生态修复技术在矿山废弃地应用

1、生态修复技术在矿山废弃地治理中应用 班级：环境科学一班 学号：40463109 姓名：杜志鹏生态修复技术在矿山废弃地应用第1页目录我国矿区废弃地类型与特点矿区开采生态环境效应我国矿区土地生态环境恢复方法案列分析结语生态修复技术在矿山废弃地应用第2页我国矿区废弃地类型与特点矿业废弃地是指为采矿活动所破坏, 非经治理而无法使用土地。依据其起源可划分为4种类型：1）由剥离表土、开采岩石碎块和低品位矿石堆积而成废石堆废弃地;2）伴随矿物开采而形成大量采空区和塌陷区,即采矿坑废弃地;3）开采出来矿石经各种分选方法分选出精矿后剩下物排放堆积形成尾矿废弃地;4）采矿作业面、机械设施、矿山辅助建筑物和道路交通

2、等先占用后废弃土地。 生态修复技术在矿山废弃地应用第3页 因为受采矿活动猛烈扰动, 矿业废弃地含有众多危害环境极端理化性质, 其主要特点以下。 (1) 表土层破坏造成缺乏植物能够自然生根和伸展介质,水分缺乏、营养物质不足、毒性物质含量过高。 (2) 极端贫瘠, N、P、K 及有机质含量极低, 或是养分不平衡。 (3) 存在限制植物生长物质, 如重金属含量过高、极端pH 值或盐碱化等。我国矿区废弃地类型与特点生态修复技术在矿山废弃地应用第4页矿区开采生态环境效应 2.1占用和破坏大量土地资源 普通而言, 露天采矿所占用土地面积大约相当于采矿场面积5倍以上。我国现有国营矿山企业8000 多个,个体

3、矿山23万多个。我国矿区破坏土地面积累计达2.88万km2,而且每年以大约467km2速度增加,深入加剧了我国人多地少矛盾。生态修复技术在矿山废弃地应用第5页矿区开采生态环境效应 2.2 对地表景观改变 矿山开采主要分为露天开采和地下开采两种方式。露天开采必须砍伐植物和剥离表土, 因而地表植被往往荡然无存, 取而代之是大片裸地;地下开采常造成地表沉陷、裂缝, 影响土地耕作和植被正常生长,从而引发地貌和景观生态改变。尽管两类采矿方式对土地破坏路径、程度和方式不一样,但都不可防止地造成地表景观改变, 造成数倍于开采范围区域生态和自然景观破坏。据统计,中国因采矿直接破坏森林面积累计达106104hm

4、2, 破坏草地面积达26.3104hm2。 生态修复技术在矿山废弃地应用第6页露天煤矿采砂场大理石厂采砂场大理石厂采铜矿生态修复技术在矿山废弃地应用第7页矿区开采生态环境效应 2.3 产生环境污染, 危害人体健康 矿业废弃物中含有大量酸性、碱性、毒性或重金属成份物质, 这些物质经过迳流和大气扩散,污染水、大气、土壤及生态环境,其影响区域远远超出了矿区范围。重金属污染是矿业废弃地普遍存在且最为严重问题, 这些重金属在风吹、水蚀作用下能快速向四面扩散并在土壤中积累,当积累到达一定量后就会对土壤、植物系统产生毒害, 不但造成土壤退化,农作物产量和品质降低, 而且还将经过迳流和淋洗作用污染地表水和地下

5、水,使水文环境恶化,并可能经过直接接触、食物链等路径危及人类生命和健康。 生态修复技术在矿山废弃地应用第8页生态修复技术在矿山废弃地应用第9页2.4 破坏生物群落生态平衡和生物多样性 勘矿、采矿引发地表与地下水扰动能够对生物群落造成很大危害, 且许多是不可逆。如选矿废水污染, 造成鱼虾几乎绝迹。矿区开采生态环境效应 生态修复技术在矿山废弃地应用第10页生态修复技术在矿山废弃地应用第11页矿区开采生态环境效应 2.5 地面塌陷, 诱发地震 采矿业对地质结构强烈扰动, 不论是正在开采或已废弃矿, 都有产生地塌陷和诱发地震危险。广东凡口铅锌矿地表开裂影响区近5km2, 建筑受损面积7 104m2,

6、农田受损面积0. 7km2。河流中止, 矿坑涌水加剧。大同煤矿因采空区顶部冒落产生地震几十次, 最大达里氏3.4级。 生态修复技术在矿山废弃地应用第12页我国矿区土地生态环境恢复方法 因为矿区废弃地对生态环境造成严重破坏,所以迫切需要对矿区废弃地进行生态恢复与重建。不过,当前我国矿区废弃地生态恢复工作总体上还处于早期阶段, 所以, 在我国大力开展矿区废弃地生态恢复工作是当务之急。生态恢复关键是生态系统功效恢复和合理结构构建,而生态系统各种功效是靠系统各组成成份相互作用来实现。所以,要恢复生态系统功效,必须恢复系统非生物成份功效,进行植被恢复及动物群落和微生物群落构建。生态修复技术在矿山废弃地应

7、用第13页我国矿区土地生态环境恢复方法 矿区土壤污染治理 1、矿区土壤培肥改良技术 土壤培肥改良技术就是对土壤有机质、pH值、土壤养分、团粒结构等性质改良。详细改良技术包含以下几个 a)土壤营养情况改良：土壤营养情况改良主 要包含微生物、 有机废弃物、绿肥、化学肥料、固氮植物等； b)土壤pH值改良：对于pH值不达标土壤能够经过石灰或碳酸氢盐来调整土壤酸性，改进土壤结构； c)表土转换：在采矿前先把亚表层和表层土壤取走并保留，采矿完成后再把这些保留土壤放回原处，这么就能够基本保持土壤营养条件、物理性质等方 面特征； d)土壤物理性状改良：土壤物理性状改良目标是改进土壤结构、提升土壤孔隙度，短期

8、内可采取施用农家肥和深翻土地方法。客土覆盖：客土覆盖就是在废弃地土层较薄时，可采取异地熟土直接覆盖，并经过引进植物种子、微生物、氮素等方法对土壤理化特征进行改良。生态修复技术在矿山废弃地应用第14页我国矿区土地生态环境恢复方法 生物恢复办法 a)植物修复。 植物修复包含土壤植物修复与水植物修复两类。土壤植物修复机理主要利用植物固定和吸收 作用， 多为原位生物修复。可用植物固化技术、根际生物降解植物诱导技术、根际过滤技术、植物蒸发技 术、 人工湿地构建技术等对植物进行修复。矿区植被恢复生态学标准：(a)植被连通性：生态系统被孤立不但对生物物种带来不利影响，而且会严重威胁到整个生态环境。而经过增加

9、孤立植被斑块间连通性，能够有效提升生态系统保护生物多样性能力；生态修复技术在矿山废弃地应用第15页我国矿区土地生态环境恢复方法 (b)植被生态完整性：植被生态完整性包含丰富生物多样性、完整植被结构、完整生态 循环系统、 充分地表覆盖、丰富生态功效群体、丰富植被层次、完整生态功效和效益产出体系；c)表土转换：在采矿前先把亚表层和表层土壤取走并保留，采矿完成后再把这些保留土壤放回原处，这么就能够基本保持土壤营养条件、物理性质等方 面特征； d)土壤物理性状改良：土壤物理性状改良目标是改进土壤结构、提升土壤孔隙度，短期内可采取施用农家肥和深翻土地方法。客土覆盖：客土覆盖就是在废弃地土层较薄时，可采取

10、异地熟土直接覆盖，并经过引进植物种子、微生物、氮素等方法对土壤理化特征进行改良。生态修复技术在矿山废弃地应用第16页生态修复技术在矿山废弃地应用第17页观赏性植物凤仙花生态修复技术在矿山废弃地应用第18页我国矿区土地生态环境恢复方法 植被恢复物种选择标准：选取当地优良先锋树种和乡土树种或选取固氮树种；选取抗逆性好、适应性强、生长速度快树种；选取抗病虫害、耐湿、耐瘠薄、抗旱、抗风沙、抗污染以及含有较高经济价值树种， 如刺槐、 沙枣、杨树等乔木树种,胡枝子、山杏、金银花等灌木树种，香根草，百喜草等草本植物；生态修复技术在矿山废弃地应用第19页 b)微生物修复。从污染土壤中筛选出能降解污染物微生物，

11、如酶菌、固氮菌、酶菌、放线菌、细菌、固氮菌，然后在试验室中对其进行修饰、驯化等处理后，提升对污染物降解能力，然后制成菌剂4。如菌根是土壤中高等植物营养根系与真菌菌丝形成一个联合 体，能修复土壤、 改进土壤质量，帮助植物从土壤中吸收水分和矿质营养，从而提升植物抗病力，提升植物耐盐、耐旱性，促进植物生长，到达作物增产目标；我国矿区土地生态环境恢复方法 生态修复技术在矿山废弃地应用第20页生态修复技术在矿山废弃地应用第21页生态修复技术在矿山废弃地应用第22页生态修复技术在矿山废弃地应用第23页c)动物修复。为了能降低污染土壤中重金属含量，能够利用土壤中鼠类、蚯蚓等低等动物能吸收土壤中重金属特征，在

12、重金属污染土壤中放养这些低等动物，待其富集重金属后,采取灌水、电激等方法驱出这些低等动物，然后进行集中处理。我国矿区土地生态环境恢复方法 生态修复技术在矿山废弃地应用第24页生态修复技术在矿山废弃地应用第25页综合治理 在堆弃场地建设排水、拦渣坝、挡渣墙等，进行防 漏和拦挡处理。 对影响安全坡面,能够设置排洪渠、截流沟等，并配以防护林草带,增加植被覆盖,降低坡面径流对地表冲刷。对矿山开采形成各类边坡要采取对应工程方法与恢复植被方法相结合方法来进行 综合治理。对产生尾矿库、 废弃工业场地、废石堆，采取排蓄结合方法,排水拦渣,有效处理废水、废渣污染。我国矿区土地生态环境恢复方法 生态修复技术在矿山

13、废弃地应用第26页生态修复技术在矿山废弃地应用第27页生态修复技术在矿山废弃地应用第28页案列 -生态修复技术苏州旺山废弃矿山应用生态修复技术在矿山废弃地应用第29页案列 伴伴随经济快速发展，人类对矿产资源，尤其是石矿资源需求呈跳跃式发展趋势，尤其是改革开放以来，经济迅猛发展刺激了采石场发展。这些采石场在促进整个社会经济发展和基础设施建设过程中发挥了不可磨灭作用，不过，同时我们也注意到采石场给环境、生态和景观带来了一系列危害和问题，所以采石场生态环境恢复日益成为社会普遍关注问题之一。 生态修复技术在矿山废弃地应用第30页案列 在江苏省与苏州市进行废弃矿山生态环境治理规划指导下，苏州吴中区旺山采

14、石场于关闭，同年5月21日杭州环复园林工程有限企业开始对旺山进行生态环境治理，成为江苏省首批进行生态环境恢复矿山，此项工程施工期到年1月20日截止，共治理山体面积8万平方米，经过2年养护观察，已经基本到达了生态恢复要求。在旺山生态环境治理过程中，综合采取了以厚层基材为主，包含植生袋，客土喷播等各种国内外先进工艺。生态修复技术在矿山废弃地应用第31页生态修复技术在矿山废弃地应用第32页案列1 、旺山地域基本概况 旺山地域属亚热带季风海洋性气候，四季分明，整年平均温度15.7，年平均降水量1088.5mm (最多1782.9mm，最少600mm)：常年6月16日入梅，7月9日出梅，梅雨量194mm

15、；无霜期240天；年日照时数1940.3小时，年日照百分率为45。生态修复技术在矿山废弃地应用第33页案列2 材料与方法 2.1喷播植物种子 依据旺山废弃矿山所处地域气候、地质与水文条件，在前期采取了高羊茅 (Festuca arundinacea)、弯叶画眉草（Eragrostis curvula）、狗牙根（Cynodon dactylon）、百喜草（Paspalum notatum）、白三叶（Trifolium repens）等禾本科和豆科草本植物，后期更多采取了胡枝子（Lespedeza bicolor）、紫穗槐（Amorpha fruiticosa）、马棘（Indigofera pse

16、udotinctoria）、沙打旺（Astragalus adsurgens）、紫花苜蓿（Medicago sativa）等草灌木品种，并对前期单一草本坡面进行了灌木种子补播。生态修复技术在矿山废弃地应用第34页案列3、工艺方法 3.1 客土喷播工艺 客土喷播是以团粒剂使客土形成团粒化结构，加筋纤维在其中起到类似植物根茎网络加筋作用，从而造就有一定厚度含有耐雨水、风侵蚀，牢靠透气，与自然表土相类似或更优多孔稳定土壤。 3.1.1特点 1、锚杆、铁丝网（土工网），混合在客土基质中粘合剂、团粒 剂、加筋纤维，有边坡防护和支撑客土基质双重功效。 2、用空压机、客土喷播机等设备对客土基质进行高压喷播

17、(0.5MPa)，确保了基质在边坡稳定性，且机械化作业速度快、效率高。 3、植物根系生长，尤其是灌木根系生长，给坡面长久稳定起到了主要作用，同时改进和美化生态环境。生态修复技术在矿山废弃地应用第35页案列3.1.2技术关键点 1、喷播基材是确保喷播成功主要原因。泥炭土是喷播好材料，可和木纤维 (或纸浆)按一定配比混合使用，比单用纯木纤维含有更优良附着和保水性能，可在土壤层较薄且非常瘠瘦，甚至风化岩坡面上进行喷播，普通喷播厚度在1020cm。 2、保水剂及粘合剂用量。保水剂可依据各地气候条件及石场特点不一样而做对应调整；粘合剂可依据石壁坡度而定，与坡度大小成正比。 生态修复技术在矿山废弃地应用第

18、36页3、挂网。先把锚钉按一定间距固定在石壁上，然后挂网。 4、草种选择。所喷播草种应是根系发达、生长成坪快、抗旱、耐贫瘠多年生品种；假如当地冬季严寒话，还应考虑品种抗冻性。 5、混播。利用草种互补性，如深根性和浅根性、豆科和禾本科、外地与当地、发育早与发育晚等特征进行混合喷播案列生态修复技术在矿山废弃地应用第37页案列3.1.3施工流程，施工准备，作业面清理截、排水沟施工，铺网、钉网， 客土喷播，喷播植物种子，覆盖，养护管理 3.1.3.1施工准备 设安全防护区：施工现场附近，禁止行人、车辆经过，界定安全防护区，在施工场地两头设施工标志。依据施工安全操作规范要求，选择安全防护办法，搭设钢管脚

19、手架，下铺毛竹脚手片，上挂防护网，或从山顶下悬绳索，系安全带施工。脚手架搭设按脚手架搭设施工规范进行施工，现场施工人员配戴安全帽及必要劳保用具。生态修复技术在矿山废弃地应用第38页3.1.3.2作业面清理 去除作业面杂物及松动岩块，对坡面转角处及坡顶棱角进行修整，使之呈弧形，尽可能将作业面平整，以利于客土喷播施工，同时增加作业面绿化效果。确保施工前作业面凹凸度平均为10cm，最大不超出15cm；对低洼处适当覆土扎实回填或以植生袋装土回填，以填至使反坡段消失为准，有条件可在作业面上每隔一定高度开一横向槽，以增加作业面粗糙度，使客土对作业面附着力加大。若岩石边坡本身不稳定，应该采取预应力锚杆锚索进

20、行加固处理。 案列生态修复技术在矿山废弃地应用第39页案列3.1.3.3截、排水沟施工 作业面排水系统得设置是否恰当和合理直接关系到作业面植被生长环境，对于长、大边坡，坡顶、坡脚以及平台均需要设置排水沟。并依据作业面水流量大小考虑是否设置坡面排水沟。 生态修复技术在矿山废弃地应用第40页3.1.3.4铺网、钉网 采取高镀锌棱形铁丝网或高强塑料加强土工网，网孔规格为5cm5cm。岩石处用风钻或电钻按11m间距梅花形布置锚杆和锚钉。锚杆长90100cm。锚钉长约1540cm。挂网施工时采取自上而下放卷，相邻两卷铁丝网（土工网）分别用绑扎铁丝连接固定，两网交接处最少要求有10cm重合，锚钉每平方米不少于5只。网与作业面保持一定间隙，并均匀一致，。较陡岩面处，可用草绳按一定间隔缠绕在网上，以增加附着力，使客土