礦山修復即對礦業廢棄地污染進行修復，實現對土地資源的再次利用。
基本介紹
- 中文名：礦山修復
- 定義：對礦業廢棄地污染進行修復
- 優勢：實現對土地資源的再次利用
- 分類：廢石堆積地，採礦，尾礦廢棄地等
定義,修復分類,礦山開發影響,生態修復措施,修復工程舉例,
定義
礦山修復即對礦業廢棄地污染進行修復，實現對土地資源的再次利用。礦山開採過程中會產生大量非經治理而無法使用的土地，又稱礦業廢棄地，廢棄地存在因生產導致的各種污染。
礦山廢棄地是指在採礦或採石過程中所破壞的未經一定處理而無法使用的土地。
修復分類
分類：
1、由剝離表土、開採的岩石碎塊和低品位礦石堆積而成的廢石堆積地
2、礦體采完後留下的採空區和塌陷區形成的採礦廢棄地
3、開採礦石經選出精礦後產生的尾礦堆積形成的尾礦廢棄地
4、採礦作業面、機械設施、礦石輔助建築和道路交通等先占用後廢棄的土地
1、由剝離表土、開採的岩石碎塊和低品位礦石堆積而成的廢石堆積地
2、礦體采完後留下的採空區和塌陷區形成的採礦廢棄地
3、開採礦石經選出精礦後產生的尾礦堆積形成的尾礦廢棄地
4、採礦作業面、機械設施、礦石輔助建築和道路交通等先占用後廢棄的土地
礦業廢棄地多以重金屬污染和礦山酸性排水污染為主，治理內容以生態修復和污染治理為主。礦山污染修復受地形地貌、氣候特徵、水文條件、土壤物理化學生物特徵、表土條件、潛在污染等因素的制約，因此，修復技術和實施方案的選擇需要考慮各因素的影響。
礦山開發影響
礦山開發對生態環境的影響
1.對土地資源的影響
礦山活動，尤其是露天開採，嚴重破壞了山坡土體結構，加上大型採礦設備的重壓導致地面塌陷，土壤裂隙產生。而土壤中的營養元素也隨著裂隙、地表徑流流入採空區或窪地，造成許多地方土壤養分短缺，土壤承載力下降，造成土地貧瘠、植被破壞，最終導致礦區大面積人工裸地的形成，使水土更易移動，水土流失加劇。礦山固體廢渣經雨水沖刷、淋溶，極易將其中的有毒有害成分滲入土壤中，造成土壤的酸鹼污染(主要是強酸性污染)、有機毒物污染與重金屬污染。而且由於地下采空，影響了山體、斜坡的穩定性，從而導致地面塌陷、開裂、崩塌和滑坡頻繁發生，土石流發生的機率增大。
2.對水資源的影響
礦區塌陷、裂縫與礦井疏乾排水，使礦山開採地段的儲水構造發生變化，造成地下水位下降，井泉乾涸，形成大面積的疏乾漏斗;地表徑流的變更，使水源枯竭，水利設施喪失原有功能，直接影響農作物耕種。同時，礦山開採過程中產生的礦坑水、廢石淋濾水等，一般較少達到工業廢水排放標準，嚴重影響水生生物的生存繁衍與人畜生活飲用。
3.對大氣的影響
礦山在生產過程中，產生大量的粉塵和有毒有害氣體，特別是在露天煤礦中產生的粉塵、煤矸石的氧化和自燃中放出的大量有毒氣體會在乾燥氣候與大風作用下產生礦塵暴，不僅污染礦區大氣，破壞作業環境，損害工人身體健康，而且由於風的流動，也是礦區周圍和全球大氣的污染源之一。
4.生物多樣性損失。
植被清除、土壤退化與污染、水土流失、水資源的缺失與污染，對礦區生物多樣性的維持都是致命打擊，嚴重威脅了動植物生存，從而對生物多樣性造成損害。礦山生態修復的限制礦山生態修複製約因素很多，如地形地貌、氣候特徵、水文條件、土壤物理化學生物特徵、表土條件、潛在污染等。其中露天采場、廢石場、尾礦庫生態修復的主要制約因素是地形地貌、潛在污染物等;塌陷地生態修復的制約因素主要是塌陷地的範圍和程度;受污染的地表水治理相對簡單，現行的污水處理方法即可解決，但地下水的制約條件較多，情況也比較複雜;受污染土地生態修復更為複雜，礦山污染土地主要受重金屬污染，而重金屬的修復是一個漫長的過程，也是一個世界性難題，一般生態修復率不會很高。所以對礦山進行生態修復需要綜合考慮各方面的因素，是結合當地水文、地理、氣候條件來進行的一項複雜工程。
礦山活動，尤其是露天開採，嚴重破壞了山坡土體結構，加上大型採礦設備的重壓導致地面塌陷，土壤裂隙產生。而土壤中的營養元素也隨著裂隙、地表徑流流入採空區或窪地，造成許多地方土壤養分短缺，土壤承載力下降，造成土地貧瘠、植被破壞，最終導致礦區大面積人工裸地的形成，使水土更易移動，水土流失加劇。礦山固體廢渣經雨水沖刷、淋溶，極易將其中的有毒有害成分滲入土壤中，造成土壤的酸鹼污染(主要是強酸性污染)、有機毒物污染與重金屬污染。而且由於地下采空，影響了山體、斜坡的穩定性，從而導致地面塌陷、開裂、崩塌和滑坡頻繁發生，土石流發生的機率增大。
2.對水資源的影響
礦區塌陷、裂縫與礦井疏乾排水，使礦山開採地段的儲水構造發生變化，造成地下水位下降，井泉乾涸，形成大面積的疏乾漏斗;地表徑流的變更，使水源枯竭，水利設施喪失原有功能，直接影響農作物耕種。同時，礦山開採過程中產生的礦坑水、廢石淋濾水等，一般較少達到工業廢水排放標準，嚴重影響水生生物的生存繁衍與人畜生活飲用。
3.對大氣的影響
礦山在生產過程中，產生大量的粉塵和有毒有害氣體，特別是在露天煤礦中產生的粉塵、煤矸石的氧化和自燃中放出的大量有毒氣體會在乾燥氣候與大風作用下產生礦塵暴，不僅污染礦區大氣，破壞作業環境，損害工人身體健康，而且由於風的流動，也是礦區周圍和全球大氣的污染源之一。
4.生物多樣性損失。
植被清除、土壤退化與污染、水土流失、水資源的缺失與污染，對礦區生物多樣性的維持都是致命打擊，嚴重威脅了動植物生存，從而對生物多樣性造成損害。礦山生態修復的限制礦山生態修複製約因素很多，如地形地貌、氣候特徵、水文條件、土壤物理化學生物特徵、表土條件、潛在污染等。其中露天采場、廢石場、尾礦庫生態修復的主要制約因素是地形地貌、潛在污染物等;塌陷地生態修復的制約因素主要是塌陷地的範圍和程度;受污染的地表水治理相對簡單，現行的污水處理方法即可解決，但地下水的制約條件較多，情況也比較複雜;受污染土地生態修復更為複雜，礦山污染土地主要受重金屬污染，而重金屬的修復是一個漫長的過程，也是一個世界性難題，一般生態修復率不會很高。所以對礦山進行生態修復需要綜合考慮各方面的因素，是結合當地水文、地理、氣候條件來進行的一項複雜工程。
生態修復措施
1.邊坡的治理措施
邊坡治理主要工作就是要穩定邊坡。該過程的任務是清除危石、降坡削坡，將未形成台階的懸崖儘量構成水平台階，把邊坡的坡度降到安全形度以下，以消除崩塌隱患。之後就要對已經處理的邊坡進行復綠，使其進一步保持穩定。
2.尾礦的治理措施
對占用大量土地的尾礦進行二次開發，加大尾礦的綜合利用率;開發用量大、投資少、有銷路的尾礦以實現規模經營和多品種開發的資源化、商品化使其變廢為寶，真正成為經濟商品中的一部分。還要對尾礦壩中的廢水進行處理以達到國家標準，實現浮選廢水適度淨化後全部回用和零排放。對於未處理的採空區、廢舊巷道和硐室的礦山，利用井下採空區排放尾礦是一種處置尾礦行之有效的辦法。
3.土壤基層改良
礦山開採造成生態破壞的關鍵是土地退化，也就是土壤因子的改變，即廢棄地土壤理化性質變壞、養分丟失及土壤中有毒有害物質的增加。因此，土壤改良是礦山廢棄地生態恢復最重要的環節之一。可以採取的措施包括：(1)異地取土措施:在不破壞異地土壤的前提下，取適量土壤，移至礦山受損嚴重的部位，在土壤上種植植物，通過植物的吸收、揮發、根濾、降解、穩定等作用對受損土壤進行修復。(2)廢棄地改造措施進行表土改造之前，設法灌注泥漿，使其包裹廢渣，然後再鋪一層粘土壓實，造成一個人工隔水層，減少地面水下滲，防止廢渣中劇毒元素的釋放。(3)土壤增肥改良措施:添加有效物質，使土壤的物理化學性質得到改良，從而縮短植被演替過程，加快礦山廢棄地的生態重建。
4.礦山重金屬污染的植物修復
重金屬耐性植物不僅能耐重金屬毒性，還可以適應廢棄地的極端貧瘠、土壤結構不良等惡劣環境，部分耐性植物還能富集高濃度的重金屬，因而被廣泛地用於重金屬污染土地的修復。考慮到引種可能會帶來的生態問題，且鄉土植物對當地氣候條件的適應性，立足本地篩選重金屬耐性植物十分必要。
5.礦山水資源的修復
礦山開採中對水的損害分別表現在對地表水和地下水的影響。地表水、地下水的污染可以通過構築人工濕地，通過耐受植物、微生物的作用對污染物進行去除。還有一方面就是由於過度采水造成的地表水缺乏、地下水水位下降，這就需要通過適當引水，緩解水缺乏壓力，構建蓄水系統逐步解決這一問題。
6.微生物修復措施
礦山廢棄地的生態恢復，只是土壤、植被的恢復是不夠的，還需要恢復廢棄地的微生物群落。完善生態系統的功能，才能使恢復後的廢棄地生態系統得以自然維持。微生物群落的恢復不僅要恢復該地區原有的群落，還要接種其他微生物，以除去或減少污染物。微生物的接種可考慮以下兩種:一是抗污染的菌種，這些細菌有的能把污染物質作為自己的營養物質，把污染物質分解成無污染物質，或者是把高毒物質轉化為低毒物質;二是利於植物吸收營養物質的微生物，有些微生物不但能在高污染條件下生存，而且能為植物的生長提供營養物質，比如說固氮、固磷，改善微環境。我國礦山的生態環境破壞比較複雜，要從根本上遏制礦山生態環境進一步惡化，就需要根據我國生態環境建設的實際情況，建立各方面參加的多渠道投入機制，才能推動礦山生態環境恢復治理的開展，防止增加新的污染和破壞，逐步恢復礦山生態環境的良好狀態。
邊坡治理主要工作就是要穩定邊坡。該過程的任務是清除危石、降坡削坡，將未形成台階的懸崖儘量構成水平台階，把邊坡的坡度降到安全形度以下，以消除崩塌隱患。之後就要對已經處理的邊坡進行復綠，使其進一步保持穩定。
2.尾礦的治理措施
對占用大量土地的尾礦進行二次開發，加大尾礦的綜合利用率;開發用量大、投資少、有銷路的尾礦以實現規模經營和多品種開發的資源化、商品化使其變廢為寶，真正成為經濟商品中的一部分。還要對尾礦壩中的廢水進行處理以達到國家標準，實現浮選廢水適度淨化後全部回用和零排放。對於未處理的採空區、廢舊巷道和硐室的礦山，利用井下採空區排放尾礦是一種處置尾礦行之有效的辦法。
3.土壤基層改良
礦山開採造成生態破壞的關鍵是土地退化，也就是土壤因子的改變，即廢棄地土壤理化性質變壞、養分丟失及土壤中有毒有害物質的增加。因此，土壤改良是礦山廢棄地生態恢復最重要的環節之一。可以採取的措施包括：(1)異地取土措施:在不破壞異地土壤的前提下，取適量土壤，移至礦山受損嚴重的部位，在土壤上種植植物，通過植物的吸收、揮發、根濾、降解、穩定等作用對受損土壤進行修復。(2)廢棄地改造措施進行表土改造之前，設法灌注泥漿，使其包裹廢渣，然後再鋪一層粘土壓實，造成一個人工隔水層，減少地面水下滲，防止廢渣中劇毒元素的釋放。(3)土壤增肥改良措施:添加有效物質，使土壤的物理化學性質得到改良，從而縮短植被演替過程，加快礦山廢棄地的生態重建。
4.礦山重金屬污染的植物修復
重金屬耐性植物不僅能耐重金屬毒性，還可以適應廢棄地的極端貧瘠、土壤結構不良等惡劣環境，部分耐性植物還能富集高濃度的重金屬，因而被廣泛地用於重金屬污染土地的修復。考慮到引種可能會帶來的生態問題，且鄉土植物對當地氣候條件的適應性，立足本地篩選重金屬耐性植物十分必要。
5.礦山水資源的修復
礦山開採中對水的損害分別表現在對地表水和地下水的影響。地表水、地下水的污染可以通過構築人工濕地，通過耐受植物、微生物的作用對污染物進行去除。還有一方面就是由於過度采水造成的地表水缺乏、地下水水位下降，這就需要通過適當引水，緩解水缺乏壓力，構建蓄水系統逐步解決這一問題。
6.微生物修復措施
礦山廢棄地的生態恢復，只是土壤、植被的恢復是不夠的，還需要恢復廢棄地的微生物群落。完善生態系統的功能，才能使恢復後的廢棄地生態系統得以自然維持。微生物群落的恢復不僅要恢復該地區原有的群落，還要接種其他微生物，以除去或減少污染物。微生物的接種可考慮以下兩種:一是抗污染的菌種，這些細菌有的能把污染物質作為自己的營養物質，把污染物質分解成無污染物質，或者是把高毒物質轉化為低毒物質;二是利於植物吸收營養物質的微生物，有些微生物不但能在高污染條件下生存，而且能為植物的生長提供營養物質，比如說固氮、固磷，改善微環境。我國礦山的生態環境破壞比較複雜，要從根本上遏制礦山生態環境進一步惡化，就需要根據我國生態環境建設的實際情況，建立各方面參加的多渠道投入機制，才能推動礦山生態環境恢復治理的開展，防止增加新的污染和破壞，逐步恢復礦山生態環境的良好狀態。
修復工程舉例
黃山礦山修復工程
位於黃山市新安江南岸九龍山嘴本是一座廢棄的礦山，原是一處地質災害點，總面積約13206.6平方米。黃山煤礦資源豐富，九龍山嘴大量的煤矸石山和採石棄渣由於無人管理，天長地久經風水日曬雨淋，風化形成了沙土。這些沙土一經風吹便揚塵肆起，極大降低了附近城市的空氣品質，給人們的身體健康帶來了很大的隱患，還造成了極為嚴重的生態環境問題。這些隨意堆放的廢棄礦山礦石為土石流、山體滑坡以及山洪的爆發提供了大量的物質條件，給人們的生命和財產安全都造成了的隱患。不僅如此，廢棄的礦山形貌慘澹，又地處新安江畔，影響了此處的景觀效果，給旅遊業的發展也帶來了不利的影響。傷痕累累的山體與周圍的綠水青山形成了巨大的反差，顯得很不協調。
隨著黃山經濟的發展，九龍山成了遊客遊覽新安江的高潮部分，從邊遠的郊區搖身一變成為了城區的重要地段。經過整治後的九龍山山體滑坡得到了控制，但這樣一座傷痕累累的廢棄礦山仍然是新安江南岸的一塊“傷疤”，修復山體迫在眉睫。新南江延伸段項目指揮為了迎合黃山旅遊，讓遊客可以夜遊新安江，提出再此打造一處摩崖石刻景觀的方案。石刻怎么刻？景觀怎么造？最終這個任務交給了深圳市山月園園藝有限公司（蘇氏山水）。承接了該項目後，深圳市山月園園藝有限公司的設計團隊立即著手設計方案、整理頭緒、分析甲方的要求、蒐集背景資料，最後總設計師蘇克非先生決定因地制宜，在此營造一幅“源遠流長”的山水畫意境。
隨著黃山經濟的發展，九龍山成了遊客遊覽新安江的高潮部分，從邊遠的郊區搖身一變成為了城區的重要地段。經過整治後的九龍山山體滑坡得到了控制，但這樣一座傷痕累累的廢棄礦山仍然是新安江南岸的一塊“傷疤”，修復山體迫在眉睫。新南江延伸段項目指揮為了迎合黃山旅遊，讓遊客可以夜遊新安江，提出再此打造一處摩崖石刻景觀的方案。石刻怎么刻？景觀怎么造？最終這個任務交給了深圳市山月園園藝有限公司（蘇氏山水）。承接了該項目後，深圳市山月園園藝有限公司的設計團隊立即著手設計方案、整理頭緒、分析甲方的要求、蒐集背景資料，最後總設計師蘇克非先生決定因地制宜，在此營造一幅“源遠流長”的山水畫意境。
修復前
修復前修復中
修復中
修復前
修復中修復後
修復後1修復後2
修復後1
修復後2地貌處理
因已有三大塊面、四個段層，有立面、有坡面、有平地面，故沒有對原有地形地貌做很大的改變。將生態修復與文化背景相融合，並通過藝術手段表現出來是蘇氏山水進行礦山修復的獨特之處。整個設計遵循了施法自然、因地制宜的原則，著重通過山體修復、水體修復以及藝術手段來打造山的肌理。
山體修復
整個山體的修復特點是根據九龍山山體構造、石質色彩打造肌理，還原自然又超越自然，達到“雖由人作，宛自天開”的絕妙效果。為了讓山體重現生機勃勃的特點，提高植被的覆蓋率，蘇氏山水創作團隊精心移植九龍山的原生態野生植物，充分利用有利條件來栽植喬木以求得更為自然的效果，減少人工痕跡。選取植物適應當地氣候特點，耐乾旱貧瘠、生命力強、根系發達能夠固持水土、涵養水源，以達到長久保持並產生近自然的修復效果。
水體修復
這個項目的一個獨特之處在於將水體修復中的生態修復與藝術手段相融合。為了避免廢渣堆積體受到雨水沖刷而導致大量水土流失，團隊首先對廢渣堆積體區域進行了排水設計，理順水系。為了使徑流不直接沖刷坡面，在此建立了合理的截水溝和排水溝，避免地面徑流直接沖刷廢渣堆積體。不僅如此，為了使整個項目的外觀迎合旅遊特色，還在此設定了流水瀑布，使最後出來的作品達到了生態修復和藝術融為一體的絕妙效果。
瀑布的靈感來源於李白詩“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，猶如一條條白練掛于山間。岩石高低起伏，水流跌宕，激起千層浪花，場面蔚為壯觀，此為主景瀑布。萬流直下，傾瀉而出，此為配景瀑布。若主景瀑布是獨唱，那么配景瀑布便是和鳴，這一唱一和就像一場絕妙的交響樂，演奏出扣人心弦的自然樂曲。
瀑布的靈感來源於李白詩“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”，猶如一條條白練掛于山間。岩石高低起伏，水流跌宕，激起千層浪花，場面蔚為壯觀，此為主景瀑布。萬流直下，傾瀉而出，此為配景瀑布。若主景瀑布是獨唱，那么配景瀑布便是和鳴，這一唱一和就像一場絕妙的交響樂，演奏出扣人心弦的自然樂曲。
文化融合
在整個礦山修復工程中，最大的亮點是在此處設計了摩崖石刻。摩崖石刻是整個景觀的高潮部分，讓工程不僅具有生態性，同時還具備了藝術性。摩崖石刻暗合了新安畫家與新安山水的關係，周圍有多處景點作為鋪墊。萬丈絕壁在小灌木叢中拔地而起，氣勢之雄渾另人不暇喘息，絕壁之上摩崖石刻書朱熹手跡“新安大好山水”六個大字，加上特殊的燈光設計，晚上的“新安大好山水”摩崖石刻更是美得如夢如幻。
工程竣工後呈現出的是依山傍水的自然之美、音樂節奏的韻律之美以及自然和人文融合的和諧之美。設計的巧妙之處在於把修復工程與當地場景和文化巧妙地融為一體，賦予了山水以文化氣息，增添了生態的內涵。作品完美地再現了黃山優美的自然風光，不僅讓廢棄的礦山重現生機，又用眾多摩崖石刻、亭台樓閣以及布局取材於古典詩詞的意境渲染濃厚的人文色彩，將徽文化與自然山水融為一體，起到了畫龍點睛的作用。
工程竣工後呈現出的是依山傍水的自然之美、音樂節奏的韻律之美以及自然和人文融合的和諧之美。設計的巧妙之處在於把修復工程與當地場景和文化巧妙地融為一體，賦予了山水以文化氣息，增添了生態的內涵。作品完美地再現了黃山優美的自然風光，不僅讓廢棄的礦山重現生機，又用眾多摩崖石刻、亭台樓閣以及布局取材於古典詩詞的意境渲染濃厚的人文色彩，將徽文化與自然山水融為一體，起到了畫龍點睛的作用。
