礦產資源開采過程中影響生態環境的因素分析

賈永翔

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第十一地質大隊，新疆 昌吉 831100）

礦山資源是由于地質改變，并經過長年累月的發展，進而產生的礦產資源，是大自然在地殼運動中賦予的固態、液態，以及氣態的天然產物，是促進人類發展的有機或無機物質。礦產資源由于地殼運動，大部分深藏于地下幾十到幾千米的位置，因此勘測與開采都極不容易。同時，由于其不可再生性，礦產資源成為極其珍稀的物質。不同地質環境下得到的礦產資源也是不同的，其主要包括，煤炭礦產、非金屬礦產，以及Cu、Fe 等礦產[1]。目前已知的礦產資源多達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資源；還有非金屬礦產91 種，水氣礦產5 種，是現今開采出的已知礦產。由這些已知的礦產得出的礦物多達3000 種，均廣泛應用于工農業以及各類科學研究部門，為人們的生產生活提供了便利條件。

1 礦山資源開采背景

礦產資源的開采可以促進社會的經濟，就目前來講，我國經濟的發展有百分之九十來自礦產資源的開采，有百分之五十的礦產資源用于工業發展，因此，礦產資源的開采占據了我國經濟總產值的百分之七十。從礦產資源開發以來，我國逐漸創建各大礦山基地，因此而發展起來的小鎮多達300 個，礦山企業發展起來八千多家，從事礦類行業的人員近200 萬人，已完成開發的礦產達140 種[2]。每年開采出的礦石資源約47 億噸左右，其中以煤炭、Fe、Mn、Cr 等黑礦，Cu、Sn、Al、Pb、Ni、Wu 等有色金屬礦產的開采最多，達26 億噸，其他礦類總產量21 億噸，石油約兩億噸，天然氣約150億立方米，根據目前的礦產資源開采值來講，我國的礦產資源開發時間較短，得到現在的成績已經是非常值得驕傲的事情。因此，礦山開采逐漸成為經濟發展的主力軍。

2 礦山地區生態環境現狀

由于礦山開采無度，生態環境受到不小的影響，礦山開采給礦山地區的地質造成的影響，經常出現地面塌陷、山崩、泥石流等災害，同時，各種礦山資源開采產生的廢物，污染附近水域，造成礦山附近土質水分流失，進而影響動植物的生存環境[3]。據記載，山區的全年氣溫在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，因此環境宜人，生態環境趨于穩定，適合動植物的生長。但是在礦山地區的生態環境，全年氣溫在30℃左右，一月氣溫在20℃左右，七月溫度在32℃左右，年降水量僅在100mm 左右，并且因為礦山污染，經常出現大范圍冰雹、降雪等惡劣的氣候環境。近年來，更是經常出現土質沙化的現象，大面積的樹木枯萎，導致年風速在2.6m/s，為礦山開采造成影響，同時，對周邊的生態環境也造成影響。

不同的礦山對周圍生態環境的影響力也不同。因此本文按照礦種、時間，以及空間三方面分析礦產資源對生態環境的影響，并建立一個清晰的三維模型，如圖1 所示：

圖1 礦產資源的開采對生態環境影響的三維模型

如圖1 所示，礦種維度包括金屬礦產、非金屬礦產，以及能源礦產開采造成的污染；空間維度包括礦區東部與西部的地面環境；時間維度包括礦山開采與勘查方面對動植物的影響。此三維模型的建立有利于更加清晰地判斷影響生態環境的主要因素。具體因素如下：

3 礦山開采對生態環境的影響

3.1 影響地面生態環境

根據上文中構建的三維模型，本文就生態地面環境的空間維度進行分析。隨著礦產資源的開采，土地破壞越加嚴重，礦區的可利用土地也越加稀少。而由于礦山地區開采而導致的地面塌陷更是數不勝數。據統計各項礦山建設用地、荒地的浪費多達500 萬平方公里左右，并以每年5 萬平方公里的速度增長。其中占生態地面160 萬平方公頃。其主要影響因素在于露天采礦的各類礦渣、工業垃圾等堆積。近年來，礦產開采的速度增加，各類礦山垃圾量多達35 億噸，占生態地面近1 萬平方公里。同時，由于礦石垃圾越堆越多，導致大量生態地面被占領，占總生態地面的百分之六十三。此外，礦山地區還經常出現地面塌陷、干裂，以及地下含水層干枯等現象。截至2020 年，我國因采礦而引起的地面塌陷有360 處，地面塌陷處有3200 個，塌陷面積多達兩千三百多平方公里。因為采礦出現塌陷的城市多達60 個，嚴重塌陷的城市有50 個，僅在治理地面上就花費了8 億元以上，而礦產資源帶來的經濟效益僅在6 億元左右，因此，屬于入不敷出的狀態。

3.2 礦山開采的三廢污染影響生態環境水質

除了上文中提到的地面環境的空間維度的影響外，開礦出現的“三廢”，也就是礦種維度的影響則是影響較強的因素。開礦產生的“三廢”如下圖所示：

如圖2 所示，礦區“三廢”污染，即為：礦產資源開發的廢水、廢石、廢渣。廢石、廢渣的堆放，會逐漸侵蝕土壤環境，進而對土壤含水層的水分受到損害，同時，金屬礦產與非金屬礦產會因為開采時出現大量的粉塵，造成礦井突水，土地沙化的現象，進而影響周圍的水質環境。目前來看，礦產資源產出的廢水中，含有酸性、堿性等無機物質，以及有毒成分、放射性物質、重金屬等，隨著廢水排入到附近河流中，污染附近水質。據統計，我國礦區廢液約7.2 億噸左右，是國家工業廢水的一半左右，并且處理率極低。水污染是對生態環境影響程度最強的因素，每年需要花費很多人力物力，并經過很多年才能恢復到原生態環境的一半水平。因此，水污染方面亟待改進。本文認為，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，其中金屬廢水中，通常含有有毒有害物質，或COD、BOD 等難消解的化學污染等；放射性廢水的排放，為了節省時間，通常不多加處理，直接排入水中，揮發的物質會引起大氣污染，酸雨也是由此產生的。通常情況下，每噸有毒有害廢水中會揮發一萬公噸的有害氣體，并產生Hg、Cr 等重金屬污染物，礦區職工的健康也隨之受到了影響。

圖2 礦區“三廢”

3.3 影響生態動植物環境

基于上文中提到的礦種維度的水污染影響，礦區生態環境中的動植物環境等時間維度也會隨之受到影響。由于礦產資源中的重金屬資源不易被動植物吸收，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象，此類現象的發生更容易造成土壤鹽堿化，嚴重威脅著礦區動植物的生命。本文了解到，自礦區開采以來，已經破壞的周圍60 公頃的天然土壤環境，原有的山區屬于自然保護區，是個天然大氧吧，隨著礦山的發現，該區域的生態環境遭到嚴重破壞，原本的參天大樹轟然倒塌，各種植被悄然枯萎，動物也都消失殆盡，現如今的礦區滿目瘡痍，甚至有些礦區形成了4-10 米的礦坑，再加上礦山廢渣的堆放，影響了山區環境，改變植被的生活環境，造成不規律的生長，甚至在稀有植被地區，因為礦物的影響，導致稀有植物瀕臨滅絕，更有甚者出現植物變異等嚴重環境污染的現象，直接影響了礦區周圍的生態環境物種多樣性的發展。

近年來，隨著礦產資源的開采能力提升，礦產開采混亂、利用率低，已經對生態環境造成了很大的影響，據統計2020 年，我國的礦產資源消耗量占總產量的百分之五十，而創造出的經濟總產量僅在百分之四，與發達國家的經濟水平相差甚遠，甚至，因為生態環境遭到破壞，導致其他環境經濟也逐漸下降，可謂是得不償失。由于礦產資源的不可再生性，導致我國礦產資源后備明顯不足。若再不注重能源的開發與利用率相平衡，礦產資源將會出現很大的缺口。

4 結語

經濟的發展離不開礦產資源的開采，但是礦產資源是有限的，因此礦產資源的開采不能是毫無節制的。同時，礦山附近的生態環境，也是亟待改善的問題。本文就礦山開采背景的分析，研究其周圍生態環境的現狀，并提出時間、空間，以及礦種的三維模型，更為清晰地指出礦產資源的開采中對生態環境的影響因素。旨在為保護周圍生態環境提供研究方向。