星云湖流域磷矿区废弃地生态环境质量问题及恢复治理研究

摘 要：星云湖附近的磷化工产业拥有悠久的发展史，星云湖流域磷矿开采区是云南省磷矿资源的较重要分布区，由于采用露天剥离式开采，且缺乏长期有效规范的管理，使得采空区地表景观破损、地质灾害加剧、水土流失加大，增加星云湖的污染负荷。文中以星云湖磷矿区生态环境问题为研究视角，提出了相对应的治理对策。

关键词：星云湖磷矿区；生态环境质量问题；治理

Abstract：Nebula near Lake phosphorus chemical industry has a long history of phosphorus ore mining areas of xingyun Lake watershed is an important area of phosphate rock resources in Yunnan province， due to the open pit strip mining， and a lack of long-term effective and standardized management， goaf surface damage to the landscape and geological disasters， soil erosion， increase， increase pollution load of xingyun Lake.Xingyun Lake phosphorus the mining area ecological environment problems in perspective， and puts forward corresponding countermeasures.

Keywords：Xingyun Lake phosphorus mine； problems of ecological environment quality； governance

矿产资源是一个国家社会文明必须的物质基础，随着工农业的不断发展，社会对矿产资源的需求量明显增加。开发、使用矿产资源成为破坏和改变自然环境的重要因素，并為生态环境与人体身心健康带来直接或间接地影响。因化肥工业氮磷比例严重失调，开采大量的磷矿资源势在必行，矿业活动中出现的尾矿、尾渣，严重破坏生态环境及人民的生活健康。星云湖流域磷矿区的开发利用，致使星云湖磷污染存在一定的独特性[1]。文章深入研究星云湖磷矿区废弃地生态环境质量问题，提出星云湖生态环境恢复质量措施。

1 星云湖流域磷矿区的概况

星云湖流域位于云南省玉溪市江川县境内，流域土地面积454.54平方千米，水域面积36.36平方千米，占流域土地面积的8%。星云湖属于珠江流域南盘江水系源头湖泊，是断层陷落性浅水湖泊。星云湖的地理位置是东经102°45'-102°48'，北纬24°17'-24°23'，该湖面呈茄形，南北长度为9.087千米，东西面的最大宽度为4.72千米。最大水深度是10.81米，平均水深度为6.01米。

星云湖流域磷矿开采区主要分布在星云湖北部清水沟、云岩寺及星云湖南东部杨柳坝附近一带[2]。磷矿石保有资源储量3.5亿吨，磷矿床储量大，矿石质量较好，大多埋藏浅，是少有的低砷、低油粉、覆土薄、易开采的矿体。矿山开采和磷化工企业对于整个流域的经济和财政收入具有很大的影响，是流域的支柱产业，但同时也对湖泊造成了污染[2]。

2 星云湖磷矿区废弃地存在的生态环境问题

2.1 磷矿开采诱发的地质环境效应

星云湖流域磷矿开采以山坡露天为主，磷矿开采引发的环境地质问题主要有滑坡、崩塌等。

2.1.1 矿山山岩裂开及岩石崩塌

磷矿开采后形成的采空区内，由于剥蚀卸荷作用，形成悬崖峭壁，很容易形成山体开裂、山体变形，并造成山岩裂开，甚至引发岩石崩塌[3]。

2.1.2 地面滑坡、泥石流

磷矿开采在采矿和选矿过程中产生的废弃物，即剥离的土岩、分离的废石和尾矿库，不仅占用大量的土地和农田、破坏地貌和植被，而且极易引起滑坡和泥石流[4]。

磷矿开采废弃后，未进行护坡处理，岩体破碎、节理裂隙发育，在雨季可能诱发崩塌或滑坡，渣场、弃渣堆放在沟边坡上，加大了原始坡度，形成高陡不稳定斜坡，弃渣以碎石为主，土壤较少，透水性好，含水性差，在无防治措施前提下，渣场前缘有不同程度的蠕动，雨季在降雨激发下，发生滑坡的几率较大，为泥石流提供物源，威胁矿区下游农田、公路[5]。

2.2 森林植被涵养能力不佳，水土流失严重

相关统计可知，星云湖径流区域森林覆盖率只有27.7%，磷矿开采使流域水土流失的面积为12077公顷，占整个流域总面积的35.7%，年均侵蚀量达到64.28万吨。矿山开采对地表植被造成了严重的破坏，裸露的地表在暴雨径流的冲刷下，大量表土被剥蚀随地表径流汇入沟渠、河道，最终进入湖泊；泥沙淤积湖内，明显降低蓄水供水能力和湖泊的使用寿命，促使湖泊老化进程明显加快[4]。

2.3 生态系统遭到破坏，生物调控能力较弱

磷矿开采成为星云湖TP污染的主要贡献源，是星云湖水质恶化的原因之一，水质为劣Ⅴ类。湖泊生物多样性遭到严重破坏，星云湖独有的江川大头鲤极其稀有，大型水生生物明显加剧，种群结果向着不良的方向发展，沉水和挺水植物大面积消亡，藻类数据明显增加，生态系统严重失衡。

2.4 土壤重金属污染较严重

土壤重金属污染物主要包括铅、锌、铬、镉等，其中某些重金属元素在含量达到相应数值后成为污染环境的有害物质[6]。如镉元素等，星云湖流域可能位于一个镉高背景区域（流域内 露的地层海口组砂岩含镉0.73ppm，灯影组砂岩含镉0.57ppm），星云湖流域内磷矿矿层赋存于灯影组上部层位，属于沉积型胶磷矿。因矿区磷矿资源必然会带来对灯影组地层的扰动和破坏，导致矿区土壤重金属遭受严重污染，特别是镉的污染。

3 改善星云湖磷矿区废弃地生态环境重建的对策

3.1 星云湖矿区废弃地土地复垦

综合星云湖土地资源利用现状及磷矿山露天开采的特点，磷矿区土地复垦的目标如下：首先要把废弃地开垦成为可利用土地，以自然条件及土地类型为基础，把复垦地优化成为耕地，从而满足耕地总量动态平衡的各项要求。复垦土地不能出现二次污染，水土流失情况较轻，土地质量均比原土地好，重建之后的生态质量要优于原生态水平。复垦规划的土地必须坚持经济合理，矿区可以承受所需的复垦费用，并在复垦工作完成后获取相应的经济效益、生态效益[7]。矿山土地复垦是一项比较复杂的工程，土地复垦应坚持因地制宜、无害化、资源化原则，根据废弃地处在的位置、区域及水资源和地貌等条件，达到宜农则农、宜林则林、宜木则木的效果。矿区土地复垦需要使用大量的人力、物力、资金等资源，实现社会、经济、生态三者统一的效果。

3.2 因地制宜，创建多样性生态景观

星云湖磷矿区废弃地进行复垦治理过程中，不能因种植农作物片面追求造田造地，那些生态破坏严重、污染严重的老矿区，通常不适合进行农作耕种，生态恢复及植被重建成为生态环境再造的重要核心，在生态恢复时，必须加大矿区自然景观并保护生态多样性，加强矿区自然景观与生态环境的治理，种植树木、花草，以恢复生态环境、植被重建优先，建造人与自然和谐统一的矿区生态景观。

3.3 合理利用生物治理及时修复废弃地

星云湖磷矿区土壤遭受重金属元素的危害比较严重，并对该地区生长的植物遭受严重毒害，为了快速恢复磷矿区废弃地土壤的生态功能，必须对土壤的功能性展开恢复治理。对污染土壤治理的方法中，植物修复术成为最重要的土壤治理技术，这一技术就是种植大量的能抵抗重金属并具有吸收富集能力的有害元素，达到修复污染土壤的目的[8]。植物修复技术作为原位修复技术，能有效保护水土流失情况，具有成本低、操作简单等优点，把富集重金属的超累积植物，收获之后集中除去或回收利用其中的重金属元素。目前，部分矿区发现超富集的植物多种多样，如：全叶马兰、鬼針草、狼把草、溪口花籽、萎蒿、绿叶苋菜等，以上植物都具有修复土壤Cd等元素污染的植物品种[9]。星云湖矿区废弃地生态环境质量恢复质量中，针对矿区土壤遭受多种重金属元素污染毒害的情况，必须深入研究分析该地区的地理、气候、土壤等植物反复种植，从而保障土壤生态功能的恢复及永续利用。

3.4 注重尾矿资源的再次开发利用

过去由于采、选技术比较简单，多数堆积尾矿砂内包含部分微细粒磷矿资源，老采矿区也遗留或覆盖大量的贫矿资源。随着采矿机械化和采矿技术的发展，选矿回收率明显提升，磷矿产品价格的不断涨价，促使磷尾矿和贫矿资源再次开发利用获得较好的经济效益，引发开发磷尾矿、贫矿的发展热潮[10]。所以，在矿区生态治理过程中，必须重视尾矿资源的再次利用，把生态环境建设与尾矿资源利用开发相互结果，使用新型的采、选技术与手段进行回收操作，从而促进生态环境快速恢复，达到经济、社会、生态三种效益和谐发展的目的。

4 结束语

总之，星云湖磷矿区是该地区著名的磷矿区，经过长期的开采，生态环境遭受严重的破坏，矿区废弃地的生态治理成为有待解决的问题。因此，加大矿山生态恢复示范性技术进展研究，探索合理的入地回收和恢复策略，争取把星云湖磷矿区废弃地恢复建设成为新示范工程，促进矿山生态环境质量快速恢复。

参考文献

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[2]杨期和，刘惠娜，李清华，等.粤东铅锌尾矿区三种优势植物根际土壤微生物的活性研究[J].中国农学通报，2012，28（30）：56-64.

[3]林秋丽.矿山土地复垦规划研究—以南方石墨有限公司石墨二矿为例[J].长沙大学学报，2014，28（2）：94-96.

[4]王林，宋媛媛，冯慕华，等.抚仙湖代村河流域磷矿开采迹地磷入湖负荷量调查研究[J].安徽农业科学，2012，40（1）：304-305+309.

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[6]张星，代龙丽，崔力丹，等.恢复生态学的理论技术体系初探—以矿区废弃地的应用为例[J].中小企业管理与科技，2015（5）：183-184.

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[9]F.A.Vega，E.F.Covel0，M.L.Andrade，et a1.Relationships between heavy metalS content and soil properties in mine soilS[J].Analytica Chimica Acta，2013，767（524）：141-150.

[10]刘德良，杨期和.明山煤矿区废弃地重金属污染土壤环境质量评价[J].湖北农业科学，2013，52（18）：4351-4354+4367.

作者简介：吕伟（1969-），男，四川自贡人，副教授，主要从事矿山地质环境恢复研究。