黑龙江矿山生态修复研究

宋英赫 汪继伟

收稿日期：2023-12-10

作者简介：宋英赫（1983—），男，黑龙江哈尔滨人，高级工程师，研究方向为国土调查、空间规划、耕地保护、生态修复等。

摘 要：随着社会经济的快速发展与科学技术水平的不断提高，矿山资源开采在我国经济体系中占据重要地位。然而，矿山过度开发已导致生态灾难，区域生态平衡被严重破坏，生态环境亟待修复。以黑龙江为例，分析了矿山开发对生态环境的不利影响，提出了一系列科学治理措施，旨在提高矿山区域的生态环境质量，降低生态灾害风险，为从业人员提供一定的参考。

关键词：矿山生态修复，生态保护，方法，理论

中图分类号：X171.4 文献标志码：B文章编号：2095–3305（2024）03–0-03

21世纪以来，我国工业生产体系愈发完善，社会经济愈加繁荣，受此影响，矿产资源开采程度也在不断加深，而矿产资源的过度开采对区域生态环境造成了严重破坏。因此，相关部门应积极寻找更为有效的治理措施，综合分析矿山生态层面存在的土壤结构被破坏、森林植被退化、地质灾害频发、水源被污染、气候环境变化、土地生态退化等现象，明确不同影响要素对矿山生态带来的负面冲击，进一步恢复矿山区域的生态功能。

1 矿山开发对生态环境的不利影响

1.1 对土地资源的影响

矿山活动及矿产资源开发工作对区域生态环境影响巨大，尤其是露天开采作业，其会直接破坏区域山体结构，加之各类大型采矿设备的反复碾压，区域土层岩石层的物理性质也会发生改变，进一步引发地面塌陷或滑坡等地质灾害。同时，矿山开采活动也会极大地改变区域土壤环境，使得土壤中的营养元素加速流失，进一步削减了生态承载能力。随着土壤贫瘠现象愈发普遍，区域生态植被也会受到极大影响，原有的生态平衡被打破，最终导致矿区内部出现大面积人工裸地，此时，水土流失问题也会进一步加重，山体滑坡等地质灾害的破坏力也会持续增强[1]。

此外，矿山开采期间，大量固体废渣的存在会造成区域水环境遭受严重污染。固体废渣经雨水冲刷与淋溶，其有毒有害成分将进入到土壤中，彻底改变土壤原有成分，酸碱污染物问题也随之出现，而有机毒物污染及重金属污染问题很难得到有效治理，矿山生态效益持续衰减。而地下开采作业则会直接破坏区域地下岩层结构与分布，使得山体与斜坡的稳定性难以保障，地面塌陷、开裂、崩塌及滑坡等灾害频发。

1.2 对区域水环境的影响

矿区塌陷、裂缝及矿山疏干排水作业都会造成区域原有的地下水分布发生改变，地下水水位下降，并形成大面积的疏干漏斗。同时，地下水水位下降也会影响到地表径流，地表径流持续缩减，水源枯竭，水利设施丧失原有功能，区域工农业用水及城市生活用水面临巨大挑战。此外，矿山开采作业也会产生大量矿坑水及废石淋滤水等污染较为严重的劣质水，且多数矿山开采企业为控制其生产成本，不会对矿坑水及废石淋滤水进行处理，使得大量矿山废水被直接排放，最终影响区域水生态环境。

1.3 对大气环境的影响

在矿山生产作业期间，大量机械设备的连续运作将产生大量粉尘及其他有毒有害气体，尤其是露天煤矿开采环节，粉尘及煤矸石氧化与自然过程中产生的有毒有害气体将直接影响到区域大气环境。同时，由于我国露天煤矿开采区域气候环境相对干燥，自然风强烈，若开采过程未能采取有效的降尘措施，则很容易引发矿尘爆，进一步破坏矿山生产区域的作业环境，直接损害一线工作人员的身心健康[2]。

1.4 对区域生物多样性的影响

在矿产生产作业执行期间，相关企业为提高生产作业效率与矿区资源勘测作业质量，往往会清除矿山表面植被，使得区域土壤严重退化，土壤承载能力下降，绿色植被也大幅减少，水土流失现象愈加严重。同时，区域水生态环境也会受到严重污染，水资源总量也会持续减少。如此一来，区域生物多样性将难以维持，原有的生态平衡也会被打破，动植物的生存条件将会面临极大挑战。此外，生物多样性的退化会进一步加快区域生态环境恶化速度，矿山修复工作也会愈加困难。更为严重的是，这种生物多样性的丧失还可能引发连锁反应，影响到整个生态系统的稳定。例如，某些关键物种的消失，可能会导致食物链的断裂，进而影响其他物种的生存。长此以往，这片区域可能会变成一个荒芜、无生命的地方，对人类和其他生物都构成极大的威胁。

2 矿山生态修复的主要措施

2.1 针对矿山边坡结构进行科学治理

矿山边坡结构在稳定性与安全性层面存在巨大隐患，因此，相关部门及生产企业应积极采取有效的技术措施，针对矿山生产区域的各类边坡结构进行科学治理。边坡治理过程应快速完成危石清理，并降坡削坡，尽量将原本角度较大的边坡悬崖改造成水平台阶，将边坡整体坡度控制在安全范围，从而有效避免边坡体滑塌灾害，保证矿山开采作业环境，避免因意外事故而影响到一线作业人员生命财产安全及相关企业的经济效益。边坡治理工作的顺利进行也可以为矿山生态修复工作创造有利条件，配合落实其他措施，相关部门及生产企业可进一步完善矿山生态修复方案。

2.2 尾矿区域的科学治理

相关部门及生产企业应有序处理尾矿区域，针对占地面积较大的尾矿，企业应进一步推进矿产资源二次开发，提高尾矿的综合利用率、矿产资源的社会经济效益。尾矿二次开发可有效借助原有的开采环境，因此，整体开采投资相对较少，生产企业可对尾矿资源类别进行分析，尽量实现规模经营及多品种开发的资源化与商品化，变废为宝。

同时，针对尾矿区域常见的矿坑水问题，相关部门及企业应采取有效的处理对策，净化地表污水，加速建设水资源全面回收与废水零排放工作体系。针对尚未处理完成的采空区域、废弃巷道及硐室，生产企业亦可利用尾矿区域的各类废弃物对其进行处置，如此不仅可避免采空区出现次生地质灾害，亦可提高尾矿利用水平，削减尾矿带来的生态环境问题。

此外，在尾矿区域治理的过程中，科技手段的应用具有举足轻重的地位。例如，可以积极引入先进的遥感技术和地理信息系统，这些高科技工具能够对尾矿区域进行精确、全面地监测和评估，从而为制定科学、合理的治理策略提供有力的数据支持。生态修复工作同样不容忽视，相关部门应通过植被恢复、土壤改良等一系列措施，努力改善尾矿区域的生态环境，逐步恢复其生态功能，为区域的可持续发展奠定坚实、稳固的基础，让尾矿区域焕发出新的生机与活力。

2.3 重塑矿山的生态结构

我国地域辽阔，各地区矿产资源、地质环境及气候环境存在巨大差异，因此，矿山生态结构重塑过程中，相关部门及生产企业应具体分析区域的实际情况，积极采用物理措施及化学措施，快速处理影响生态环境发展的不利因素。物理处理手段主要应用于矿山生态前期修复阶段，生产企业应对因生产作业而产生的矿坑、边坡及其他不稳定堆积体进行处理，尽量减少区域地质环境隐患，如排矸场内部可采用熟土进行掩埋、采空区可使用低价值尾矿资源进行填充。地质问题解决完成后，生产企业也要广泛开展植被种植等各项生态恢复措施，以维持生态平衡为目标，充分调动区域资源，提高矿山地表景观区的稳定性。

化学处理作业需使用化学药剂，工作人员将这些化学药剂喷洒在尾矿区域表面后，药剂将会与空气及其他物质发生化学反应，并形成一层保护膜，保护尾矿区域稳定，减少水体侵蚀影响，并同时控制区域水环境污染问题。化学处理措施存在很大限制，生产企业应科学管控化学药剂的使用，并着重分析化学药剂成分，以免其使用不当而引发更为严重的生态污染。

2.4 恢复矿山生产区域的植被

研究表明，植被修复是实现矿山生态修复与重塑的最有效措施[3]。植被恢复作业开始前，相关部门及企业应全面调研矿山区域的实际破坏情况，综合治理生态平衡与水土流失问题。结合具体情况。企业及相关部门可采用直接种植或覆土种植的方式进行种植，并分析矿山土壤情况、土壤肥力，确保植被恢复过程不超过土壤的承载力。

植被直接种植投入较少，整体操作十分简便。但植被直接种植恢复措施对矿山地质土壤环境要求严格，其土壤应具备一定的营养条件，可满足植物生长所需。然而，由于矿山开采作业破坏性较强，多数废弃矿山土地为裸地，地表不存在可供植物生长的土壤，植被恢复缓慢且存活率很低。同时，矿山土壤内部多含有大量有毒有害物质，造成其土壤中的微生物及其他有益生物总量均较低，若采用直接种植恢复措施，很难保证植被存活率。因此，直接种植模式仅适用于矿山区域土壤环境被破坏程度相对较低的场景。

相较于直接种植模式，覆土种植场景适应性更强。但覆土种植需生产企业及相关部门对矿山修复区域进行覆土作业，且覆土厚度需满足植被生长的基本需求，因此，覆土种植成本较高。为实现成本管理，相关部门可广泛种植豆科类植物，充分利用其根系固氮能力，进一步改善土壤肥力与整体环境，提升土壤承载力，促进区域植被生态快速恢复。

以黑龙江某采石场为例，生产作业区域总面积达到4.5 hm2，且很多区域为历史遗留废弃矿山，原有的生态系统已遭到严重破坏，地质灾害频繁出现。为有效解决采石场废弃区域生态问题，地方政府及相关部门聘请第三方专业机构，结合区域环境特征，制定了一整套生态修复方案，严格按照“宜耕则耕、宜建则建、宜绿则绿”的基本原则，充分利用自然修复能力，覆土作业整体厚度为30 cm，并广泛种植本土植被。此外，针对采石场区域存在的边坡过于陡峭问题，相关企业对地势较高的部位进行了开挖找平，并利用各类废弃尾矿资源对矿坑进行了填平压实，边坡坡度被控制在15°以下。经过多年治理，该区域生态环境已基本恢复，废弃作业区域已基本实现全面绿化，水生态环境逐步改善。

2.5 矿山土壤生物的修复机制

在矿山土壤环境修复过程中，企业应重点关注土壤内部各类微生物与有益生物，注重各项措施的落实效果，提升土壤肥力，改善土壤结构。土壤微生物可有效提升土壤活性，促进各类营养物质的快速分解，从而提升土壤中有机物含量。微生物亦可有效吸收各类污染物，并将其转变为可满足植被生长所需的营养物质，在提高绿色植被存活量的基础上，进一步削减土壤污染带来的负面影响，促使整个生态系统更加平衡[4]。

土壤有益生物可有效避免土壤板结问题，并加快落叶及枯枝的分解速度，提升土壤肥力，并使植被土壤可形成完整的营养循环，重塑区域生态系统。

矿山土壤生物修复工作应与绿色植被种植工作同步进行，相关部门及企业也要时刻关注直接治理效果，跟踪土壤环境变化，分析植被存活率，及时发现矿山土壤生物修复环节存在的漏洞与不足，评估生态整体恢复情况以及污染治理情况，并同步采取更为先进的技术工艺与修复理念，促使区域生态恢复自我平衡。

2.6 矿山水污染的处理

矿山开采作业需持续消耗水资源，而开采作业形成的废水也含有大量有毒有害物质，若这些废水在未经处理的情况下直接排放，则区域地表水及地下水将受到严重影响。矿山污水问题可借助人工湿地等措施进行综合治理，广泛种植耐受植物，并借助微生物的分解作用，减少水体中的污染物总量。矿山水污染问题治理亦可为矿山生产水资源科学利用创造有利条件，结合实际处理效果，矿山生产企业可将这些处理后的尾水二次利用，进而形成废水资源零排放，并最大限度减少矿山开采期间的整体耗水量。

矿山水污染问题处理工作十分重要，水污染治理要与植被恢复及其他治理工作同步进行，从而进一步控制水污染问题形成的负面影响，全面减少污染物的总体含量，打断原有的恶性循环，充分发挥自然生态的自我修复能力。同时，企业及相关部门应施加合理的人工引导，从而控制整体治理成本，实现区域水资源的科学调配，避免出现结构性缺水难题。

此外，矿山水污染治理的成效离不开严格的监管和执法，因此必须确保所有矿山企业都严格遵守水污染防治的相关法规，对于任何违法排污行为，都应依法予以严厉打击。同时，为了提升废水处理的效果和效率，应鼓励并引导矿山企业积极采用市场上先进的水处理技术和设备，这样不仅能有效提高废水处理的质量，还能帮助企业降低处理成本，从而为矿山水资源的可持续利用提供更为坚实的保障。

2.7 尾矿库科学复垦

在尾矿库复垦工作推进期间，企业及相关部门应分析区域土层化学性质及污染物成分，若区域含有大量放射性有毒物质，则应设置必要的隔离层；若区域含盐量较高，则企业及相关部门快速落实除盐作业，若条件允许，可进行深度覆盖处理，尽量避免盐分物质被雨水溶解。

此外，尾矿库区域应按要求设置排水设施，既要关注水资源科学开发与利用，也要考虑到水生态环境保护以及矿山生产区域的整体排洪需求。各项基础处理完成后，企业及相关部门也要及时进行覆土种植工作，恢复区域绿色植被，并借助土壤微生物及有益生物，逐步削减原有有毒有害物质总量，避免其对区域生态产生持续负面的影响。在植被的选择上，应优先考虑那些具有耐受力、能够快速生长且能改良土壤的植物。此外，对于复垦区域，还应建立长期的监测机制，定期评估复垦效果，确保生态环境的持续改善。通过这些措施，尾矿库复垦不仅能有效恢复生态环境，还能为周边居民提供更为健康、宜居的生活环境。

3 结束语

废气矿山生态修复工作需消耗大量时间，相关部门与企业应以保护生态环境、恢复区域生态平衡为目标，综合分析区域矿山生态问题及实际污染现状，科学制定完善的生态修复计划，并注重思想意识创新及工艺技术升级。同时，应面向土壤、绿色植被及生物等多个方面实施修复作业，长期跟踪矿山生态修复工作的实际执行情况与进展，及时找出生态修复过程中存在的不利条件，调整修复措施，最终实现矿山生态结构的可持续发展。

参考文献

[1] 李占军.矿山生态修复方法及工程措施研究[J].冶金与材料，2023，43（7）：13-15.

[2] 董珂.矿山生态修复监管法律问题研究[D].太原：山西财经大学，2023.

[3] 陈朝阳，杨广营.废弃矿山生态修复对土地整治的新要求及相关建议[J].农村经济与科技，2022，33（15）：21-23.

[4] 张婷婷.寒冷地区矿山生态修复与景观再造设计研究[D].张家口：河北建筑工程学院，2022.