礦山生產環境問題與防控對策

紀利俊，魯立勝

（安徽銅冠有色金屬有限責任公司 黃山嶺鉛鋅礦，安徽 池州 247000）

礦山生產環境問題與防控對策

紀利俊，魯立勝

（安徽銅冠有色金屬有限責任公司 黃山嶺鉛鋅礦，安徽 池州 247000）

分析近年來因露天和地下礦山建設、生產過程中所產生“三廢”等物質的不合理排放而引發的當地礦區自然水體、大氣和土壤污染以及地質災害等環境污染問題。針對上述存在的問題,結合露天礦山和地下礦山開采實際情況,提出了開采時應改進生產工藝、實施清潔生產、加強監測監控及管理等預防和控制措施。

露天和地下礦山 ；環境污染物；地質災害

隨著國內市場經濟的高速運轉,各種露天和地下礦產資源開采力度明顯加快,金屬非金屬礦產資源有消耗殆盡之勢，由于礦山企業未經整體規劃、無序開采而引發的環境污染問題和地質災害，與礦山可持續發展之間有著千絲萬縷的聯系。因此,引發的露天和地下礦山環境污染問題矛盾突出。對露天和地下礦山生產環境問題的現狀做進一步的分析并提出改進意見,是我國礦山企業可持續發展的要求,同時也為環境污染源治理提供科學依據。為十二五規劃的順利實施提供可行寶貴的建設性意見。

1 主要礦山環境污染問題

1.1 水體污染問題

露天和地下礦山在開采活動過程中,礦區內排放大量廢水,其主要大量的廢水主要是來自渠道：（1）是各種金屬礦、非金屬礦、煤礦的開采礦坑廢水，pH值在7～8之間,呈弱堿性。但硫化物的地下礦山廢水,So42-較多,呈酸性。經氧化、分解并溶解在礦井水（地下水）中,形成酸性水。尤其在采掘中,大量滲入地下水和良好的通風條件下,為其提供了極為有利的環境；（2）選礦或選煤的廢水即尾礦水，除含有大量的懸浮礦物粉末或金屬離子外，還含有各類浮選藥劑。懸浮顆粒含有每升可達數萬以致十余萬毫克，經沉淀后廢水可重復利用，但含有酸性廢水即含有重金屬離子的水是有污染的，不能直接排放；（3）廢石場、排土場、矸石堆、尾礦庫由于受自然降雨淋濾、滲透溶解微量礦物中可溶成分的酸與堿性廢水。據統計,若不考慮回水利用,每產1t礦石,廢水排放量為1m3左右;生產1 t原煤約從井下排出廢水0.5～10 m3不等,最高可達60 m3[1]。

表1是當地環境監測站對安徽省某銅礦的廢水進行采樣分析。

表1 各采樣點水體的元素含量(μg/L)及參數

由上表的數據顯示,該礦區地下廢水中各項指標超出國家規定的Ⅲ類水質標準。Cd、Pb、Zn、Cu、As、Hg未長時間的有效凈化和合理排放,它們不斷在該區域環境中富集。使污水中的鹽分、微量元素或放射性物質濃度偏高而使水質惡化，其已超出環境自凈能力,出現植被樹木枯黃、生長緩慢等現象，排放的廢水中具有高濃度酸性，滲融到地下水體中,造成礦區地下部分水體嚴重污染。因此,水體污染對當地自身和下游的生產、生活用水具有一定的破壞性。

1.2 大氣污染問題

礦山在開采過程中鑿巖、爆破以及礦石、廢石的轉載運輸過程中產生的粉塵、廢石堆（特別是煤矸石）的氧化和自燃釋放出大量有毒有害氣體。研究表明：當多風季節或自然風力在Ⅳ級以上，天氣干燥時，矸石或尾砂堆表層在日常的風化中，粒徑小于1.5cm的粉末將出現剝離，其上浮高度可達20m以上，在多風期可使平均視程降低30%左右。區域的植被、樹木、居民區、廠房出現白茫茫一片，而且堆積的廢物中某些物質的化學反應，可以不同程度上產生毒氣或惡臭（H2s），主要有害成分有氣溶膠狀態污染物（煙塵、重金屬物質）和氣體狀態污染物（Co、Co2、H2s）等,造成地區性空氣污染,空氣指標下降。大氣污染直接導致植物葉片脫落枯黃發黑、生長減緩及抗病蟲害能力的大大降低。而作業人員和該區域居民吸入大量的煙氣中的重金屬物質和結晶性游離化二硅,易患呼吸性疾病和塵肺病，其毒性潛伏期長，人體免疫能力急劇下降。因此大氣污染已成為人類可怕的公害之一。

1.3 土質污染問題

礦山在開采和建設活動中,部分企業主不重視對土質環境的保護,大量的矸石（廢渣）、尾砂、廢水在土壤中不斷滲濾堆排。當固液氣污染物三相指標的量超越土壤的自凈能力,便會導致破壞該區域的自然生態平衡環境。每堆積1×104t尾砂、矸石，侵占土地面積約667m2。大量的堆放污染物對土壤環境造成危害的有:這些矸石、廢渣 、尾砂含有大量的重金屬元素 (如Pb、Zn、Hg、As等)長期堆放于露天,經風吹雨淋發生氧化、分解及濾溶等生化作用下，重金屬不能為土壤微生物所分解而且為土壤所富集。其它的有機物通過不同的途徑進入土壤后，除一部分發揮作用之外，另一部分因其較穩定不易分解而在土壤中累積，造成土壤污染。當地環境檢測部門對安徽省某銅礦礦區污染的土壤中取樣化驗后,Pb指標含量為正常土壤中含量大于10倍以上,Cu指標含量5倍左右,Zn指標含量5~10倍。其重金屬離子一旦被動、植物富集吸收后,再通過大自然生物鏈最終進入人體,便會危及生命健康。固體污染物對礦區內的土質破壞表現其的毒化作用,而導致區域內大量微生物死亡,致使礦區內的土壤出現死土或板結現象,喪失原有的腐解能力和土壤在自然中的自凈能力。

1.4 地質災害

由于采礦活動導致地質環境表層和巖土的變化，再加上惡劣天氣，改變了本區域的山體、巖土體力學平衡的結構，進而破壞該區域礦體、山體的完整性,導致露天邊坡臺階和地下采掘作業面局部發生嚴重變形、斷裂現象,在外重力作用下迅速釋放勢能運動而釀成山體和空區穩定,引發地面崩塌、開裂和滑坡、泥石流等地質災害，破壞性極大。2007年11月25日5∶50左右，遼寧省鞍山市海城西洋鼎洋礦業有限公司選礦廠5號尾礦庫發生潰壩事故[3]。經專家對事故現場初步勘察、查閱有關資料分析，初步認為造成這起事故發生的直接原因是：該庫擅自加高壩體，改變坡比，造成壩體超高、邊坡過陡，超過極限平衡，致使5號庫南壩體最大壩高處壩體失穩，引發深層滑坡潰壩。是一起典型的地質災害事件。

2 礦山環境污染預防控制與對策構建

2.1 水污染預防控制與對策構建

為了解決開采和建設中廢水造成的危害,必須采取有效的預防和控制措施,嚴格控制廢水排放,減少廢水對該區域環境的污染。由于廢水量大、面廣，含污染物多、成分復雜，許多有毒有害的污染物在水體中難以降解，從而加重對水體環境的污染，因此，政府主管部門嚴格按照《水污染防治法》和《環境保護法》，必須把減少耗水量作為水污染預控的一項重要政策來執行，用法律來約束，嚴格把握水體污染的總量控制，從以前的濃度管理逐步過渡到總量控制管理，并通過申報登記，發放排污許可證來達到控制污染總量的目的，做到“誰發證、誰負責”的原則[4]。礦山企業要鑒于自身的可持續發展要求和實際情況，結合《水污染防治法》和《環境保護法》有關防治條款進行預防和控制，其主要預防控制措施有：（1）水污染控制措施要通過企業內部的技術改造或清潔生產，采用先進的工藝，在源頭治本上做文章,防治污染措施必須和主體工程“三同時”，改進現有采選工藝，選用低毒無害，環保高效的浮選藥劑，采取有效措施減少控制污水排放量;（2）提高水的循環重復使用率,啟用廢水循環供水系統,使廢水在生產過程中形成閉環（PDCA），做到清污分流,一水多用以提高水的重復使用性，變廢為寶；（3）運用廢水處理方法,將污水中所含的污染物轉化為無害物質或轉化為可分離的物質；（4）保護地下水不枯竭和污染，設立防滲流設施，對滲流嚴重地表區域要進行注漿和充填。

2.2 大氣污染預防控制與對策構建

從區域環境整體出發，綜合運用各種防治大氣污染的技術措施和對策，充分考慮區域環境特征，對影響大氣質量的多種因素進行綜合系統分析，提出最優化對策和控制技術方案，以期達到區域大氣環境質量控制目標對廢氣采用防與治的結合，其主要控制措施有:（1)全面規劃、合理布局，從協調經濟發展和保護環境之間的關系出發，對已造成的大氣環境污染問題提出改善和控制污染的優化方案，“誰污染，誰治理”。因此做好區域大氣環境規劃，采取區域性綜合防治措施，是控制大氣環境污染的重要途徑；（2)在企業開展清潔生產活動,避免使用有毒高殘留有害原料，降低污染排放物的數量和毒性，節約能源,使生產活動不危害生態環境為準則；（3）主管部門要建立環保專項風險抵押金，確保企業保證每年必要的環保投入,應隨生產的持續性逐年增加；（4)在對礦區內造林綠化,不僅能美化礦區環境，調節空氣溫度、濕度及區域性小氣候，保持水土、防風防沙，在凈化空氣、減低噪聲方面有顯著作用；（5)在井下加強通風與個體防護并加大對井下的空氣監測;（6)安裝凈化回收裝置,對產生的廢氣源頭凈化達標后方可外排。

2.3 土壤污染的防治與對策構建

控制和消除土壤污染源，是防止污染的根本基礎措施[5]。礦山企業應做到:（1)加強對污染物的控制和消除，尾礦、廢石不出坑；廢水、廢氣要進行閉路循環使用，嚴格控制污染物的量和濃度；（2)加強對堆存區域的土壤監測與管理，避免有高害的污染物隨水進入土壤層及巖石含水層；（3）禁止或限制使用有公害的選礦藥劑，大力發展環保無公害的原材料，做到既高效又經濟地把污染對環境和人體的身體健康影響限制在最低程度；（4)加大對土壤容量和其本身的凈化能力，增加土壤中有降解和分離的改良型抑制劑（如CaSiO3、石灰等），從而降低重金屬在植物體內的遷移，起到緩和的作用，但還有其他的重金屬砷(As)確實相反，它隨著土壤的Eh值的降低而毒性加大。所以企業在防治措施上，應考慮因地制宜，采取對癥的措施對土壤進行修復，增加土壤的有機含量減少污染物在土壤中的活性，發現、分離和培養新的微生物品種，以增強生物降解作用[6]，既能消除對土壤的污染，又能不導致其它的交叉污染。

2.4 地質災害問題防治控制與對策構建

將“三原則”很好的融合在地質災害問題防治與控制中，具體防治與預控措施：（1）開展地質災害普查制度，盡快在本區域建立地下采空區和地面山體沉降監測系統，總結地質災害的前兆信息和規律，為調查地質災害提供依據；(2)建立地質災害預報制度，主管部門和企業要積極宣傳地質災害防治知識，建立健全巡查和速報制度，做到及時發現，迅速整改，避免和減低最小的損失；(3)與建設工程配套實施的地質災害治理工程的“三同時”制度。此項制度是五項措施中最基本的措施，露天和地下礦山在新、改、擴建設過程中地質災害危險性評估是作為評價礦山工作依據之一，未取得危險性評估報告，不得同意其生產和建設；(4)加大對易發易患的區域的整改力度，要實行亮牌整改制度，直至隱患解除；(5)加強地質災害管理隊伍和機構建設，構建一體化的專業應急隊伍，層層落實，分級管理，做到來之能戰，戰無不勝盡可能地減少人員傷害和財產損失。

3 結語

在對露天和地下礦山的環境狀況的分析中發現“三廢”和地質災害是其主要污染原因。為協調礦產資源開采與生態環境發展的關系,嚴禁無序開采、亂采亂挖，搞好資源的合理開發與綜合利用，及時糾正浪費與破壞礦產資源現象，并做好礦產資源的有效保護。又要依靠技術進步和管理，努力減低礦產資源的消耗，提高礦產資源的回收利用水平，防止與減少礦產資源的損失與浪費。在實際開采中必須做到:（1)改進生產工藝和開展清潔生產活動,從源頭抓起，標本兼治;(2)對露天和地下礦山應進行科學開采,加大普及環保知識宣傳力度。加強對污染物檢測、監控及管理,方能有效降低環境污染所帶來的危害;(3)對礦山開采帶來的環境污染,要有科學技術做支撐，結合有關國內外先進的環境修復技術作出必要的調整。將污染物消除在生產過程中。通過環境污染治理達到改善環境、促進發展、造福民眾的目的。

[1]劉培桐，王華東.環境學概論[M].2版.北京：高等教育出版社,1995:14-150.

[2]葉鎮杰.礦山環境工程[M].長沙:中南工業大學出版社,1987：21-35.

[3]奚旦立，孫裕生，劉秀英 .環境監測[M].3版.北京:高等教育出版社,2004:33-66.

[4]高庭耀，顧國維，周琪 .水污染控制工程[M].3版.北京:高等教育出版社,2007：7-31.

[5]寧平.固體廢物與處置[M].北京:高等教育出版社,2007:1-15.

[6]劉傳正.環境工程地質學導論[M].北京:地質出版社,1995：1-5.

X508

A

1674-1103(2012)03-0070-03

2012-05-23

紀利俊(1972-)，男，安徽貴池人，安徽銅冠有色金屬（池州)有限責任公司黃山嶺鉛鋅礦安全環保助理工程師，主要從事礦山安全防護與環境保護研究;魯立勝(1972-)，男，安徽青陽人，安徽銅冠有色金屬（池州)有限責任公司黃山嶺鉛鋅礦選礦高級工程師，主要從事選礦工藝研究。

[責任編輯：陳曉華]