我国金属矿产资源丰富,金属矿山为国家提供重要的基础材料的同时也用占了大量土地,金属矿山开采引起的周边土壤重金属污染已成为严重的环境问题之一。重金属污染造成土壤质量下降,生态系统退化,且污染农作物,威胁到人类的健康。矿业开发所造成的土壤污染量大面广,是我国土壤污染治理不可忽视的问题之一。
1治理金属矿山地质环境的必要性
矿山开采产生的废石、选矿产生的尾矿以及冶炼废渣(含Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Ag、Cd、As等有害元素)经风化淋滤,使有害元素转移到土壤中,造成土壤质量下降的同时污染农作物,最终通过食物链进入人体,影响人类健康。其危害性主要表现在以下几个方面:(1)进入土壤的重金属被吸附在土壤胶体表面或包含于矿物颗粒内,可移动性差,迁移距离短;(2)土壤重金属污染往往要通过对土壤样品的分析化验和对农作物以及人或动物的健康检查才能揭示出来,其危害被发现通常会滞后较长的时间;(3)不能被土壤中微生物分解,不能通过焚烧的方法从土壤中去除,相反地会在生物体内富集,部分会转化为毒性更大的*基化合物,表现出不可逆性和蓄积性。以上种种金属矿山地质环境问题,都要被我们充分的重视起来,否则必然会受到大自然的惩罚。做好金属矿山地质环境的保护与治理,是目前矿山工作的重要任务。
2矿山地质生态环境恢复治理技术的发展
首先是土地恢复技术主要是在矿山开发区范围内,开展一系列生态农业发展产业,该项技术当中主要运用的是生态学以及生态经济学理论,有效配合土地耕种技术和生态恢复技术,对矿产开发工作中出现的土地破坏以及挖掘损坏问题进行有效的治理。该项技术的主要原理是对已经被破坏的土地资源来进行恢复,并且发展相应的生态农业建立起一个生态结构更加丰富,同时更加全面的综合农业生态体系,这种农业生态体系属于一种集约化的运营管理方式,这种发展方式主要的优势在于投入的人力资源相对较小,并且可以获得比较明显的经济效益和环境效益。其次是通过开展生物恢复技术,利用生物措施进行土地肥力的恢复以及生物生产能力的恢复工作,通过这一技术能够有效的实现废弃土地的农业复垦以及提高复垦土地的生产效率。其优点是处理成本大大降低,对于周围环境的影响降低,治理效率得到提高。生物复垦技术的重要功能是对土壤的改良和植被的品种进行严格的筛选。最后,对矿山开发工作当中的固体废料以及矿山尾矿等进行合理的应用,主要指的是在矿山开采工作中对大量的废弃物料进行收集和研究,并且通过一系列处理措施来进行循环使用和处理。现阶段,我国在该项技术研发程度上还需要进一步提升,针对一些危险性较高的矿产资源处理和应用仍然存在一定的问题,如果在处理过程当中技术应用不当,很容易造成更加严重的安全事故。针对矿产资源开发工作中出现的尾矿固体废料等勘测工作需要和生态环境治理工作之间进行结合,这也是原生矿床的勘测和矿产开发技术之间的重要区分。
3金属矿山地质环境恢复治理措施
3.1滑坡治理
对矿区内滑体上方边坡进行削坡,削坡区域为坡顶至坡顶下方5m区域,形成坡度控制在30°左右,削坡产生的废石回填至坡脚压坡。清运区内废石、废渣,用于场地内的回填,不外运。将区内废弃高压线塔、高位水池以及其他原有建筑物进行拆除,拆除的建筑垃圾就地回填。
3.2配筋挡墙
在滑体坡脚处修建配筋挡墙,挡石墙采用浆砌块石砌筑,并用M10砂浆勾缝。伸缩缝每隔10m设置道,缝宽25mm,缝中填沥青麻筋、沥青木板或其他有弹性的防水材料,塞入深度不小于0.15m。挡墙修建前首先进行石方的开挖,开挖后对地基夯实平整,然后采用素混凝土找平。挡墙总高度为3.7m,其中1.5m位于地基下方,出露地表高度2.2m,墙体内的配筋采用纵横布设的方式,横向布设间隔为1m,第1根布设高度1m处,纵向布设的钢筋布设间隔为2m,配筋采用Φ16的钢筋。
3.3排水
在矿区内顶部以及边坡坡底挡墙外侧修建排水沟,用以排泄坡面的积水,防止积水进入下方的复垦区,排水沟与外界水塘相连或直接外排。排水沟断面采用矩形设计,浆砌块石砌筑,块石厚度20cm,采用M10砂浆勾缝,截、排水沟规格:宽×深=0.5m×0.5m。
3.4重金属污染治理
对矿区内污染区进行黏土隔离处理。设计沿污染区域四周贴边开挖环形沟槽,开挖宽1.2m,深度3m(直达污染源底部)的矩形沟渠。沟槽开挖后,将四周采用黏土进行回填,黏土选择渗透性小的,回填过程中需要分层压实,随后将整个污染源的表层同样采取黏土回填,回填深度0.5m,分层压实,随后在其上覆盖土工膜,随后回填0.5m的耕植土,撒播草籽复绿。
3.5植被复绿
对滑坡区域进行地形整理后,在其上直接撒播草籽,在该区段挡墙前方进行种植乔木复绿,种植方式宕穴开挖,种植间距为3m×3m,开挖宕穴规格为1m×1m×1m。污染场地为确保隔离层的有效性,恢复为草地;所有土方来源均为外购耕植土。
3.6监测养护
通过对项目区地质环境的监测,及时掌握地质灾害及地质环境问题的发展、演化趋势,为该区人居安全、地质环境保护、地质灾害防治和地质环境综合治理设计提供基础资料,为政府主管部门实施地质环境监督管理提供科学依据。监测的主要任务为滑坡治理工程的有效性,植被的生长情况及重金属污染区域治理效果。监测采用巡视检查与仪器监测相结合的方法,重金属污染区域的监测采用定期采样送检的措施。项目管护工程为工程管护和植被管护,工程管护对象为挡土墙、排水沟等构筑物;植被管护为复垦后的林草地,根据省气候条件和林木生长规律,管护期定位3年。
结语:
通过削坡、修建挡墙等工程措施,消除项目区地质灾害隐患;通过栽植蔷薇、杨树等,恢复项目区地表植被,消除主要交通干线的视觉污染;通过土地平整、黏土隔离等措施,隔离重金属污染源,将场地恢复成林地;通过建立矿山地质环境恢复治理监测体系,检验治理工程的效果,为周边矿山治理提供经验。
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