隋廣圓,丁吉偉,王 超
(山東省中礦集團(tuán)靈山金礦,山東 煙臺(tái) 265400)
礦產(chǎn)資源在我國(guó)能源中占較大比重,我國(guó)對(duì)于礦產(chǎn)資源采取充分的保護(hù)措施。開(kāi)發(fā)礦產(chǎn)資源工作,將一定程度上破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,造成水體、空氣、土地遭受污染,生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。所以,礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)需要做好充分的生態(tài)恢復(fù)工作。目前看來(lái),我國(guó)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)備總量對(duì)比其他國(guó)家具有顯著優(yōu)勢(shì),然而不可忽視我國(guó)人口技術(shù)大的因素,人均資源儲(chǔ)備較低。礦山地質(zhì)災(zāi)害生態(tài)恢復(fù)治理將對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境改善起到重要作用,同時(shí)對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生推動(dòng)效果,滿足人類(lèi)生存對(duì)于生態(tài)環(huán)境的要求。
開(kāi)采礦山在實(shí)踐中主要采取兩種方式,其一是露天開(kāi)采;其二是井工開(kāi)采。露天開(kāi)采首先要將開(kāi)采地位置地表的植被進(jìn)行全部砍伐,造成土壤剝離,地表土地出現(xiàn)塌陷顯現(xiàn),固體廢棄物在地表上不斷堆積,這些問(wèn)題將破壞地表的生態(tài)環(huán)境。露天開(kāi)采礦山的方式會(huì)留下多個(gè)開(kāi)采坑,大片土地呈現(xiàn)裸露裝。實(shí)施井工開(kāi)采方式同樣會(huì)造成地表生態(tài)環(huán)境被破壞,開(kāi)采過(guò)程中地表將出現(xiàn)裂縫甚至塌陷。此外,采用井工的開(kāi)采方式,地質(zhì)結(jié)構(gòu)明顯被改變,地表植物隨之受到影響,生長(zhǎng)環(huán)境被破壞導(dǎo)致其無(wú)法繼續(xù)生長(zhǎng),地表河道受到影響,導(dǎo)致水源流失或者水源聚集問(wèn)題。此外,開(kāi)采礦山期間產(chǎn)生的沙土、石頭、煤矸石等廢物逐漸堆積,這些堆積物在經(jīng)過(guò)雨水沖刷后將形成有害污水,嚴(yán)重破壞地表景觀,并對(duì)河流產(chǎn)生污染。
礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)呈現(xiàn)出來(lái)的土地污染主要體現(xiàn)在水污染、大氣污染、固體廢棄物污染三方面。水污染分為地下水污染和地表水污染兩類(lèi),地表水污染是由于開(kāi)采礦山時(shí),礦井水和尾礦廢水被排放到地表河流中,污染了地表水的水質(zhì)。此外,伴隨著礦山開(kāi)采面積的進(jìn)一步擴(kuò)張,采礦地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化,致使地表出現(xiàn)裂縫。在這種情況下,地表水將順延地表裂縫逐漸向地下滲透,或者深入到礦坑內(nèi),水庫(kù)原有存儲(chǔ)量下降。開(kāi)采礦山造成地下水污染的原因在于,開(kāi)采操作破壞了地下水、地表水、降水三者之間的平衡。地下水逐漸流向礦井位置,使原本的地質(zhì)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化,原本平整的地面出現(xiàn)了滑坡,地表出現(xiàn)裂縫,引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。開(kāi)采礦山期間,開(kāi)采技術(shù)水平較低,開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生大量濃煙,特別是采石場(chǎng)施工產(chǎn)生的濃煙更加強(qiáng)烈,這些濃煙融入到大氣中造成污染,煙塵在遭遇降雨之后,降落到地面形成土地污染,這些污染物將導(dǎo)致地表植物生長(zhǎng)受到影響,進(jìn)而影響動(dòng)物、人類(lèi)的健康。此外,開(kāi)采礦山將產(chǎn)生大量固體廢物,其中包含一些有色金屬,這些固體廢棄物長(zhǎng)時(shí)間堆積將造成土地污染。通常會(huì)設(shè)置排石場(chǎng)為開(kāi)采礦石提供必要的堆積廢石、廢沙等物質(zhì)的固定場(chǎng)所,然而亂堆亂放現(xiàn)象依然屢禁不止,導(dǎo)致礦山土地被大量固體廢棄物占據(jù)、污染,給水土流失埋下隱患。
此外,開(kāi)采礦山施工操作還將帶來(lái)一系列災(zāi)害,通常以地質(zhì)災(zāi)害為主,例如緩變型地質(zhì)災(zāi)害、突變型地質(zhì)災(zāi)害等。礦山開(kāi)采造成的地表沉陷、地表裂縫、地面塌陷、水土流失、土地沙漠化等現(xiàn)象被稱(chēng)為緩變型地質(zhì)災(zāi)害。而泥石流、崩塌、滑坡等突然性發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害被稱(chēng)為突發(fā)型地質(zhì)災(zāi)害。對(duì)礦山采取露天開(kāi)采、地下開(kāi)采、邊坡開(kāi)挖等手段,都會(huì)破壞山體的穩(wěn)定性,引發(fā)山體滑坡。比如,開(kāi)采司家營(yíng)北區(qū)分公司礦山過(guò)程中,第四系邊坡的地貌特點(diǎn)顯示出滑坡預(yù)兆。與此同時(shí),開(kāi)采操作造成了礦山邊坡的角度增大,土層底板出現(xiàn)水滲流侵蝕現(xiàn)象,導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性降低,礦山安全受到威脅。
開(kāi)采礦山各項(xiàng)操作將帶來(lái)粉塵、土層、固體物質(zhì)等多種污染,此外,開(kāi)采工作還將破壞正常的生態(tài)系統(tǒng),造成生態(tài)環(huán)境被污染,采礦活動(dòng)導(dǎo)致物質(zhì)轉(zhuǎn)化、能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象,礦山地質(zhì)環(huán)境出現(xiàn)變異,生態(tài)環(huán)境方面呈現(xiàn)出最明顯的變化是植被生長(zhǎng)受到影響,植被數(shù)量進(jìn)一步降低,植被種類(lèi)多樣性受到影響,有些植被種類(lèi)出現(xiàn)退化現(xiàn)象,每一種開(kāi)采礦山的方式無(wú)外乎都將造成地面塌陷,特別是開(kāi)采礦山活動(dòng)將破壞礦山周邊根系土壤,直接影響土壤生物的正常生態(tài),打破生態(tài)平衡。開(kāi)采工作還將導(dǎo)致土壤出現(xiàn)物理化學(xué)方面的性質(zhì)變化,土壤中微生物賴(lài)以生存的生態(tài)環(huán)境被破壞,導(dǎo)致生物結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯變化,如果繼續(xù)任由土壤變化而不采取任何措施,礦區(qū)周邊范圍的生態(tài)環(huán)境,甚至是周邊地區(qū)環(huán)境都將遭遇生態(tài)失衡的嚴(yán)重后果。由此可見(jiàn),開(kāi)采礦山帶來(lái)的破壞生態(tài)環(huán)境問(wèn)題十分嚴(yán)重,開(kāi)采地的地表景觀、大氣環(huán)境、水源環(huán)境都將受到污染影響,相關(guān)部門(mén)應(yīng)對(duì)此給予充分的關(guān)注,避免事態(tài)進(jìn)一步嚴(yán)重。
2.1.1 多項(xiàng)土地平整措施
對(duì)于礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)采取的生態(tài)恢復(fù)手段,其中最重要的就是土地平整。利用機(jī)械設(shè)備將開(kāi)采礦山造成的山體坡度變化情況進(jìn)行有效恢復(fù),確保在土地平整之后,適合進(jìn)行機(jī)械化操作。經(jīng)過(guò)土地平整措施,后續(xù)的土地可以用于農(nóng)耕或者林業(yè)。首先,在開(kāi)采礦山的過(guò)程中完成土地恢復(fù),采取分段開(kāi)采礦山的方式,開(kāi)采一段、恢復(fù)一段,將之前開(kāi)采礦山的地表剝離物用于回填,具體程序是地表剝離、礦山開(kāi)采、剝離物回填、土地再利用,這樣一來(lái)形成良好的土地利用循環(huán),優(yōu)化了礦山開(kāi)采的理念,實(shí)現(xiàn)了對(duì)生態(tài)平衡的保障工作。土地平整操作要結(jié)合實(shí)際情況、當(dāng)?shù)赝寥捞攸c(diǎn)確定土地平整的具體方式,適當(dāng)降低土方開(kāi)采量,盡量避免對(duì)于土地今夕深挖,確保土地形貌盡量不會(huì)發(fā)生較大變化,以當(dāng)?shù)赝恋氐脑刑卣鳛槠秸谥?。很多礦山地區(qū)經(jīng)歷很長(zhǎng)階段的持續(xù)開(kāi)采,開(kāi)采工作伴隨著地表的劇烈這棟引發(fā)礦區(qū)土地格局發(fā)生變化,露天開(kāi)采時(shí),進(jìn)行挖損地表操作、固體物質(zhì)堆積等操作都將破壞地表的景觀,形成無(wú)土壤覆蓋的現(xiàn)象。治理時(shí)需要恢復(fù)無(wú)土壤覆蓋區(qū)域的原本面貌,通過(guò)回填土壤的方式重塑地表景觀。開(kāi)采期間,需要利用到邊復(fù)技術(shù)完成地表景觀重塑。這項(xiàng)技術(shù)是將地下開(kāi)采技術(shù)、地面復(fù)墾技術(shù)二者的充分融合,避免開(kāi)采措施造成的土地?fù)p毀現(xiàn)象,防止土地?fù)p毀愈發(fā)嚴(yán)重,對(duì)開(kāi)采導(dǎo)致的地面沉陷地區(qū)完成復(fù)墾,將采礦、復(fù)墾兩項(xiàng)工作同時(shí)推進(jìn),這種技術(shù)能夠確保開(kāi)采計(jì)劃順利推進(jìn),并在開(kāi)采的同時(shí)明確復(fù)墾范圍、復(fù)墾技術(shù)、復(fù)墾時(shí)間,那么在土地沉陷并不嚴(yán)重的情況下開(kāi)展復(fù)墾工作,將最快時(shí)間內(nèi)完成復(fù)墾工作,實(shí)現(xiàn)良好的生態(tài)治理效果。
與此同時(shí),土地平整的同時(shí)可以同步進(jìn)行土地復(fù)墾工作,最常用的方式就是充填復(fù)墾,可以選擇煤矸石作為回填物進(jìn)行充填,也可以采用固體廢棄物完成回填,這樣既可以解決固體廢棄物堆放造成的污染問(wèn)題,又可以實(shí)現(xiàn)回天無(wú)成本的降低。煤矸石作為回填物進(jìn)行土地充填時(shí),在煤矸石上面需要覆蓋較厚的土層,避免煤矸石直接接觸空氣,引發(fā)自燃、硫化等現(xiàn)象造成污染。回填時(shí),充分考慮到填充工藝的合理性,避免出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象,采用分層壓實(shí)回填的技術(shù),具體結(jié)合當(dāng)?shù)赝寥篮克?、地形地貌特點(diǎn)確定分層壓實(shí)的具體細(xì)節(jié)。
土地平整操作適當(dāng)結(jié)合水體修復(fù)技術(shù)。通過(guò)修復(fù)礦山地區(qū)周?chē)艿轿廴镜乃w,能夠改善植物、微生物受到礦山開(kāi)采引發(fā)的負(fù)面影響,確保他們的生命活動(dòng)逐漸趨于正常狀態(tài),有效轉(zhuǎn)移或者降解水體中污染物,確保污染物含量降低直至全部降解或者轉(zhuǎn)移,通過(guò)定向培養(yǎng)水中微生物、植物,利用人工的方式逐漸建立良好的生態(tài)環(huán)境,使環(huán)境污染造成的植被種類(lèi)退化現(xiàn)象得到抑制,恢復(fù)多樣性效果,恢復(fù)治理被破壞的水生態(tài)系統(tǒng)。治理期間,需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦翁攸c(diǎn)、實(shí)際污染情況確定恢復(fù)技術(shù)。此外,恢復(fù)沉降區(qū)域的土地應(yīng)就地挖補(bǔ)土壤完成平整土地工作,平整后的土地標(biāo)高應(yīng)達(dá)到洪水水位標(biāo)高以上,丘陵地形應(yīng)圍繞地形特點(diǎn)建立排灌系統(tǒng),修復(fù)梯田需要沿等高線,在坡地上分段完成修復(fù)。
2.1.2 針對(duì)于土壤質(zhì)地特點(diǎn)的改善方式
在改善礦山地區(qū)土質(zhì)時(shí),要將恢復(fù)礦山地區(qū)原有的動(dòng)植物生態(tài)系統(tǒng)作為目標(biāo)?;謴?fù)礦山地區(qū)原有的動(dòng)植物種類(lèi)和數(shù)量,能夠?qū)崿F(xiàn)改善礦山地區(qū)土質(zhì)的作用。按照礦山開(kāi)采的相關(guān)規(guī)定,擾動(dòng)地表之前將地表的土地分層取走,開(kāi)采工作完成之后,按照取走土地分層的順序有序完成回填工作,確保土壤結(jié)構(gòu)與開(kāi)采之前安全一致,達(dá)到不破壞原有的土壤結(jié)構(gòu)的目的。實(shí)際開(kāi)采工作中,受到成本因素、地勢(shì)地形等因素的影響,回填工作并未按照上述程序,無(wú)法保障土壤結(jié)構(gòu)與開(kāi)采前保持一致,造成了土地污染。所以,在回填土壤的同時(shí)要做好改良土壤土質(zhì)的工作。通常采用物理方法進(jìn)行土壤土質(zhì)改良,具體是將原有土壤進(jìn)行更新、半更新操作,特別是有些區(qū)域土壤污染程度并不高,通過(guò)深耕翻土的方式能夠分散地表存在的污染物,使土壤污染物濃度得到稀釋。然而,大部分礦山地質(zhì)土壤均受到嚴(yán)重污染,并且土壤土層很薄,這給治理土壤增加一定難度,生態(tài)恢復(fù)要以深坑翻土為基本條件,然后再覆蓋上熟土,將土壤表層固定,利用灌溉、施肥等方式實(shí)現(xiàn)改良土壤。此外,有些礦山地質(zhì)土壤受污染程度特別高,必須采用化學(xué)改良劑轉(zhuǎn)化土壤中重金屬,通常在土壤中使用熱解析法、導(dǎo)入直流電方法、吸附法等方式將土壤中金屬離子消除,針對(duì)于土壤中存在較高含量的酸性污染物,選擇加入堿性爐渣或者石灰達(dá)到酸堿平衡的效果,恢復(fù)土壤正常的酸堿度,讓化學(xué)反應(yīng)下的重金屬形成沉淀,最終采用水洗、淋融的方式集中處理沉淀物,能夠使土壤中的重金屬含量有效下降。此外,有些礦山地質(zhì)土質(zhì)中含有毒性重金屬,針對(duì)于這種污染采用鈣離子化合物的方式進(jìn)行圖質(zhì)進(jìn)行改良,城市污泥來(lái)自于城市污水經(jīng)過(guò)處理形成的固體廢棄物,污泥具有較強(qiáng)的持水性和粘性,將城市污泥加入到含有毒性重金屬的土壤中,能夠吸附陰陽(yáng)離子,將其中的鹽分濃度降低。尤為注意的是,城市污泥中的微生物將增加土壤病菌,所以在使用城市污泥時(shí)一定要控制好使用量,實(shí)現(xiàn)良好的土壤改良效果。
2.2.1 礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)建立博物館,打造成工業(yè)文化旅游景點(diǎn)
礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的生態(tài)恢復(fù)治理工作,除了土地復(fù)墾之外,還可以采取景觀再生的恢復(fù)方式,將礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)打造成景觀,帶動(dòng)旅游消費(fèi),推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí),促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。礦山地區(qū)具有一定的工業(yè)特色,將其打造成旅游景點(diǎn),展現(xiàn)出的景色和其他自然景觀、人文景觀均有不同之處,礦山地區(qū)具有工業(yè)文化旅游特點(diǎn),宣傳礦山開(kāi)采文化,豐富游客的旅游體驗(yàn)。采礦場(chǎng)歷經(jīng)多年的開(kāi)采和人工治理,形成了一種獨(dú)特的景觀,這種景觀帶給游客震撼、壯觀的感受,特別是通過(guò)合理處理井工開(kāi)采的巷道之后,將地下結(jié)構(gòu)展現(xiàn)給游客,增加游客的體驗(yàn)感。此外,礦山生態(tài)地區(qū)具有豐富的礦山開(kāi)采文化資源,將其作為博物館的所在地,能夠發(fā)揮礦山景觀價(jià)值,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益,并形成生態(tài)效益,社會(huì)公眾通過(guò)參觀游覽礦山博物館將進(jìn)一步了解礦山開(kāi)采文化,體驗(yàn)工業(yè)文明。在礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)建立博物館,向人們展示開(kāi)采工程、開(kāi)采設(shè)備、開(kāi)采工藝、廠房、機(jī)械設(shè)備、挖掘設(shè)備、傳送設(shè)備、排水設(shè)備等,大多數(shù)人在日常生活中從未見(jiàn)過(guò)這些物品,因此對(duì)他們產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心,通過(guò)重建場(chǎng)景,讓游客體驗(yàn)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程,將體現(xiàn)出博物館的特色。
2.2.2 農(nóng)業(yè)旅游
有些礦山的位置處于城郊地區(qū)、農(nóng)村地區(qū),這種地理位置適合建立農(nóng)業(yè)文化旅游點(diǎn),在礦山資源被開(kāi)采完之后,將礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)改造成農(nóng)業(yè)旅游區(qū),實(shí)現(xiàn)工業(yè)向服務(wù)業(yè)的成功轉(zhuǎn)型,調(diào)查礦山附近的居民意見(jiàn),了解礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的升級(jí)改造建議,對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì),制定合理的建設(shè)方案,形成當(dāng)?shù)靥厣幕糜螀^(qū),開(kāi)展農(nóng)家樂(lè)、采摘、游園等項(xiàng)目。
對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)開(kāi)展生態(tài)環(huán)境治理工作的前提是建立體制機(jī)制。生態(tài)恢復(fù)治理工作開(kāi)展過(guò)程中,要做好統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局、明確機(jī)構(gòu)職能。首先,從宏觀角度明確生態(tài)環(huán)境治理工作的具體任務(wù),制定好相應(yīng)的計(jì)劃,由政府部門(mén)設(shè)立組織機(jī)構(gòu)專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作,機(jī)構(gòu)設(shè)置要體現(xiàn)出公國(guó)內(nèi)容的進(jìn)一步細(xì)化,將經(jīng)濟(jì)體制和生態(tài)文明體制機(jī)制建設(shè)緊密聯(lián)系起來(lái)。近年來(lái),黨中央成立的全面改革領(lǐng)導(dǎo)小組在統(tǒng)籌規(guī)劃布局礦山地質(zhì)災(zāi)害生態(tài)治理工作中取得了一定成效。最近幾年,礦山地質(zhì)災(zāi)害生態(tài)恢復(fù)治理問(wèn)題被得到多方面的關(guān)注,生態(tài)恢復(fù)治理工作的落實(shí)要通過(guò)頂層設(shè)計(jì)系統(tǒng)解決,改革生態(tài)體制就像其他領(lǐng)域體制改革相同,由專(zhuān)項(xiàng)小組牽頭負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作。統(tǒng)籌規(guī)劃礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的生態(tài)恢復(fù)治理工作,保證這項(xiàng)工作嚴(yán)格落實(shí)到位,提升治理效果,這將為整個(gè)社會(huì)生態(tài)治理發(fā)揮一定的輔助性作用,為城市經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型提供創(chuàng)新思路,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí),社會(huì)生態(tài)治理、環(huán)境治理得到同步發(fā)展。
礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)生態(tài)恢復(fù)治理工作要充分結(jié)合城市的發(fā)展?fàn)顩r,結(jié)合城市發(fā)展長(zhǎng)期性戰(zhàn)略規(guī)劃來(lái)完成治理。礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)分布在我國(guó)不同省份,周?chē)噜彶煌鞘校鱾€(gè)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平明顯不同,每個(gè)城市有獨(dú)特的發(fā)展定位。所以,礦業(yè)城市的未來(lái)發(fā)展應(yīng)融入到社會(huì)進(jìn)程中,需要結(jié)合宏觀社會(huì)環(huán)境、區(qū)域經(jīng)濟(jì)環(huán)境確定發(fā)展發(fā)展方向。礦業(yè)城市面對(duì)資源枯竭首當(dāng)其沖要實(shí)現(xiàn)資源型城市的轉(zhuǎn)型,側(cè)重于旅游文化、交通、制造業(yè)、農(nóng)業(yè)等方向的轉(zhuǎn)型都將成為一個(gè)城市轉(zhuǎn)型的突破口,治理礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)要突出城市定位、當(dāng)?shù)貧v史傳統(tǒng),有利于城市的可持續(xù)發(fā)展。此外,礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的生態(tài)恢復(fù)治理工作要達(dá)到高效、低成本、集約的方式,目前各城市都在大力開(kāi)展生態(tài)文明建設(shè)工作,各城市為此項(xiàng)工作投入了大量成本,各地區(qū)對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害生態(tài)恢復(fù)治理工作同樣加大成本付出,過(guò)高的成本很難回收,面對(duì)礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)生態(tài)恢復(fù)治理必須降低成本,采用集約的方法,提高恢復(fù)治理效率,確保資源應(yīng)用發(fā)揮出最大效果。
礦山地質(zhì)災(zāi)害區(qū)的生態(tài)恢復(fù)治理工作具有一定的復(fù)雜性,恢復(fù)治理周期較長(zhǎng),屬于系統(tǒng)工程,實(shí)際開(kāi)展這項(xiàng)工作的過(guò)程中要考慮到多方面影響因素,設(shè)計(jì)科學(xué)的治理規(guī)劃,明確合理的治理方法,應(yīng)用縣級(jí)的治理技術(shù)。生態(tài)恢復(fù)治理要結(jié)合相關(guān)法律法規(guī)、管理制度的要求,根據(jù)客觀現(xiàn)狀及時(shí)改進(jìn)治理手段,站在頂層設(shè)計(jì)的角度統(tǒng)籌規(guī)劃生態(tài)恢復(fù)治理工作,和城市的發(fā)展方向保持一致,體現(xiàn)出與社會(huì)生態(tài)治理、環(huán)境治理同步推進(jìn)的效果。