礦山生態修復總結范文
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篇1
全面實施生態修復治理,從實踐上實現生態涵養實施了國家水土保持工程、京津風沙源工程、國家農業綜合開發土地治理和山區小流域綜合治理等工程,累計治理水土流失面積615平方千米,建成9條生態清潔小流域,水源涵養和植被凈化功能明顯增強。實施了永定河上游水質改善工程,推進永定河流域點源污染治理和沿線25個村的面源污染治理,新建污水處理設施119套,每年處理永定河三家店攔河閘上游污水200萬立方米。實施了永定河河道生態修復工程,有效改善了濕地生態系統。
推進生態涵養與生態產業同步發展在大力加強生態修復的同時,以溝域經濟為載體,加快培育替代產業,積極推進生態產業發展,努力實現生態建設與經濟社會發展的良性互動。按照生態修復與生態產業相結合的思路,結合地方產業發展特點和工礦廢棄地位置,分別將廢棄礦山、舊灰窯、采石場建成休閑公園、特色種植養殖基地等,引進社會資本參與生態修復,積極發展休閑旅游、生產業和高新技術產業,使生態修復與經濟社會發展初步實現良性互動。
門頭溝區廢棄礦山生態修復工作取得了顯著成效。全區森林覆蓋率達到35.57%;林木綠化率達到56.63%;水土流失初步治理率達到92.6%,退化土地治理率達到81.1%;礦山土地治理面積13093畝,礦山土地復墾率達到57.83%,受保護地面積占到全部陸地面積的49.7%,有力地保護了生物多樣性,使區域內生態系統結構和功能進一步改善,環境質量明顯提升,城鄉環境面貌大為改觀。門頭溝區生態修復存在的主要問題短期行為,后期維護管理不到位門頭溝區生態修復工作依托的是生態修復項目的實施,項目完成后,后續管護資金跟不上,無法維持生態修復工程的持續性,使生態修復的效果得不到有效保護。
配套資金不足,資金籌措難度大門頭溝區是典型的石質山區類型,山高、坡陡、土層薄、水源匱乏等自然條件造成生態修復難度大、成本高,而生態修復又是一項長期的系統工程,生態修復的范圍急需進一步擴大,因此門頭溝區生態修復工作任重而道遠,這就需要充足的資金作為堅實后盾予以保障。目前來看,財政資金方面主要存在的問題,一是由于本區財力的限制,資金明顯不足,籌措資金難度較大;二是一些預算單位項目申報時研究報告缺乏可行性,導致項目批復延誤或者不被立項。
生態修復處于示范階段,地區間發展不平衡幾年來,重點對108、109國道沿線、風景名勝區周圍可視范圍內的廢棄礦山山體進行了修復,其他大面積廢棄礦山還沒開始修復,急需總結成熟的經驗進行大面積推廣,加大生態修復力度。
門頭溝區開展生態修復的對策加強宣傳,樹立長期堅持的意識生態修復是一項復雜的系統工程,需要長期艱苦努力地工作,應充分利用媒體廣泛宣傳,做到人人關心、參與、支持生態修復工作,使生態修復工作能夠長期堅持下去。
篇2
[論文摘要]礦產資源開發已成為我國國民經濟增長的重要手段,但礦山開采又引發了一系列生態環境問題,導致礦區生態退化與環境污染,嚴重制約了礦區社會經濟的可持續發展。本文系統分析了礦山開采的生態環境效應,并根據典型礦區生態恢復的成功經驗,總結了適合我國礦區生態恢復的典型技術,主要從礦區廢棄地土壤重金屬污染的治理,礦區植被的恢復,水土流失的綜合治理三個方面來論述。
由于礦藏的不可移動性,以致礦山開采長期占用、破壞、污染土地,改變了區域水系結構,破壞了動植物區系,引發一系列社會經濟與生態環境問題,成為全球環境與發展面臨的焦點問題之一。我國礦區土地復墾工作起步較晚,土地復墾率較低,迫切要求探索適合我國國情的土地復墾技術,提高土地復墾率和生產潛力。本文將在系統分析礦山開采生態環境效應的基礎上,總結適合我國礦區土地復墾的典型技術,以期推動全國土地復墾工作的進一步發展。
一、礦山開采的生態環境效應
(一)誘發地質災害。由于地下采空,地面及邊坡開挖影響了山體、斜坡的穩定,往往導致地面塌陷、開裂、崩塌和滑坡等頻繁發生。而礦山排放的廢渣堆積在山坡或溝谷,廢石與泥土混合堆放,使廢石的摩擦力減小,透水性變小而出現漬水,在暴雨下也極易誘發泥石流。
(二)水文地質條件發生變化與水質污染。礦區塌陷、裂縫與礦井疏干排水,使礦山開采地段的儲水構造發生變化,造成地下水位下降,井泉干涸,形成大面積的疏干漏斗;地表徑流的變更,使水源枯竭,水利設施喪失原有功能,直接影響農作物耕種。 同時,礦山開采過程中產生的礦坑水、廢石淋濾水等,一般較少達到工業廢水排放標準,嚴重影響水生生物的生存繁衍與人畜生活飲用。
(三)土壤退化與污染由于表土被清除采礦后留下的通常是新土或礦渣,加上大型采礦設備的重壓,往往使土壤堅硬、板結,有機質、養分與水分缺乏。而地面塌陷導致地下水位下降、土壤裂隙產生。土壤中的營養元素也隨著裂隙、地表徑流流入采空區或洼地,造成許多地方土壤養分短缺,土壤承載力下降。
礦山固體廢渣(煤矸石等)經雨水沖刷、淋溶,極易將其中的有毒有害成分滲入土壤中,造成土壤的酸堿污染(主要是強酸性污染)、有機毒物污染與重金屬污染。而土壤的納污和自凈能力有限,當污染物超過其臨界值時,將向外界環境輸出污染物,其自身的組成結構與功能也會發生變化,最終導致土壤資源的枯竭。并且,土壤污染在地表徑流和生物地球化學作用下還會發生遷移,危害毗鄰地區的環境質量,受污染的農產品則會通過食物鏈危害人體健康。
(四)水土流失加劇。礦山開采直接破壞地表植被,露天礦坑和井工礦抽排地下水使礦區地下水位大幅度下降,造成土地貧瘠,植被退化,最終導致礦區大面積人工裸地的形成,極易被雨水沖刷;由于排土場和尾礦占地,形成地面的起伏及溝槽的分布,增加了地表水的流速,使水土更易移動,沖刷加劇。
(五)生物多樣性損失。植被清除、土壤退化與污染、水土流失,對礦區生物多樣性的維持都是致命打擊,嚴重威脅了動植物生存。
二、礦區生態恢復的典型技術
(一)礦區土壤污染的治理
1.礦區土壤重金屬污染的治理。國內外礦區土壤重金屬污染治理主要包括物理、化學和生物治理技術三類。其中,生物治理技術包括微生物修復技術、動物修復技術與植物修復技術。設施簡便,投資少,對環境擾動也少,被認為是最有生命力的。
2.礦區土壤培肥改良技術。土壤培肥改良技術就是對土壤團粒結構、pH值等理化性質的改良及土壤養分、有機質等營養狀況的改善,這是礦區生態恢復的最終目標之一,具體包括:(1)表土轉換:在采礦前先把表層及亞表層土壤取走并加以保存,待工程結束后再放回原處,這樣雖破壞了植被,但土壤的物理性質、營養條件與種子庫基本保持原樣,本土植物能迅速定居。(2)客土覆蓋:廢棄地土層較薄時,可采用異地熟土覆蓋,直接固定地表土層,并對土壤理化特性進行改良,特別是引進氮素、微生物和植物種子,為礦區重建植被提供了有利條件。(3)土壤物理性狀改良:土壤物理性狀改良的目標是提高土壤孔隙度,降低土壤容重,改善土壤結構,短期內可采用犁地和施用農家肥等方法。(4)土壤pH值改良:對于pH值不太低的酸性土壤可施用碳酸氫鹽或石灰來調節酸性,增加土壤中的鈣含量,改善土壤結構。(5)土壤營養狀況改良:主要包括化學肥料、有機廢棄物、固氮植物、綠肥、微生物等。
(二)礦區植被的恢復。根據礦區的氣候和土壤條件,植被篩選應著眼于植被品種的近期表現,兼顧其長期優勢,植物品種的選擇首先要根據生物學特性,考慮適地適樹原則,尤以選擇根系發達、固土固坡效果好、成活率高、速生的鄉土植物。
在配置植物時要考慮邊坡結構、種植后的管護要求、自然條件等,以決定種植的形式和品種。同時要考慮與設計目的相適應;與附近的植被和風景等條件相適應。
(三)水土流失的綜合治理
1.固體廢棄物攔擋工程。在堆棄場地建設擋渣墻、攔渣壩和排水工程等,進行攔擋與防漏處理。
2.坡面排水工程。對影響礦山安全的坡面,根據坡長分段布設截流溝、排洪渠等工程,并配以防護林草帶,增加植被覆蓋,減少坡面徑流對地表的沖刷,保證礦業生產安全運行。
3.邊坡防護工程。礦山開采形成的各類邊坡,除盡可能采取措施恢復植被外,根據邊坡穩定程度及對周圍的影響,采取相應的工程措施進行防護。坡面防護根據坡度不同而采用石砌護坡或植被護坡。
4.土地整治工程。對礦山生產過程中產生的大量廢石堆、廢棄工業場地及尾礦庫,采取排蓄結合的辦法,排水攔渣,有效解決“三廢”污染。同時對服務期滿的棄渣場、尾礦庫采取復墾措施,提高土地利用率。
5.植被恢復工程。對各類裸露面,分別采取不同的措施,加速植被恢復。
三、結語
礦山開采極大地改變了原生景觀生態系統,導致礦區生態退化與環境污染。針對礦區生態環境特點。我國當前礦區生態恢復的典型技術體系主要包括礦區土壤污染的治理及土壤環境質量的改善,礦區植被的恢復,水土流失的綜合治理等。
必須強調的是,礦區生態恢復不僅僅是一個技術工程層面的問題,而且與礦區的社會經濟發展密不可分,是一項耦合了社會、經濟、資源與環境的系統工程。因此,礦區土地復墾是以人類發展為核心,對土地自然、經濟與社會屬性的綜合整治,在消除環境危害的同時重建生態平衡。
參考文獻
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[2]彭建,蔣一軍,吳健生,劉松.我國礦山開采的生態環境效應及土地復墾典型技術.地理科學進展,2005,24(2):38~42.
篇3
關鍵詞:煤礦;土壤污染;政策措施;保護修復
中圖分類號: X752 文獻標識碼: A
0引言
近年來,煤礦造成的環境問題日益突出。其中,土壤問題表現為整個煤礦區對土壤的生態破壞和污染,成為社會關注的焦點。煤礦造成的土壤污染主要是由于開發和利用過程中,輸入礦區土壤環境污染物的速度和量超過了土壤環境對該物質的承載和容納能力,使土壤原有的功能發生變化。
1煤礦污染土壤的兩種情況[2]
1.1礦區水污染土壤
礦區水污染土壤主要包括開采抽出的礦井水、洗選煤廢水及礦區生活污水污染土壤的幾種情況。礦井水含有大量的煤粉等高濃度懸浮物質、石油類污染物質、重金屬以及放射性物質;洗選煤廢水中含有大量煤泥粉、懸浮油和絮凝劑化學品;礦區生活污水中含有大量的有機物、細菌、病毒等。這幾種礦區水通過灌溉、溢流或滲漏等不同途徑進入土壤,使土壤受到污染[1]。
1.2有害元素污染土壤
煤礦區土壤中的有害元素主要來源于煤矸石風化自燃、淋溶、礦區大量粉塵、廢氣的沉降以及礦井水。通過風化和空氣氧化作用,煤矸石堆中的硫份及重金屬元素隨雨水沖刷進入土壤,再通過各種水力聯系(導水砂層、地層裂隙、河流等)發生污染轉移,造成土壤的酸堿污染(主要是酸性)與重金屬污染。土壤的納污和自凈能力有限,當污染物超過其臨界值時將向外界環境輸出污染物。尤其是當土壤受到重金屬污染(重金屬元素主要包括As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Mn、Ni、Pb、Zn等,或為幾種元素的復合)污染時,土壤酶的活性受重金屬抑制,造成土壤中營養元素循環速率和能量流動減弱,最終導致土壤資源的枯竭。
2國內外針對煤礦污染土壤的保護政策措施及做法
國內外,預防煤礦造成的土壤污染主要以制定相關法律法規為主,相關的研究和技術主要以污染后治理為主。不過,近年來澳大利亞、歐盟等越來越重視環境問題,在污染的預防和治理方面也進行了深入的研究。
2.1國外主要政策法規及做法
2.1.1 德國
1999年以來,德國頒布了《土壤保護法》、《土壤保護和工業廢地處理條例》等法律,對土地使用者預防風險的措施及強制性義務、施加于土地上的各種材料的性質及其風險的預防與控制、土壤監測以及土壤保護的具體要求、風險的評估等作了規定。各州政府則依據聯邦法律制定了本州的法律。德國開展了全面的土壤監測、排查和篩選可能污染地塊、建立了污染場地數據庫。污染場地治理費用絕大部分是由企業自己承擔的,實行“誰污染誰付費”原則。如果企業不履行清除土壤污染的義務,監管部門將根據法律開出罰單,由法院執行。
2.1.2 美國
20世紀30年代,美國頒布《土壤保護法》,1960年頒布《聯邦危險物質法》和《固體廢物處理法》(又稱《資源保護回收法》)。1977年8月,頒布第一部全國性的土地復墾法規《露天采礦管理與土地復墾法》。1980年頒布的《綜合環境污染響應、賠償和責任認定法案》(CERCLA)是美國污染防治體系的一部基本法律,又被稱為“超級基金法”,其主要意圖在于修復全國范圍內的“棕色地塊”。依據CERCLA,政府建立了 “超級基金(Superfund)”,明確了清潔費用的承擔者,對土壤污染采取“誰污染誰治理”的原則,而無法使責任方支付費用的情況下,由“超級基金”承擔[3]。
隨后,美國又陸續公布了一些修正和補充法案,主要是1986年的《超級基金增補和再授權法案》(SARA)和1997年通過的《納稅人減稅法》(TRA)。SARA就政府所有的土地或設施的環境污染治理適用CERCLA的問題作了說明,對CERCLA 作了重要補充。TRA主要目的是以稅收方面的優惠措施,刺激私人資本投資于棕色地塊清潔和治理,進一步闡明了污染的責任人和非責任人的界限,并制定了適用于該法的區域的評估標準。2002年,美國頒布《棕色地塊法》,對有興趣從事“棕色地塊”治理的主體提供責任限制保護,參與州屬“棕色地塊”治理工程的主體可以免于聯邦環保局的責任追究[4]。
2.1.3 日本
1970年,日本頒布《農業用地土壤污染防治法》,2002年頒布《土壤污染對策法》,1999年頒布《二惡英對策特別措施法》和《礦山保全法》。幾部法律項目高度統一、相互配合補充,形成了有效的礦山土壤污染防治法律體系。日本以《農業用地土壤污染防治法》和《土壤污染對策法》等專門立法為中心, 確立了治理土壤污染的基本制度和責任原則, 以《礦山保全法》等關聯立法為補充,對礦山土壤污染問題進行了系統的規制。
2.2中國主要政策法規
近年來,我國政府越來越重視土壤保護。1989年頒布《環境保護法》,2004 年修訂了1995年頒布的《固體廢物污染環境防治法》,2005年《礦山生態環境保護與污染防治技術政策》,2006年《關于逐步建立礦山環境治理和生態恢復責任機制的指導意見》,2008年《關于加強土壤污染防治工作的意見》,2011年《國家環境保護“十二五”規劃》和《土地復墾條例》,2012年《國家環境保護“十二五”規劃重點工作部門分工方案的通知》[7]。
目前,《全國土壤環境保護“十二五”規劃》正在報請國務院審批。《土壤污染防治法》已進入立法階段,《污染場地污染防治技術政策》正在制定中。
3國內外土壤保護修復的前沿技術
目前,污染土壤的修復主要采用物理化學修復技術、植物修復技術以及微生物措施。物理化學修復技術主要包括客土、換土法和化學固化、土壤淋洗、動電修復;植物修復技術主要包括植物穩定、植物揮發和植物萃取,微生物措施包括生物啜食法等。這些修復方法和技術的基本原理主要有兩方面:(1)固化作用(immobilization),增加土壤對重金屬的吸持能力,減少土壤中重金屬的質量遷移率;(2)活化作用(mobilization),把重金屬從土壤基質中排除出去。
3.1 物理化學修復技術
3.1.1 客土換土法
客土法是用非污染土壤覆蓋被污染的土壤。換土法是部分或全部挖除污染土壤而換上非污染土壤。這是治理嚴重重金屬污染農田切實有效的方法。在一般情況下,換土厚度愈大,降低作物中重金屬含量的效果愈顯著[6]。在有些情況下也可不挖除污染土壤,而將其深翻至耕層以下,這對于防止作物受害也有一定效果。客土法和換土法的缺點是需要花費大量的人力與財力,因此適用小面積嚴重污染土壤的治理。
3.1.2 化學固化
固化技術是將重金屬污染的土壤按一定比例與固化劑混合,經熟化最終形成滲透性很低的固體混合物,降低重金屬在環境中的遷移能力和生物有效性。固化技術的處理效果與固化劑的組成、比例、土壤重金屬的總濃度以及土壤中一些干擾固化的物質的存在有關。
3.1.3 土壤淋洗/化學提取
土壤淋洗是把土壤固相的污染元素轉移到土壤液相,將挖掘出的地表土經過初期篩選去除表面殘渣,分散土壤大塊后,與一種提取劑充分混合,經過第二步篩選分離,用水淋洗除去殘留的提取劑,處理后“干凈”的土壤可歸原位被再利用,富含重金屬的廢水可進一步處理回收重金和提取劑。土壤淋洗技術的關鍵是尋找一種提取劑,既能提取各種形態的重金屬,又不破壞土壤結構。
3.1.4 動電修復
動電修復法是在土壤中插入電極,把低強度直流電導入土壤,電流接通后,陽極附近的酸就會向土壤毛細孔移動,把污染物釋放在毛細孔的液體中,大量的水以電滲透方式開始在土中流動,這樣,土壤毛細孔中流體就可移至陽極附近,被吸收到土壤表層而得以去除。電流能打破所有的金屬-土壤鍵,當電壓固定時,去除效率與通電時間成正比。但對于滲透性較高、傳導性較差的土壤,動電修復法所能起的作用較弱,不適于對砂性土壤污染的治理。
3.2 植物修復技術
植物修復技術主要針對重金屬污染的土壤。
3.2.1 植物穩定
植物穩定技術是利用耐重金屬植物降低土壤中有毒金屬的移動性,從而減少金屬被淋濾到地下水或通過空氣擴散進一步污染環境的可能性,適合土壤質地粘重,有機質含量高的污染土壤。植物穩定并沒有清除土壤中的重金屬,只是暫時將其固定,使其不產生毒害作用,并沒有徹底解決環境中的重金屬污染問題。
3.2.2 植物揮發
植物揮發是利用植物的吸收、積累和揮發而減少土壤中一些揮發性污染物,即植物將污染物吸收到體內后將其轉化為氣態物質,釋放到大氣中,不須收獲和處理含污染物的植物體。但這種方法將污染物轉移到大氣中,對人類和生物具有一定的風險。
3.2.3 植物提取
植物提取法利用重金屬超積累植物根系從土壤中吸收一種或幾種重金屬,并將其轉移、貯存到植物內,隨后收割植物地上部分并集中適當處理。連續種植這種植物,即可使土壤中重金屬含量降低到安全水平。植物提取法分為連續植物提取和螯合劑輔助的植物提取(或稱為誘導性植物提取)。比如大規模種植蜈蚣草對砷(As)元素污染的土壤有較好的提取效果。
此外,植物修復技術應用較多的還有植物阻隔技術和間作修復技術。(1)植物阻隔技術是篩選并種植重金屬低積累作物品種,如桑樹、甘蔗等,在獲得經濟價值的同時降低農產品的重金屬超標風險,阻隔重金屬進入食物鏈。(2)間作修復技術是將重金屬元素超富集植物與桑樹等重金屬低積累農作物間作,通過超富集植物去除土壤重金屬,獲得符合食品衛生標準的農產品。
3.3 微生物修復技術
微生物修復技術是利用特定微生物的沉積、氧化和還原等作用,較快的吸收或降解土壤中的污染物,改變金屬存在的氧化還原狀態,從而達到凈化土壤的目的。在發達國家,為了降低污染土壤修復的成本并提高修復的效率,對原位微生物修復更為重視。這是目前環境科學研究中比較活躍的領域之一。
目前,主要的技術包括:(1)生物啜食法,采用微生物或具有特殊功能的菌株降解污染物。把已污染的地下水抽出加入營養物質和氧氣后再回灌入污染土壤中,或經垂直井的慢速滲漏至污染土壤中,可以加入表面活性物質等一些化學物質,以提高污染物的生物降解能力。
(2)生物通氣法,結合了蒸汽浸取技術的優點,采用真空梯度井等方法把空氣注入污染土壤中,以達到氧氣的再補給,可溶性營養物質和水則經垂直井或表面滲入的方法予以補充。這兩種方法結合了微生物修復和化學修復的方法和特點,更確切地說,這兩種方法更趨近于生態化學修復領域[5]。
4我國土壤修復現狀及發展方向
我國煤礦造成的土壤問題日益嚴重,由于立法和監管體系不完善,造成很多污染問題無法追責。有時即使確定了責任主體,修復土壤也面臨著資金等各種各樣的困難。但是,這種局面將隨著政府越來越重視環境問題而得到改變。
在修復技術方面,國內土壤修復水平大部分仍處在“換土”階段,包括異地填埋和異地水泥窯焚燒等。由于見效快,大多是3-6個月,對原址的開發建設進度影響小,目前在國內較多采用。在發達國家,這并不是修復的主流,發達國家較多采用固化、熱脫附、植物微生物修復、化學氧化還原等效率高、風險低、系統預測性高的異位修復方法。推進我國土壤修復技術的發展,還需要進一步完善立法、政策引導和加強監管以及對修復技術的深入研究。此外,煤炭的利用,特別是煤化工行業會產生大量的有機廢物。有機廢物污染的防治更加的復雜和困難,這也是煤炭產業對環境影響的新的研究方向和重點。
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篇4
一、指導思想
以新時代中國特色社會主義思想為指導,全面貫徹黨的和二中、三中、四中全會精神,堅持新發展理念,堅持高質量發展,嚴格執行相關法律法規和規程、標準,深化合規達標創建,提升標準化建設水平,加大標準實施指導檢查與監督,促進非煤礦山科學開采、高效利用、安全生產、綠色環保、礦地和諧,著力提升非煤礦山基礎能力和現代化水平,提高企業競爭力,為非煤礦山行業高質量發展奠定基礎。
二、目標要求
通過開展標準化建設提升行動,全市非煤礦山標準化水平進一步提升,達到下列6個方面18項要求。
(一)基本要求。
1、礦山生產建設依法合規。證照齊全,程序完善,遵紀守法;
2、礦山生產經營高效有序。管理規范,運轉高效,安全環保。
(二)開發利用。
3、礦產資源開發按照核準(備案)內容和批準的開采設計實施;
4、礦石開采和選礦加工工藝、設備先進適用,能耗達標,資源開發利用“三率”符合設計指標要求;
5、采用資源節約、環境友好的采選加工方式,開發與保護并重,減少對生態環境的破壞,避免造成環境污染;
6、保護和充分利用礦區水資源,綜合利用各類廢棄資源。
(三)生態環境保護。
7、廢氣、噪聲、作業揚塵防治措施合規達標;
8、固廢、廢水等廢棄物放置、處置、排放合規達標;
9、落實礦山地質環境保護和土地復墾、水土保持等措施,開采與生態修復同步進行;
10、落實露天采場、排土場、廢石場、尾礦庫、塌陷區、采空區的覆蓋、綠化、充填等治理措施,防止水土流失和地質災害發生;
11、積極創建綠色礦山。
(四)安全生產。
12、企業安全生產主體責任進一步落實,安全管理制度健全完善,安全風險管控隱患排查治理實現常態化;
13、安全生產系統硬件條件進一步改善;
14、安全生產標準化達標等級鞏固提升;
15、按礦山設計規范組織建設生產,無邊建設邊生產、不驗收合格投入生產、超能力生產行為;
16、杜絕重特大事故、遏制較大事故,有效防范一般事故。
(五)科技創新。
17、加大科技創新投入,推進生產技術工藝裝備現代化、開采機械化、選礦加工自動化、關鍵流程數控化、生產與安全管理信息化;鼓勵有條件礦山提升采選智能化水平。
(六)礦地和諧。
18、企業誠實守信,加強職工人文關懷,礦地共建共享。
三、重點任務
重點從提升企業基礎能力、深化對標達標、組織開展標準化活動等方面,扎實開展非煤礦山標準化建設提升行動。
(一)提升企業基礎能力。
1、嚴格依法合規辦礦。全市非煤礦山行業進一步增強法治觀念,嚴格遵守礦產資源、規劃建設、生態環保、安全生產、行業管理等法律法規和政策規定,提升非煤礦山法治化、規范化水平。
2、不斷提升礦山硬件條件。新建和改擴建非煤礦山必須符合行業發展規劃、產業政策、行業準入標準和相關技術標準、規范和規程要求。現有礦山要加大升級改造,提升礦山技術裝備及標準化水平。及時淘汰非煤礦山明令禁止使用的設備和工藝。不具備改造升級條件,達不到相關強制性政策標準要求的,依法通過資源整合、關閉等市場或行政方式有序退出。
3、夯實礦山標準化管理基礎。進一步完善非煤礦山企業組織機構設置,按要求配備采礦、機電、通風、地質、測量、爆破作業等專業技術力量,完善規章制度,規范企業管理,加強員工培訓,強化作業現場管理,夯實企業管理基礎,提升企業管理水平。參照《非煤礦山企業標準框架體系參考目錄》(附件2),建立健全并實施由技術標準、管理標準、工作標準三大標準體系所構成的礦山企業標準體系。
(1)加強技術標準化:突出技術標準在企業標準體系和標準化建設中的核心地位,切實加強技術管理工作,認真組織各種類、各層次技術標準的貫徹和實施。通過技術標準化管理,在標準化管理的科學方式和正確思維指導下,在“標準”的基礎上,建立行之有效、內部統一協調的技術管理系統,促進技術標準的不斷完善和全面貫徹、實施,實現管理目標。
(2)加強管理標準化:重視管理標準的制定、執行和考核,實現企業管理標準化。在詳細調查研究的基礎上,制定出符合礦山自身實際、切實可行、便于考核的管理標準并認真組織實施;要采取有效的方式對管理標準化的績效進行考核,總結推廣成功的經驗和及時糾偏;克服以往標準化工作中存在的忽視管理標準化的傾向,保證礦山技術標準化管理得以持久和有效,杜絕管理中的非規范化行為的出現。
(3)加強工作標準化:結合礦山實際,研究規定各崗位、各個具體人在生產經營活動中應盡的職責和應有的權限,對各崗位工作的量、質、期以及考核要求做出規定,科學制定工作標準;認真組織實施工作標準;對工作標準的完整性、貫徹情況、取得的成效進行嚴格考核。
(二)深化對標達標。
1、深化非煤礦山建設規范化標準化。嚴格執行國家和我省關于非煤礦山建設工程管理的規定、規程、規范和標準,認真貫徹落實《省非煤礦山管理條例》,按照《省鐵礦等十四個礦種采選行業準入標準》(皖經信非煤〔2018〕32號)、《省非煤礦山建設工程項目管理規定》(皖經信非煤〔2015〕301號)、《省非煤礦山采礦工程初步設計編寫大綱》(皖經信非煤函〔2010〕909號)、《金屬非金屬地下礦山生產技術規程》(DB34/T2317-2015)等要求,進一步提升非煤礦山建設項目管理規范化標準化水平。
2、深化非煤礦山安全生產標準化建設。非煤礦山企業要進一步落實企業主體責任,按照《企業安全生產標準化基本規范》(GB/T33000-2016)、《企業安全生產標準化評審工作管理辦法(試行)》(安監總辦〔2014〕49號)和相關要求,深化安全生產標準化建設,提升安全生產標準化達標等級。
3、強化非煤礦山作業揚塵防治。按照《省非煤礦山管理條例》和相關標準,深化礦山開采區、礦石加工區、礦區專用運輸道路、成品料堆場、排土場等重點區域和剝離、穿孔、爆破、鏟裝、破碎、篩分、堆存、運輸等重點作業環節的綜合防塵措施,實行全過程有效防治管控,從源頭上減少揚塵污染。生產礦山防塵措施覆蓋率達到100%,礦山主要運輸道路,礦石加工區道路及作業場地基本實現全面硬化。
4、推進非煤礦山綠色發展。按照《關于加快建設綠色礦山的實施意見》(國土資規〔2017〕4號)、《省綠色礦山建設工作方案(2017-2020年)》,對照國家、省、市綠色礦山建設相關標準和要求,以綠色礦山創建為抓手,推進非煤礦山的綠色發展。新建非煤礦山要100%達到綠色礦山建設要求,生產礦山加快改造升級,逐步達到要求。各縣區非煤礦山行業管理部門要積極參與指導檢查非煤礦山綠色礦山建設工作。
(三)開展標準化活動。
企業標準化是一項需要企業全體職工共同參與的工作,非煤礦山企業應結合實際,組織開展標準化知識普及宣傳和重要標準的宣講、培訓;開展標準化績效評價、問題研討及學術交流等活動,不斷提高職工對標準化工作重要性的認識,提升職工標準化知識的積累和自覺踐行標準化的意識,使企業標準化具有廣泛的群眾基礎。
四、方法步驟
非煤礦山標準化建設提升行動總體時間安排為2年,至2021年底結束。
(一)動員部署階段(2020年4月底前)。各縣區非煤礦山行業主管部門要按照本方案的要求,結合本地非煤礦山標準化建設現狀,制定本地具體實施方案,細化活動的目標、主要工作任務及實施步驟。各縣區非煤礦山行業主管部門要精心組織進行動員部署,向非煤礦山企業宣講行動方案,使其明白行動內容、標準和時間節點要求,從而自覺的做好自身工作。各縣區的實施方案請于2020年4月底前報我局。
(二)組織實施階段(2020年5月—2021年10月)。各縣區非煤礦山行業主管部門圍繞提升行動的目標要求,督促礦山企業對照《非煤礦山標準化建設提升行動重點對標目錄》(附件1),認真梳理自身存在的問題和不足,制定有針對性的行動方案和具體改進計劃,以提升企業基礎能力為出發點,深化對標達標,開展標準化活動,有計劃、按步驟的加以推進。要充分發揮非煤礦山技術服務中介機構在標準化建設中的作用,加強督促檢查和調度,確保提升行動扎實有效開展。各縣區轄區內非煤礦山企業自查填寫《市非煤礦山標準化建設提升行動計劃表》(附件3),并于2020年9月底前匯總報我局。
(三)總結提升階段(2021年10月—11月)。各縣區非煤礦山行業主管部門認真總結本地開展非煤礦山標準化建設提升行動的情況,總結取得的成績,分析存在的問題,提出下一步工作措施和建議。各縣區總結材料于2021年10月底前報我局。
五、工作要求
(一)堅持目標導向,強化責任擔當。非煤礦山標準化建設是實現企業管理現代化和高質量發展的基礎和重要手段。各縣區非煤礦山行業管理部門要提高政治站位,充分認識開展非煤礦山標準化建設提升行動的重要意義,堅持高質量發展目標導向,強化責任擔當,增強行動自覺,積極宣傳國家標準化的方針、政策、法規,把組織開展非煤礦山標準化建設提升行動作為加強行業管理的重要抓手,全過程抓緊抓細抓實,確保標準化建設提升行動扎實開展。
(二)堅持問題導向,強化過程管理。各縣區非煤礦山行業管理部門要結合本地實際,多措并舉,指導非煤礦山企業全面查找標準化建設存在的薄弱環節,明確專項行動的具體內容、目標要求、工作措施、進度安排等要素,制定問題清單,建立整改提升臺賬,保障礦山標準化建設所需的資金投入,認真組織實施。要加強調度指導,強化過程管理,加強對專項行動開展情況的督查,督促企業逐條逐項推進落實。
篇5
[關鍵詞]煤矸石堆放區 垃圾堆放區 塌陷區 適生植物 生態修復技術
中圖分類號:TU522.1+3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)24-0400-01
一、 概況和前景
我國是世界第一產煤大國,煤炭產量占世界的37%。在未來相當長的時期內,我國仍將是以煤為主的能源結構。煤炭資源是我國國民經濟和社會發展的物質基礎,但煤炭資源的開發往往伴隨著生態破壞,不可避免造成地表沉陷、植被破壞、地下水位下降、水土流失和空氣、水質污染,隨著我國園林事業的發展,安徽淮南市的城市面貌和人居環境發生了巨大的變化,城市園林建設水平不斷提高。淮南市是我國重要的煤炭生產基地之一,淮南大通礦是淮南最早開采的礦區之一,資源枯竭,百廢待興。對廢棄礦區進行修復無疑對環境和民生有著雙重意義。
大通礦區一期生態修復面積40000平方米,經過2007年、2008年兩年的改造,引導并加速了該區域的自然演化過程。客觀的說,雖然沒有能力完全恢復成原生態系統,但墊定了一定的基礎,苗木經過適應性生長改變了煤矸石堆放區、垃圾堆放區及采空塌陷區原面貌,其煥然一新的面貌已成為公共休憩的良好空間。
通過對修復區修復狀況的調研,并整理歸納,總結其優點,分析其問題。進一步掌握各樹種在生態修復中的成功經驗和失敗教訓,根據不同類地對樹種的要求,選擇適宜的樹種,為實現更好的礦區生態環境修復提供理論依據。
二、 從大通生態修復栽植案例看其先進性水平的體現
1、 煤矸石堆放區植物表現情況及修復技術
調研表明大通修復區在原煤矸石地質條件下,成活率在85%以上的苗木有:桂花、梔子花、石楠、銀芽柳、紫穗槐、池杉;成活率在85%-60%的苗木有:香樟、重陽木、廣玉蘭、紅楓、高桿女貞、欒樹;成活率在60%-30%的苗木有:丁香、合歡、酸棗、楓楊;成活率在30%以下的苗木有:刺槐、馬褂木、紅花繼木。由此可見,成活率在85%以上的苗木可以在今后的生態修復中繼續推廣應用;成活率在30%以下的應慎重運用。
一期煤矸石地生態修復是采取覆土和加強水肥管理的技術。平均覆土30公分,共計10000平方米。根據后期植物的表現情況可見:煤矸石地雖然條件差,只要運用合理的覆土厚度,為樹木提供必要的生存條件,并加強影響樹木成活的關鍵因素“水”的管理后,在煤矸石地造林綠化是能夠成功的。
2、 垃圾堆放區植物表現情況及修復技術
垃圾堆放區成活率在85%以上的苗木有:紫穗槐、高桿女貞、法青、海桐球、蚊母、金銀花、錦帶花、木芙蓉、大葉黃楊球、石楠球;成活率在85%-60%的苗木有:酸棗、夾竹桃、楓楊、刺槐;成活率在60%-30%的苗木有:闊葉十大功勞、椿樹;成活率在30%以下的苗木有:廣玉蘭、合歡、欒樹。由此可見,在今后的生態修復中應選擇成活率在85%以上的喬灌木,成活率在30%以下的植物品種應慎重選擇。
建筑垃圾和化工廢料堆放區質地普遍比較堅硬,主要為強堿性污染(PH值大都在10.3-10.6之間),并且建筑垃圾區的Cr超標,無法直接恢復植被,有些較耐瘠薄的植物也因養分缺乏、扎根難而生長緩慢、不良。因此需要對其堿性和Cr污染采取治理措施。
該區域采用了下鋪生態墊及土壤酸堿綜合處理相結合的修復技術,具體工藝:(1)用推土機進行表面平整;(2)夯實后,鋪設生態墊;(3)取2份土與1份煤矸石攪拌均勻,在生態墊上覆蓋60公分厚。根據后期植物表現情況可見:此方法基本解決了土壤強堿性現象,較好的保證了植物的成活率。
3、 塌陷區植物表現情況及修復技術
生態區內分部著很多由于長期采煤造成的塌陷地,和燒磚取土形成的取土坑,根據不同的類地條件,因地制宜,采取不同的修復技術。
該區域的修復在保持原生態的基礎上,主要以恢復為人工湖面,減小坡度角度,增加護坡植物為主,由于東高西低的地勢原因,通過水位控制,利用高水位側流的方式,使水面水域貫通,形成水系。增加的護坡植被為淮南適生能力較強的樹種,大多表現良好。
三、生態修復的技術難點和路徑
修復區各方面的總體情況都表明,要想對本地區進行生態修復,使其成為一個較為理想健康的生態系統,任務十分艱巨,首要解決也是必須解決的困難,就是要改變現狀土壤和水體條件,這就要求掐斷所有的污染源和污染途徑,在進行人為治理已被污染的土地和水體,最后進行植被的恢復。
矸石和垃圾堆是修復區中受污染最為嚴重的區域,一般位于修復區的中部和北部,此類型區域土壤PH值酸堿差異較明顯,土壤的營養成分含量非常低,且由于煤矸石的理化性質造成的水分含量低且保水能力很差,此類區域采用分層剝離覆土、直接覆土和客土回填等工藝,并選取適宜的先鋒植物品種進行土壤肥力和土壤水分墑情的提高,逐步進行生態修復。
四、 從大通生態修復栽植案例看推廣應用價值
1、針對矸石堆放區和垃圾堆放區的生態修復技術措施
污染土地生態修復,主要針對矸石堆放區和垃圾堆放區,主要采取下鋪生態墊和土壤酸堿綜合處理相結合的修復技術以及種植島植物栽培方式進行修復,由以上栽植案列可見,植物成活率較高,成效較好。
2、針對塌陷區的生態修復技術措施
現狀的塌陷區邊坡需進行整形,減緩坡度,可在坡面處塑造多級階地,在其上覆以生態墊,以扦插為主栽植灌木作為護坡、持水之用。在塌陷區周圍邊坡栽植的喬木,既增加了景觀效果,又加大了護坡力度。從以上栽植案例可見針對塌陷區的生態修復技術改善了水資源,健全了原水生態系統。
綜上所述,煤礦廢氣礦的生態修復技術應綜合分析各種因素,充分考慮地形地貌、污染程度以及規劃方向,采取在技術上可行,社會效應良好的前提下,不斷推廣應用,從而獲得最佳的社會效益、經濟效益和生態效益。
參考文獻:
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1.1環境與生態
廣義上講,環境是人以外的一切事物的總和,如現代人居環境即為廣義的環境概念;狹義上講,環境是影響有機體生長、發展和生存的外界物理條件的總和。生態系統簡稱生態,是有生命的主體(包括人類)與無生命的客體的總和。研究有機生命體與無機環境關系的科學稱為生態學,研究生命體以外的無機環境的科學稱為環境學。生態修復的研究與實踐離不開環境學和生態學,而后者尤為重要。
1.2生態環境與環境生態
生態包括環境,“生態環境”的說法是不科學和難以理解的,可以牽強地理解為與生命體最密切相關的環境。我國所謂的生態環境實際就是生態,準確地講“生態環境建設”應為“生態建設”[1]。生態修復是對生態系統的修復,故不能稱為生態環境修復。
環境雖然是無機的,但完全從無機角度理解環境是不完整的。特別是自然環境,本身是生物體或生物群體周圍的整體狀況,只有應用生態學原理研究、認識和理解環境,才能更有效地解決環境問題,這就是環境生態學。環境生態作為概念不易理解,但環境生態學無疑是科學的,他對生態修復理論和技術的形成起到了直接的推動作用。
1.3干擾與生態演替
自然界發生的大大小小的事件,如火災、水災、泥石流、蟲害、大風、人類活動等,改變著生態系統的結構與功能,這些事件稱之為干擾。干擾可分自然干擾和人為干擾。干擾促使某一相對穩定的生態系統發生變化,舊的環境和物種破壞了,新的環境和物種又會產生,并在一定時間內維持其相對穩定。在沒有嚴重干擾的情況下,自然生態系統會定向地、有秩序地由一個階段發展到另一個階段,這稱為生態內因演替。演替的結果,最終會出現一個相當穩定的生態系統狀態,這稱為頂極穩定狀態。每一演替階段有其特定生物群落特征,頂極穩定狀態的群落稱為頂極群落。干擾常使生態系統受損并改變,稱為外因演替。生態系統正常演替總是從低級向高級發展,而干擾使演替進程發生變化,嚴重時,如人類大規模活動,則使生態系統向相反方向演替,這稱為逆序演替。生態修復就是使擾生態系統的逆序演替轉向正常演替[2]。
1.4生態穩態與生態閾值
生態系統不是絕對平衡的,而是永恒地發生著演替,舊的平衡打破了,新的平衡就會產生,當演替到頂極狀態時,在很長時間內將處于相對穩定狀態,即穩態。生態系統動態平衡中的穩定狀態,稱為生態穩態。穩態生態有相當強的自我調控能力,在干擾作用下雖不斷地振蕩和變化,但只是量變;當干擾嚴重并超過其調控能力時,系統將發生質變、崩潰,而走向逆序演替,甚至不可逆演替。穩態生態抵抗干擾的自我調節能力的限度稱為生態閾值[2]。只有研究生態穩態和生態閾值,才能確定修復生態系統的類型、區域、難易程度、時間周期,并確定合理的修復指標。
1.5人與自然共生理論
人與自然共生和和諧相處,是人類對“自然改造論”深刻反思后產生的新認識。人是自然生態系統的組成部分,不是其對立面,脫離生態規律的自然改造,損害了自然生態系統,必然損害人自身。人與生物、生物與生物之間存在著互利互惠的共生現象。任何形式的自然改造必須建立在人與自然共生的基礎之上。F.Vester基于共生現象的研究,總結了人類系統與生物系統之間生物控制的8條規律。據此研究,生態學家提出了以最小能量輸入和最小物質消耗以保證生態系統自我調節和恢復能力的生態設計原則。這也是生態修復規劃設計的指導思想。
2國外的環境生態修復與生態恢復
修復的本意是對錯誤和缺陷進行糾正的作用或過程,修復最早從污染環境治理角度被定義為:借助外界作用力使某個受損的特定對象部分或全部恢復到原初狀態的過程。環境生態修復起源于環境修復,生態恢復又受環境生態修復的影響。
2.1環境修復與環境生物修復
環境修復是對被污染的環境采取措施使污染物濃度降低到未污染前的狀態。早期的環境修復主要采用工程技術手段,以后采用物理和化學手段。1972年美國嘗試采用微生物生命代謝活動降解管線泄漏造成的汽油污染,1989年對ExxonVal-dez油輪泄油造成污染的阿拉斯加海海面進行修復(阿拉斯加研究計劃),從而出現了環境微生物修復技術,后來出現了環境植物修復技術,最終形成了環境生物修復技術。環境生物修復被定義為利用生物生命代謝活動降解被污染環境的污染物,并使之無毒化和無害化。
2.2環境生態修復
20世紀60年代,美國生態學家H.T.Odum提出生態工程概念,受此啟發,歐洲一些國家嘗試應用研究,并形成所謂“生態工程工藝技術”,實際屬于清潔生產的范疇。隨著生態學與環境生態學的發展,90年代美、德等國家提出通過生態系統自組織和自調節能力來修復污染環境的概念,并通過選擇特殊植物和微生物,人工輔助建造生態系統來降解污染物,這一技術被稱為環境生態修復技術。由于生態系統的復雜性,該技術至今還不成熟,國外的環境生態修復也只是對輕度污染陸地的環境修復,最典型的事例就是通過濕地自調節能力防治污染。這與我國的生態自我修復有很大差別。
2.3生態恢復
20世紀20年代開始,德、美、英、澳等國家對礦山開采擾動受損土地進行恢復和利用,逐漸形成土地復墾技術,包括農業、林業、建筑、自然復墾等,實際仍是土壤環境修復的范疇。70年代后,受生態工程學術思想的影響,從土壤環境修復和生產力恢復層面上升到了生態系統恢復層面,基本內涵就是在人為輔助控制下,利用生態系統演替和自我恢復能力,使被擾動和損害的生態系統(土壤、植物和野生動物等)恢復到接近于它受干擾前的自然狀態,即重建該系統干擾前的結構與功能有關的物理、化學和生物學特征。1975年,“受損生態系統的恢復”國際會議在美國佛吉尼亞工學院召開,此后英美等國創刊恢復生態學的雜志,生態恢復被列為當時最受重視的生態學概念之一。
1987年,Jordan發表《生態恢復學》專著,1993年,Bradsh做更詳盡的研究,生態恢復學成為生態學一個分支學科。在其指導下,生態恢復技術研究的領域進一步拓寬。目前國外恢復生態學主要研究森林、草地、灌叢、水體等生態系統在采礦、道路建設、機場建設、放牧、采伐、山地災害、工業大氣及重金屬污染等干擾體系的影響下退化和自然恢復的機制和生態學過程,涉及植被、土壤、氣候、微生物、動物等多方面,研究具有積累性好、綜合性和連續性強的特點。目前多集中在大型礦區、大型建筑場地、森林采伐跡地、受損濕地等生態恢復方面,研究的焦點領域是土壤、野生動植物及其生物多樣性恢復。這與我國開發建設項目水土保持和工礦區生態恢復與重建比較接近。
摘要:開展生態修復研究與實踐,應理清環境、生態、環境生態、生態恢復、生態建設、生態工程等與之相關的一些概念及科學內涵,避免概念上的混亂。我國的生態工程與國外的環境生態修復和生態恢復有較大差別,將生態學應用于農林水等生產領域,是我國生態工程研究與實踐的突出特點。流域生態修復是今后生態修復的發展方向,水土保持工程是建設項目生態修復的主體;當前亟待開展生態修復機理、生態修復潛力、生態修復指標體系等方面的研究。
篇7
關鍵詞:土壤污染 重金屬 危害 修復方法
土壤是人類賴以生存的主要自然資源之一,也是人類生態環境的重要組成部分[1-2]。隨著近年來經濟發展,工農業生產不斷擴大,所產生的廢水和廢渣也不斷增多,不但破壞地表植被,而且其中有毒有害重金屬還隨廢水的排放及廢渣堆的風化和淋濾進入周邊土壤環境[3-6]。目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染耕地面積近2,000萬公頃,約占總耕地面積的1/5,其中工業“三廢”污染耕地1,000萬公頃,污水灌溉的農田面積已達330多萬公頃。
1. 土壤重金屬污染的定義
在自然界,重金屬以各種形態存在,常見的金屬元素有銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鉬、金、銀等;其中既有對生命活動所需要的微量元素,如錳、銅、鋅等;但大多數重金屬元素在環境中對環境都會有一定的污染作用,主要包括汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等對生物體具有顯著毒害作用的元素[7]。重金屬的密度一般在4.0以上,約60種元素。但是由于不同的重金屬在土壤中的毒性差別很大,所以在環境科學中人們通常關注鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩、汞、鎘、鉛、鉻、鈷等。砷、硒是非金屬,但是它的毒性及某些性質與重金屬相似,所以將砷、硒列入重金屬污染物范圍內。由于土壤中鐵和錳含量較高,因而一般不太注意它們的污染問題,但在強還原條件下,鐵和錳所引起的毒害亦應引起足夠的重視。
土壤重金屬污染是指由于人類在生產活動中將重金屬帶入到土壤中,致使土壤中重金屬累積到一定程度,含量明顯高于背景,并可造成土壤質量的退化、生態與環境的惡化現象[8]。土壤本身含有一定量的重金屬元素,如植物生長所必需的Mn、Cu、Zn等。因此,只有當疊加進入土壤的重金屬元素累積的濃度超過了作物需要和忍受程度,作物才表現出受毒害癥狀,或作物生長并未受害但產品中某種金屬的含量超過標準,造成對人畜的危害時,才能認為土壤已被重金屬污染[9]。如土壤環境質量標準值(GB15618-1995)[10]。
2. 土壤中重金屬的來源、種類
土壤重金屬污染主要是由工業產生的“三廢”以及污水灌溉、農藥和化肥的不合理施用等農業措施引起的。隨著工農業生產的發展,重金屬對土壤和農作物的污染問題越來越突出,部分地區土壤重金屬污染現象十分嚴重。總體來講,土壤重金屬污染源較廣泛,即有自然來源,又有包括人類活動帶入土壤的部分,目前主要來源為人為因素。主要包括大氣塵降、污水灌溉、工業廢棄物得不當堆放、采礦及冶煉活動、農藥和化肥的過多施用等[11-12]。
2.1 污水灌溉
污水灌溉通常指的是使用經過一定處理的城市污水灌溉農田、森林和草地。中國水資源較為緊缺,部分灌區常把污水作為灌溉水源來利用。污水的種類按其來源可分為城市生活污水、石油化工污水、工業礦山污水和城市混合污水等。城市生活污水中重金屬含量雖然不多,但由于我國工業發展迅速,許多工礦企業污水未經分流處理而排入下水道與生活污水混合排放,從而造成污灌區土壤Hg、As、Cr、Pb、Cd、Zn等重金屬含量逐年累積[15-16]。在分布上,往往是靠近污染源頭和城市工業區土壤污染嚴重,遠離污染源頭和城市工業區,土壤幾乎不受污水中的重金屬污染。
污灌在北方比較嚴重,因為我國北方比較干旱,水資源短缺嚴重,并且許多大城市都是重工業大城市,所以農業用水更加緊張,污水灌溉在這些地區較為普遍。據統計,我國北方旱作地區污灌面積約占全國90%以上。南方地區相對較小,僅占6%,其余則在西北地區。污灌不僅導致土壤中重金屬元素含量的增加,而且還會在人體內富集。研究顯示我國沈陽、溫州和遂昌等地由于污水灌溉引發了人體鎘中毒;鞍山宋三污灌區土壤中Hg、Cd的累積顯著,污染嚴重;用處理過的污水灌溉是解決干旱地區作物需水問題的一條可行途徑。但由此導致的土壤污染特別是重金屬污染必須引起重視。
2.2 農藥和化肥污染
農藥和化肥是重要的農用物資,對農業生產發展起到重要的推動作用,但如果不合理施用,則可導致土壤中重金屬污染。部分農藥在其組成中含有Hg、As、Cu、Zn等重金屬元素,過量或不合理使用將會造成土壤重金屬污染。肥料中含有大量的重金屬元素,其中氮、鉀肥料含量相對較低,而磷肥中則含有較多的有害重金屬,另外復合肥的重金屬含量也相對較高。施用含有重金屬元素的農藥和化肥,都可能導致土壤中重金屬的污染。
2.3 礦山開采和冶煉加工
我國重金屬礦產相對豐富,在金屬礦山的開采、冶煉過程中,會產生大量廢渣及廢水,而這些廢渣和廢水隨著礦山排水和降雨進入土壤環境中,便可直接地造成土壤重金屬污染,這在我國南方地區表現得尤為突出。
3. 重金屬污染的特點及危害
3.1 重金屬元素污染土壤的主要特點
在土壤環境中重金屬污染特點可以分為兩部分:一是土壤環境中重金屬自身的特點,二是重金屬元素在不同介質中所表現的特點。具體特點如下:(1)形態變換較為復雜,重金屬多為過渡元素,有著較多的價態變化,且隨環境Eh,pH配位體的不同呈現不同的價態、化合態和結合態。重金屬形態不同則其毒性也不同;(2)有機態比無機態的毒性大;(3)毒性與價態和化合物的種類有關;(4)環境中的遷移轉化形式多樣化;(5)生物毒性效應的濃度較低;(6)在生物體內積累和富集;(7)在土壤環境中不易被察覺;(8)在環境中不會降解和消除;(9)在人體內呈慢性毒性過程。(10)土壤環境分布呈區域性;
過量的重金屬會引起動植物生理功能紊亂、營養失調、發生病變,重金屬不易被土壤微生物降解,可在土壤中累積,也可通過食物鏈在人體內積累,危害人體健康。土壤一旦遭受重金屬污染,就很難徹底消除,污染物還會向地下水和地表水中遷移,從而擴大其污染。因此重金屬對土壤的污染是一類后果非常嚴重的環境問題。
3.2人類因土壤重金屬污染而遭受的危害[25]
(1)土壤污染使本來就緊張的耕地資源更加短缺;(2)土壤污染給農業發展帶來很大的不利影響;(3)土壤污染中的污染物具有遷移性和滯留性,有可能繼續造成新的土地污染;(4)土壤污染嚴重危及后代人的利益,不利于可持續發展;(5)土壤污染造成嚴重的經濟損失;(6)土壤污染給人民的身體健康帶來極大的威脅;(7)土壤污染也是造成其他污染的重要原因。
4. 對重金屬污染的防治及修復
4.1 對土壤污染的預防
目前,仍未找到可廣泛應用且行之有效的重金屬污染治理方法,但控制污染源,是防止土壤污染的根本措施之一,同時利用土壤的自凈作用對污染物凈化具有一定的預防作用。控制土壤重金屬污染源,即控制進入土壤中的重金屬污染物的數量和速度,通過土體自身的凈化作用,降低污染。
(1)控制和消除工業“三廢”
盡量利用循環無毒工藝,減少和消除重金屬污染物的排放,對工業“三廢”進行回收改善,使其化害為利,并嚴格控制工業生產中污染物排放量和濃度,使之符合排放標準。
(2)土壤污灌區的監測和管理
在污灌區對灌溉污水的重金屬元素進行控制,監測水中重金屬污染物質的成分、含量及其變化,避免引起土壤污染。
(3)合理施用化肥和農藥
對于農藥和化肥的施用,應以環保無毒為準則,禁止或限制使用高殘留農藥,大力發展高效、低毒、低殘留農藥,發展生物防治措施。為保證農業的增產,合理施用化學肥料和農藥是必需的,但需控制好施用量,否則會造成土壤或地下水的污染。
(4)土壤容量和土壤凈化能力的提高
在農業生產過程中,施用有機肥,改良松散型沙土,改善土壤膠體的種類和數量,增加土壤對有害重金屬的吸附能力和吸附量,從而減少重金屬在土壤中的生物有效性。利用微生物品降解土壤中的重金屬,提高土壤凈化能力。
4.2 土壤中重金屬污染的修復方法
(1)工程措施
工程治理措施是指在土壤環境中,用物理或物理化學的原理來減少重金屬污染物的措施。主要包括客土,換土,翻土,淋洗液熱處理以及電解等方法。以上方法措施的治理效果相對徹底,但實工過程復雜、所需治理費用較高且比較容易引起土壤肥力效果降低。
(2)生物措施
生物治理是指利用能夠在土壤中生存的生物的某些習性來抑制和改良土壤重金屬污染。Nanda Kumar P B A等發現某些特殊植物對土壤中的重金屬元素具有富集作用。寇冬梅等研究認為食用菌對重金屬具有吸附作用。所用方法有動物治理,微生物治理,植物治理等。生物措施的優點是實施較為簡便易行、投資較少且對環境破壞小,而缺點是在短期內不易得到治理效果。
(3)化學措施
化學治理方法是利用化學物質和天然礦物對重金屬污染進行的原位修復技術,目前,在許多區域得到應用。化學治理措施主要包括利用土壤改良劑、抑制劑,增加土壤有機質、陽離子代換量和粘粒的含量,改變pH、Eh和電導等理化性質,使土壤重金屬發生氧化、還原、沉淀、吸附、抑制和拮抗等作用,以降低重金屬的生物有效性。化學治理措施優點是治理效果相對較明顯,而缺點是容易再度活化。
(4)農業措施
農業治理措施是通過改變耕作方式和管理制度來達到降低土壤重金屬危害的方法。M.Puschenreiter等探討了利用農業耕作措施治理土壤重金屬的方法,得出在不同污染地區種植不同的農作物可有效降低重金屬的污染。治理方法主要包括控制土壤水分,選擇合適的農藥、化肥,增施有機肥,選擇農作物品種等。農業治理措施的優點在于操作簡單、費用不高,而缺點是需要較長治理周期卻治理效果不顯著。
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篇8
關鍵詞:尖山磷礦;植被恢復;植物種類;應用
中圖分類號:TU986
文獻標識碼:A 文章編號:16749944(2017)11005504
1 引言
隨著我國經濟的快速發展,社會對資源的需求與日俱增。自改革開放以來,我國采礦業迅猛發展,大規模無序開采及廢棄物填埋對土地、水文與生態環境造成了嚴重破壞,進而導致整個生態系統功能退化[1]。近年來,礦區廢棄地的土地復墾與生態重建成為跨學科的研究熱點,其中,對礦區植被種類選擇及利用研究具重要意義。云南省磷化集團有限公司是中國最大的現代化露天磷礦采選基地、磷化工企業,旗下昆陽磷礦、尖山磷礦、海口磷礦、晉寧磷礦四個大型直屬礦山,均位于滇池周邊[2]。磷礦開采活動損毀大量林地,破壞原有生態系統,引起的土地退化等問題,成為限制植物生長和發育的因素。在礦區生態建設中植被復墾研究尤為重要,調查研究礦區植物種類構成與應用有利于礦山采空區土地資源產生多重效益。然而,云南的地形以山地為主,具有破壞容易恢復難的特點,位于礦區的植被重建非常困難,不僅需要考慮技術層面,還要考慮政策層面,同時還需要兼顧多方面效益[3]。
如今,多數學者側重對礦區復墾樹種的社會及生態效益研究,對于在植被恢復中合理應用植物產生經濟及景觀效益的研究,還是一個全新的話題。處于植被恢復前期的尖山磷礦,試驗性以及可操作性強。對此,筆者采用典型調查法,選取云南省尖山磷礦植被復墾區作為調查研究區,通過實地調查、文案資料整理分析及訪談法,對礦區現有植物種類、樹種生長情況進行調查與分析,指出其植被復墾存在的問題,并提出利用該礦區土地資源提高經濟及景觀效益的可行性植被構成模式,也為其他同類礦區生態治理工作提供參考依據。
2 研究區概況
尖山磷礦位于昆明市西山區海口工業園區,北距昆明32 km,南至晉寧20 km,西至安寧30 km,屬北亞熱帶季風氣候,海拔1900~2400 m,土壤以紅壤為主[4]。
尖山磷礦屬露天礦,占地類型主要為山林地,所形成的損毀林復墾地主要是露天開采采空區、排渣(土)場等。經過多年露天采礦作業,尖山磷礦出現大面積巖石,對此,礦區采取了一定的植被恢復措施。2009年起,尖山磷礦開始在采空區平臺上試驗種植多花薔薇、常春藤等藤蔓植物。2011年5月起,采用“客土噴播厚層基質坡面綠化”技術,對邊坡實施全面綠化。從即將作為排土場的林地上移栽了4000余株華山松,成活率在98%以上。響應“一湖兩江”綜合治理號召,完成了中平居委會新村面山180000 m2的綠化工作[5]。
3 研究區植被恢復現狀及問題
3.1 植物種類及應用現狀
尖山磷礦植被恢復區主要包括排渣(土)平臺和邊坡。現植被恢復區的植被總面積達236000 m2,土地復墾率達95%。根據調查,經多年植被恢復,目前該地區生長有菊科、禾本科、藜科、豆科、樟科、榆科、唇形科、莧科、薔薇科、十字花科、馬鞭草科等多科多種植物(見表1)。礦區植被恢復區表層土厚度約50~60 cm,最薄區域30 cm。并且,隨著年限的增加,土壤狀況逐漸好轉,能夠適應生長的植物種類也逐年增多。
雖然該區現有植物種類繁多,植被覆蓋率也非常可觀,但真正能夠產生經濟及景觀效益的區域則十分有限。主要因為植被復墾前期,把重心放在土地復墾及生態恢復上,以“先綠為主”的理念開展了前期工作,缺乏合理規劃而引進各類植物隨意種植,導致目前規劃區內未形成穩定的植物群落。
2.1.1 平臺植被恢復現狀
排渣(土)平臺植被恢復面積占總面積80%,平臺植被恢復主要采取人工栽植營造植物群落及混合草籽播撒方式。兩大植物群落分別為,由旱冬瓜種群、華山松種群、四照花種群、圣誕樹種群、天竺桂種群、桉樹種群、藏柏種群、云南松種群等組成園林植物群落;由梨、板栗、核桃、櫻桃組成園藝經濟林果植物群落(見表2)。樹種種植年限的混亂及多年來不斷的補苗、移栽,給調查分析工作增加了難度。
根據表2可知,小喬木中四照花、天竺桂均能很好適應該區域條件;生長表現最好的植物群落為旱冬瓜,生長較快,迅速成林,群落郁閉度較高,其平均樹高達325.8 cm,年均樹高生長1 m以上,胸徑生長1 cm以上,遠高于其他樹種,可將其選作先鋒樹種。其次為華山松、圣誕樹、桉樹、云南松、藏柏,此類樹種可選取作為綠化主栽樹種。生長狀況最差的為經濟林果,4個主要樹種年均生長高度不足1 m,梨、板栗長勢稍好,但樹勢明顯矮化、歪斜、年掛果量少。核桃樹生長高度不足2 m,遠遠低于正常值,掛果量少或基本不掛果。櫻桃樹經初步診斷為冠癭病,植株大面積死亡。平臺灌草類植物有葉子花、波斯菊、百花三葉草、爬山虎、竹子、戟葉酸模、火棘、石楠等,其中波斯菊、百花三葉草、爬山虎、戟葉酸模、火棘生長表現較好。從總體看來,生長較好的樹種均為該區域地帶性樹種,其適應性均較好,需精細管理的經濟林果樹種種植面積較少且長勢不理想,平臺植被恢復生態效益基本達到良好狀態,但是其經濟及景觀價值未能很好體現。
3.1.2 邊坡植被恢復現狀
邊坡植被恢復主要以復綠為目的,通過草籽播撒、種植速生樹種的恢復模式,快速復綠,降低水土流失。其中,灌草植物種類有火棘、苦刺、戟葉酸模、白茅等。通過調查,這幾類植物的適應性均較強,生長狀況較好。人工種植喬木有旱冬瓜、云南松、藏柏、滇潤楠、銀杏、冬櫻花等。由表3可以看出,其中長勢較好的為藏柏,可作為先鋒樹種,而旱冬瓜、云南松生長狀況優良,可選取作為主栽樹種。
3.2 研究區植被復墾存在的問題
3.2.1 總體布局不合理
尖山磷礦植被恢復前期,為盡快復綠,實行“先綠化后美化”的方針,把有限的資金集中于購苗栽植,礦區3年內整體綠化覆w率得到提高。然而,施工前未進行合理的園林景觀規劃,忽略對園林道路、功能區的設計,未對群落結構構成植物種類進行選擇與配置,導致植被恢復區布局混亂、通行不便、景觀效果不明顯、群落結構單一、群落之間的聯接度下降等問題。經濟林果園承擔經濟功能,然而,授粉品種與主栽品種配比不協調,出現缺乏授粉樹的現象,導致果樹大量減產,經濟效益提不上來,因植株種植位置選擇不當,不能滿足經濟果樹對光、溫、水的需求,導致樹勢整體矮化、長勢不佳;果園防風林設置不合理,未起到有效的防風作用。
3.2.2 養護管理不到位
俗話說“三分造林,七分養”,目前,恢復區內對綠化樹種及經濟果樹的栽植技術、養護管理均不到位,導致多數喬木成活率低、經濟果樹產量下降。苗木移栽前未進行苗木試種、移栽過程施工方法不專業、栽植后“重栽輕管”,導致“年年種樹年年補”;園林樹種不及時修枝,導致觀賞效果降低;園藝樹種不及時打枝疏花,導致掛果質量不佳。據統計,對栽后管護要求最高的經濟林果種植面積占平臺總植被復墾面積的20%,以經濟林果群落為主的礦山果園是恢復區內極為重要的一部分,對礦區經濟效益的產生有著直接影響作用。由表2可知,經濟林果類樹種生長現狀最差,果樹的移栽與生長對專業人員素質要求較高,果樹幼苗移栽前,對栽種位置選擇、覆土厚度、土壤肥力評定、培肥土壤、基肥成分選取等要求均高;定植后,針對于不同樹種不同生長期的肥水養護、病蟲治理等環節不可忽視。
3.2.3 植被恢復模式單調
目前,植被恢復主要在方便栽植、操作的平臺上人為地進行,發展模式較為單一并缺乏對創新性植物群落組建模式的探索。調查結果表明:復墾區內現有植物種類繁多,能夠產生生態、社會效益的樹種較多,如旱冬瓜、云南松等,其速生、抗性強等特點已基本滿足礦區植被恢復的生態功能需求。然而,研究區內現有的經濟樹種較少,植被群落的植物種類構成模式較為單一。對此,將針對于尖山磷礦復墾區現狀提出一些可行性建議。
4 提高尖山磷礦經濟效益的建議
4.1 園林樹種的生態及景觀價值
園林綠化樹種應選擇抗性樹種、鄉土樹種、觀賞樹種,適當引進外來適生樹種、適當發展亞喬木和灌木;樹種的配置注意突出主題、疏密組合、季相色彩配置。經調查發現,園區內種植數量較少的滇樸、樟樹生長狀況較好,且滇樸作為云南省的地帶性樹種,具有樹形美觀、適生性較好等優點,可繼續購入苗木種植。同類型礦山昆陽、海口、晉寧等磷礦山植被恢復區內種植情況較好的樹種,如清香木、麻櫟、車桑子、馬桑、多花薔薇、迎春柳等,可以引進試種。還可引進其他抗性強、美觀易造景的區域性樹種作分區試驗,如云南櫻花、球花石楠等。園區內現有大面積四照花、天竺桂、紅葉石楠成片種植無法產生景觀效果,可將其分散移栽到各節點供觀賞。
4.2 園藝果樹的經濟價值
礦山果園內現有果樹長勢較好的為梨樹、板栗,受防風林設置不合理導致的樹勢矮化現象可通過改造樹形為低矮自然開心型,便于采果及管護。核桃樹因栽植在低洼地導致植株長勢不好,可將其移栽至邊坡或平臺緩坡上種植。櫻桃樹因感病大量植株死亡,清除感病嚴重的病樹、病枝燒毀,并在冬季噴施石硫合劑,減少病蟲害繁殖傳播。
擴大果園面積,重新規劃防風林樹種,適當增加授粉樹種,引進其他適生園藝經濟樹種,詳見表4。美國大櫻桃適應性強、長速快,年高生長量可達2~3 m,胸徑1.5~2.2 cm,繁育方式多樣,木材質輕、堅實,其經濟價值極高;桃樹的連體栽培試驗目前已取得很好成效,引進桃樹在平臺進行大規模栽培,栽植株行距選取在1.5 m×3 m為宜,此栽培模式產果量高、掛果均勻、采果便捷、觀賞價值高、便于行間間作等優勢能形成獨特的發展模式,可推動特色果園的開發。
“以短養長,以園養園”。農作物及家禽可增加額外收益,在果樹苗木未開花、掛果的季節利用其行間距套種豆類、塊根塊莖類作物固氮作綠肥;在不噴施農藥時期飼養家禽利用家禽糞便改善土壤肥力。
4.3 林下經濟推動可持續發展
林下經濟是以現有的林下土地資源和林蔭優勢為基礎,在不影響林木正常生長的前提下,借助林地特有的生態環境,在林冠下開展林下種植、養殖等立體復合生產經營,從而使農林牧各業實現資源共享、優勢互補、循環相生、協調發展的生態農業模式。主要有林菌(菜)、林藥、林糧、林茶、林草牧、林禽(畜)、林油、林蔬等模式。車義明等(1990)對昆陽磷礦采空區的植被復墾實踐進行了調查及總結,發現植被復墾工藝中林木與農作物的搭配種植取得良好經濟效益[6,7]。結合當前規劃區實際情況,推薦使用林草牧、林禽(畜)、林菌(菜) 、林藥模式。在郁閉度較高的林地,種植黑麥草、紫花苜蓿、魯梅克斯等優質牧草。可出售鮮飼草,也可養畜禽,一舉多得;利用林下昆蟲和雜草多的特點,放養雞、鴨、羊等禽(畜) ,禽(畜) 類品質得到保證,糞便追肥又有利于樹木生長,與林草模式結合能達到很好的效果;在郁閉的林下搭棚種植木耳、香菇等食用菌,市場潛力巨大,收益高;林蔭下種植耐蔭性的白芍、金銀花、板藍根、田七等中藥材,生產技術含量不高,收益顯著。
5 結論
通過對尖山磷礦植被恢復區現有植物種類構成及生長狀況調查結果表明:現階段植被恢復區內存在植被群落結構單一、植株長勢不均且四大效益表現不顯著等問題。針對這些問題本文提出了建設性意見,通過選擇適合礦區生長的綠化、經濟樹種,將園林、園藝、農牧業結合開發創新型發展模式提高礦區土地利用率、保持四大效益平衡發展。對采空區土地資源合理利用對礦山可持續發展有著重要影響,本文在研究區現狀調查基礎上提出的發展建議,為今后本礦區植被復墾工作提供了參考,也可作為其他同類型礦區采后生態修復治理的理論依據。
⒖嘉南祝
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篇9
重點做好以下幾方面工作:
一、大力實施“對外開放推進年”活動,實現招商引資新突破。繼續實施“年增百戶工業企業”行動。把招商著力點放在產業鏈和產業基地上,主攻大項目,培育大產業,實現由引進項目向引進產業轉變。強化商會招商,注重把引資與引技、引智有機結合起來,提升發展水平。堅持靠大聯強,力爭在引進世界500強、國內500強、行業龍頭企業、上市公司、全國知名民營企業和總部企業上有大的突破。加大與央企對接力度,促進已簽約項目盡快落地開工。依托臺灣農民創業園,加大對臺招商力度,力爭新落戶企業15家。加速推進縣經濟開發區二期擴區,完成征地任務,啟動基礎設施建設,建設標準化廠房30萬平米以上,力爭新引進超億元項目10個,協議引資25億元以上。
二、全力開展“城市建設攻堅年”活動,實現廬城建設新突破。按照合肥副中心的標準來調整規劃建設思路,加快推進廬城與冶一體化和沿合銅公路聯動發展,打造中等城市,共同構建大廬城發展新格局。全面完成13個片區拆遷掃尾,啟動7個片區舊城改造,加快推進十大市場工程,如期建成中心新校區、縣醫院城東分院一期、水體公園等城東新區重點項目,實施“全國園林城市”、“全國衛生城市”、“省級文明縣城”、“安徽歷史文化名城”四城同創。全年實現城市建設投資30億元,全縣城鎮化率提高2-3個百分點。
三、扎實推進“兩新”帶動戰略,實現產業轉型新突破。縣資源型經濟結構特征明顯,礦業經濟比重較大。在發展采掘業的同時,將更加注重提升產業層次,出臺扶持政策,加快推進新型礦業和新興產業“兩新”帶動戰略。加快廬南重化工基地建設。實現羅河鐵礦、大包莊硫鐵礦、新中遠二期如期投產,全面推進馬鞭山鐵礦、龍橋二期、沙溪銅礦等重點礦山建設,開工建設特鋼項目、泥河鐵礦等一批重大項目,力爭全年完成投入20億元以上,稅收3億元以上。加快省級龍橋工業園區建設,著力推進天乾重工、銅材深加工、尾礦綜合利用等一批重大項目。促進新興產業快速成長,深層次推進產學研合作,培育高新技術企業;加快推進龍磁、大地熊上市;加強與江汽對接,做大同大汽配產業集群。改造提升活塞、風機等傳統產業,推進華迪循環經濟園、龍橋尾砂制磚等循環經濟項目建設;積極創建磁性材料、礦業等博士后流動工作站,爭取建立合肥高校及科研院所的科技孵化器。全年實現工業產值120億元,年產值超億元企業15家。
四、快速啟動沿湖開發戰略,實現旅游發展新突破。加快南岸濱湖大道建設,盡快完成濱湖大道沿線空間布局規劃和局部控制性規劃。同步推進濱湖開發,特別是在重點旅游項目上實現突破,選擇白山齊咀、同大勝利圩等條件較好地段,力爭1-2個項目率先引爆。加快湯池旅游開發,開工建設國軒影視城,建成開業國軒溫泉宮,加快金孔雀五星級酒店等項目建設。力爭實施青山湖旅游開發項目,落實冶父山旅游開發項目投資主體,全面推介廬南生態旅游、廬北光農業、泉水口溫泉、石山溫泉等項目。
五、著力推進農業產業化,實現農村經濟新突破。發揮產業化扶持資金的引導作用,加快糧食、蔬菜、苗木花卉等主導產業發展。建設廬西南15萬畝竹林基地;加快湯池、柯坦、萬山等鎮茶產業發展,新增可采茶園面積3500畝;加大等鎮苗木花卉種植,新增面積5000畝;發展同大、郭河等鎮蔬菜生產和高科技農業,擴大蔬菜基地規模,達到2萬畝。培大育強農副產品加工業,新增省市級龍頭企業10個、國家級龍頭企業2個。加快推進郭河示范區建設,全面完成一期規劃目標,加快二期規劃建設,積極申報省級農業產業化示范區和國家級現代農業綜合開發示范區。加大投入力度,狠抓農田水利基本建設,適時啟動黃泥河流域治理、兆河整治工程。加快土地流轉,完成村莊體系規劃,推進土地整治整村推進,加快新農村建設。
六、注重提升民生工程,實現服務群眾新突破。本著量力而行,盡力而為的原則,堅決完成省定33項民生工程任務,繼續實施雞蛋助學育才、特殊大病救助等縣定民生工程,特別抓好新型農民養老保險試點,將民生工作重點放在關注弱勢群體救助上,多層面拓展社會救助渠道,形成修復與平衡弱勢群體的社會救助系統。
篇10
(江西省蠶桑茶葉研究所,南昌330203)
摘要:重金屬污染修復已成為當前國際環境科學研究的熱點問題,利用桑樹修復土壤重金屬污染也是一種有效的植物修復技術。筆者簡單介紹了土壤重金屬與植物修復技術的概念,并闡述了桑樹的生長特性,桑樹生長與土壤中鎘、鉛、鋅、砷等重金屬元素的關系,并結合江西省土壤重金屬污染的形勢,探討了桑樹作為江西省土壤重金屬污染修復樹種的潛力。
關鍵詞 :桑樹;土壤重金屬;污染;植物修復;江西
中圖分類號:X-1 文獻標志碼:A 論文編號:2014-0350
Research Progress of Remedying the Heavy Metal Contaminated Soils with Mulberry
Xu Ning, Yu Yanfang, Mao Pingsheng, Du Xianming, Peng Xiaohong, Shi Xuping
(Jiangxi Sericulture and Tea Research Institute, Nanchang 330203, Jiangxi, China)
Abstract: Remediation of heavy metals has become a hot topic of international environmental science, andremedying the heavy metal contaminated soils with mulberry was an effective phytoremediation technology.This paper briefly introduced the concept of heavy metals in soil and phytoremediation technology, describedthe growth characteristics of mulberry, and mulberry growing relationship with Cd, Pb, Zn, As and other heavymetals pollution. Combined with the heavy metals pollution situation in Jiangxi Province, and discussed thepotential of repair tree in soil heavy metal pollution with mulberry.
Key words: Mulberry; the Heavy Metal Soils; Contamination; Phytoremediation; Jiangxi
0 引言
江西省擁有全國最好的生態環境,具備大力發展綠色農業的潛力,但礦山開發、資源消耗、農用化學品投入等給江西留下較大的重金屬污染區域,成為江西綠色崛起進程中繞不過的坎。江西作為綠色資源大省,在生態環境良好的條件下,堅持以人為本,在經濟發展的同時,將重金屬污染治理作為民生工程的一件大事來抓,并積極探索重金屬污染區域環境修復新路,切實保護好江西的一草一木,讓全省人民都能享受到一流的生態環境,讓青山綠水永存。筆者以近年來桑樹用于修復土壤重金屬領域的研究報道為基礎,系統總結了重金屬元素鎘、鉛、鋅、砷與桑樹生長關系的研究現狀,并分析了利用桑樹進行土壤重金屬污染修復的潛力以及可行性,以期為未來該領域的研究提供參考。
1 土壤重金屬污染與植物修復
土壤重金屬污染是指由于人類活動,導致土壤中的重金屬含量過高,通常是密度大于5 g/m3,并對生態環境質量產生不良的影響[1-2]。常見對土壤造成污染的重金屬包括鉛、鋅、鎳、銅、鉻、鎘、汞等元素[3-6]。重金屬污染具有隱蔽性、不可逆性、長期性和后果嚴重性的特點。植物修復技術是指通過超富集植物的根系部分吸收固定重金屬元素,并轉移到地面部分,然后采用收割植物的方式去除土壤中重金屬元素[7-8]。植物修復技術是一種環境親和性修復技術,以其有效、非破壞、經濟等特點,正成為土壤重金屬污染修復的主要手段之一[9]。
2 桑樹的特性
桑,桑科桑屬,落葉喬木或灌木,屬速生木本植物。桑樹的生命力極其旺盛,適應性很強,分布范圍廣泛。桑樹能在-35~40℃的溫度范圍內存活。桑樹喜歡深厚、疏松、肥沃的土壤,同時也能適應土層瘠薄、養分貧乏的土地[10-11]。桑樹在pH 4.5~8.5、土壤含鹽量0.2%的條件下都能正常生長[10,12],可以看出桑樹對土壤酸堿度的適應性較強。
桑樹生長迅速,生物產量高,有固碳放氧,凈化大氣的功效。桑林1年吸收固定CO2的量為4929117 kg/hm2,折合成純碳為1346717 kg/hm2,1 年釋放的O2 為3628814 kg/hm2[11]。桑樹還可以對有害氣體如硫化物、氟化氫等進行部分吸收,對粉塵也有阻擋、過濾和吸附作用[13-15]。
桑樹的根系極其發達,桑樹的根垂直分布可達4 m以上,根系水平分布達7m2,其地下根系分布的面積通常為樹冠投影面積的4~5 倍,有的甚至高達10 倍以上,桑樹根系分布近地面部分是水平根,深土層是垂直根,水平根和垂直根構成一個貯水功能極強的立體交叉的吸水貯水網絡,具有強大的吸水固土能力[12],可以改變土壤的理化性狀和土壤結構,提高土壤肥力和保持水土,減少土壤侵蝕,有極強的抗干旱、遏制風沙能力。
桑樹極其發達的根系利于吸收土壤的營養成分,同時在一定程度上也能促進土壤中重金屬元素的吸收。桑樹對鎘、鉛、鉛、鋅、砷等有一定的耐受性,桑樹吸收的重金屬離子會有一定的量被運輸并積累于莖干和葉片中,而后通過伐條可以移除,起到去除土壤重金屬的作用。
3 土壤重金屬污染與桑樹生長關系
3.1 土壤鎘污染與桑樹生長
鎘是一種有毒的重金屬,也是自然界的一種主要污染源,鎘脅迫嚴重影響植物的生長發育,降低作物的產量和質量[16]。鎘元素對桑樹的影響已有比較深入的研究,桑樹對鎘有比較強的耐性和富集轉運能力[16-21]。陳朝明[17,20]對桑樹Cd 耐受性的試驗研究表明,當土壤Cd 濃度小于22.3 mg/kg 時,桑葉產量、可溶性糖和含氯化合物含量都高于或接近對照處理;當土壤Cd濃度大于22.3 mg/kg 時,Cd對桑葉產量、營養物質含量、生理生化作用的影響明顯,并表現其毒害作用,當濃度高于145 mg/kg 時,分支較少而纖細,葉黃而小,接近死亡狀態;而桑樹根部當Cd 濃度達到75 mg/kg 時,才出現大小不等的瘤狀結節和菌絲狀絨毛,根表皮皺裂,根尖分叉,并有明顯的木質。土壤Cd 濃度為8.49~75.8 mg/kg 時,桑樹各器官對土壤Cd 均有富集作用,各器官Cd 含量大小順序為:須根>主根>主莖>葉片>分支。桑樹根部對鎘有較高的富集能力,約40%的鎘富集在根部,須根的Cd 含量是其他器官Cd 含量的1.63~4.6 倍,主根的Cd含量是其他器官(除須根外)Cd含量的1.41~49.7 倍。轉到桑樹主莖和分枝的量約占總累積量的41%,而運轉到葉片的鎘量相對較少,約占總累積量的16%,這對利用鎘污染土壤栽桑養蠶具有實際意義。萬飛[21]認為桑樹是具有一定耐Cd 性的經濟作物之一,在一定的Cd濃度下不會影響家蠶的生長發育和蠶繭的質量。當土壤Cd含量為8.48 mg/kg 時,不會影響桑樹的生長發育和桑葉的產量,反而會有一定的刺激作用,當土壤含Cd 量在20~50 mg/kg 之間時,桑葉的產出量降低10%~30%;當土壤含Cd量超過140 mg/kg 時,桑樹的生長發育受到不良影響,葉片小黃,養分和水分的吸收受到阻礙,1~2 年后整株桑樹死亡;另外,Cd含量主要集中在桑樹的根系部分,其次是莖桿部分,最后進入葉片的Cd 含量很少,當土壤中的含Cd量達到145 mg/kg時,即桑樹致死濃度,桑葉中的含Cd量并沒有超過2.5 mg/kg。
3.2 土壤鉛污染與桑樹生長
近年來,由于工業“三廢”的亂排和大量機動車輛的使用,使用污水灌溉農田以及濫用農藥、除草劑和化肥,已嚴重地污染了土壤、水體和大氣的質量,導致環境中Pb的含量明顯增加[22]。任立研等[23]研究了土壤不同濃度鉛污染對桑樹生長及桑葉品質的影響,結果表明在50~600 mg/kg 試驗范圍內,低濃度鉛[<200 mg/(kg·干土)]處理使桑樹的株高呈現上升趨勢,中、高濃度鉛[>300 mg/(kg·干土)]處理使桑樹的株高呈現下降趨勢;而桑葉中葉綠素總量、可溶性糖含量、淀粉含量均隨著外加鉛濃度梯度的增加呈先上升后下降的趨勢,轉折點為200 mg/(kg·干土)(土壤一級標準)。土壤中的鉛濃度超過200 mg/(kg·干土)后,桑樹生長及桑葉品質開始受到明顯脅迫。在含Pb 50、125、250、500 mg/kg 的土壤中生長的桑樹植株生長緩慢、葉柄下垂、葉片失綠,有的葉片上出現褐色斑,這些情況隨著土壤中金屬含量的增加而趨于嚴重[24]。桑葉的葉綠素含量和單位面積重量與土壤中Pb 的含量呈顯著負相關,在高Pb含量土壤,桑葉Pb含量隨土壤Pb濃度的增大而顯著增大,在低Pb 含量土壤中嫩桑葉吸收Pb 優于老桑葉。覃勇榮等[25]研究表明,在相同的重金屬Pb2 +脅迫背景下,加入0.55 mmol/L EDTA 的桑樹對Pb2+的吸收量比不添加EDTA的對照組明顯增高。桑樹具有較強的重金屬Pb 耐性,可作為修復植物應用于重金屬污染地區。
3.3 土壤砷污染與桑樹生長
砷雖不屬于重金屬,但因其來源以及危害都與重金屬相似,故通常列入重金屬。被As污染的農田土壤生態系統,不僅作物產量降低,質量變差,而且會通過食物鏈危害人體健康。吳浩東等[26]運用盆栽試驗和實驗分析的方法,研究了土壤砷污染對桑樹品質的影響,結果表明,在一定的含量范圍內(≤300 mg/kg),隨著砷質量濃度增加,桑葉葉綠素含量先降后升,影響不明顯,而可溶性糖含量先上升后下降,砷含量>160 mg/kg時桑樹可溶性糖含量顯著下降。
3.4 土壤重金屬復合污染與桑樹生長
桑樹對土壤重金屬復合污染金屬也有很強的耐性。譚勇壁[27]調查了廣西環江受尾礦污染的桑園情況,明顯看出,桑樹在Pb、Zn、As 含量分別高達734、1194、53 mg/kg 的污染土壤上仍然可以正常生長發育,并且在外觀上沒有表現出明顯的受脅迫現象[28]。桑葉Zn、As的積累量隨桑葉生長周期的延長而增加。張興等[29]在湖南瀏陽七寶山礦區污染土壤上Cu(593.56mg/kg)、Pb(825.41 mg/kg)、Cd(8.11 mg/kg)、Zn(705.41mg/kg),以‘湖桑一號’為試驗材料,分別測定植物各部分和土壤中Cu、Pb、Cd、Zn 4 種重金屬元素的含量。結果表明:桑樹總體生長情況為第3 季(5 個月)>第2季(3 個月)>第1 季(1 個月)。桑樹各部位單位重量中Cu 的含量的趨勢為根(33.13 mg/kg)> 葉(13.38 mg/kg)>皮(7.51 mg/kg)> 骨(4.93 mg/kg),Pb 的含量的趨勢為根(33.13mg/kg)> 葉(10.32 mg/kg)> 皮(3.35 mg/kg)> 骨(1.73 mg/kg),Cd 的含量的趨勢為根(4.53 mg/kg)> 葉(1.90 mg/kg)> 皮(1.57 mg/kg)> 骨(1.03 mg/kg),Zn 的含量的趨勢為根(317.72 mg/kg)> 葉(186.53 mg/kg)>皮(105.07 mg/kg)> 骨(89.16 mg/kg)。每平方米耕作層土壤上桑樹對Cu 的修復年限為2.01 年,遷移總量為12116.1 mg,對Pb 的修復年限為15.45 年,遷移總量為7409.83 mg,對Cd 的修復年限為1.26 年,遷移總量為2056.4 mg,對Zn 的修復年限為0.39 年,遷移總量為254532.8 mg。唐翠明等[30]對廣東韶關市大寶山礦區周邊重金屬污染農田桑園進行了調查,調查結果表明,土壤中鉛、鋅、銅、鎘及砷的含量遠遠超過了土壤環境二級標準值,但是桑樹的生長不受影響,桑葉產量也能達到正常水平。
4 桑樹應用于土壤重金屬污染修復的潛力
重金屬污染土壤植物修復技術的關鍵是修復植物的選擇。已知的重金屬超積累植物絕大多數為野生型稀有植物,分布具有較強的區域性,且生物量小,生長緩慢,根圈范圍有限,只能對淺層土壤起到修復作用,修復速率較緩慢;超富集植物往往只能富集某種重金屬,而土壤重金屬污染大多是復合污染,修復周期較長,很難實際應用[31-32]。桑樹耐重金屬復合污染,而且栽培技術成熟,對土壤和環境適應性強、生長快、根系發達、生物量大、耐剪伐,相對于目前使用的修復植物具有明顯優勢。
江西省具有豐富的礦產資源,如贛南鎢礦、稀土礦、贛西北銅金礦、贛東北銅業及多金屬開發區,以及煤礦、瓷土礦等,礦山的開發給社會經濟發展做出了巨大貢獻,但同時帶來的礦產廢棄物造成礦區周圍土壤Cu、Cd、Pb、Zn、As等重金屬富集污染,大片田地荒蕪,生態環境惡劣,而且隨著社會經濟的發展,重金屬污染有加重的趨勢,防治土壤重金屬污染的形勢十分嚴峻。以重金屬污染嚴重的贛州市大余縣為例,其土壤中Cd、Pb、Cu、Zn、As 分別超過污染起始值的3.78、3.04、2.95、1.16 和8.66 倍[33],桑樹在這些土壤重金屬毒性劑量范圍之內,可以正常生長,而且桑樹適應性強,在礦區土壤修復上有其獨特的優勢。栽植桑樹能在保持水土、防風固沙、綠化荒山、凈化空氣、美化環境等方面起到良好的作用,對構建生態景觀、改善生活環境具有較高的實用價值[34]。王凱榮等[35]也表示種桑養蠶是治理鎘污染農田的一種成功的經濟生態模式。因此,將桑樹應用于重金屬污染土壤的修復具有廣闊的前景。
5 展望
重金屬污染土壤修復方法的選擇需要考慮到土壤現狀、修復成本,以及修復技術成熟可靠等因素,需要對不同類型的土壤進行實驗,確定處置工藝和參數,以達到污染土壤修復到目標值。從目前的研究成果來看,桑樹作為修復樹種,相對于目前所使用的修復植物,具有明顯的優勢,但是也存在一些問題,主要表現為以下幾個方面:(1)采用桑樹修復中度污染土壤3~5年可達到復耕標準或稍微超標,所需費用大致在1 萬元每畝左右,需要時間較長,經濟負擔較大。(2)由于受勞動力緊缺和蠶桑產業整體發展趨勢影響,栽桑不一定會用于養蠶,桑樹經濟效益得不到有效實現。(3)桑樹本身對土壤重金屬并沒有修復去除的功能,積累重金屬的桑樹如果處理不當會造成“二次污染”,目前也沒有簡便有效的處理技術,應當尋求一種高效的植物產后處理技術,在污染桑樹剪伐后,以及采用栽桑養蠶方法治理重金屬污染土壤時,合理處理養蠶過程中含重金屬的蠶沙及蠶蛹,真正將污染物永久去除,真正實現“變廢為寶”的目的。(4)目前關于桑樹修復重金屬土壤研究大都停留在試驗階段,在野外示范時受氣候地理環境以及外界持續的污染源等因素影響,修復效果與實驗室試驗研究結果會有較大差距。(5)在栽植桑樹方面,要充分考慮當地的地貌及土壤特征,盡量推廣種植適生型桑樹品種,以提高桑樹的成活率,并以植被恢復、修復土壤為主要任務,合理選擇桑樹品種,在今后的育種工作中,對桑樹品種進行篩選,篩選生物量大、生長效率快、生長周期短、抗性強并能對某一種或幾種重金屬污染物具有超級吸附潛力的桑樹,以更大地實現桑樹的生態價值。
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