观赏,
