郭国平

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局704队，新疆 哈密 839000）

1 气相色谱——质谱法

随着重工业的快速发展，人们的经济水平得到了很大的提高，社会得到很大的发展。然而随着重工业的发展，人们生活的环境也受到了极大的影响，对土壤中、大气中和水资源中挥发性有机物的研究也受到了更多的关注。在分析这些有机物的时候，由于分析范围广、所含未知成分多，因此，研究起来比较困难，气相色谱——质谱法是目前环境分析中判定未知化合物极其结构最有效的方法。

1.1 气相色谱

气相色谱是指以气体为流动相的色谱法，也是一种新的将流动相和固定相进行分离分析的技术，是20世纪50年代的一项重大科技成果，广泛运用于工农业、国防科研以及建筑等领域。气固色谱法和气液色谱法共同组成了气相色谱法。流动相为气态，固定相为固态的色谱分离方法叫做气固色谱分离法。在气象色谱分离中，由于样品在气象中传输的速度较快，所以，样品组成部分可以在一瞬间就达到流动相和固定相之间的平衡。近年来，由于气相色谱法分析速度快。分离效率高，被广泛运用于各种物质的分析分离中。

1.2 质谱法

质谱法是指将运动的离子通过使用电场和磁场的作用，按它们自己的质合比分离开来进行检测的方法。对离子进行分析，可以得到化合物的化学结构、分子量、裂解规律和内部离子间存在的某种关系等信息，也包括相对分子量的测定、化学式的确定和结构鉴定等。

气相色谱—质谱法是用气相色谱法分离并定性与用质谱法定性相联用的分析方法。主要是将气相色谱和质谱法通过接口连接起来，气相色谱将复杂混合物分离成单组分，然后用质谱法进行分析检测。气相色谱—质谱法在分析检测和研究的许多领域起着越来越重要的作用，特别是在许多有机化合物常规的检测分析中发挥着很重要的作用。

2 矿山废弃地复垦

本文在列举矿业对生态环境影响的基础上，介绍了适合我国矿区土地复垦的典型技术，以促进废弃矿山的回收利用，提高土地利用率，对实现我国矿业可持续发展具有重要的现实意义耕地总量动态平衡与土地资源可持续利用。

2.1 矿山开采对生态环境的影响

我国是矿业大国，80%以上的工业原料、70%以上的农业生产资料以及95%以上的能源都是来自矿产资源。开发利用矿产资源有力地推动了我国经济社会的快速发展。但是，经济快速发展的同时，也给我们赖以生存的生态环境造成的严重的破坏。

2.1.1 占用和破坏土地

开发利用矿产资源就会在一定程度上对土地有所损坏，其中包含废渣堆放导致土地受到损坏、地面塌陷造成土地被破坏、矿区建设厂房与道路等都会对土地的破坏存在于开发矿产资源的各个阶段。平顶山矿区在四十年左右的时间一共排放矸元素积存量39Mt，所形成的矸石山有31座之多，所占面积98hm2，可耕地占77.5%，根据当地的平均种植水平计算，粮食年产量为62.2万公斤，这差不多是一千五百多人的年粮食占有量，这也是导致我国耕地资源出现欠缺的原因。

2.1.2 造成水资源污染

在矿山的生产过程中，通过地下开采的排水、露天开采以及废石淋滤水中所含有的浓度较高的重金属与悬浮物，这往往就是直接导致地表水体排入到水体之后的重金属污染与有机污染，将水体的浑浊度上长了，且影响了水体的污染能力。除此之外，露天煤场与煤矸石在下雨天会排放出大量的废水，这很容易导致矿区周边的湖泊河水变成黑色的死水。跟地表水资源的污染情况相比，地下水资源的污染相对会更加隐蔽，所带来的影响也更加的深远，一旦被污染将会很难去修复。伴随着我们不断加快的矿产资源的延伸速度与开采强度的不断提高，渐渐也导致了矿区地下水位出现大面积降低，缺水区域的供水量不足，甚至影响了当地居民的正常生产生活。

2.1.3 诱发地质灾害和水土流失

矿山挖矿导致地下变成空的，从而诱发地质灾害和水土流失，对地面和矿山的边坡进行挖掘，在很大的程度上影响山体的稳定性，山体被挖空经常会使地面塌方、开裂、坍塌

和滑坡的频繁发生。但矿山排出的废渣堆积在山坡或山谷中，废石和土壤混合堆积，降低了废石的摩擦力，降低了透水性，导致积水，暴雨下也容易诱发泥石流。同时，挖矿不仅挖空了山体的内部，还对山上的植物进行大范围的破坏，且影响到地下水位，对水质造成污染，使土地变得贫瘠，植被遭到破坏，最终导致挖矿过后附近大面积的土地裸露出来，容易被大雨冲刷流失，在开采的过程中，使原来的山体变得高低不平，且没有稳定性，容易发生灾害等。

2.1.4 破坏生物多样性

废弃物排放、植被清除、土壤污染和退化都严重影响矿区动植物的生存，对生物多样性的破坏往往是不可逆转的。生物多样性丧失后，虽然一些耐性物种能够实现矿区植物的自然定居，但形成的植被质量通常相对较差。由于矿区废弃地土层薄，生物活性差，破坏的生态系统恢复速度很慢，往往长达50-100年，因此开采对生物多样性的破坏往往是致命的。

2.2 利用生态修复技术对矿区土地复垦

保护矿山环境和治理矿山土壤问题的最有效方法是对土地进行复垦和恢复生态环境。由于采矿导致土地功能退化、植被破坏、生态结构遭受破坏和山体功能缺失等，这些问题对大自然造成极大的影响，为了解决这个问题，可以通过生物工程等综合措施来修复和改善生态系统的功能，使矿区的土壤能够再次利用，达到可持续发展的战略。矿区土地复垦和保护生态环境应该同时进行，在采矿的时候，要根据土地情况和采矿技术等制定相应的、合理有效的生态环境保护方案和土地复垦方案，避免对山体造成更大的损害，实现开采和生态修复一体化。

2.2.1 矿区被污染的土壤治理

对矿山被污染了的土壤进行治理是恢复矿山生态功能的一个重要环节，包括改善矿山周围土壤的质量和改善尾矿和废矿堆覆土的质量。

（1）物理性的修复。矿山附近的土壤由于遭到开采的破坏，导致土壤疏松，土壤表面植被破坏等，因此表面的土壤容易流失和受到更大的破坏。为了解决这个问题，可以使用土壤物理性修复，即改善土壤的结构和质量，在山体表面建立植被，有效的控制土壤的侵蚀。对矿区退化的土地要进行粉碎压实、分级排放等，如梯田种植、使用有机肥、稳定塘设置等。植物的残渣可以用来覆盖在土壤表层，既可以保护土地表层不受到极端天气的影响，增加土壤蓄水量，也可以化作营养滋润土壤。此外，使用有机肥也可有效的改善土壤的贫瘠情况。对于被重金属污染过的土地，可以挖去污染层，使用新土来填充被挖去的部分，从而使土壤结构得到恢复。

（2）生物改良法。矿区的工程在完成之后，那一块的土地就会变得很贫瘠，腐殖质与有机质都会有所降低，土壤的通气性也会变得过低或者过高，不适合就此来种植一般的农作物。通常需要在复垦区种植一些紫花苜蓿、茹子、紫云英以及草木墀等这类的绿肥作用，待其成熟之后再将它埋到土壤中，腐烂后增加养分，改善土壤的理化性状。另外再通过微生物活化剂或者菌肥来改善作物与土壤的生长所需的营养条件，能固定空气中的氮素、参与养分的转化、拐进作物对养分的吸收、分泌激素刺激作用根系发育、抑制有害微生物的活动以及快速熟化土壤等。

2.2.2 植被恢复

要有效做到恢复生态系统的平衡关键就需要用最短的时间、所需的投入最少来收获最好的收益为前提条件。选择合适的树种是能够有效恢复植被的重要步骤，进行选择时应该严格参照下面几点原则：第一，适应性强、抗逆性好、生长速度快；第二，要尽可能的选择固氮树种；第三，在当地选择先锋树种和品质较好的乡土树种，外地的速生树种也可以引进；第四，选择时要多从树种的多功能效益去考虑。不同植物对不同污染物具有一定的适应性，这些植物多为该污染物的耐性植物。

2.2.3 矿区生态环境恢复的工程措施

未经过一定的处理或者重复利用尾矿导致土地利用率变低，周边生态环境也受到污染，所以对尾矿进行合理利用与生态环境治理是必要的步骤。首先可以在废弃物中挑选部分的有价元素进行回收，这有利于降低对环境的污染程度，而且还大大的将成本下降了；其次将资源进行再次的提取新的形态物质，将这些有害的物质两次利用变为有利的物质，可以有效的减少有害、有毒物质给我们带来的危害。通过相关的研究数据表明，将铬渣与矿渣相结合的产物作为水泥的混合材料能够将水泥的强度大大提升，还能将铬渣中的Cr进行有效的固化，并消除其毒性，对于环境效益、经济效益以及社会效益都有其重要的现实意义。最后若是将尾矿与废石作为填充材料运行到井下的采空区域，这样有效的减少了土地被占压的区域，还节约了所需费用，并有效的控制了水土流失的源头。

3 结语

要实现矿山废弃土地资源的最优利用，需要分析土壤中所含金属物质，气相色谱——质谱法可快速筛查测定土地复垦所需要的各项指标。由于土壤系统的复杂性，对矿山废弃地土壤复垦主要采用物理性修复、生物改良、植被修复等方法，修复效果需要进行长期验证。在矿山废弃地土壤复垦实施过程中，要以生态复垦为核心，实现环境、社会、经济协调统一。