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粤东莲花山矿区钨矿山生态修复研究与实践

杜瑛娜 林广清 谢键泓 林煊垲

杜瑛娜, 林广清, 谢键泓, 林煊垲. 粤东莲花山矿区钨矿山生态修复研究与实践[J]. 华南师范大学学报(自然科学版), 2022, 54(2): 45-51. doi: 10.6054/j.jscnun.2022025
引用本文: 杜瑛娜, 林广清, 谢键泓, 林煊垲. 粤东莲花山矿区钨矿山生态修复研究与实践[J]. 华南师范大学学报(自然科学版), 2022, 54(2): 45-51. doi: 10.6054/j.jscnun.2022025
DU Yingna, LIN Guangqing, XIE Jianhong, LIN Xuankai. Ecological Restoration of Tungsten Mine of the Lianhuashan Mining Area in Eastern Guangdong: Research and Practice[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2022, 54(2): 45-51. doi: 10.6054/j.jscnun.2022025
Citation: DU Yingna, LIN Guangqing, XIE Jianhong, LIN Xuankai. Ecological Restoration of Tungsten Mine of the Lianhuashan Mining Area in Eastern Guangdong: Research and Practice[J]. Journal of South China normal University (Natural Science Edition), 2022, 54(2): 45-51. doi: 10.6054/j.jscnun.2022025

粤东莲花山矿区钨矿山生态修复研究与实践

doi: 10.6054/j.jscnun.2022025
基金项目: 

广东省科技计划项目 2017B090907032

详细信息
    通讯作者:

    林广清,Email:346604002@qq.com

  • 中图分类号: X523

Ecological Restoration of Tungsten Mine of the Lianhuashan Mining Area in Eastern Guangdong: Research and Practice

  • 摘要: 以粤东莲花山矿区生态修复一期工程为研究案例,选取As、Cd、Pb、Cu、Ni等5种重金属指标,通过样品采集,对比分析标准值、背景值在修复前后的变化,评价环境质量的修复改善效果以及生态复绿效果。结果表明:一期工程有效遏制了矿区酸性含重金属废水对下游水环境质量造成的影响;山前地表水监测点的Cu、Cd、Pb、Ni、As质量分数分别比修复前削减了84.1%、86.4%、89.4%、90.0%、47.7%,山后监测点的As质量分数削减率大于98.8%;一期工程有效改善了矿区的景观,4个生态复绿工程区域5个样方修复后全部存活每千平方米拥有3~5种植物形成的植被群落,生态环境质量综合指数均为Vb级,5号库的生态环境质量综合指数最高,达到参照样方的78.8%。可见莲花山矿区一期工程采用“工程措施+生态复绿”的生态修复模式,修复效果明显,可为其他钨矿山生态修复提供借鉴与参考。
  • 图  1  莲花山矿区的监测点位置

    Figure  1.  The location of monitoring points in the Lianhuashan mining area

    图  2  样品采集布点图

    Figure  2.  The layout of the sampling point

    表  1  修复前矿区地表水及表层土中金属元素监测结果

    Table  1.   The metal monitoring results of surface water and surface soil in the mining area before restoration

    重金属 山前地表水监测断面(W1) 山后排水跨界监控点(W2) 矿区表层土中
    w/(mg·kg-1)
    ρ/(mg·L-1) 超标倍数 ρ/(mg·L-1) 超标倍数
    Cu 0.088 达标 3.57 6.14 197.84
    Cd 3.9×10-3 达标 4.96 48.60 6.24
    Ni 0.19 达标 0.45 达标 495.16
    Pb 1.0×10-2 达标 21.13
    As 1.164 1.33 17.28 33.56 893.17
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    表  2  南亚热带各级植被的生物量、净生产量、物种量及其标定量的分级表标准

    Table  2.   The criteria for grading biomass and net production, species abundance and the standard quantities of various vegetation classes in south subtropical regions

    级别 Bi/(t·hm-2) Pi/(t·hm-2·a-1) Si/种 Ba Pa Sa 综合指数
    ≥400 ≥25 ≥100 ≥1.00 ≥1.00 ≥1.00 ≥3.00
    400~300 25~20 100~75 1.00~0.75 1.00~0.80 1.00~0.80 3.00~2.35
    300~200 20~15 75~50 0.75~0.50 0.80~0.60 0.80~0.60 2.35~1.70
    200~100 15~10 50~25 0.50~0.25 0.60~0.40 0.60~0.40 1.70~1.05
    Va 100~40 10~5 25~10 0.25~0.10 0.40~0.20 0.40~0.20 1.05~0.50
    Vb < 40 < 5 < 10 < 0.10 < 0.20 < 0.20 < 0.50
    注:物种量Si定义为每千平方米的物种数。综合指数(生态环境质量综合指数)为标定相对生物量Ba、标定相对净生产量Pa、标定相对物种量Sa三者之和。下表同。
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    表  3  莲花山矿区一期工程实施前后表层土壤中主要重金属的质量分数

    Table  3.   The monitored data of main heavy metals in surface soil before and after the implementation of the first-phase ecological restoration project in Lianhuashan mining area  mg/kg

    测点位编号 采样深度/cm 点位名称 w(Cu) w(Cd) w(Pb) w(Ni) w(As)
    T1 20 1号库治理工程 138 0.12 282.0 ND 823a
    T2 20 30 0.59 95.9 ND 169a
    T3 20 22 0.32 57.3 17 63.5
    T4 20 5号库治理工程 70 0.13 29.7 8 435a
    T5 20 44 0.14 13.8 ND 255a
    T6 20 54 0.20 11.2 ND 194a
    T7 20 锥形山雨水沟及生态恢复工程 205 0.20 647.0 ND 1.22×103a
    T8 15 56 0.17 115.0 ND 313a
    T9 15 38 0.14 150.0 ND 92.5
    T10 20 40 0.11 179.0 ND 105
    T11 20 山顶拦石坝上游治理工程 31 0.01 23.6 ND 41.5
    T12 15 50 0.20 65.2 ND 66.3
    T13 20 33 0.38 95.1 ND 39.3
    T14 20 258 1.03 164.0 26 299a
    一期工程实施后矿区表层土壤重金属质量分数的平均值 76.36 0.27 137.77 3.64 206.86a
    一期工程实施前矿区表层土壤重金属质量分数的平均值[14]* 197.84 6.24 495.16 21.13 893.17a
    矿区表层土壤重金属质量分数的背景值* 29 0.51 98.7 ND 167
    修复后表层土壤重金属质量分数的削减率/% 61.4 95.7 72.2 82.8 76.8
    GB36600—2018第二类用地风险筛选值 18 000 65 800 900 167
    注:ND表示监测数据低于最低检出限;标注a的数据为超标数据;*为一期修复前矿区表层土壤平均值,数据源于2009年的监测数据,矿区表层土壤背景值源于2020年莲花山上厝水库旁表层土壤监测数据。
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    表  4  山前、山后2套重金属废水治理设施出水口中重金属的质量浓度

    Table  4.   The monitoring results of the outlets of two sets of heavy metal wastewater treatment facilities in front and back of the mountain  mg/L

    监测指标 山前(D1) 山后(D2) 标准值[18]
    监测平均值(2020-01) 台账平均值(2019年)* 监测平均值(2020-01) 台账平均值*(2019年)
    Cu ND 0.2 ND 0.35 0.5
    Cd 0.007 5 ND 0.1
    Ni ND ND 1.0
    Pb ND ND 1.0
    As 0.2 0.1 ND 0.029 0.5
    注:①ND表示监测数据低于最低检出限、“—”表示该指标未进行监测;②山前台账平均值为污水站2019-04、2019-08、2019-09这3个月监测数据的平均值,山后台账平均值为污水站2019-04、2019-08、2019-09、2019-10这4个月监测数据的平均值。
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    表  5  山前、山后监控点地表水中重金属质量浓度的监测结果

    Table  5.   The monitoring results of surface water at monitoring points in front and back of the mountain  mg/L

    重金属 山前地表水监测断面(W1) 山后排水跨界监控点(W2)
    ρ1 ρ0 削减率/% ρs[19] ρ1 ρ0 削减率/% ρs[18]
    Cu 0.014 0.088 84.1 1 0.332 3.57a 90.7 0.5
    Cd 0.000 53 0.003 9 86.4 0.01 0.015 4.96a 99.7 0.1
    Ni ND 0.19 >89.4 0.245 0.45 45.6 1.0
    Pb ND 0.01 >90 0.1 ND 1.0
    As 0.609a 1.164a 47.7 0.1 ND 17.28a >98.8 0.5
    注:ρ0ρ1ρs分别为修复前后重金属元素质量浓度(mg/L)以及质量浓度标准值;ND表示监测数据低于最低检出限;削减率按照最低检出限进行计算;“—”表示该指标未进行监测;标注a的数据为超标数据;ρ0采用2015年11月的监测数据。
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    表  6  一期工程修复后植被恢复区样方调查结果

    Table  6.   The survey results of vegetation restoration area after the first-phase ecological restoration project

    样方编号 位置 群落 生物量/ (t·hm-2) 净生产量/ (t·hm-2·a-1) 物种量/ 种 标定相对生物量 标定相对净生产量 标定相对物种量 生态环境质量综合指数 等级
    1 锥形山 马尾松-皇竹草 7.2 3.1 7 0.018 0.124 0.07 0.212 Vb
    2 拦石坝第一阶 尾叶桉+马尾松+马占相思-皇竹草 7.6 3.8 7 0.019 0.152 0.07 0.241 Vb
    3 拦石坝第三阶 樟+马尾松+马占相思-皇竹草 8.2 4.2 12 0.021 0.168 0.12 0.309 Vb
    4 5号库 秋枫-灰莉-五节芒 12.0 4.5 14 0.030 0.180 0.14 0.350 Vb
    5 1号库 尾叶桉-五节芒 15.0 4.8 6 0.038 0.192 0.06 0.290 Vb
    6 参照样方 尾叶桉 28.0 7.1 9 0.070 0.284 0.09 0.444 Vb
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-06-24
  • 网络出版日期:  2022-05-12
  • 刊出日期:  2022-04-25

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