第223章礦山土地復(fù)墾與生態(tài)經(jīng)濟(jì)課件

1、 -礦山土地復(fù)墾與生態(tài)經(jīng)濟(jì)采礦學(xué)教學(xué)課件目錄1 土地利資源及破壞情況2 礦山土地復(fù)墾現(xiàn)狀3 我國土地復(fù)墾存在的問題4 礦山土地復(fù)墾特點(diǎn)5 礦山土地復(fù)墾需要考慮的因素6 土地復(fù)墾前準(zhǔn)備7 復(fù)墾方向8 復(fù)墾評價指標(biāo)9 礦山土地復(fù)墾方法10 礦山復(fù)墾費(fèi)用11 礦山生態(tài)經(jīng)濟(jì)計算土地總面積960104km2，占世界陸地面積的7.2%，僅次于俄羅斯、加拿大，居世界第三位。但人均土地面積僅為0.777hm2，相當(dāng)于世界水平的1/3，人均耕地面積0.106hm2，不足世界人均數(shù)的43%。1 土地資源狀況中國1.1 中國石油天然氣分布1.2 中國煤炭資源分布1.3 中國鐵礦資源分布1.4 中國銅礦資源分布1.5

2、 中國鋁礦資源分布1.6 中國稀土資源分布1.7 土地破壞情況 據(jù)中國官方機(jī)構(gòu)2010年估算，目前中國因礦產(chǎn)資源開發(fā)等生產(chǎn)建設(shè)活動，挖損、塌陷、壓占等各種人為因素造成的破壞廢棄的土地約達(dá)2億畝，約占中國耕地總面積的10%以上。 我國因采礦直接破壞的森林面積累計達(dá)106萬公頃 ，破壞草地面積為26.3萬公頃 ，因采礦、尾礦、廢石堆積直接破壞和占用土地140 200萬公頃，并以每年2萬公頃的速度增加。因此，礦山的土地復(fù)墾對生態(tài)環(huán)境尤為重要。2 礦山復(fù)墾現(xiàn)狀 “礦山復(fù)墾”最初見于“土地復(fù)墾”一詞。該詞在 20 世紀(jì) 50 年代末稱為 “造田復(fù)地”，當(dāng)時為了克服自然災(zāi)害帶來的吃糧困難，礦山職工自發(fā)地在

3、排土場、尾礦場上墊土種植糧食和蔬菜。在“以糧為綱 ”的年代，土地復(fù)墾的概念一般是將廢棄的土地 重新開墾為農(nóng)田種植農(nóng)作物。2.1 國外礦山復(fù)墾情況波蘭：專門建立了礦石加價制，即采出1t礦石按其成本加價2.32.5%，用以籌集復(fù)墾等方面的資金。保加利亞：在遠(yuǎn)景規(guī)劃中規(guī)定，撥款專門用于環(huán)境保護(hù)和恢復(fù)被破壞的土地。英國：1950年開始專門撥出復(fù)墾基金來恢復(fù)露天開采破壞的土地。德國：有專門的采礦技術(shù)監(jiān)督機(jī)構(gòu)檢查露天開采后所破壞的土地恢復(fù)情況。 美國：在50個州中的35個州均制定有采礦復(fù)墾條例，1977年頒布了聯(lián)邦的露天采礦管理和復(fù)墾法。成立專門復(fù)墾企業(yè)，其中包括了礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等方面專家，專門從事復(fù)墾

4、工作。礦業(yè)公司政府低價獲取毀損土地產(chǎn)權(quán)按照分區(qū)法規(guī)，確定復(fù)墾后土地用途收集固體廢棄物收取處理費(fèi)填埋廢棄礦坑分類處理固體廢棄物城市垃圾等監(jiān)管部門按標(biāo)準(zhǔn)檢查質(zhì)量廢品再利用土地復(fù)墾后進(jìn)入土地交易市場美國土地復(fù)墾商業(yè)化機(jī)制2.2 國內(nèi)礦山復(fù)墾情況20世紀(jì)70年代開始礦山廢棄地復(fù)墾1989年頒布土地復(fù)墾規(guī)定2006年印發(fā)關(guān)于加強(qiáng)生產(chǎn)建設(shè)項目土地復(fù)墾管理工作的通知2011年國務(wù)院頒布土地復(fù)墾條例 我國現(xiàn)代化開采的礦山復(fù)墾工作，較早得到全面復(fù)墾的是海南省的田獨(dú)鐵礦。它是一個中性深凹露天礦，20世紀(jì)50年代中期采完后，露采坑成魚塘，坑周大樹參天郁郁蔥蔥，成了一個風(fēng)景宜人的休養(yǎng)勝地。 國家黃石礦山，是一代偉人毛

5、澤東生平視察過的唯一的一座鐵礦山；其開采遺址形成落差444米，為世界第一高陡邊坡，被譽(yù)為“亞洲第一天坑”；建成全國第一家國家礦山公園黃石公園，國家4A級風(fēng)景區(qū)、全國工業(yè)旅游示范點(diǎn)、全國科普教育基地。 2.3國內(nèi)外礦山復(fù)墾合作 澳大利亞是礦山復(fù)墾技術(shù)比較成熟的國家之一 , 中國與澳大利亞合作成立了許多的研究機(jī)構(gòu) , 如中澳礦山廢棄物研究中心解決礦山復(fù)墾過程中廢棄物的利用問題 。 另外，中國的許多科研機(jī)構(gòu)與澳大利亞都有合作項目 。 安徽銅陵有色集團(tuán)公司與北京礦冶研究總院合作 , 采用澳大利亞無土復(fù)墾技術(shù)治理尾礦庫。 中澳礦山復(fù)墾專家經(jīng)過 4 年的技術(shù)合作，投資 170 余萬元，成功地在 5 km

6、尾礦庫沙灘上試種了黑麥 、 羔羊毛和小冠花等7種草，以及柳樹 、楊樹、樟樹和冬青樹等 8 種樹。該區(qū)生態(tài)自然環(huán)境得到了恢復(fù)，成為國內(nèi)首家中外技術(shù)合作尾礦庫無土復(fù)墾示范場。 2009年5月18-19日，由中國礦業(yè)大學(xué)（北京）土地復(fù)墾與生態(tài)重建研究所所長胡振琪教授主持的主題為“礦區(qū)土地復(fù)墾與生態(tài)重建機(jī)遇與挑戰(zhàn)”，來自中國、美國、德國、加拿大、丹麥等30余位高等院校、科研院所、企業(yè)的專家學(xué)者出席，以及首都部分高校和科研院所相關(guān)專業(yè)的20余位研究生列席。 但是，由于我國復(fù)墾法規(guī)不健全，復(fù)墾工作起步晚、 起點(diǎn)低，復(fù)墾技術(shù)的高科技含量低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了礦山生態(tài)重建和環(huán)境保護(hù)的需要。與發(fā)達(dá)國家相比，我國無論是

7、在復(fù)墾科研和復(fù)墾規(guī)模上，還是在復(fù)墾水平上，均有明顯差距。而且我國的復(fù)墾法規(guī)也不健全，極大地影響了礦山復(fù)墾的進(jìn)展。就國內(nèi)已經(jīng)開展的礦山復(fù)墾項目來看 ，平均投資額一般約為4000元/hm2（400000元/hm2 ）3 我國礦山復(fù)墾存在的問題 3.1 土地復(fù)墾的配套法律與法規(guī)不健全 目前，我國有關(guān)的法律和法規(guī)，涉及到礦山環(huán)境保護(hù)方面的規(guī)定，大多限于“ 三廢 ” 污染與治理，而對礦山存在的其他環(huán)境問題關(guān)注不夠。 我國現(xiàn)行的 土地復(fù)墾規(guī)定 已不能適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。 我國礦山復(fù)墾中的諸多問題 ,如礦山復(fù)墾規(guī)劃的編制與實(shí)施、礦山復(fù)墾專項規(guī)劃與相關(guān)規(guī)劃的關(guān)系協(xié)調(diào)、礦山復(fù)墾項目的立項到項目工程財務(wù)的程序

8、、 礦山復(fù)墾中的監(jiān)督和復(fù)墾后的驗收、各級政府部門在礦山復(fù)墾工作中的責(zé)任和權(quán)利劃分等,都需要通過法律來進(jìn)行規(guī)范。3.2 價格形成機(jī)制不合理 , 缺乏環(huán)境成本補(bǔ)償 礦山復(fù)墾投資具有數(shù)額巨大，回收期限長的特點(diǎn)，因此需要重金支持。但我國目前的價格形成機(jī)制不合理，沒有考慮環(huán)境成本。如果沒有政府的有效干預(yù)，僅僅通過自由競爭，市場形成的資源類產(chǎn)品價格，一般會低于資源持續(xù)利用的長期成本價格。采礦權(quán)人不會主動去保護(hù)資源及補(bǔ)償環(huán)境。 目前采礦的出廠價格 ,只能反映短期的、 資源掠奪性的開采成本，這種價格不是資源類產(chǎn)品供給的可持續(xù)價格。因此，要想達(dá)到資源開發(fā)的合理均衡，就應(yīng)在礦產(chǎn)品價格中加入環(huán)境成本 ,改革資源類產(chǎn)

9、品的價格形成機(jī)制。但依照目前的狀況，礦區(qū)沒有這項成本開支的規(guī)定。3.3 礦山復(fù)墾資金難落實(shí) , 投入少 礦山復(fù)墾需要大量的資金。在礦山復(fù)墾實(shí)踐中，資金往往不能得到落實(shí)。在土地復(fù)墾規(guī)定頒布以前，礦山開采破壞了大量土地，但是當(dāng)時采礦完全是按國家計劃生產(chǎn)和銷售，并將全部利稅上繳國家，在成本核算中并沒有把礦山復(fù)墾所需資金考慮在內(nèi)，所以，要求企業(yè)用現(xiàn)在的錢還幾十年的舊賬是難以實(shí)現(xiàn)的。3.4 缺少對礦山復(fù)墾工作的有效監(jiān)督 因受國土管理中重點(diǎn)工作和中心工作的影響，復(fù)墾管理工作往往被忽視。 同時，復(fù)墾管理機(jī)構(gòu)也不健全，配備人員少 ，力量不足，有關(guān)部門之間協(xié)調(diào)合作不夠，這嚴(yán)重影響了礦山復(fù)墾工作的依法行政。 另外

10、，開展礦山復(fù)墾工作，有大量的技術(shù)性事務(wù)需要一定的組織機(jī)構(gòu)去完成。4 礦山土地復(fù)墾的特點(diǎn) 礦山破壞地特征：1 表土層破壞，缺乏植物能夠自然生根和伸展的介質(zhì)；2 物理結(jié)構(gòu)不良、持水保肥能力差；3 極端貧瘠，缺乏植物生長所需的基本營養(yǎng)物質(zhì)；4 重金屬含量過高、極端 pH 值、干旱或生理干旱等限制了植物生長的基質(zhì)環(huán)境。礦山土地復(fù)墾特點(diǎn)綜合性技術(shù)性系統(tǒng)性地域性多樣性涉及地質(zhì)學(xué)，農(nóng)學(xué)，林學(xué)，生物學(xué)，環(huán)境科學(xué)等自然科學(xué)。涉及采礦技術(shù)。生態(tài)技術(shù)。水土保持等技術(shù)科學(xué)，以及人口學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)等社會科學(xué)。土地復(fù)墾對技術(shù)的要求很高，既包括宏觀領(lǐng)域的技術(shù)，又包括微觀領(lǐng)域的技術(shù)；既包括工程復(fù)墾技術(shù)，又包括生物復(fù)墾技術(shù)。土地復(fù)

11、墾區(qū)常常是煤礦，冶金礦和廢棄工礦地“它們與區(qū)域內(nèi)的動物，植物，微生物等諸多相互作用，相互制約的因子共同構(gòu)成一個生態(tài)系統(tǒng)”“對于不同的地區(qū)，土地復(fù)墾的模式和手段不同，復(fù)墾時間和復(fù)墾后的效果(收益)也不一樣”土地復(fù)墾的手段主要包括兩個大的方面，即工程復(fù)墾技術(shù)和生物復(fù)墾技術(shù)。工程復(fù)墾技術(shù)包括土地平整，土地整形，土地保護(hù)，充填復(fù)墾，土壤重構(gòu)等技術(shù)；生物復(fù)墾技術(shù)包括土壤改良，制備恢復(fù)，菌根技術(shù)等。首先應(yīng)根據(jù)采礦地質(zhì)條件、發(fā)展遠(yuǎn)景及當(dāng)?shù)鼐唧w 情況，制定出礦山土地復(fù)墾規(guī)劃。復(fù)土與修坡工作要保持與開采、排棄順序相協(xié)調(diào)，且盡可能利用礦山的采、裝、運(yùn)設(shè)備。5.1 基本要求5 礦山復(fù)墾基本要求和考慮因素保持良好的土

12、壤質(zhì)量，必要時原有的表土層須預(yù)先 剝離、儲存(包括采礦場或剝離物排棄場)。對有毒 物料必須埋掉，其埋深不小于1m，保證植物生長的土壤酸堿度，對農(nóng)作物來說，pH值一般以48為宜。鋪墊表土要保證植物的種植深度，同時應(yīng)進(jìn)行必要 的化學(xué)分析試驗，搞清土壤的物理機(jī)械性質(zhì)和農(nóng)業(yè) 化學(xué)性質(zhì)。5.1 基本要求礦區(qū)地表特征，如地形、地貌等；礦區(qū)環(huán)境因素，如氣候、氣象、周圍城鎮(zhèn)、居 民點(diǎn)的分布，礦山開采前該地區(qū)環(huán)境現(xiàn)狀及礦山開采后可能造成的污染；礦區(qū)表層耕植土及覆蓋巖土的厚度、物理機(jī)械性質(zhì)、化學(xué)特性、表土肥沃程度等；5.2 礦山復(fù)墾應(yīng)考慮的因素礦床開采方法對土地破壞和占用的狀況，廢石 及尾礦的排棄方式及復(fù)墾的可能

13、性；礦山原有植被的調(diào)查，再種植及綜合利用的可能性；復(fù)墾設(shè)備及采礦設(shè)備的通用性；復(fù)墾成本，經(jīng)濟(jì)效益及復(fù)墾周期等。礦山復(fù)墾應(yīng)考慮的因素：廢石材料的結(jié)構(gòu)和含酸程度；廢石堆的結(jié)構(gòu)及其穩(wěn)定性；廢石的巖性；廢石中的有毒元素；粉塵對植物的危害；廢石的濕度；氣候條件；地形條件對植物種植的適應(yīng)程度。5.3 礦山土地復(fù)墾與植物種植方式選擇的主要因素 目前，國外礦山環(huán)保和復(fù)墾的研究，已發(fā)展到利用人造衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測和規(guī)劃。美國國家宇航員(NASA)科學(xué)家，利用地球資源技術(shù)衛(wèi)星的照片，將地形圖幅范圍內(nèi)的土地，從無法進(jìn)行種植的不毛之地到完全可以進(jìn)行再種植的土地分成7個使用等級。6 礦山復(fù)墾前準(zhǔn)備 這項技術(shù)為礦山開采和復(fù)

14、墾活動提供了準(zhǔn)確的資料。美國馬里蘭州西部，就利用這個資料對露天開采和復(fù)墾計劃進(jìn)行了全面部署。利用地球資源衛(wèi)星來考察、監(jiān)測地球環(huán)境是一項廉價和有效的先進(jìn)技術(shù)，它對礦山開采、土地利用、環(huán)境監(jiān)測和改善環(huán)境等活動提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。6.1 表土采掘和儲存 露天開采后復(fù)墾的第一階段工作是將露天礦境界內(nèi)表層的耕植土采掘后，表土儲存場或直接鋪覆在已回填廢石的采空區(qū)。(1)表土采掘方法 一般表土最好在其解凍和自然濕潤的條件下進(jìn)行采集以盡可能減少土壤肥力的損失，采集的厚度通常在0.5m以內(nèi)，對自然土壤來講可采集到心土層。 處理采集下來的表土有2種方式:一種是將表土直接運(yùn)往排土場復(fù)墾地點(diǎn)進(jìn)行鋪設(shè);另一種是將表土?xí)簳r

15、貯存一段時間,等排土場需鋪設(shè)表土?xí)r再運(yùn)往復(fù)墾地點(diǎn)進(jìn)行鋪設(shè)。對后者來講,表土的堆存若設(shè)計不合理,則會造成土壤肥力損失。 為了較好地保護(hù)表土的特性和肥力，采集的表土應(yīng)堆存于排土場或采場附近標(biāo)高較高的干燥處，堆存高度一般不宜超過5一10m，并且表土堆上要及時種上多年生的草本植物以防風(fēng)蝕、水蝕和雜草滋生。堆存場的底部通常設(shè)計為圓形或橢圓形。(2)表土儲存方法 表土臨時堆場設(shè)在開采階段的上部平臺，當(dāng)小型露天礦生產(chǎn)能力較小時，可用推土機(jī)或鏟運(yùn)機(jī)將表土運(yùn)往上部平臺堆場貯存。表土臨時堆放在先行階段工作面上，隨著工作面的推進(jìn)，推土機(jī)把耕植土層推運(yùn)到工作面上堆存。經(jīng)過一段時間之后，再運(yùn)往復(fù)墾地點(diǎn)鋪撒。表土運(yùn)往另設(shè)

16、的臨時堆場貯存，當(dāng)有條件時也可直接運(yùn)往復(fù)墾區(qū)鋪覆，這是最好的辦法。在國外，大型露天礦采用了帶可伸縮排土皮帶的選排運(yùn)輸排土橋，能把表土鋪覆在復(fù)墾區(qū)上部，把硬巖鋪覆在采空區(qū)底部。6.2 回填和整平 采空區(qū)的回填正是利用剝離的巖土恢復(fù)被破壞的土地?；靥顣r，應(yīng)將大塊巖石或有害含毒巖土堆置在采空區(qū)的底部，塊度小的堆在上面，組成合理的級配。在覆蓋表層土前要進(jìn)行平整和修整邊坡，其邊坡角要小于自然安息角，并根據(jù)復(fù)墾的內(nèi)容，保證邊坡角能使農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)機(jī)械裝備正常工作。若回填工作能夠有計劃地在采區(qū)內(nèi)與剝采工作相配合，則效果更佳。 6.3 鋪墊表土 露天采場復(fù)墾最后一道工序是鋪墊表土，有條件的礦山可在鋪墊表土前先

17、墊一層底土，以保持原有土壤結(jié)構(gòu)。 鋪墊表土可分為機(jī)械鋪墊與制漿灌墊兩種。 機(jī)械鋪墊即用鏟運(yùn)機(jī)、推土機(jī)、前端式裝載機(jī)等將表土從臨時堆場或直接從剝離區(qū)運(yùn)往已回填整平的復(fù)墾區(qū)，均勻撒墊表土厚為150200mm； 制漿灌墊是將大片復(fù)墾區(qū)用土堤劃分成若干地塊，每塊面積為24m2，通過管道灌注配好的泥漿，一般是分幾次部注，以便于流水曬干，最終達(dá)到復(fù)墾設(shè)計標(biāo)高。6.4 污染處理污水處理土壤重金屬污染水來源尾礦污水廠區(qū)污水礦山硝基物污水礦山酸性污水 一般礦山水污染主要是礦山酸性廢水，它不僅PH值低，而且一般溶解有多種重金屬，如Pb，Cu, Zn, Ni, Co, As, Cd 等。 6.4.1 水污染治理 利

18、用尾礦庫這大型的污水凈化處理池，使固液分離，水質(zhì)達(dá)到500毫克/升國家排放標(biāo)準(zhǔn)。將這部分清水再打回主廣房使用，這就是我國目前選礦廠大循環(huán)處理尾礦污水行之有效的方法。尾礦污水和廠區(qū)污水治理 礦山酸性廢水處理一是中和其酸，二是去除或降低溶解物（主要是重金屬）含量。酸性污水治理目前我國大型露天礦所使用的炸藥，其成份含TNT。硝基物廢水治理中和沉淀法硫化沉淀法其他方法氧化還原法電解法微生物法溶劑萃取法離子交換法蒸發(fā)法 該方法是投加堿中和劑, 使廢水中的金屬離子形成溶解度小的氫氧化物或碳酸鹽沉淀。工藝簡單, 處理成本低。經(jīng)過此方法處理后中和渣渣量大、易造成二次污染、含水率高等缺點(diǎn)。 該方法是加入硫化劑使

19、廢水中金屬離子成為硫化沉淀該法的優(yōu)點(diǎn)是硫化物的溶解度小、沉渣含水率低, 不易返溶而造成二次污染。但硫化劑本身有毒、價貴,硫化劑過量, 也會造成污染, 因而限制了硫化物沉淀法的應(yīng)用。 主要用作廢水的前處理,還用在將水中的金屬離子同還原劑接觸反應(yīng), 將重金屬離子變?yōu)閮r數(shù)較低的離子加以去除。 利用電極與重金屬離子發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而消除其毒性的方法, 按照陽極類型, 分為電解沉淀法和回收重金屬電解法兩類。 該方法是重金屬與離子交換樹脂發(fā)生離子交換過程, 以達(dá)到富集重金屬離子、消除或降低廢水中重金屬離子的目的。 蒸發(fā)法是利用熱能加熱重金屬離子廢水, 使水分子汽化逸出, 以達(dá)到如下的目的: 制備回用水; 濃

20、縮重金屬加以回收或進(jìn)一步處理。 溶劑萃取是利用重金屬離子在有機(jī)相和水相中溶解度的不同, 使重金屬濃縮于有機(jī)相的分離方法,從而達(dá)到除去或降低水中重金屬的含量, 同時, 回收了有價金屬。 微生物法處理酸性礦山廢水就是利用自然界中的硫循環(huán)原理, 分三個階段將硫酸根還原成單質(zhì)硫。在處理含重金屬離子的廢水的方法中, 還有液膜法、反滲透法和電滲析法。礦山酸性廢水治理的新技術(shù) 工程覆蓋技術(shù) 利用殺菌劑 控制酸性礦山廢水的產(chǎn)生 利用電化學(xué)技術(shù)控制礦山 建立磷灰石排放系統(tǒng)來處理酸性廢水 礦山酸性廢水利用工程覆蓋物( 包括尾礦壩基底處理)來降低廢石堆中氧的濃度, 以減緩硫化礦氧化速度。氧化鐵硫桿菌對硫化物的氧化有

21、促進(jìn)作用, 對這些細(xì)菌進(jìn)行有效的控制可以使得部分酸性廢水中含酸量減少98%以上。6.4.2 土壤重金屬污染治理 1 物理隔離2 化學(xué)絡(luò)合螯合3 耐重金屬植物吸收4 微生物處理5 其他方法（磷酸鹽，殺菌劑，濕地） 物理隔離技術(shù) 客土法，即從異地運(yùn)來好土鋪蓋在廢棄地上面，并種植植物，在廢石與表土之間再覆至數(shù)層隋性材料如煤渣、釧渣、砑石等，可防止有毒金屬離子向表土層遷移。 主要包括物理分離修復(fù)、蒸汽浸提修復(fù)、壓裂修復(fù)、固定/穩(wěn)定化修復(fù)、玻璃化修復(fù)、低溫冰凍修復(fù)、熱力修復(fù)、電動力學(xué)修復(fù)等技術(shù)。物理修復(fù) 主要技術(shù)類型有化學(xué)淋洗技術(shù)、溶劑浸提技術(shù)、化學(xué)氧化修復(fù)技術(shù)、化學(xué)還原與還原脫氯修復(fù)技術(shù)、土壤性能改良

22、修復(fù)技術(shù)?；瘜W(xué)修復(fù) 是指利用植物本身特有的吸收富集污染物、轉(zhuǎn)化固定污染物以及通過氧化還原或水解反應(yīng)等生態(tài)化學(xué)過程,使土壤環(huán)境中的有機(jī)污染物得以降解,使重金屬等無機(jī)物被固定脫毒。植物修復(fù)微生物修復(fù) 利用微生物將土壤中的污染物分解并最終去除。主要有自然生物修復(fù)和工程生物修復(fù)兩種技術(shù)。6.4.3 國際國內(nèi)處理技術(shù)比較1 美國和西班牙是世界上礦山酸化問題比較嚴(yán)重的國家。從最初的隔離覆土，表土轉(zhuǎn)換與復(fù)原技術(shù)，近年來逐漸發(fā)展了控制硫鐵礦酸化的“微膠囊技術(shù)和“生物資源處理技術(shù)。2 英國和西班牙先后發(fā)展了硫還原細(xì)菌處理技術(shù)(目前這項技術(shù)已從實(shí)驗室進(jìn)入大規(guī)模的實(shí)施階段。德國則在野外利用Fe(III) 還原菌處理

23、產(chǎn)酸固體廢棄物， Fe3+與硫酸鹽反應(yīng)生成FeS2沉淀.加拿大研究人員利用共生微生物加速礦業(yè)廢棄地植被建 立，成功防治了酸性排土場酸性水產(chǎn)生，建立了穩(wěn)定的植被恢復(fù)系統(tǒng).5 澳大利亞在治理酸化礦業(yè)廢棄地時特別強(qiáng)調(diào)磷肥的使用. 我國有色金屬礦山對重金屬相對富集和酸度較大的巖層進(jìn)行“包埋”、“壓埋”、“填埋”，最大限度地減輕污染和酸化的影響； 采用“堆狀地面排土工藝”，減緩排土場非均勻沉降和地表嚴(yán)重壓實(shí)這兩大國際土地復(fù)墾上的通病發(fā)展了一些尾礦酸化快速、準(zhǔn)確的預(yù)測方法，并提出相應(yīng)的控制酸化措施； 江西永平銅礦對露采場、酸性廢石堆場土壤的改良方法，耐酸性草、灌、喬植物品種的篩選和種植技術(shù)等方面取得了一些

24、有效的成果； 利用人工濕地處理重金屬礦山酸性污染方面也取得了長足進(jìn)展。 在許多情況下，礦山廢棄地的植被恢復(fù)需要分階段進(jìn)行。初始階段的植被往往以基質(zhì)改良為主要目的，利用綠肥、固氮先鋒植物解決土壤熟化和培肥問題。綠肥植物（多為豆科植物）具有耐堿性和生命力旺盛的特性，含有豐富的有機(jī)質(zhì)和氮素，根系發(fā)達(dá)，能夠吸收和聚集深層土壤的養(yǎng)分，為后茬植物提供各種有效養(yǎng)分。 綠肥植物腐爛后還有膠結(jié)合團(tuán)聚土粒的作用，改善土壤的理化特性。固氮植物（如豆科植物、榿木、紅三葉草等）具有較高的吸收氮元素的能力，據(jù)有關(guān)研究，在豆科植物所需的總氮量中，估計只有三分之一取自土壤，其余三分之二靠共生固氮菌固定空氣中的氮素。固氮植物體

25、腐敗后把氮元素釋放到土壤中，增加土壤的氮含量，可替代化肥和有機(jī)肥或大幅減少肥料施用量。 6.5 植物種類選擇 包括抗旱、耐濕、抗污染、抗風(fēng)沙、耐瘠薄、抗病蟲害等；優(yōu)先選擇固氮樹種，盡量選擇當(dāng)?shù)貎?yōu)良的鄉(xiāng)土植物。 有關(guān)云南會澤鉛鋅礦廢棄地的復(fù)墾研究表明，禾本科與茄科植物對鉛鋅礦渣這種惡劣生境具較強(qiáng)的忍耐能力，許多一年生和兩年生植物如白茅、辣蓼、白草、鐵線草等可以作為先鋒植物選用。 據(jù)對廣西刁江流域的野外調(diào)查，纖細(xì)木賊、五節(jié)芒、狗牙根、土荊芥、菅草、假儉草、白茅、類蘆、斑茅、蘆竹、密蒙花等能在As、Sb、Zn、Cd復(fù)合污染的廢棄地上生長良好，可作為這一地區(qū)礦山廢棄地植被恢復(fù)的先鋒植物。 在干燥、寒冷

26、條件下，選擇植物時主要考慮以耐旱、耐寒、根系發(fā)達(dá)的樹種為主，例如丁香、刺梅、榆葉梅、沙棘、小葉錦雞兒、榆樹、小葉楊、華北落葉松、紅柳、樟子松、胡枝子、草木樨，地膚、豬毛菜、紫苜蓿、沙打旺等。 灌木樹種在植被的防護(hù)功能和土壤改良功能上，與喬木和草本植物比具有優(yōu)越性：與喬木相比具有抗逆性強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、枯枝落葉豐富、郁閉時間短、覆蓋地面迅速、土壤改良作用強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；與草本植物相比具有生長快、植物量大、根系發(fā)達(dá)、固持和網(wǎng)絡(luò)土壤能力強(qiáng)、生態(tài)效益多樣、防護(hù)功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。因此，選擇優(yōu)良的灌木樹種可以加快綠化和生態(tài)恢復(fù)。7 土地復(fù)墾的方向 土地復(fù)墾工作的效益在很大程度上取決于被破壞土地開發(fā)利用的種類和方式。由礦

27、區(qū)廢棄地進(jìn)一步開發(fā)利用方向所決定。復(fù)墾方式農(nóng)業(yè)復(fù)墾林業(yè)復(fù)墾漁業(yè)復(fù)墾休憩地復(fù)墾建筑復(fù)墾衛(wèi)生保健復(fù)墾水利復(fù)墾 綜合各國土地復(fù)墾實(shí)踐經(jīng)驗， 林業(yè)和農(nóng)業(yè)土地復(fù)墾方式已在全世界土地復(fù)墾實(shí)踐中得到廣泛采用，成為主要的復(fù)墾方式，特別是林業(yè)復(fù)墾， 因其對所需復(fù)墾的土地質(zhì)量要求不太嚴(yán)格，成為礦區(qū)廢棄地最經(jīng)濟(jì)、最可靠的開發(fā)方式。農(nóng)作物種植復(fù)墾地形坡度土壤條件污染現(xiàn)狀原土地利用狀況排灌條件外部條件等農(nóng)作物種植復(fù)墾方向的參評因子、權(quán)重及等級基塘復(fù)墾排灌條件積水狀況水質(zhì)狀況地形地貌區(qū)位條件及其它外部條件基塘復(fù)墾方向的參評因子、權(quán)重及等級林果種植復(fù)墾土地污染程度土壤條件地形坡度地形地貌區(qū)位條件及其它外部條件林果種植復(fù)墾方

28、向的參評因子、權(quán)重及等級牧業(yè)利用復(fù)墾土地污染程度土壤條件地形坡度排灌條件區(qū)位條件及其它外部條件牧業(yè)利用方向的參評因子、權(quán)重及等級8 復(fù)墾前評價體系9 礦山復(fù)墾方法9.1 排土場復(fù)墾工藝流程表土儲備采礦生產(chǎn)復(fù)墾準(zhǔn)備回填平整再植被9.2 采礦場復(fù)墾工藝流程剝巖堆置剝表土填溝整平種植平整墊土9.3 尾礦場復(fù)墾工藝流程排放尾礦填溝谷干燥墊表土整平種植9.4 塌陷區(qū)復(fù)墾工藝流程挖取土方充填裂縫平整覆蓋表土再植被露天采場復(fù)墾露天采場復(fù)墾外排有無覆蓋層的淺采礦有無覆蓋層的深采礦內(nèi)排鏟運(yùn)機(jī)復(fù)墾、汽車回運(yùn)復(fù)墾、軌道回運(yùn)復(fù)墾等 大中型露天礦的復(fù)墾方向一般為恢復(fù)植被或建成水體。進(jìn)行植被恢復(fù)復(fù)墾時，應(yīng)利用生產(chǎn)中剝離的

29、廢石把露天采場的深凹部分充填至自然排水標(biāo)高，并設(shè)置導(dǎo)流區(qū)，以使復(fù)墾后的采場具有防洪排水能力。然后對充填后的采場底部進(jìn)行平整、覆土和種植。由于金屬露天礦一般地處山區(qū)，又有高陡邊坡相鄰，存在交通不便等不利因素，采場底部一般不復(fù)墾為耕地，多復(fù)墾為林地。 大中型金屬露天礦的邊坡陡、邊幫上的平臺窄，未被充填的臺階一般不具備復(fù)墾為梯田型耕地的條件（也不值得），通常是把平臺平整后復(fù)墾為林地。平整時要注意形成一定的反向（向幫坡傾斜的）坡度，以防止水土流失。臺階坡面為堅硬巖石，傾角一般為4570，很難復(fù)墾。 進(jìn)行植被恢復(fù)的露天采場，應(yīng)視情況在采場外圍周邊修筑攔截排水溝，以防止邊坡侵蝕、水土流失，保護(hù)植被。 將露

30、天礦采坑建成水體也有很多益處, 如攔蓄降雨和洪水，補(bǔ)給當(dāng)?shù)氐牡叵滤?，有條件時還可配套水利設(shè)施用于灌溉，用于養(yǎng)魚等。這種復(fù)墾方式需要平整露天礦坑的底部，用泥質(zhì)土壤覆蓋有毒的巖石，采取措施防止邊坡和相鄰地域被侵蝕，使采場保持預(yù)計水位并保證水的交換，建造為露天礦坑灌水所需的水文工程設(shè)施，以及為利用蓄水所必需的其它設(shè)施等。 桂東北某礦復(fù)墾區(qū)土壤進(jìn)行全面田間調(diào)查，該復(fù)墾區(qū)水田土壤均不同程度地受錳和鎘兩種元素的污染。排土場復(fù)墾 當(dāng)廢石堆棄達(dá)到排土場的設(shè)計堆置高度后，首先對其頂部平臺進(jìn)行平整，對大塊巖石，可先采用液壓鎬敲碎，碎石填洼墊低，用推土機(jī)進(jìn)行平整、壓實(shí)。在平臺外沿修筑擋水埂，內(nèi)側(cè)修建排水系統(tǒng)。一般應(yīng)

31、在廢石面上鋪一層粘土，碾壓密實(shí)，形成防滲層。有毒物質(zhì)（如酸性土巖、重金屬等）出現(xiàn)在排土場表面時，必須實(shí)施移除或用專門的方法進(jìn)行改良，否則鋪敷的土壤會受到有毒物質(zhì)的污染。改良方法一般用石灰處理、去除有毒物質(zhì)并妥善處置，或用其它無毒物質(zhì)封蓋隔離。在排土場坡腳修筑一定規(guī)格的擋土墻，在排土場外圍依據(jù)地形條件設(shè)置必要的截洪溝。 為防止排土場邊坡易發(fā)生坍塌和雨水沖蝕，排土場邊坡要緩一些，高排土場要修成階梯形。排土場的高度與其邊坡度的關(guān)系大致為：高度在40m以內(nèi)時，其邊坡角不大于12；高度在40m 80m時，其邊坡角不大于8為宜。邊坡需要修成階梯形時，一般情況下臺階高度為810m，平臺寬度為410m，邊坡角

32、控制在1520以內(nèi)。排土場復(fù)墾排土場整形 同時在平盤外沿設(shè)置高1米寬約1.5米的擋土圍埂，通過在覆土后的排土場坡面布設(shè)沙障，可以有效地起到保持水土的作用避免平臺雨后積水和對排土場邊坡造成沖刷。 目前，坡面布設(shè)沙障主要材料為50厘米長的紅柳枝條，布設(shè)規(guī)格為1米 1米(1) 客土法?？屯练ㄊ峭ㄟ^施用外來表土（剝離貯存表土或來自取土場的表土）使排土場適合植物生長。大型排土場面積大，采用覆土復(fù)墾對表土需求量大，工程量大，費(fèi)用高，可根據(jù)植物種類和排土場巖石性質(zhì)，采用將表土按一定比例與排棄巖土混合的方式，表土比例以保證植物的成活率和正常生長為原則。這種方式在露天煤礦比較適用，如霍林河礦采用1:1的混合比，

33、取得了良好效果。排土場復(fù)墾土壤重構(gòu)與改良 金屬礦的排土場本身不適于植物生長，需要采取適當(dāng)措施進(jìn)行土壤重構(gòu)與改良。 (2) 垃圾肥法。將城鎮(zhèn)居民所產(chǎn)生的生活垃圾和排棄巖土按一定比例混合，既可以解決了生活垃圾的堆放與處理的問題，同時又其起到改良土壤的作用。如果要把排土場復(fù)墾為耕地或果園，應(yīng)對生活垃圾的有害成分及其含量進(jìn)行測定、分析，保證果實(shí)中的這些物質(zhì)含量不超標(biāo)。排土場復(fù)墾土壤重構(gòu)與改良(3) 保水劑法。在氣候干燥地區(qū)，土壤的含水量不能滿足植物正常生長的需要，靠人工長期澆水來維持會大幅增加復(fù)墾成本。使用保水劑可大大減少灌溉量。在保水劑使用前，先用清水浸泡（400倍水為宜），讓保水劑充分吸水，使其形

34、成粘稠的絮狀物質(zhì)，然后將其拌入靠近植物根系的土壤中或直接浸泡土壤根系，栽植后澆1次透水，然后覆土踩實(shí)。每株保水劑的用量在一定范圍內(nèi)越多越好，但考慮復(fù)墾成本，每株的施用量一般為2.4 g左右。排土場復(fù)墾土壤重構(gòu)與改良(4) 菌根法。菌根是真菌與植物根系所形成的共生體，能促進(jìn)植物的生長，增強(qiáng)植物對不良環(huán)境的抵抗力和防止苗木根部病蟲害等，特別是能夠促進(jìn)植物對磷元素和氮元素的吸收。通過形成根瘤菌增加土壤的含氮量，不僅有助于植物吸收水分以增強(qiáng)抵抗旱災(zāi)的能力，提高幼苗的成活率，促進(jìn)植物的生長，換能提高土壤質(zhì)量。菌種可在市場上或培育單位購買，施用量一般為每株50 g(含培養(yǎng)基質(zhì))，施于植物的根部。排土場復(fù)墾

35、土壤重構(gòu)與改良 (5) 化學(xué)土壤改良。 前蘇聯(lián)在防止排棄場的易分散物質(zhì)（ 沙 質(zhì)巖土、灰燼等） 的侵蝕和改善其理化性質(zhì)時， 常采用 化學(xué)改良劑。（6）施礦質(zhì)肥料。大量資料表明，施用礦質(zhì)肥料能有效地提 高人工林的生產(chǎn)力。（7）生物土壤改良。促進(jìn)人工林生長和防止巖土風(fēng)蝕的有效 生物學(xué)措施是在人工林間種植豆科綠肥，引入具有固N(yùn) 能力的樹種。（8）粉煤灰復(fù)田改良。美國等一些國家除了采用石灰、化肥、 覆土、種草等方法改良土壤外，還用粉煤灰作改良劑改 良土壤。 排土場復(fù)墾土壤重構(gòu)與改良排土場復(fù)墾植物種植 金屬礦的排土場表面為散體巖石，鋪敷肥沃土壤前最好先鋪墊一層底土。鋪敷土壤的厚度依據(jù)植物種類和土壤的質(zhì)量

36、確定。谷物和多年生草類對土壤質(zhì)量要求較高，其肥沃土壤層不宜低于30cm，而植樹造林則不一定要求鋪敷肥沃土壤。 由于排土場生長條件差，應(yīng)選擇用能忍受苛酷自然條件、成活率高的植物，適當(dāng)搭配不同群落和品種。種植的方法一般有兩種：一是直接將種子播入土壤，二是將植株、樹苗、根莖等移栽土中。 安太堡礦區(qū)植被復(fù)墾地主要有南排土場、西排土場和內(nèi)排土場三大土場,從各排土場的立地地形情況又分為平臺和邊坡兩類。進(jìn)行植被復(fù)墾，效果很好。尾礦庫復(fù)墾 尾礦庫壩體的穩(wěn)定性是實(shí)施復(fù)墾的重要前提。應(yīng)通過鉆孔、取樣以及孔水位跟蹤監(jiān)測、樣品測試等，查明壩體剖面形狀及材料組成和潛在的穩(wěn)定性影響因素，評價壩體在正常、洪水、地震等條件下

37、的穩(wěn)定性，包括地震作用下尾礦產(chǎn)生液化的可能性。采取措施對不穩(wěn)定壩體段進(jìn)行加固，保證尾礦庫長期穩(wěn)定。影響尾礦庫復(fù)墾利用方式的主要因素是尾礦的理化特性、當(dāng)?shù)貧夂颉⒌匦蔚孛?、土壤性質(zhì)及水文地質(zhì)條件等因素。 充分了解尾砂及土壤的性狀和理化特性，對尾礦庫復(fù)墾至關(guān)重要。應(yīng)通過取樣測定、分析尾礦庫不同深度尾砂的主要理化指標(biāo)及重金屬全態(tài)、有效態(tài)濃度等。尾砂的一般特性：為沙質(zhì)結(jié)構(gòu)，持水力差；缺乏粘土和有機(jī)質(zhì)，陽離子代換量低；缺乏有效氮和磷，營養(yǎng)力低；顆粒凝聚力差，對作物苗期生長不利；含有重金屬 。尾礦庫復(fù)墾 如果尾礦壩壩坡是由底部料石護(hù)坡和上部尾礦砂堆積坡面組成，必須對尾礦堆積坡面進(jìn)行整形和植被恢復(fù)。一種整形方

38、法是首先削平斜坡，而后沿斜坡的橫面挖隨坡就勢的水平溝，溝距2米左右，深1米左右、寬0.8米左右，在溝內(nèi)充填巖石風(fēng)化土或表土，然后在其上種植木本植物，以防坡面的風(fēng)雨侵蝕和地表徑流，達(dá)到防風(fēng)、固沙、護(hù)坡的目的。 尾礦庫復(fù)墾 尾礦庫庫面一般采用客土法恢復(fù)為耕地、林地或草地。覆土厚度主要取決于植物品種和土壤質(zhì)量。復(fù)墾為耕地時，以滿足作物絕大部分根系生長的深度范圍為基本標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)有關(guān)研究資料：冬小麥040 cm的土層根量占82 %、080 cm的土層根量占90 %以上；玉米根020 cm的土層根量占60 %左右、050 cm的土層根量占90 %左右；大豆040 cm的土層根量占90 %左右；一般蔬菜050

39、 cm深土層根量占90 %左右。因此，覆土厚度以5080 cm為宜。復(fù)墾為林地時覆土厚度一般為4050 cm。用于尾礦庫復(fù)墾的客土應(yīng)含有足夠的粘土成分。尾礦庫復(fù)墾 在尾砂和客土的性狀和理化特性合適時，可采用客土與尾砂混合的方式，可大大減少覆土量。如在山西中條山公司胡家峪銅礦毛家灣尾礦庫的復(fù)墾中，采用覆15cm的黃土與尾砂混合（土壤與尾砂比例21）方式， 進(jìn)行小區(qū)田間試驗，種植花生、高粱和玉米，取得良好效果。 將垃圾肥與覆土結(jié)合起來，即先施垃圾肥，再在上面覆蓋一層土壤，也可減少覆土量，取得良好的土壤改良效果。在復(fù)墾的尾礦庫種植糧食等可食性作物，應(yīng)十分注意防止食物鏈污染，必須采區(qū)措施進(jìn)行土壤污染治

40、理，并對收獲的糧食、果實(shí)進(jìn)行污染物檢驗。 多層覆蓋技術(shù)可有效防止尾礦酸化和污染物遷移。在尾礦上加3個覆蓋層：上層是約0. 6 m厚的土壤，供植被生長；中層為約1.2 m厚且滲透較好的石塊，增加透氣性，促進(jìn)水的水平流動；下層為有機(jī)材料，用以耗氣和與S-2和HCO3-發(fā)生反應(yīng)。沉陷區(qū)復(fù)墾 在中低潛水位區(qū)地表沉陷深度不大的條件下，可采用非充填復(fù)墾。 在丘陵地區(qū)的中低潛水位條件下，也可根據(jù)受損后地貌的特征和土壤條件，因地制宜，將沉陷地整理為梯田。 在沉陷深度較大的高潛水位塌陷區(qū)，可以借助積水修建魚塘和人工水庫。在巖石移動之前預(yù)先清除存在的植被層和有毒的巖石，在有毒巖石出露的地段建造屏蔽層，如用混凝土或

41、其它材料制成屏蔽支撐墻，用于防止水從有毒巖石內(nèi)滲透到水體。 在地勢較平坦的高潛水位區(qū)，沉陷區(qū)復(fù)墾面臨的一個主要問題是積水。一是采用廢石充填，提高沉陷區(qū)地表到不積水標(biāo)高，然后覆土、種植。二是采用合理的排水措施（如修建排水溝、泵排設(shè)施等），形成疏浚系統(tǒng)，通過自排或強(qiáng)排把沉陷地積水排出，恢復(fù)土地利用。疏排復(fù)墾需對配套的水利設(shè)施實(shí)行長期有效的管理，保證沉陷地的持續(xù)利用。值得一提的是，對此類沉陷區(qū)，應(yīng)在沉陷積水前把表土剝離并妥善貯存，否則會導(dǎo)致土壤大量損失，并增加復(fù)墾成本。 根據(jù)沉陷區(qū)的地貌、水文和土壤特點(diǎn)，可實(shí)施“水陸”雙重復(fù)墾，如在低洼的積水地段修建魚塘，在魚塘周圍的非積水區(qū)種植植物，利用水陸交換互補(bǔ)的物質(zhì)循環(huán)，因勢利導(dǎo)，進(jìn)行生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)或營造經(jīng)濟(jì)林、坑土林等。 總之，沉陷區(qū)的地貌特征、自然條件等千差萬別，應(yīng)本著因地制宜的原則，選擇環(huán)境和諧、生態(tài)或經(jīng)濟(jì)價值高的復(fù)墾方式。 復(fù)墾成本是露天礦生產(chǎn)總成本的一個組成部分。復(fù)墾費(fèi)用隨著復(fù)墾后的用途、礦山所在地點(diǎn)和區(qū)域、進(jìn)行復(fù)墾的時期以及地表原始條件的不同而變化很大。礦山土地復(fù)墾的成本主要由下列因素決定：覆蓋層下部巖石的農(nóng)業(yè)化學(xué)性質(zhì)、要求采集和鋪墊覆蓋巖土的厚度、覆蓋巖土的運(yùn)輸距離、土地復(fù)墾的機(jī)械化程度、復(fù)墾工程組織等。10 礦山復(fù)墾費(fèi)用 在美國1971年對西弗爾基尼亞露天煤礦的研究得出結(jié)論： 復(fù)墾費(fèi)用不包