金属矿山废弃地生态修复技术研究

总结了金属矿山废弃地的类型、特征,简述了其对环境的影响和后果。对金属矿山废弃地的生态修复技术进行了归纳和分类,在此基础上分析了基质改良技术、植物修复技术、微生物修复技术、各类技术在矿山废弃地生态修复实践中的适用性和优缺点,并指出植物修复技术是应用前景最好的技术。最后,对金属矿山废弃地生态修复技术的发展方向进行了讨论。     

金属尾矿废弃地植物稳定技术研究进展

尾矿库是维持矿山正常生产的必要设施,但也是矿山的重大危险源。废弃尾矿库是金属矿山最常见、最难恢复的矿业废弃地,含有大量的有毒有害物质,危及人类健康,采取经济有效的金属尾矿废弃地稳定技术已势在必行,然而传统的物理化学方法存在潜在的环境风险。植物稳定技术利用耐性植物的机械固定作用减轻风蚀和水蚀以及根系吸附和根际沉淀实现尾矿的长期稳定,降低重金属的生物有效性,是一种比较有前景的环境友好技术。文章在概述金属尾矿废弃地环境特征的基础上,对传统金属尾矿稳定技术的各种方法进行了述评,并对金属尾矿废弃地植物稳定技术国内外研究进展进行分析,提出植物稳定技术研究发展的方向。     

冀东地区铁矿废弃地生态治理效果评价研究

矿山废弃地生态恢复效果评价是对恢复生态系统的生态稳定性和生态质量的评价过程。该文以冀东铁矿废弃地为研究对象,以本区低山丘陵区代表性植被—荆条-酸枣灌草丛为生态背景,选择易于反映土壤和植被恢复效果的生态因子作为评价指标,建立了生态恢复效果的综合评价系统;基于木本乡土植物的生长状况可反映生态系统结构的稳定性和所处演替状态的观点,评价系统中引入迁入乔灌木本植物种类作为评价自然植被恢复效果的指标。针对冀东地区主要铁矿废弃地类型进行了案例适用性评价。     

金属矿山采选项目的环境管理制度执行情况及问题分析

介绍了金属矿山项目的一般环境影响及特殊环境影响,通过识别金属矿山的特殊环境影响,以金属矿山尾矿库溃坝事故为例,对金属矿山项目环境管理制度执行情况及在管理过程中存在的问题进行了分析。尽管在矿山开采建设及服务过程都伴随着环境制度的监管,但是在实际运行过程中仍会出现不同的问题,产生环境污染影响与生态影响。因此,识别出金属矿山项目采选易发生的环境问题,在开发矿产资源的同时做好矿山环境保护及管理工作、加强矿山环境制度建设及环境监管是非常必要的。     

金属矿复垦中的污染防治与生态复垦设计探讨——以广东云安县高枨铅锌矿为例

矿区土地生态复垦与重建是保护环境、减少矿产开采对周围生态环境破坏与污染的重要途径。金属矿废弃地的重金属污染和植物生长条件的严重劣化导致了矿区废弃地植被恢复和生态重建的效率低下、速度十分缓慢。因此,有效治理重金属污染并选择适宜的恢复植被品种是进行金属矿山废弃地植被重建和生态恢复的关键。文章以广东高枨铅锌矿复垦方案为例,在分析预测矿区土地破坏与污染状况的基础上,结合项目区地形地貌等特点,提出了尾矿库和废石场污染的三阶段防治措施:(1)化学钝化措施;(2)工程阻隔措施;(3)植被生长层建立或生态恢复的生物措施。根据当地气候条件及土壤特点,对适宜的植物品种进行了严格的筛选和组配,提出了尾矿库和废石场生态复垦规划设计方案以重建人工生态系统。     

阜新市高德东山矿山废弃地规划方案

通过对阜新市高德东山矿山废弃地的总体规划,使矿区废弃的矸石山得以综合利用。在保证矿山地质环境安全的前提下,根据矸石废弃地的立地条件及历史文化特征,本着变废为宝、以人为本和科学布局相结合的规划原则,通过道路、景观、建筑、绿地等各方面的布置把项目区规划为一处集矿山生态修复、矿山废弃地改造、教育娱乐等功能为一体的矿山公园。这种"变废为宝"和可持续利用的设计理念缓解了人地矛盾,修复了生态环境,争取了社会经济发展空间,满足了场地功能多样性,具有一定的现实意义。     

废弃矿山的生态环境设计研究

<正>废弃矿山属于工业废弃地的一种，弃之不管容易对包括地下水在内的多个环境主体造成重金属污染，环境危害较大。与此同时，相较其他类型的工业废弃土地而言，其对地表环境破坏严重，复耕、复垦或者生态修复的难度较大。为此，废弃矿山的修复与再利用已经成为困扰各方的环境难题之一。     

大型金属矿山环境污染及防治研究

本文通过对目前我国金属矿山开采带来的生态环境污染及重金属迁移机制的分析,探索金属矿山重金属污染治理和控制的措施和方法,对保护矿山环境具有深远的意义。     

缓倾斜厚大矿体崩落法开采对临近构筑物的影响

采用三维仿真计算技术对复杂条件金属矿山缓倾斜厚大矿体崩落法开采诱发的岩层移动对临近区域地表构筑物的影响进行研究,对于有效地解决复杂条件金属矿山开采诱发地表沉陷的测算问题具有重要意义。以程潮铁矿无底柱分段崩落法开发为背景,通过构建涵盖矿体、围岩体分布、采掘工艺、初始应力条件等信息的高精度三维空间模型,采用莫尔-库伦本构模型,依据岩体力学试验确定的模型力学参数,严格依据矿山开采顺序,模拟计算了多因素联合作用下不同开采阶段地下开采岩层移动规律,并对未来深部开采对矿山地表工业构筑物的影响程度进行了预测。结果表明:程潮铁矿措施井所在位置的地表移动角在开采-500 m水平时约为50°,-375 m水平开采后将会对措施井的稳定性产生显著的影响。     

西南某工矿污染区生态修复工程案例研究

工矿废弃地作为一种退化的生态系统,其环境介质受到污染且生态功能丧失。通过对西南某工矿污染区调查,根据其污染特征,采用区域分异的原则针对性地对矿渣堆积地和污染农田进行修复,调控生态因子如土壤养分、水分及微生物总数等,同时联合运用化学钝化及植物修复技术及农艺措施进行生态修复。结果显示:各工程措施实施之后,污染农田土壤中重金属稳定效果明显,场地中种植的农作物玉米、高粱所含重金属均达到食品安全标准。整个工程运用生态修复原理及原则,成功将一个退化的生态系统改造成农业生态系统,恢复了废弃地的生态功能。该设计及修复经验对于工矿废弃生态修复工程建设具有一定的参考意义。     

基于朴门设计的煤矿废弃地生态修复规划研究

为探索可持续发展观下矿区生态修复规划模式,推动矿区生态修复技术革新,论文引入朴门设计理论,研究其在煤矿废弃地生态修复中的可持续性设计策略及运作过程;结合王石凹煤矿生态修复实践案例,分析了分区规划、扇形分析及循环布局等设计模式的应用现状,并对2014-2016年间王石凹煤矿生态系统服务价值进行测算。结果发现,朴门设计能够把煤矿土壤重金属污染区纳入生态建设分区规划中,加快煤矿废弃地生物多样性恢复,促进生态平衡建设,推动煤矿废弃地生态系统融入生物地球化学循环,实现煤矿废弃地生态、经济和社会复合系统可持续发展,是适用于煤矿废弃地生态修复的有效规划设计模式。研究结果能为矿区生态修复规划设计理论研究和实践活动提供参考。     

广西凤凰锰矿区废弃地生态环境问题及恢复治理对策

凤凰锰矿区是我国著名的大型锰矿区之一,历经数十年露天开采,遍布成百上千废弃采矿深坑,地表裸露光秃,重金属元素Mn、Cd、Pb、Cr等已污染土壤,危害植物生长,生态环境破坏严重。针对该矿区的生态环境现状问题,提出生态恢复治理对策和建议,认为生态恢复应从加强矿区土壤性状、有害元素赋存状态研究入手,指导生态恢复,复绿美化山川,营造和谐的生态景观;指出要重视尾矿资源的再开发利用,提高生态治理综合效益;强调重视利用生物治理技术修复重金属元素污染废弃地,恢复土壤的生态功能和永续利用;建议加强管理组织综合研究,建立凤凰矿区废弃地生态恢复创新示范工程,推动广西矿山生态环境治理的发展。     

Diversity of free-living nitrogen-fixing microorganisms in wastelands of copper mine tailings during the process of natural ecological restoration

Biological nitrogen fixing is an important source of nitrogen input in the natural ecological restoration of mine wastelands. The diversity of nifH genes in tailings samples under di erent plant communities in Yangshanchong and Tongguanshan wastelands in Tongling, was analyzed using polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) approach. The nitrogen-fixing microorganism community in the upper layer of tailings of Tongguanshan wasteland discarded in 1980 showed higher Shannon-Wiener diversity index than that in Yangshanchong wasteland discarded in 1991. The diversity of nifH genes in Yangshanchong wasteland of copper mine tailings did not display a consistent successional tendency with development of plant communities during the process of natural ecological restoration. Phylogenetic analysis of 25 sequences of nifH gene fragments retrieved from the DGGE gels indicated that there were mainly two taxa of free-living nitrogen-fixing microorganisms, Proteobacteria and Cyanobacteria living in the wastelands investigated, most of which were unique and uncultured. Canonical correspondence analysis (CCA) based on the relationship between band patterns of DGGE profile and physico-chemical properties of tailings samples showed that the diversity of nifH genes in di erent tailing samples was mainly a ected by loss of ignition, water content, pH and available Zn contents of wastelands. The dominant plant species and development period of plant communities by ameliorating pH, reducing the toxicity of heavy metals, increasing organic matter and water content a ected the diversity and structure of the free-living nitrogenfixing microorganisms in wastelands of copper mine tailings.     

汞矿山废弃地土壤汞污染研究

中国是世界上第3大产汞国,而主要的供应源是汞开采,尽管多数矿山开采活动已经关闭,但大规模遗留下来的矿山废弃地会引发许多生态环境问题,尤其是矿山废弃地土壤中汞污染已经成为严重的环境问题之一.文章通过对矿山废弃地的环境污染特征、土壤汞污染途径、迁移方式进行系统综述,介绍了土壤汞污染修复技术,并在此基础上提出了存在的问题以及有待进一步研究的方向.     

羽序灯心草作为酸性矿山废弃地先锋植物潜力

生态复垦是当前世界各国酸性矿山废弃地修复的主要方法.通过研究云南来利山锡矿区废弃地土壤pH值、肥力特征及重金属含量,以及矿区生长的羽序灯心草形态特征和植株体内重金属的分布特征,分析植株耐酸性、对废弃地土壤肥力的适应性及对Zn和Cu等重金属污染的耐性,探讨其作为酸性矿山废弃地先锋植物的潜力.结果表明,研究区域根际土壤pH值均值范围为3.46～4.01,呈酸性;土壤中有机质、全钾、全磷和速效磷含量分别为10.28～25.75g·kg~(-1)、 8.84～9.32g·kg~(-1)、 0.56～0.63g·kg~(-1)和1.82～5.72mg·kg~(-1),处于较低水平;土壤中Zn、Cu和Fe含量均值范围分别为54.93～114.49、 92.53～127.59和47 133.60～112 259.63 mg·kg~(-1),其中重金属Cu含量超出风险筛选值1.85～2.55倍;研究区域羽序灯心草株高均值范围为43.77～55.42 cm,对照组植株高度为51.38～57.66 cm,无显著差异,表明羽序灯心草具有耐酸性及对重金属污染具有耐性.进一步分析对重金属Cu和Zn的富集能力和转移特征,发现对Cu和Zn都具有富集能力,且对Zn具有运转能力,具有一定的富集吸收潜力.株高与根际土壤中速效磷的含量显著相关,后期羽序灯心草作为先锋植物在矿山废弃地进行种植时,可针对性地补充含速效磷的肥料改善土壤肥力条件.综合分析结果表明,羽序灯心草作为先锋植物修复酸性矿山废弃地具有巨大潜力.     

露天煤矿排土场的复垦研究

露天煤矿的开采对矿区生态环境造成了严重破坏,特别是大量剥离物形成的排土场,占用了大量的土地资源。生态恢复作为一项有效的采矿废弃地治理措施,随着采矿业的发展成为这一领域研究的重点。露天煤矿排土场的复垦对于改善矿区生态环境意义重大。本文介绍了露天矿排土场对环境的影响和排土场复垦治理技术,研究了某露天煤矿排土场的复垦现状、复垦方式与效果,提出了矿区排土场生态恢复的建议。     

煤矿区废弃矸石山生态恢复技术研究

煤矸石山作为矿区主要废弃地类型之一,严重破坏了矿区生态环境。通过对平煤集团矸石山实地调查、理化特征分析,最终提出了治理矸石山生态恢复的方法,包括边坡整形和边坡植被重建。通过该治理方法的实施,逐步实现了煤矿区废弃矸石山的生态恢复,解决了煤矸石污染问题。此方案的实施,不仅给企业带来了可观的经济效益,同时又改善了当地的生态环境,具有明显的经济和环境效益。     

银川市黄河滩区土壤重金属污染特征、生态风险评价与来源解析

为了解银川市黄河滩区土壤重金属污染现状及来源,采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定了银川市黄河滩区共92个采样点土壤样品中Zn、Cu、Cr、Pb、Ni、Cd、As和Mn这8种重金属的含量,采用富集因子、地累积指数法与潜在生态风险指数法对重金属污染特征进行分析和评价,并结合相关性分析、绝对主成分-多元线性回归受体模型（APCS-MLR）、正定矩阵因子分解（PMF）模型和地统计学对土壤重金属进行来源解析.结果表明,Cu和Pb含量平均值低于银川市土壤背景值,Zn、Cr、Ni、Cd、As和Mn含量平均值分别是背景值的1.28、1.06、1.08、1.79、1.11和1.19倍,所测8种重金属元素含量平均值均低于农用地土壤污染风险筛选值;不同用地类型之间重金属含量平均值表现为：荒地>退耕地>林地>耕地;研究区Zn和Cd呈轻微富集,其余6种元素无富集;Cd属于中度潜在生态风险水平,其余重金属处于轻度水平;联合受体模型表明交通和农业等人为活动来源对Zn和Cd的贡献较大,其余重金属受土壤母质等自然源影响较大.研究结果可为银川市黄河生态保护与可持续发展提供科学依据.     

上海市电镀企业周边地表水中全氟和多氟烷基物质(PFASs)的污染特征

电镀是全氟和多氟烷基物质(PFASs)污染的主要来源之一. 目前关于电镀企业周边地表水中的PFASs污染特征报道较为缺乏. 为了解上海市电镀企业周边地表水中PFASs的污染特征与生态风险水平,选取全氟烷基羧酸(PFCAs)、全氟烷基磺酸(PFSAs)、磺酸调聚物以及1-氯-全氟烷基醚磺酸钾(F-53B)等26种典型PFASs为对象,调查其在上海市电镀企业周边地表水中的污染特征,探讨其污染来源并开展初步的生态风险评估. 结果表明:上海市电镀企业周边地表水中∑PFASs浓度范围为93.3~1 334 ng/L,其中大部分地表水中∑PFASs浓度小于300 ng/L,污染最严重的地表水分布于金山区,∑PFASs浓度是背景值的14.8倍. 地表水中全氟辛酸(PFOA)为普遍的主要污染物,其次为短链PFCAs和PFSAs. 1H,1H,2H,2H-全氟辛烷磺酸钠(6∶2 FTS)和F-53B也普遍存在于地表水中,但只在少数地表水中具有较高浓度,尤其是F-53B,其中金山区采样点浓度高达968 ng/L,主要与镀铬业务有关. 这表明短链PFCAs和PFSAs、PFOA、6∶2 FTS及F-53B等均可能已应用于电镀领域. 据污染源特征分析,地表水中PFASs除了受电镀行业的污染外,同时还可能来源于表面处理工业、前体化合物生物降解等. 初步的生态风险评估结果表明,上海市大部分电镀企业周边地表水中生态风险较低,但个别镀铬企业周边地表水中F-53B污染可能产生高生态风险. 研究显示,上海市电镀企业周边地表水中存在一定程度的PFASs污染,污染水平与特征差异较大;其中PFOA是电镀企业周边地表水中普遍存在的主要污染物,但生态风险较低;而F-53B在个别采样点中具有高残留、高生态风险,需加强污染防控.      

密云水库上游某铁矿区土壤重金属含量及形态研究

应用富集因子法(EF)和风险评估编码方法(RAC)对北京市密云水库上游某铁矿矿区及其周边土壤中重金属的分布状况和潜在生态风险进行了研究.结果表明,各重金属元素含量除As外,其余均明显高于北京市土壤重金属背景值,矿区的选冶活动已经对下游的水体和土壤环境造成一定的影响.富集因子法评价表明Cd、Pb、Cr富集较为严重,达到显著污染水平.形态分析表明,残渣态是重金属元素的主要存在形态, Cd元素可交换态所占比例(2.88%~21.15%)最高,RAC评价结果显示Cd基本处于中等风险水平,Pb为无风险,风险等级由强至弱的顺序为:Cd>Mn>Zn>Cu>Co>Cr>Pb.