文章分享 金属矿土地复垦生态修复技术规范的内容与创新点
来源:冶金渣与尾矿 时间:2025/11/25 14:30:07

摘要

Abstract  

我国金属矿由于品位低、提取工艺复杂,所以其固体废弃物产生量大,破坏和压占了大量土地;同时,目前2/3的矿山处于中后期开采,随着开采深度增加,矿石品位持续下降,废弃物产生量逐步增加。而多年来的“重开发、轻治理”,又导致历史“欠账”多,金属矿山面临的土地复垦与生态恢复问题十分严重。据2022年中国地质调查局自然资源航空物探遥感中心的核查结果,截至2022年7月底,在全国范围内共核查采矿损毁土地面积达304.92万平方公顷。

与此同时,我国对矿山土地复垦与生态修复的研究开始于20世纪80年代,起步较晚。当前,我国金属矿山的土地复垦与生态修复的技术标准体系也尚不健全,且矿区生态环境治理复杂。因此,《技术规范》的出台,对规范金属矿土地复垦与生态修复工作,提高金属矿土地复垦与生态修复工程的实施质量,推进金属矿土地复垦与生态修复管理的制度化、规范化建设具有重要意义。


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金属矿山生态修复的现实困境

目前,金属矿山的土地复垦与生态修复虽已取得一些成绩,但在矿区可持续发展、潜在污染风险、土壤重构安全等方面还存在一些问题,亟须从技术规范层面解决,以实现相关工作的规范化。

矿区可持续发展问题。金属矿开采后会形成露天采场、堆浸场、排土场(废石场)、尾矿库等场地,矿区的土地利用也会随即发生改变,从农业、林业、草原等为主向工矿用地为主转变。矿山开发能带动矿区当地社会经济阶段性快速发展。但随着矿产资源开发活动结束,矿山土地生产力很难恢复至开采前水平,当地社会经济发展会受到显著影响。因此,矿区可持续发展是矿山亟须解决的难题。

潜在污染风险问题。我国金属矿具有品位低、共伴生矿多等特点,且其中多为硫化矿。硫化矿在雨水淋溶情况下易形成酸性水,并伴随重金属污染。金属矿开采形成的露天采场、堆浸场、排土场、尾矿库等场地存在污染风险,是周边水土环境潜在污染风险源。因此,预防控制金属矿山场地潜在的污染风险是矿山亟须解决的难题。

土壤重构安全问题。金属矿山开采形成的露天采场、排土场、尾矿库、堆浸场等场地彻底改变了原有的土壤结构,地表由自然土壤变为基岩、砾石、砂、砂土等未风化的岩石类物质,且具有污染风险。矿山复垦修复需要进行土壤重构,不仅需要解决土壤生产力问题,还需要解决土壤污染风险等安全问题。这是金属矿复垦修复的难题。


《技术规范》的主要内容

总体要求。首先,将金属矿山场地和周边生态系统作为一个整体,依据矿山所在地的生态系统功能重要性、人居环境与经济社会发展状况,综合考虑自然条件、地形地貌条件、矿山生态环境问题及其危害程度等,坚持“山水林田湖草沙”一体化保护和系统化治理的理念,在矿山开采过程中对矿山场地可修复区域及时进行复垦修复。其次,遵循生态系统演替规律和内在机理,利用科学的复垦修复技术和模式,使可修复区域地质环境达到稳定、损毁土地得到复垦利用、生态系统功能得到恢复和提升,恢复矿区生物多样性,协同推进绿色矿山建设,实现人与自然和谐共生。

基本原则。金属矿复垦修复贯彻保护优先与源头防控、统一规划与统筹实施、人工修复和自然恢复相结合、系统治理与功能提升、公众参与和全程监测等原则。

参照生态系统确立。在分析区域自然生态系统、开采破坏前的生态系统、附近具有相似生物多样性的未受损生态系统状况以及类似金属矿山生态修复成功案例的基础上,结合矿区自然环境特点、国土空间规划、国民经济和社会发展规划、生态环境保护规划、关键生态系统属性,以及开采前后环境变化等,确立复垦修复的参照生态系统。

对于历史监测资料齐全的矿区,直接参考受损生态系统历史状态设定参照生态系统;对于历史状况不清的矿区,参照矿山周边未受损的本地原生生态系统,或类似生态系统作为参照生态系统。

基础调查重点。一是地质环境破坏调查。露天采场重点调查崩塌、滑坡的分布特征、规模等内容;地下采场重点调查采空塌陷、地裂缝、地面沉降等地表岩移的分布特征、规模等内容;原地浸矿场、废石场、堆浸场和尾矿库重点调查滑坡的分布特征、规模等内容。

二是潜在污染风险调查。露天采场和地下采场重点调查矿石化学成分、涌水水质等内容;原地浸矿场重点调查淋洗尾水水质等内容;废石场、尾矿库和堆浸场重点调查固体废物属性、淋溶水水质等内容。

关键问题识别诊断。依据废石、尾矿和堆浸渣的固体废物属性以及场地渗水水质判别矿山场地潜在污染风险,当矿山场地堆存的固体废物属于危险废物或第Ⅱ类一般工业固体废物,以及矿山场地渗水水质任何一种特征污染物浓度超过《污水综合排放标准》最高允许排放浓度(第二类污染物最高允许排放浓度按照一级标准执行)时,矿山场地潜在污染风险判定为严重;当矿山场地渗水水质任何一种特征污染物浓度超过《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水质标准,但均未超过《污水综合排放标准》最高允许排放浓度(第二类污染物最高允许排放浓度按照一级标准执行)时,矿山场地潜在污染风险判定为较严重;当矿山场地渗水水质任何一种特征污染物浓度均未超过《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水质标准时,矿山场地潜在污染风险判定为较轻。

保护措施。一是避让措施。矿山工程建设应避让各类敏感区,应符合自然保护地、生态保护红线、水源地等的管理要求,以及国土空间规划管控要求。

二是减缓措施。当矿山存在适宜露天开采的多个矿点时,露天开采应优化开采顺序,在不压覆矿产的情况下宜将采后的露天采场作为废石、尾矿堆存场所;当矿山为地下开采时,宜采用充填采矿法。此外,离子型稀土矿采用原地浸矿开采,应避开不良地质现象严重区域;废石场、尾矿库和堆浸场的边坡设计宜采用缓坡设计;管线、道路等线性工程宜科学构建物种迁徙和基因交流的生态廊道。

三是重要物种与人文保护。当矿山工程内容对重点保护野生植物、特有植物、古树名木等造成不利影响时,应采取优化工程布置、就地或迁地保护等措施进行保护;当矿山工程内容对重点保护野生动物、特有动物及其生境造成不利影响时,应采取优化工程施工方案、运行方式,以及实施物种救护等措施进行保护;当矿山工程内容涉及保护地质遗迹和人文景观,宜采取围栏、警示牌、加固等措施进行保护。

预防控制措施。一是物种采集利用。矿山开采前宜采集本地植物的各种繁殖材料,特别是地带性植被建群种、本地关键种等重要物种,复垦修复时最大程度地利用采集的本地植物进行植被重建。

二是表土剥离保护利用。按照“应剥尽剥”要求对占地范围内表土和可作为复垦土源的岩土风化物单独剥离;按照“分区、分期、分层剥离”要求制定表土分区、分期剥离计划并实施;按照“分区堆存、就近堆存、就近利用”要求对表土和岩土风化物进行分开堆存;按照“即剥即用、分层回填”要求安排表土利用。当矿山采用原地浸矿开采时,注液孔施工弃土应袋装堆存;当矿山位于高海拔高寒地区时,表土剥离与保存应结合草皮剥离养护再覆盖技术进行;当矿山场地涉及耕作层时,土壤剥离利用应按照《耕作层土壤剥离利用技术规范》要求进行。

三是地质环境保护预防与控制。对于露天采场边坡的崩塌,预防控制宜采用削坡、支撑、锚固、安装防护网、设置落石平台、挡石墙等措施;对于露天采场、废石场、尾矿库、堆浸场、原地浸矿场等场地的滑坡,预防控制宜采取排水并结合减荷、压脚阻滑、锚固支挡、注浆加固等措施。

四是潜在污染风险预防与控制。当堆场堆存危险废物时,堆场地基防渗和封场结构应按照《危险废物填埋污染控制标准》要求进行;当堆场堆存一般工业固体废物时,堆场地基防渗和封场结构应按照《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》要求进行。

复垦修复措施。一是地貌重塑。地貌重塑应在矿山生产形成的人工地形地貌基础上进行,结合地质环境治理工程、污染风险控制工程进行整形和平整,重塑后的地貌应与原地貌相近、与周边景观协调一致。当废石场和堆浸场台阶边坡高度大于10米时,应采取削坡开级等降坡措施进行地貌重塑。

二是土壤重构。土壤重构的土源应充分利用剥离、堆存的表土,严禁采用重金属或者其他有毒有害物质含量超标的污染土壤。土壤重构时间应在场地永久性边坡平台形成后及时进行。

其中,当堆场堆存危险废物或第Ⅱ类一般工业固体废物的,土壤重构应采用全面覆土方法,覆土厚度应按种植物种类及其对阻隔层可能产生的损坏确定。当涉及尾矿库时,尾矿库坝体应采用全面整地覆土方法,覆土厚度应按种植物种类及其对坝体安全可能产生的影响确定。当场地复垦为耕地、园地和牧草地时,土壤重构应采用全面整地覆土,覆土土源的土壤污染物质含量不应超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》中土壤污染风险筛选值要求,重构后的土壤按照《土壤环境监测技术规范》和《耕地质量等级》要求进行土壤清洁程度评价。当场地复垦为林地草地时,土源充足的,土壤重构宜采用全面整地覆土方法;土源不足的,土壤重构宜采用穴状、鱼鳞坑整地覆土,或者带状整地覆土方法;无土源的,可采用无土复垦、岩土风化物复垦,或者尾砂改良等方法,但应进行可行性试验。

三是植被重建。物种宜选择具有耐干旱、耐贫瘠、耐污染等特性且适应性强的乡土树种和草种。其中,当矿山场地存在重金属污染风险时,物种宜选取相应的重金属富集植物或耐性植物;当矿山场地存在酸性水污染风险时,宜选取耐酸植物。植被重建优先使用矿山剥离的草皮和移植的物种。植被配置宜选择乔灌混交、灌草混交、乔草混交、乔灌草混交等不同模式。其中,对于高陡边坡场地,植被重建宜采用喷播、混凝土格构、生态袋等措施建立植被。

四是景观营建。以生物多样性保护为目标,营建矿区受损水系廊道、生物多样性廊道和景观廊道,不仅使得各复垦修复区之间可以连通,而且也可使其与本地生态系统连通,实现景观尺度的连通性和功能性,并结合矿业文化进行文化功能的营建与提升。

其中,当矿山场地重建为人工湿地景观的,宜建立湿地水域之间、湿地与周边河流湖库间的水系连通系统;对于排土场、堆浸场和尾矿库等场地,宜结合周边自然景观将其修复为山地景观;当矿山位于荒漠、沙漠等水资源缺乏地区时,可结合周边自然景观,将矿山场地营建为荒漠、沙漠景观,但应采取人工措施防治荒地沙化、沙地流动化和沙漠化。

管理维护。金属矿山复垦修复后续管护期一般为3~5年,对于矿山存在潜在污染风险高和较高的场地,以及矿山位于生态脆弱区的,复垦修复后续管护期宜为6~10年。其修复应以参照生态系统为目标,维持物种种类和组成,保护生物多样性,提高生态系统的生产力和自我维持力,营造良好的动物栖息地,恢复生境连通,引导动物回归,加强生态系统健康管理,避免二次退化。同时,应对矿区关键物种和生物多样性进行持续观测,使复垦修复后的生态系统由形态恢复逐步过渡到功能恢复,并维持生态系统的相对稳定性,保障土地资源、水资源、生物资源、景观资源和人居环境的可持续利用。


《技术规范》的创新点

以生物多样性保护和矿区可持续发展为防控修复目标。《技术规范》明确了以参照生态系统为目标,采取系统性复垦修复措施,使复垦修复后的生态系统由形态恢复逐步过渡到功能恢复,实现生物多样性保护,使地质环境及时得到修复治理、损毁土地得到复垦利用、生态系统功能得到恢复与提升,实现矿区可持续发展。

以潜在污染风险分级为基础的预防控制措施。一是《技术规范》规定了依据废石、尾矿和堆浸渣的固体废物属性以及场地渗水水质,将金属矿山场地潜在污染风险分为严重、较严重和较轻三个等级,规定了相应的判别要求。二是《技术规范》突出了复垦修复场地的防渗、复垦土源、植被重建、重构土壤清洁程度评价、场地管护期限延长等要求,建立了以潜在污染风险分级为基础的预防控制体系。

以复垦土源保障为基础的土壤重构安全观。《技术规范》在要求表土剥离保护利用外,突出对可作为复垦土源的岩土风化物进行单独剥离,解决了后续土壤重构土源问题。此外,在明确土源不应采用污染土壤外,突出可选择耐污染植物、进行可垦性试验、重构土壤清洁程度评价等要求,确保重构土壤安全。


来源|《中国土地》

作者|祝怡斌,陈斌,鞠丽萍,陈玉福

编辑与整理|冶金渣与尾矿


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