废弃矿山环境地质影响评价与生态修复_姜德民.pdf

162管理及其他Management and other废弃矿山环境地质影响评价与生态修复姜德民摘要：在对矿产资源进行挖掘和开采的过程中，避免不了会对矿山附近的生态环境和土地资源产生破坏和污染，而随着矿产资源的深入开发，这种污染和破坏的情况也会越来越剧烈，给人民群众的生命安全造成威胁的同时，也会对我国的整体经济发展产生不利影响。矿产资源的开采对环境的影响是多方面的，不仅涉及地形地貌突变、土地资源占用、植被破坏、水文地质条件的改变、致灾地质体产生，还有植被景观破坏产生的视觉污染、水土污染乃至对整个生态系统产生不良影响。所以，要求对突出环境问题做出有针对性的预防和修复举措的同时，还要兼顾其它环境问题，废弃矿山的综合治理便成为了当下最为主要的任务。关键词：废弃矿山；地质；环境地质影响评价；生态修复1 废弃矿山对环境的多方面影响1.1土地资源破坏在矿产资源开发过程中，对土地的破坏主要是：矿山对土地的损害、堆存废料对土地的损害、因采掘引起的一系列地质灾害对土地的损害、采矿区道路及其有关采矿设备的损害。耕地资源的损失主要体现在耕地被遗弃的范围很大，而耕地资源的破坏以林地为主。废弃矿山对土地资源的破坏还表现在恢复成本高、难度大、时间长。1.2地形地貌景观破坏在进行矿产资源开发过程中，对周围的地形和景观造成的损害主要表现在：为适应露天采矿场、矿山公路、工业用地等工程场地的地形条件，施工单位对原有的地形进行了改造，造成了一定程度的破坏。同时由于矿石的开采，废料的堆积如山，矿石的储存也会给原有的地形带来很大的压力，从而对地形造成一定的影响。例如稀土开采过程，所谓的“搬山运动”，像剃头一样，将山体表层土壤和植被搬走，表层耕植土被挖除，基岩直接裸露，这对山体植被造成难以修复的破坏。1.3矿山地质灾害矿山采矿直接或间接引起的灾害有崩塌、泥石流、矿洞塌方、滑坡、矿坑突水等。滑坡、地面崩塌、矿山突水是最常见的地质灾害。人们不仅要遭受矿山开采过程中施工不当造成的地质灾害，还要遭受矿渣堆、尾矿堆、采空区等处理不当或防治措施不到位造成的地质灾害。1.4含水层破坏在开采过程中，由于使用了现代化的机械设备，会对矿区的地下水造成严重的污染和损害，地下水的流失和不平衡是导致地下水流失的主要原因。地下含水层常常与地下河相连通，地下含水层的断流、改道会对地下生态系统产生毁灭性的打击，由于对地下河等重视程度不够、了解不够全面，一旦破坏修复难度更大，使其更具有生态价值及研究价值。1.5水土污染在矿产资源丰富的区域，除了大量的黑色金属矿外，还存在着许多的有色贵金属矿，这就很容易造成土壤及水体的污染。由于有色贵金属的特殊性，在采矿的时候，一般对重金属污染的重视程度不够，防护措施不到位，甚至不采取任何的防护措施，这样很容易造成重金属等污染物迁移至周边土壤和水体中，对周边环境造成严重污染。稀土矿区开采环境问题尤为严重，稀土工程用于解决环保问题的前期投入费用很大，正因为如此，私人开发稀土常常达不到环保要求。在内蒙古自治区包头市郊区，包钢稀土形成的稀土废渣随废液通过管道输送到尾矿坝堆积，日积月累形成了目前容量达1.7亿吨的“稀土湖”，环境污染严重。赣州部分地区因稀土开采严重污染饮用水和农业灌溉用水，有的甚至被贴上“不适合人类居住”的标签。稀土元素为人体非必需微量元素，且长期低剂量暴露或摄入可能会对人体健康或体内代谢产生不良后果。2 废弃矿山对环境的综合影响废弃矿山对环境的影响主要有三个方面：地质、生态、环境污染。在复杂地质条件下，由于滑坡和泥石流的存在，会导致坡面植被的破坏，进而影响到地貌。从生态环境的观点来看，由于森林植被和地表植被受到了不同程度的损害，土壤侵蚀加剧，对动植物的生长和生长环境造成了严重的影响，这就导致了动植物的多样性的消失。在环境污染方面，由于矿山的地质条件，会导致水污染、土壤污染和固体污染的增加，长期的渗入和扩散，会形成大范围的污染。2.1废弃矿山各功能分区对环境的影响废弃矿山一般包括矿渣堆放场、采矿堆放场、尾矿堆场和其它废弃地，由于成因不同，对环境的影响也各不相同。本文从多个方面论述了其对环境的影响。在采矿中，低质量的矿石往往被直接扔掉，从而造成大量的废料堆积。由于其所处的地质状况比较混乱，使得岩层非常疏松，而且有机质不多，很难在地表上形成丰富的植被，因而，163管理及其他Management and other更易造成土壤侵蚀，并出现不均匀沉降。而矿山开采所产生的废弃矿山、尾矿废弃地中，含有大量的有害元素，有些矿物元素，由于长期暴露和氧化，会产生自燃和爆炸的风险；同时，这些有害物质也会随着雨水一起渗透到土壤中，进而进入水循环，进而导致更大的环境污染。在开采过程中建设的建筑群、开采后的剩余物和废料所形成的废弃地，其环境问题主要表现为大量的土地浪费和加工设备具有二次利用的能力却被闲置废弃从而形成新的环境隐患。2.2废弃矿山对环境造成的具体危害具体来说，矿山废弃对生态环境的影响是多方面的。首先，由于废弃矿山的大量消耗，使得更多的肥沃农田成为荒芜之地。但是，人均耕地资源量偏低，面临着大量的矿山荒漠化，导致了大量的资源浪费。其次，矿山废弃对土壤和地表的地貌造成了严重的破坏，因采矿引起的岩层和上层土壤层的剧烈运动和变形；对植被和地形造成了无法挽回的损害。另外，对地区生态系统的总体均衡也有一定的影响，例如在西北地区比较干燥的地区，植被本身就具有较强的防风固沙能力，矿产资源的开采导致了荒漠化的加剧，而且对降水量、气温、湿度都有局部的负面作用；而在南方，稀土矿的露天开采，稀土会和雨水混在一起，释放出重金属威胁到周围的河流和居民。3 矿山环境影响评价从总体上看，矿山的环境影响评价是以灾害体为对象进行的，而在环保意识不断提高的今天，所造成的视觉污染问题也日益受到重视；而近几年，随着矿山开采引起的环境污染事故频繁发生，对土壤和地下水的污染风险评价也日益受到关注。3.1地质灾害危险性评估3.1.1斜坡整体稳定性评估周边矿区总体上属于岗地、山地地貌单元，表层土壤覆盖很浅，一些地表基岩裸露。以临近矿区为例，在矿区周边发育多条断裂带，局部基岩褶皱较发育，岩体节理较发育，但总体上是比较稳定的。由于开采的影响，岩体会出现较大的滑塌、剥落等不良地质现象。3.1.2采场边坡危险性评估非金属矿藏多为露天开采，以周围的废弃矿山为例，采场岩体节理裂缝发育，矿区采掘范围内无明显的滑坡、崩塌、地面沉降、地裂缝、泥石流等地质灾害，采场的边坡总体上是比较稳定的，但采场的边坡、斜坡上仍有小块的危岩、浮石，经常有小块的碎石沿斜坡向下滚动、崩塌，稳定性差。3.1.3弃渣堆稳定性评估矿渣堆积的形式是近扇形，以周围的废弃矿山为例，其堆体中含有大量的矿渣和少量的土壤，具有较大的高差；斜坡通常是比较陡峭的，而且方量也比较大。废渣堆压实度较差，内部疏松，稳定性极差，若有其它诱因如暴雨，极易造成诸如泥石流、滑坡之类的地质灾害。3.2地形地貌景观破坏露天采矿是最经济的采矿方法，它的特殊开采方法对矿区及其周围的地形地貌造成了很大的破坏，地面上的植被被人为的砍伐，形成了土坑和堆积物，使地形发生了很大的变化，造成了山体形态及植被的改变。由于矿山公路、开采区等常年施工，使矿区内的地形地貌、植被资源遭到了严重的破坏。但是，由于缺少详细的地形地貌破坏评估系统，难以对其进行定量评估。值得欣慰的是近年来长江地区开展了多项生态恢复工程，废弃矿山植被得到了较好的恢复。3.3土壤及地下水的污染风险评估现阶段以建设用地的土壤污染状况调查及风险评估为主，因缺乏针对废弃矿山环境污染的相关法律法规，所以针对废弃矿山的环境污染调查及风险评估几乎没有。矿山对周边农田土壤或地下水的污染很难被发现，只有通过土壤污染普查或出现环境污染事故才能被发现，所以出台相关法律法规及标准规范成为当前非常迫切的任务。目前只能参照农用地或建设用地相关评价标准，针对受污染的农田或建设用地进行污染状况调查，但即使检测出相应污染物，阻断污染源成为难题。因为废弃矿产一般面积较大，且一般地势较高，相对坡脚土壤处于地表水及地下水上游，极易造成污染物顺流迁移至坡脚土壤，造成面积较大的土壤污染。所以对应废弃矿山的污染风险评估不仅涉及废弃矿山本身，还应该包含其可能影响到的周边土壤及地下水。4 废弃矿山修复措施4.1对于滑坡的治理在治理山体滑坡的时候，必须要保证山体的稳定性，才能进行山体滑坡的治理，如果山体滑坡的稳定性不能得到保障；一旦发生二次滑坡，不但会影响治理进程，还会危及相关人员的生命安全。在实际治理中，应认真地观测和实地勘察，并综合考虑周边的地质条件，并运用工程力学、矿山地质环境等相关的理论知识，对相关的数据和信息进行全面的分析；在讨论之后，他们会制定出一个新的管理计划。最后利用有关软件对工程方案进行仿真，以确定方案的可行性，在经过专家的论证后，确定方案的可行性。4.2对于废弃露天矿的治理在对已废弃矿山进行土地整治的相关处理中，对露天矿的治理比较困难。露天矿一般面积比较广，地形起伏比较大，对地质环境的破坏比较剧烈，而自然恢复时间长、效果差；人为修复工程量巨大所需资金来源不足、缺口巨大。对于这种状况，最经济、最有效的方法，就是把浅的矿坑填满，然后利用这些浅层土壤，作为农田和林地；至于深度较深的矿坑，则可用来水产养殖，但在建造的时候，要在矿山四周修建防护围栏，并设置警示标志，以避免出现意外事故。4.3矿区坍塌地质的治理措施164管理及其他Management and other在进行塌方地质复垦时，应充分考虑地基的沉陷和土壤的状况，并对其进行应力分析，避免填渣、填坑时的滑动和变形。对其开裂、塌方位置采用水泥砂浆进行灌浆，保证其承载力、稳定性，防止二次塌陷。在充填时，应依据坑道的方向和构造，进行适当的注浆方案调整，以防止注浆后产生的空洞。当然等塌陷区自然塌陷后覆土治理是最经济的，但其时间跨度较长。4.4土地复垦和植被重建通过对已废弃矿山的土地进行合理的开发，可以使其更好地适应社会发展的需要，并对当地的地质环境进行创造性的改造。例如，在地势较低的地方，先将矿坑中的有害矿物和矿渣清除，然后再进行基坑平整；在矿坑底部铺设适合鱼类生长的淤泥腐殖土，并将其作为鱼塘进行合理利用。至于农业和林业，可以通过合理的坡地和人工填土来实现。在植被恢复方面，应着重从选育方面进行研究。由于矿场的土壤易发生盐碱化，缺少营养元素的补充，所以必须选择适合干旱环境和土壤不肥沃的植物。在土壤疏松地区，通过优选根系发达的植物，可以有效地固定土壤，既增加植被成活率又避免土壤破坏。在北方的荒漠矿区，以灌木和其它抗旱树种为主。最好是经过试验证实的易养、易管理、易成活的新品种，可以极大地提高植物的成活率和恢复效率，并大大减少了种子的培育和栽培费用，用相同的时间和人工费用达到较好的绿化效果。4.5矿山环境修复监测建议利用多种技术手段和方法，对影响矿区环境恢复的各项指标进行监测，是准确把握矿区地质环境的动态变化及其治理效果的基础。重点关注矿区崩塌、滑坡地质灾害监测和土地恢复监测。4.6 废弃矿山综合治理为了保证在矿山中有针对性地解决矿山环境破坏问题，应采取有针对性的治理措施的综合治理方法。比如，针对某一废弃矿山，采用了土地整治技术，力求对当地的植被进行彻底地恢复。首先，在恢复土壤能力的过程中，采用了混入大量客土，并掺入了大量的有机质成分；通过增加微生物种群，提高土壤营养。通过这些措施，可以逐步促进土壤系统的修复。将植被恢复到最佳状态，为各种生物提供更好的生存条件，才能逐步改善矿区的整个生态系统。其次，在进行治理时，要充分考虑到对废弃矿山的管理要求，确保在治理过程中，实现更大的社会经济效益。尤其是在今后的管理中，要全面地发掘矿山的内在价值，进行有针对性、全面、系统的管理，才能保证今后的管理工作能够顺利、有序地进行。4.7土壤及地下水污染风险管控及修复环境监测是提早发现环境污染问题的关键，应把环境监督监测管理制度列入矿山环境管理日常工作中。针对发现的土壤及地下水的污染进行有效的风险管控或者治理修复，假如废弃矿山位于人烟稀少的地方，对人类生产生活影