我國是一個礦山種類多樣的礦業(yè)大國, 環(huán)境問題類型較多, 區(qū)域分布和嚴(yán)重程度也不一。環(huán)境材料在礦山生產(chǎn)和環(huán)境治理中應(yīng)用的類型多樣, 主要是礦山廢棄地土壤抗旱缺水、土壤污染治理和鹽堿地土壤改良等。本文藉此對環(huán)境材料在礦山生態(tài)修復(fù)環(huán)境中的幾方面研究進(jìn)展進(jìn)行分析, 期望能促進(jìn)環(huán)境材料在礦山環(huán)境治理中得到應(yīng)用和重視。
礦山開采過程中會產(chǎn)生大量非經(jīng)治理而無法使用的土地，又稱礦業(yè)廢棄地，廢棄地存在因生產(chǎn)導(dǎo)致的各種污染，礦山修復(fù)即對礦業(yè)廢棄地污染進(jìn)行修復(fù)，實現(xiàn)對土地資源的再次利用。
礦業(yè)廢棄地成因很多，包括剝離表土堆積而成、巖石碎塊和低品位礦石堆積形成、空采區(qū)和塌陷區(qū)形成、尾礦堆積形成、受采礦影響而無法利用開發(fā)的土地等。從廣義上來考慮，還包括礦石的冶煉所形成的冶煉渣堆積地，以及冶煉過程中重金屬和二氧化硫排放所導(dǎo)致的退化土地。

礦業(yè)廢棄地多以重金屬污染和礦山酸性排水污染為主，治理內(nèi)容以生態(tài)修復(fù)和污染治理為主。礦山污染修復(fù)受地形地貌、氣候特征、水文條件、土壤物理化學(xué)生物特征、表土條件、潛在污染等因素的制約，因此，修復(fù)技術(shù)和實施方案的選擇需要考慮各因素的影響。

廣州南沙采石場、湖北黃石采石場等30多個礦山修復(fù)項目中，綜合考慮不同的地形地貌、氣候特征、水文條件、土壤物理化學(xué)生物特征、表土條件等因素，采用了燕巢、飄臺、噴混植生、混凝土框架、掛網(wǎng)爬藤等技術(shù)，克服了石壁陡峭和惡劣環(huán)境的重重困難，高質(zhì)量地進(jìn)行了近百萬平方米裸露面的復(fù)綠，撫平了創(chuàng)傷后的山體，再現(xiàn)青山郁郁蔥蔥、綠水碧波蕩漾。
環(huán)境材料(environmental materials)也稱生態(tài)材料(eco-materials)或環(huán)境功能材料(environment functional materials), 是20世紀(jì)90年代日本東京大學(xué)山本良一教授首次提出, 之后世界各國科學(xué)家討論完善。目前基本認(rèn)為環(huán)境材料是指在加工、制造、使用和再生過程中具有最低環(huán)境負(fù)荷、最大使用功能的人類所需材料, 包括改造的現(xiàn)有傳統(tǒng)材料和新開發(fā)的環(huán)境材料。
環(huán)境材料具有3個主要特點:
一是先進(jìn)性, 也就是主要的功能性;
二是環(huán)境協(xié)調(diào)性(優(yōu)先爭取目標(biāo)), 包括減小材料生產(chǎn)中資源和能源的消耗、溫室氣體排放, 增加廢棄后再生循環(huán), 這是21世紀(jì)新材料的一個基本性能要求;
三是舒適性, 亦稱經(jīng)濟(jì)性, 材料在使用中既要舒適美觀, 又要良好的經(jīng)濟(jì)實用性。環(huán)境材料可分為天然材料、循環(huán)再生材料、高分子材料、低環(huán)境負(fù)荷材料等, 環(huán)境材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、環(huán)保和礦山環(huán)境治理等領(lǐng)域。
環(huán)境材料在礦山環(huán)境治理中應(yīng)用主要是礦山廢物棄地土壤水肥快速提高，重金屬污染場地的治理和含鹽高的鹽堿地環(huán)境治理等方面。目前, 礦山環(huán)境治理與生態(tài)破壞問題活動相伴, 如土地鹽漬化、土壤沙化、土壤荒漠化、水土流失、土壤肥力下降等，主要是礦山開采過程、礦物加工冶煉和施用過程的工業(yè)污染源所造成的污染。
水是生命的源泉。我國水資源年2.8萬億m3，人均只有2300m3，僅為世界平均水平1/4、美國的1/5，在世界上名列121位，是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。其中農(nóng)業(yè)年用水約4.0×1011 m3, 占總用水71%左右[5]。
農(nóng)業(yè)灌溉用水存在三大突出問題:
一是水資源嚴(yán)重不足, 制約著農(nóng)業(yè)灌溉進(jìn)一步擴(kuò)大, 干旱問題嚴(yán)重。近年我國年受旱面積2 000-2 700萬hm2, 全國中等旱年農(nóng)業(yè)灌溉缺水3.0×1010 m3;
二是已開發(fā)利用水資源浪費嚴(yán)重;
三是水資源污染嚴(yán)重。
土壤保水劑(super absorbent polymer, SAP)是通過改善植物根土界面環(huán)境、又供給植物水分的化學(xué)節(jié)水技術(shù)。土壤保水劑本身是一種超高吸水保水能力的高分子聚合物, 它能迅速吸收比自身重數(shù)百倍甚至上千倍的純水, 且有反復(fù)吸水功能, 所吸的水可緩慢釋放供作物利用。由于其具有操作簡便、投入少、見效快和易于推廣等特點, 因而應(yīng)用與發(fā)展前景廣闊。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展人們對環(huán)境保護(hù)意識有所提高, 土壤保水劑的高效、低毒和價廉等優(yōu)點成為其應(yīng)用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其環(huán)境治理的重要選擇。
應(yīng)當(dāng)明確，環(huán)境材料在礦山環(huán)境治理中的應(yīng)用還有許多問題有待研究, 隨著可持續(xù)發(fā)展理論和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論不斷深化,特別是十九大“綠水青山就是金山銀山”方向引導(dǎo)，礦山環(huán)境治理對環(huán)境材料的應(yīng)用將呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景和巨大市場潛力。

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