一.导言

矿山废弃地是指采矿剥离土、废坑、尾矿、矸石和洗矿废水沉淀物所占用的土地，还包括采矿作业面、机械设施、矿山辅助建筑、矿山道路等先占用后废弃的土地。矿山废弃地往往含有多种污染物，如高含量的重金属、极端的pH值和有害的选矿物质。这些污染物通过大气和水体广泛扩散，污染矿山和周边地区，导致生态系统遭到破坏；未经处理的废石和尾矿堆，由于其结构不稳定，还会导致严重的水土流失，并可能引发地质灾害。

中国是一个矿产资源大国。随着国民经济的快速发展，矿产资源的开发越来越快，废弃矿山的数量也越来越多。我国虽然从20世纪80年代初就开始了矿山土地复垦工作，但在经济、技术和政策上落后于欧美等发达国家。因此，矿山废弃地生态修复作为保护耕地资源的重要手段之一，应该在我国可持续发展战略中占有一席之地。

二、国内外矿山废弃地复垦的研究现状

欧美国家较早开展了土地复垦技术的基础研究，促进了土壤复垦、政策法规和立地管理的研究和水平提高，积累了大量成功经验，形成了庞大的科技产业。国外常用的技术方案可以概括为直接回收法和快速转化法，或者两者的结合。土地复垦后，利用模式可能有所不同，通常取决于采矿废弃地本身的特点和位置。可利用的方式有森林、农业、畜牧业、保护区、娱乐、工商业用地、房地产、垃圾填埋等。国外在该领域取得了以下成果:开创了应用生态学的新领域——恢复生态学，并以此为基础建立了多种矿山土地复垦模式和自持生态系统；(2)复垦后的矿山废弃地具有了新的使用价值，改善了人类社会的生存环境，创造了全新的生态系统；(3)在环境恶化的地区，废弃矿山面积减少，生态环境质量改善；(4)发展了一支专业化程度高、理论和实践水平高的科研和工程技术人员队伍，为进一步开展工作奠定了坚实的基础。

中国废弃矿山的生态恢复始于20世纪70年代末80年代初。由于当时的政策和技术原因，废弃矿山的生态修复处于零星、分散、小规模、低水平的状态。改革开放20多年来，我国土地复垦经历了从自发零星复垦到有意识有计划复垦、从单一复垦到多形式复垦、从无组织到有组织、从无法到有法的巨大变化。特别是1988年国务院颁布的《土地复垦条例》实施后，采矿塌陷地、矸石山、露天采矿场、排土场、尾矿库、砖窑取土坑等各类损毁土地的复垦受到全社会的高度重视，取得了很大进展。复垦方式从简单的“一挖两平三整”工程处理发展到基塘复垦、不填复垦、煤矸石和粉煤灰复垦。近年来，我国废弃地复垦技术不仅逐步向生态修复转变，而且研究了修复后的土壤肥力和各项指标，使我国废弃地复垦步入系统化、集成化、高效化的生态发展阶段。

三。矿区废弃土地复垦技术

(1)物理措施

矿区污染土壤改良的物理措施有弃土、换土、去表土、取客土等，可以解决上述问题，但覆土成本高，在经济条件好、生态环境保护意识强的矿山容易使用。在受重金属污染的清水塘地区复垦中，采用外来土壤的方法进行修复，修复后效果良好。

露天开采和地下开采的不同开采过程产生的废弃土地不尽相同，因此在其物理恢复过程中采用不同的方法:

1.露天开采废弃地物理复垦技术:露天开采主要会产生露天矿和排土场，以及废弃矿坑和堆放的尾矿。其复垦方式:(1)露天矿的复垦主要是将矿坑内的排土场回填，然后覆盖一定厚度的表土，形成梯田，用于农业或林业开发；(2)排土场的复垦主要包括排土场的单独开采、堆放和修复。根据土壤和围岩的理化性质，分采分堆，实现废料的合理立体分布，形成适宜农业或林业的土层。排土场修复主要是指排土场的后期平整和变坡措施；(3)废弃矿山的复垦主要是充填复垦技术，现在粉煤灰充填复垦比较成熟。这种方法既利用了固体废弃物，又避免了固体废弃物占用土地和污染地下水；(4)尾矿堆的复垦主要采用覆土的方法。废弃尾矿被平整后，用熟土和尾矿的混合物覆盖。舒建民等人在石墨矿尾矿堆复垦中发现，复垦后的土壤必须补充一定的水肥才能恢复种植。

2.地下开采废弃地物理复垦技术:地下开采主要造成的废弃地为塌陷地，其土地复垦主要有降水法、深挖浅垫法和充填复垦。疏干法主要是指挖掘大量的排水通道，将塌陷区的积水抽干，然后进行必要的整治工程，使塌陷区不再积水，并能够恢复利用；浅垫层挖深的方法是在塌陷区挖深形成水(鱼)塘，清除的土方填充塌陷的浅区形成耕地，达到水产养殖和农业种植并举的目的；复垦技术是用粉煤灰填充。李芬等。发现粉煤灰和糠醛渣以4∶1和9∶1的质量比混合的新型基质适合多种植物正常生长的肥力标准，重金属含量不超标，为采煤塌陷地的修复提供了新的理论和途径。此外，废物处理大大降低了回收成本。这个方法值得学习。

对于废弃地的物理修复，有电动修复法，将电极对插入污染土壤中，施加直流电，使重金属离子在电场作用下通过电渗析向电极室迁移，然后收集起来进一步处理。电动修复作为一种原位修复技术，近年来发展迅速。然而，由于土壤系统中组分的复杂性，实际应用往往与实验结果相反，限制了该方法的推广。

(2)化学措施

由于矿区废弃地的破坏和污染，其土壤结构差或被破坏，土壤养分不多，流失加快，或含重金属超标、酸超标或盐碱化。因此，应采取一定的措施降低其酸度，提高土壤肥力。目前采用的化学措施主要有:

1.施用可溶性磷酸盐可促进土壤中重金属不溶性盐的形成，降低土壤中大部分重金属的生物有效性。例如，添加可溶性磷酸盐(Na3PO4等。)到土壤中可以增加土壤中磷的含量，增加土壤的肥力，还可以促进重金属形成不溶性化合物(磷酸盐)，其形式有利于这些重金属的固定，降低其生物有效性。研究发现Ma磷石灰(Ca5(PO4)3OH)能固定可溶性铅。Cotter- Howells研究了污染土壤中磷酸盐形式的铅和锌的修复。结果表明，无机磷酸盐能促进矿区废弃地重金属磷酸盐的形成，从而降低重金属的生物有效性。莎莉·布朗等人通过交互实验研究了镉、铅、锌污染土壤的修复效果。结果表明，以颗粒态或磷酸态添加磷可以降低重金属的生物有效性，提高植物产量。

2.涂抹含Ca2++的化合物。在荒地上施用CaSO4或CaCO3可以解决其Ca2+含量低的问题，改善其酸性条件。一般来说，重金属氢氧化物的溶解度仅次于硫化物，应用CaCO3可以提高pH值，降低其溶解度。土壤中施用石灰可以使重金属生成氢氧化物，还可以提高土壤的pH值，引起重金属和钙的共沉淀，促进重金属的沉淀。弃耕地酸度高时，应施几次碳酸氢盐和石灰，防止当地石灰过量使土壤呈碱性；对于碱性荒地，应使用硫酸钙和硫酸氢盐来改善荒地环境。J.G.Davis等人通过对污染土壤中锌毒性的实验研究，发现添加石灰石可以提高土壤的pH值，降低植物体内锌的浓度，增加植物的产量。

3.增加养分以提高土壤肥力。大多数矿山废弃地缺乏氮、磷等养分。一般会添加肥料或者利用豆科植物的固氮能力来提高土壤肥力。速效肥容易淋溶，需要多次少量施肥，补充土壤肥力。有机肥可分为:(1)生物活性有机肥，如动物粪便、人粪便、鸟粪、污水污泥等。(2)生物惰性有机肥料，例如泥炭和泥炭状物质以及各种矿物添加剂的混合物。这些可以作为阴离子和阳离子的有效吸附剂，提高土壤的缓冲能力，降低土壤中盐的浓度，降低各种重金属的植物毒性，阻止其进入植物体内。同时，添加的有机质可以螯合或络合一些重金属离子，减轻其毒性，提高基质的保水保肥能力。

(3)生物措施

1.植物修复。它主要是利用超积累植物对重金属的吸收，改善土壤的理化性质，将重金属从地下转移到地上部分(包括根茎)，然后收获地上部分进行集中处理，从而降低土壤中重金属的含量。这是处理某些危险废物的一种有效而廉价的新方法。Mishraa等人研究了种植植物后盐碱地的理化特性，结果表明，随着种植年限的增加，土壤理化性质发生明显变化，土壤肥力得到提高。中国在植物修复方面做了很多研究。但在实际操作过程中仍存在许多问题，植物修复技术有待进一步完善。

2.微生物修复。是指利用微生物的代谢活动，降低土壤中有毒有害物质的浓度或使其完全无害，从而使被污染的土壤部分或完全恢复原状。由于某些微生物对重金属具有嗜性，利用微生物净化重金属污染的介质被证明是一种很好的方法。微生物修复应用于土壤污染治理已有十几年的历史，是一种有效的方法。目前，污染土壤的微生物修复原理在国内已得到积极研究。目前的修复技术有:添加营养、接种外源降解菌、生物通风、土地处理、堆肥处理等。

四。矿区废弃土地复垦效果研究

虽然废弃地的恢复措施很多，但不同方法各有利弊。近年来，对废弃地的科学研究已经从单一的复垦措施发展到对复垦土壤各项指标的广泛研究。

张等研究了采煤塌陷区复垦土地养分含量、物理性质和作物产量的变化。结果表明，随着开垦年限的增加，土壤养分含量增加，土壤容重逐渐降低，作物产量逐渐增加。5年后基本达到或超过中等水平。孙等采用混推和剥离两种复垦技术，对五阳矿区采煤塌陷地土壤养分(有机质、氮、磷、钾)和重金属元素(镉、铅、铬、汞)的含量和物理性质进行了分析研究。结果表明，采煤塌陷地复垦技术对土壤养分含量、物理性质及土壤中的分布有较大影响，剥离复垦技术具有良好的效益，从而合理确定矿区范围。而胡等人对粉煤灰充填复垦土壤的理化形态研究发现，随着复垦年限的增加，土壤渗透性逐渐增加，复垦土壤有机质含量过强且偏低。通过研究不同复垦时间复垦土壤中各种重金属和微量元素的时间空变异性，发现表层复垦土壤的污染指数随着复垦时间的增加呈上升趋势，其中复垦12年的土壤受粉煤灰污染的影响最为严重。

胡宏伟对广东乐昌铅锌尾矿废弃地复垦试验场的研究表明，在12种不同的改良措施中，用厚度约20cm的垃圾和厚度为20kg/m2的石灰覆盖废弃地的改良效果最好，两年后收获的生物量最高。陈等在镉污染土壤中添加碳酸钙、铁矿砂泥和炉渣，发现炉渣能有效提高作物产量，降低土壤中镉浓度。同时，通过种植香根草的研究发现，化学修复和植物修复相结合对重金属污染的修复效果最好。Donna等人通过两年多的研究发现，只有同时添加肥料和种植植物，才能达到固定尾矿中有毒金属离子的最佳效果。

动词 （verb的缩写）观点

要实现废弃土地资源的优化利用，就必须降低污染土壤中重金属的生物有效性和向地下水淋溶的风险。虽然有研究提出措施的优化组合可能是废弃地复垦的有效方法，但由于土壤系统本身的复杂性，在研究综合复垦措施的同时，有必要加强对修复效果的长期牧区实验研究。当前，我国生态环境保护面临的紧迫任务是我国矿区实施可持续发展战略所关注的问题之一。因此，矿山废弃地复垦研究应以生态复垦为核心，实现生态、社会和经济效益的统一。