我国的西南岩溶区是世界上岩溶连片分布面积最大、岩溶发育最为强烈的典型生态脆弱区。该地区山高水深、位置偏僻却人口过亿,矿产资源丰富但水土流失严重,人地矛盾极其突出,是我国贫困和环境退化问题最为严重的“老、少、边、穷”地区。由于岩溶作用的基础——可溶岩(如石灰岩、白云岩等)的风化作用以化学溶蚀作用为主,90%以上的物质都溶解于水中并被水带走,留下的成土物质极少,成土速率慢,土层薄,土壤保肥能力差。岩溶区特有的地表、地下双层结构,以及地下漏斗、落水洞、管道、裂隙发育,使得土壤营养元素很容易在淋溶作用下进入地下水系统,给岩溶环境带来一系列区别于其他非岩溶地区的特殊环境地质问题,如石漠化、岩溶塌陷、岩溶干旱、岩溶地下水污染等。同时,西南岩溶区还是我国矿产集中分布区,有中国“有色之乡”“中国锡都”等称号。长期以来,由于采用粗放式开采,出现了矿山大面积剥离、矿渣随意堆砌、矿坑水随意排放等现象。这些过程产生的污染物质在岩溶区很容易通过岩溶裂隙、管道和土壤进入岩溶关键带系统,污染地表和地下岩溶空间,造成区域生态破坏、环境恶化,极大地影响着西南岩溶地区经济社会的发展。
基于此,本书在前人研究的基础上,通过野外调查和深入分析资料,对西南岩溶区西江中下游的典型矿山的总体污染情况进行系统研究,全面掌握了10个典型矿山土壤和地下水污染现状,分析了矿区植被对重金属的富集系数,筛选了利于矿山生态修复的本地物种,并针对不同矿山的污染情况和修复治理技术,提出不同的修复治理建议。同时,本书选择大新铅锌矿、六汤稀土矿以及南丹有色金属矿区开展污染物在矿区周围岩溶关键带系统中的迁移转化行为研究,揭示了影响污染物运移的关键因子,分析了土壤、底泥、岩溶地下空间的氧化还原条件对污染物质迁移的影响,并在矿区周围发现了黑藻、水绵、桉树等可以开展生态修复的生物物种,为矿山生态修复找到了一种廉价易得、制备简便的生物技术措施。此外,本书还分析了岩溶矿区有机污染物的来源和组成特征,对其在岩溶水—土系统中的运移转化过程和生态风险进行了评价,为下一步的岩溶区有机污染治理工作提供思路。最后,本书选择了典型的土壤—地下水系统,通过分析,指出了土壤理化性质对无机和有机污染物归趋构成的影响,以及土壤作为岩溶区重要的过滤介质对矿区产生的污染物质具有较好的过滤作用,但是由于土层薄、分层不明显以及特殊的土壤结构,造成岩溶区土壤对污染物的过滤作用十分有限,污染物质很容易通过土壤层直接进入地下含水空间。
本书共分为7章。第一章介绍西南岩溶地下水资源的概况,由张连凯、杨慧、黄超、刘翔编写,张连凯统稿。第二章分析了西江中下游10个矿山的水土污染现状及优势种群,提出了生态修复对策和建议,由刘朋雨、覃小群、黄奇波、宋涛编写,刘朋雨统稿。第三章介绍铅锌矿的地下水和土壤中重金属的形态分布和运移规律,由张连凯、刘红豪、徐灿、张熙璐编写,张连凯统稿。第四章介绍一座稀土矿山的污染现状及生态修复建议,由张连凯、覃小群、杨金江、李丹阳编写,张连凯统稿。第五章介绍有色金属矿区地下河中的砷污染过程,由杨慧、刘朋雨、刘红豪、徐灿编写,杨慧统稿。第六章介绍地下河中的有机物污染特征,由孔祥胜、覃小群、苗迎、黄超编写,孔祥胜统稿。第七章介绍岩溶区土壤对污染物的过滤作用,分析了土壤理化性质对有机和无机污染运移的影响。由孔祥胜、黄奇波、苗迎、徐灿编写,孔祥胜统稿。
我们在编写过程中参阅了大量国内外学者的文献资料,在此感谢各参考文献的作者。同时,也对关心、帮助和指导过本书编写的各位老师表示衷心感谢。由于编写时间比较仓促,书中的不足和疏漏之处在所难免,敬请广大读者指正。
编 者
2022年1月9日