礦產(chǎn)資源開(kāi)采過(guò)程中影響生態(tài)環(huán)境的因素分析

賈永翔

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第十一地質(zhì)大隊(duì)，新疆 昌吉 831100）

礦山資源是由于地質(zhì)改變，并經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年累月的發(fā)展，進(jìn)而產(chǎn)生的礦產(chǎn)資源，是大自然在地殼運(yùn)動(dòng)中賦予的固態(tài)、液態(tài)，以及氣態(tài)的天然產(chǎn)物，是促進(jìn)人類(lèi)發(fā)展的有機(jī)或無(wú)機(jī)物質(zhì)。礦產(chǎn)資源由于地殼運(yùn)動(dòng)，大部分深藏于地下幾十到幾千米的位置，因此勘測(cè)與開(kāi)采都極不容易。同時(shí)，由于其不可再生性，礦產(chǎn)資源成為極其珍稀的物質(zhì)。不同地質(zhì)環(huán)境下得到的礦產(chǎn)資源也是不同的，其主要包括，煤炭礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)，以及Cu、Fe 等礦產(chǎn)[1]。目前已知的礦產(chǎn)資源多達(dá)160 種，能源方面（煤、石油、天然氣等）有11 種，金屬方面（Fe、Mn、Cu、Sn、Al、Wu、Pb、Au 等）有60種，均屬于不可再生，并且用途廣泛的礦產(chǎn)資源；還有非金屬礦產(chǎn)91 種，水氣礦產(chǎn)5 種，是現(xiàn)今開(kāi)采出的已知礦產(chǎn)。由這些已知的礦產(chǎn)得出的礦物多達(dá)3000 種，均廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)以及各類(lèi)科學(xué)研究部門(mén)，為人們的生產(chǎn)生活提供了便利條件。

1 礦山資源開(kāi)采背景

礦產(chǎn)資源的開(kāi)采可以促進(jìn)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)，就目前來(lái)講，我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有百分之九十來(lái)自礦產(chǎn)資源的開(kāi)采，有百分之五十的礦產(chǎn)資源用于工業(yè)發(fā)展，因此，礦產(chǎn)資源的開(kāi)采占據(jù)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的百分之七十。從礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)以來(lái)，我國(guó)逐漸創(chuàng)建各大礦山基地，因此而發(fā)展起來(lái)的小鎮(zhèn)多達(dá)300 個(gè)，礦山企業(yè)發(fā)展起來(lái)八千多家，從事礦類(lèi)行業(yè)的人員近200 萬(wàn)人，已完成開(kāi)發(fā)的礦產(chǎn)達(dá)140 種[2]。每年開(kāi)采出的礦石資源約47 億噸左右，其中以煤炭、Fe、Mn、Cr 等黑礦，Cu、Sn、Al、Pb、Ni、Wu 等有色金屬礦產(chǎn)的開(kāi)采最多，達(dá)26 億噸，其他礦類(lèi)總產(chǎn)量21 億噸，石油約兩億噸，天然氣約150億立方米，根據(jù)目前的礦產(chǎn)資源開(kāi)采值來(lái)講，我國(guó)的礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)時(shí)間較短，得到現(xiàn)在的成績(jī)已經(jīng)是非常值得驕傲的事情。因此，礦山開(kāi)采逐漸成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主力軍。

2 礦山地區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀

由于礦山開(kāi)采無(wú)度，生態(tài)環(huán)境受到不小的影響，礦山開(kāi)采給礦山地區(qū)的地質(zhì)造成的影響，經(jīng)常出現(xiàn)地面塌陷、山崩、泥石流等災(zāi)害，同時(shí)，各種礦山資源開(kāi)采產(chǎn)生的廢物，污染附近水域，造成礦山附近土質(zhì)水分流失，進(jìn)而影響動(dòng)植物的生存環(huán)境[3]。據(jù)記載，山區(qū)的全年氣溫在17℃左右，一月氣溫在10℃左右，七月溫度在22℃左右，年降水量在1080mm 左右，因此環(huán)境宜人，生態(tài)環(huán)境趨于穩(wěn)定，適合動(dòng)植物的生長(zhǎng)。但是在礦山地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，全年氣溫在30℃左右，一月氣溫在20℃左右，七月溫度在32℃左右，年降水量?jī)H在100mm 左右，并且因?yàn)榈V山污染，經(jīng)常出現(xiàn)大范圍冰雹、降雪等惡劣的氣候環(huán)境。近年來(lái)，更是經(jīng)常出現(xiàn)土質(zhì)沙化的現(xiàn)象，大面積的樹(shù)木枯萎，導(dǎo)致年風(fēng)速在2.6m/s，為礦山開(kāi)采造成影響，同時(shí)，對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境也造成影響。

不同的礦山對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的影響力也不同。因此本文按照礦種、時(shí)間，以及空間三方面分析礦產(chǎn)資源對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，并建立一個(gè)清晰的三維模型，如圖1 所示：

圖1 礦產(chǎn)資源的開(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的三維模型

如圖1 所示，礦種維度包括金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)，以及能源礦產(chǎn)開(kāi)采造成的污染；空間維度包括礦區(qū)東部與西部的地面環(huán)境；時(shí)間維度包括礦山開(kāi)采與勘查方面對(duì)動(dòng)植物的影響。此三維模型的建立有利于更加清晰地判斷影響生態(tài)環(huán)境的主要因素。具體因素如下：

3 礦山開(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

3.1 影響地面生態(tài)環(huán)境

根據(jù)上文中構(gòu)建的三維模型，本文就生態(tài)地面環(huán)境的空間維度進(jìn)行分析。隨著礦產(chǎn)資源的開(kāi)采，土地破壞越加嚴(yán)重，礦區(qū)的可利用土地也越加稀少。而由于礦山地區(qū)開(kāi)采而導(dǎo)致的地面塌陷更是數(shù)不勝數(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)各項(xiàng)礦山建設(shè)用地、荒地的浪費(fèi)多達(dá)500 萬(wàn)平方公里左右，并以每年5 萬(wàn)平方公里的速度增長(zhǎng)。其中占生態(tài)地面160 萬(wàn)平方公頃。其主要影響因素在于露天采礦的各類(lèi)礦渣、工業(yè)垃圾等堆積。近年來(lái)，礦產(chǎn)開(kāi)采的速度增加，各類(lèi)礦山垃圾量多達(dá)35 億噸，占生態(tài)地面近1 萬(wàn)平方公里。同時(shí)，由于礦石垃圾越堆越多，導(dǎo)致大量生態(tài)地面被占領(lǐng)，占總生態(tài)地面的百分之六十三。此外，礦山地區(qū)還經(jīng)常出現(xiàn)地面塌陷、干裂，以及地下含水層干枯等現(xiàn)象。截至2020 年，我國(guó)因采礦而引起的地面塌陷有360 處，地面塌陷處有3200 個(gè)，塌陷面積多達(dá)兩千三百多平方公里。因?yàn)椴傻V出現(xiàn)塌陷的城市多達(dá)60 個(gè)，嚴(yán)重塌陷的城市有50 個(gè)，僅在治理地面上就花費(fèi)了8 億元以上，而礦產(chǎn)資源帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益僅在6 億元左右，因此，屬于入不敷出的狀態(tài)。

3.2 礦山開(kāi)采的三廢污染影響生態(tài)環(huán)境水質(zhì)

除了上文中提到的地面環(huán)境的空間維度的影響外，開(kāi)礦出現(xiàn)的“三廢”，也就是礦種維度的影響則是影響較強(qiáng)的因素。開(kāi)礦產(chǎn)生的“三廢”如下圖所示：

如圖2 所示，礦區(qū)“三廢”污染，即為：礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)的廢水、廢石、廢渣。廢石、廢渣的堆放，會(huì)逐漸侵蝕土壤環(huán)境，進(jìn)而對(duì)土壤含水層的水分受到損害，同時(shí)，金屬礦產(chǎn)與非金屬礦產(chǎn)會(huì)因?yàn)殚_(kāi)采時(shí)出現(xiàn)大量的粉塵，造成礦井突水，土地沙化的現(xiàn)象，進(jìn)而影響周?chē)乃|(zhì)環(huán)境。目前來(lái)看，礦產(chǎn)資源產(chǎn)出的廢水中，含有酸性、堿性等無(wú)機(jī)物質(zhì)，以及有毒成分、放射性物質(zhì)、重金屬等，隨著廢水排入到附近河流中，污染附近水質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)礦區(qū)廢液約7.2 億噸左右，是國(guó)家工業(yè)廢水的一半左右，并且處理率極低。水污染是對(duì)生態(tài)環(huán)境影響程度最強(qiáng)的因素，每年需要花費(fèi)很多人力物力，并經(jīng)過(guò)很多年才能恢復(fù)到原生態(tài)環(huán)境的一半水平。因此，水污染方面亟待改進(jìn)。本文認(rèn)為，造成水污染的主要因素為：煤礦、金屬，以及非金屬等酸性廢水的排放，其中金屬?gòu)U水中，通常含有有毒有害物質(zhì)，或COD、BOD 等難消解的化學(xué)污染等；放射性廢水的排放，為了節(jié)省時(shí)間，通常不多加處理，直接排入水中，揮發(fā)的物質(zhì)會(huì)引起大氣污染，酸雨也是由此產(chǎn)生的。通常情況下，每噸有毒有害廢水中會(huì)揮發(fā)一萬(wàn)公噸的有害氣體，并產(chǎn)生Hg、Cr 等重金屬污染物，礦區(qū)職工的健康也隨之受到了影響。

圖2 礦區(qū)“三廢”

3.3 影響生態(tài)動(dòng)植物環(huán)境

基于上文中提到的礦種維度的水污染影響，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境中的動(dòng)植物環(huán)境等時(shí)間維度也會(huì)隨之受到影響。由于礦產(chǎn)資源中的重金屬資源不易被動(dòng)植物吸收，溶解能力較差，因此，在雨水的沖擊下造成植被土地沙化及退化的現(xiàn)象，此類(lèi)現(xiàn)象的發(fā)生更容易造成土壤鹽堿化，嚴(yán)重威脅著礦區(qū)動(dòng)植物的生命。本文了解到，自礦區(qū)開(kāi)采以來(lái)，已經(jīng)破壞的周?chē)?0 公頃的天然土壤環(huán)境，原有的山區(qū)屬于自然保護(hù)區(qū)，是個(gè)天然大氧吧，隨著礦山的發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，原本的參天大樹(shù)轟然倒塌，各種植被悄然枯萎，動(dòng)物也都消失殆盡，現(xiàn)如今的礦區(qū)滿(mǎn)目瘡痍，甚至有些礦區(qū)形成了4-10 米的礦坑，再加上礦山廢渣的堆放，影響了山區(qū)環(huán)境，改變植被的生活環(huán)境，造成不規(guī)律的生長(zhǎng)，甚至在稀有植被地區(qū)，因?yàn)榈V物的影響，導(dǎo)致稀有植物瀕臨滅絕，更有甚者出現(xiàn)植物變異等嚴(yán)重環(huán)境污染的現(xiàn)象，直接影響了礦區(qū)周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境物種多樣性的發(fā)展。

近年來(lái)，隨著礦產(chǎn)資源的開(kāi)采能力提升，礦產(chǎn)開(kāi)采混亂、利用率低，已經(jīng)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了很大的影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)2020 年，我國(guó)的礦產(chǎn)資源消耗量占總產(chǎn)量的百分之五十，而創(chuàng)造出的經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)量?jī)H在百分之四，與發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)水平相差甚遠(yuǎn)，甚至，因?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境遭到破壞，導(dǎo)致其他環(huán)境經(jīng)濟(jì)也逐漸下降，可謂是得不償失。由于礦產(chǎn)資源的不可再生性，導(dǎo)致我國(guó)礦產(chǎn)資源后備明顯不足。若再不注重能源的開(kāi)發(fā)與利用率相平衡，礦產(chǎn)資源將會(huì)出現(xiàn)很大的缺口。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)礦產(chǎn)資源的開(kāi)采，但是礦產(chǎn)資源是有限的，因此礦產(chǎn)資源的開(kāi)采不能是毫無(wú)節(jié)制的。同時(shí)，礦山附近的生態(tài)環(huán)境，也是亟待改善的問(wèn)題。本文就礦山開(kāi)采背景的分析，研究其周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的現(xiàn)狀，并提出時(shí)間、空間，以及礦種的三維模型，更為清晰地指出礦產(chǎn)資源的開(kāi)采中對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響因素。旨在為保護(hù)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境提供研究方向。