生态修复技术

矿山开采废弃地生态修复学号：201412030213姓名：周遂林引言2矿山资源开发已成为我国国民经济增长的重要手段，但矿山开采又引发了一系列社会经济和生态环境问题，成为全球环境和发展面临的焦点问题之一。所谓矿山生态修复是指对矿业废弃地污染停止人为干扰，依靠生态系统的自我调节能力与自组织能力使其向有序的方向进行演化；或者利用生态系统的这种自我恢复能力，辅以人工措施，使遭到破坏的生态系统逐步恢复或使生态系统向良性循环方向发展，实现对土地资源的再次利用。234目录ONTENTS现代矿山开采对环境的影响矿山修复的指导思想和原则矿山生态修复具体应用技术国外成功修复案例分析1C2现代矿山开采对环境的影响0121-1矿区生态系统特性4以人为中心，系统的产生、存在、发展和消亡都是按照人的意愿进行的。是一个开放性系统，与自然—经济—社会符合系统息息相关。系统中的生态群落改变，主要表现在：生产者数量减少，生物性生产下降。特殊的能量流动和物质循环：能流和物流是开放式的，且需要大量的辅助能源和辅助物质。01020304矿区生态系统是一个行为复杂的大系统,影响其动态演化的因素除了其内在的自然性外还有诸多的人为开发因素,这些内因外因互相影响,互相制约,互相作用。1-2矿山开采带来的环境危害4露天开采影响可以从景观生态角度和圈层角度来说。主要的危险危害因素有滑坡、爆破、粉尘洪水及泥石流危害等。开采沉陷影响开采沉陷引发了许多地表的建(构)筑物、水体、耕地、铁路、桥梁和环境破坏等，并导致了许多灾害性后果。固体废弃物影响固体废弃物在回收利用前纯属废物，其对环境的污染主要表现在污染大气、污染水体、污染土壤和污染环境卫生等。1-3露天开采的影响—景观生态角度41-4露天开采的影响——圈层角度41-5开采沉陷的影响402矿山修复的指导思想和原则22-1矿山修复的指导思想4以科学发展观为指导，以维护矿区生态环境安全为重点，针对矿产资源开发利用方式以及产生的主要生态环境问题，科学规划、合理布局，提出生态环境保护与恢复治理的主要措施，及时治理受损的生态环境，最大限度地减少因矿产资源开发利用造成的危害，促进矿产资源开发与社会经济的可持续发展。2-2矿山修复的基本原则4突出重点分步实施分清轻、重、缓、急，优先抓好生态破坏与环境污染严重的重点恢复治理工程，坚持矿产资源开发与生态环境治理同步进行。科技引领注重实效广泛应用新技术、新方法，选择适宜的保护与治理方案。景观相似功能恢复宜耕则耕、宜林则林、宜草则草、宜藤植藤、宜景建景、注重成效保护优先防治结合坚持“边开采、边治理”的原则，从源头上控制生态环境的破坏03矿山生态修复具体应用技术23-1植物修复的概念4植物修复（phytoremediation）是以植物忍耐、分解或超量积累某种或某些化学元素为基础，利用植物及其共存微生物体系来吸收、超量积累、降解、固定、挥发及富集环境中污染物，实现部分或完全修复土壤污染的一门环境污染原位治理技术。3-2植物修复技术4技术分类植物提取植物挥发植物固定根际过滤利用积累植物或超耐积累植物将土壤中的重金属元素萃取出来,富集并搬运到植物根部或其它部位。利用超耐积累植物或耐重金属元素的植物从土壤中吸收沉淀和富集有毒金属元素。将污染物吸收到体内后并将其转化为气态物质释放到大气中的一种植物修复方法。利用耐重金属元素或超耐积累植物来降低重金属元素的活性,从而减小重金属元素被淋滤到土壤或地下水中。3-3植物修复——超富集植物5超富集植物是指对重金属的吸收量超过一般植物100倍以上的植物，积累Cr，Co，Ni，Cu，Pb含量一般在110mg/L，积累Mn，Zn含量一般在10mg/L（干重）以上。超富集植物应同时具备以下3个基本特征：植物吸收的重金属大部分分布在地上部，即具有较高的地上部/根浓度比率；体内某一元素浓度大于一定的临界值（是普通植物在同一生长条件下的100倍）；在重金属污染土壤上能正常生长，不会出现重金属毒害现象。3-3植物修复——超富集植物5由于超富集植物可以忍受高浓度的重金属，因此矿藏丰富的地区，其他植物无法生长，它们却生长旺盛。因此超富集植物最初被用来指示特定的矿床，在矿藏勘探中发挥了一定的作用。3-3植物修复——超富集植物5雪球可以富集镍，目前已发展为商业用修复/检测金属富集植物。砷的超富集植物最典型的例子是蜈蚣草，另外，它还对铅、镉等重金属有很强的吸收能力。油菜因其生物量较大，被认为是土壤镉污染修复的最佳植物。对铜具有超富集能力的植物有鸭跖草、海洲香薷、李氏禾等。3-4微生物修复的概念5微生物技术是目前国内外治理土壤污染的新一种重要方法，应用于煤矿废弃地的修复，具有成本低、适用性强、无二次污染等特点，有利于促进恢复后的土地发展林业、农业，旅游业，具有良好的前景。自然界有着丰富的微生物资源，这些微生物参与土壤与植物生态系统的N，P，K循环，可以释放出土壤或矿石颗粒中的营养元素供给植物生长。微生物能够降解许多现有的化合物，或者弱化、降低重金属离子的毒性，最终达到破坏土地的恢复利用。3-4微生物修复矿山废弃地的机制5四种机制重金属污染有机物污染废弃地土壤煤矸石脱硫微生物可以直接或间接影响环境中重金属的活性。还可以改变环境中重金属的形态及其在固体系的分配，促进超富集植物对重金属离子的吸收。有水和氧存在的时候，黄铁矿可以被氧化为二价铁离子和硫酸根离子。而嗜酸微生物（主要是氧化亚铁硫杆菌）可以加速这一化学反应的进程。或驯化污染土壤中的土着微生物，或人工接种具有降解能力的高效微生物，使有机物断链、分解成为低分子量的无害物质，提供微生物自身生长所需的养分和能量。借助向新种植的植物接种固氮菌、菌根真菌等微生物，可使修复区土壤中微生物群落与植被之间建立互利共生的互惠关系，加速修复地土壤的基质改良，加速植被的定植、重建，从而缩短修复周期。04国外成功修复案例分析2英国康沃尔伊甸园—世界第八大奇迹5项目基本情况1990年袭击康沃尔的暴风雨使当地的文化遗产保护庭院受到严重破坏，为了传达人与自然和谐的理念，选择了原为废弃的锡矿，通过努力打造成了世界最大的单体温室——人类的伊甸园。占地面积15公顷，建设时期2年。项目规划模拟世界各地不同气候，分为三个植物馆，按职务类别分设不同的主题景观。包括潮湿热带馆、温暖气候馆和凉爽气候馆。修复技术应用工作人员通过将当地的粘土废弃物与绿色废弃物堆肥混合，开发了通过正常地质过程需要花费数百年时间才会形成的肥沃土壤。并通过种植大量植物促进了该花园温室的可持续发展。英国康沃尔伊甸园—世界第八大奇迹5英国康沃尔伊甸园—世界第八大奇迹5它是在废弃的矿山上兴建的全球最大的生态温室。这个废墟上重生的奇迹，不仅成为人们休闲娱乐的场所，还是一个开展生态教育的天然课堂。这是一个集科学与娱乐为一体的博物馆，通过它，人们可以了解更多的生物学信息，它是后工业时代环境再生的绝佳范例。纽约清泉公园—垃圾填埋场景观再生设计5由于垃圾填埋场的生态功能已经完全被破坏掉,所以进行生态恢复的首要目的就是恢复原有土壤环境的系统功能,以实现土地的再利用。其次是对当地的物种种群、生态景观和生态系统进行恢复,以及对生态系统的结构和功能进行全面恢复,以提高生态系统的生产力和自我维持能力。修复措施主题定位：生命景观——纽约城市的新公共用地。创造一个大尺度的世界级公园；恢复生态，培养一个可以自我维持并不断完善的生态系统；用一种神圣独特的方式来纪念911事件、记录清泉场地的恢复变化。项目规划清泉垃圾填埋场的恢复规划提供了一个建立在自然进化和植物生命周期基础之上的、长期的策略,以期修复这片严重退化的土地。“生命景观”方案在尊重场地现状的基础上,使环境得到了逐步改善,为野生动植物和文化社会生活提供了优质场所。项目基本情况清泉垃圾填埋场是纽约最大的垃圾填埋场,长期垃圾污染导致其自然系统严重退化。后将其改造成纽约市的第二大公园，场地面积约为中央公园的3倍。在成为垃圾填埋场之前，这里曾是一大片被清澈泉水和溪流滋润的潮汐湿地。纽约清泉公园——修复改造措施5两大措施：•连续性种植植物以整顿、救治场地中受污染的土壤。•通过持续的植物种植和道路眼神连接公园和城市其他空间改造难点：垃圾堆分解和产生的气体滤液一旦渗漏将威胁附近的公共健康和环境，垃圾分解过程中的热量将造成局部地区的小气候。修复景观局部鸟瞰纽约清泉公园——修复改造措施5处理垃圾的技术和手段为防止渗滤液污染地下水以及填埋气体逸出，为每个垃圾山裹上一层高分子聚合物的保护膜，在膜上覆盖泥土层，从而在垃圾与地面、大气之间形成一个隔离层。土壤改良通过等高条植法，一种经济使用的农业方法来改善土壤状况、增加土壤厚度，创建更有利于植物生长的环境。针对填埋体沉降，除了强夯以减小工后沉降、采用工程手段固土护坡外，建立分析预测填埋体沉降的体系以指导项目的建设。纽约清泉公园5清泉公园在尊重生态系统循环过程、强调场地的自我完善和恢复、对迹地和废料采取了保留和在利用基础上的创新。它的设计团队不仅延续了现代生态造园理念，而且拓展了生命和生态的内涵，将场地景观在历史基础上的自然生长也看成是历史生命的延续。其提出的“生命景观=栖息地+活动项目+循环”设计模式开创了景观设计的新时代。矿山生态修复的未来展望5修复景观局部鸟瞰随着现代的技术和新理念在矿山修复中得到了广泛运用，人们更注重废弃地的再利用和资源的循环使用，运用生态学，美学以及其他学科要建立一个能够自我维护、运行良好的完整生态服务系统。因此，废弃地的生态修复及景观再造的具体内容和方法对资源的循环利用和生态环境保护具有重要意义。矿山废弃地生态修复不能只强调技术和手法，还应该注重管理体系的建立，需要从法律法规执行的力度和方法上下功夫，使矿区的生态修复在为辅助管理下自我修复和维护，回归自然，构建稳定的生态系统。THANKYOUFORWATICHING姓名：201412030213学号：周遂林