四川横跨中国三大成矿带,成矿地质条件优越,矿产资源丰富。截至2005年底,已发现132种矿产,查明90种矿产和1801个矿区(不包括石油、天然气和放射性矿产),34种固体矿产居中国前五位。随着矿业的快速发展,人们越来越关注矿山环境问题。矿产资源的开采造成矿山生态地质环境的破坏,矿山地质灾害频发,严重影响了四川省的经济发展和长江上游生态环境的恢复,也对长江中下游地区的经济发展和人民生命财产安全构成严重威胁。因此,研究矿产资源开发引起的环境问题的类型、危害性和空差异性具有重要意义。
目前,对四川省矿产资源开发的地质环境问题特征及其环境影响的研究多以单一环境问题研究或现状评价为主,而系统识别四川矿区主要环境问题、梳理各类矿产资源开发对经济、社会、环境危害程度的研究较少。本研究从风险的角度揭示了同类环境问题与各类矿产的相关性,以及各类矿产开发容易诱发的主要环境问题及其区域分异特征,为四川生态环境改善和治理提供了重要依据。
一、矿产开发环境的识别
通过对四川省各典型矿区环境影响的调查,并参考国内相关研究,矿产开发主要涉及14种环境问题,大致可分为以下三类:①资源破坏:包括土地占用、植被破坏、景观破坏、地下水资源破坏、土地荒漠化和水土流失;②地质灾害:包括滑坡、泥石流、地裂缝、崩塌和塌陷;③环境污染:包括水污染、土壤污染、空气污染和固体废物污染(见表1)。
表1 矿区环境问题与开发矿种的对应关系| 开采矿产 | 土地占用、植被破坏、景观破坏、地下水资源破坏、土地荒漠化、水土流失、滑坡、泥石流、地裂塌陷、崩塌、水污染、土壤污染、空气污染和固体污染。各类露天开采矿山,如煤矿、铅锌矿、金矿、芒硝矿、石灰石矿、水泥泥岩矿、石棉矿、铜矿、锌矿等石灰石矿、煤矿、装饰石矿等矿山,特别是铁矿、铜矿、金矿、钼矿、稀土矿、萤石矿、膨润土矿、铅锌矿、铅锌矿、金矿、磷矿、石棉矿、石灰石矿、建筑砂石矿等铁矿、铜矿、金矿、钼矿、稀土矿、萤石矿煤矿、铅锌矿、镍矿、锡矿及其他铁矿、铅锌矿、金矿、磷矿、石灰石矿、水泥泥岩矿、石棉矿、锌矿、煤矿、铜矿、花岗岩矿及其他煤矿、铜矿、磷矿及其他石灰石矿、磷矿、铜矿及其他煤矿、芒硝矿、石膏矿、石棉矿、铁铅锌矿及岩石。磷矿、铅锌矿、金矿、煤矿、磷矿、硫铁矿、石灰石矿、金矿、磷矿、石棉矿、铁矿、铅锌矿、镍矿、锡矿等各类矿山。 |
㈡数据处理和结果
目前广泛采用的权重计算方法有层次分析法、De1Phi法、关联矩阵法等。本文应用层次分析法计算评价指标的权重,评价矩阵和权重见表2。
采用模式法评价各种矿产开采的危险程度,结果见表3。
(3)结果分析
各种矿产开采对矿区环境问题的危害程度见表4。
各类矿产开发引起的矿区环境问题的权重和排序为:土地占用(0.13)>水污染(0.121)>水土流失(0.102)>地下水资源破坏(0.084)>景观破坏(0.075)>泥石流(0.073)>滑坡(0.07)>崩塌(0.07)
表2 判断矩阵及权重| 土地占用 | 植被退化 | 景观破坏 | 地下水资源破坏 | 土壤荒漠化 | 土壤侵蚀 | 山崩 | 泥石流 | 地裂缝 | 水槽 | 倒塌 | 水污染 | 土壤污染 | 大气污染 | 固体废物污染 | 绝对土压力一个 | 三 | 2 | 2 | 三 | 2 | 2 | 2 | 三 | 三 | 三 | 一个 | 2 | 2 | 三 | 植被退化1/3 | 一个 | 1/3 | 1/2 | 一个 | 1/3 | 1/2 | 1/2 | 一个 | 1/2 | 一个 | 1/3 | 1/2 | 三 | 2 | 景观破坏1/2 | 三 | 一个 | 一个 | 2 | 一个 | 一个 | 一个 | 2 | 2 | 2 | 一个 | 一个 | 一个 | 一个 | 地下水资源破坏1/2 | 2 | 一个 | 一个 | 2 | 1/2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1/2 | 2 | 2 | 2 | 土地荒漠化1/3 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 一个 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 2 | 1/2 | 2 | 1/3 | 一个 | 2 | 一个 | 土壤侵蚀1/2 | 三 | 一个 | 2 | 2 | 一个 | 2 | 2 | 三 | 2 | 三 | 1/2 | 2 | 2 | 三 | 山崩1/2 | 2 | 一个 | 1/2 | 2 | 1/2 | 一个 | 一个 | 2 | 一个 | 2 | 1/2 | 2 | 2 | 2 | 泥石流1/2 | 2 | 一个 | 1/2 | 2 | 1/2 | 一个 | 一个 | 2 | 2 | 2 | 1/2 | 2 | 2 | 2 | 地裂缝1/3 | 一个 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/3 | 1/2 | 1/2 | 一个 | 1/2 | 一个 | 1/3 | 1/2 | 一个 | 2 | 水槽1/3 | 2 | 1/2 | 1/2 | 2 | 1/2 | 一个 | 1/2 | 2 | 一个 | 2 | 1/2 | 2 | 2 | 2 | 倒塌1/3 | 一个 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/3 | 1/2 | 1/2 | 一个 | 1/2 | 一个 | 1/3 | 1/2 | 2 | 2 | 水污染一个 | 三 | 一个 | 2 | 三 | 2 | 2 | 2 | 三 | 2 | 三 | 一个 | 2 | 2 | 三 | 土壤污染1/2 | 2 | 一个 | 1/2 | 一个 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 2 | 1/2 | 2 | 1/2 | 一个 | 2 | 2 | 大气污染1/2 | 1/3 | 一个 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 一个 | 一个 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 一个 | 1/2 | 固体污染1/3 | 1/2 | 一个 | 1/2 | 一个 | 1/3 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/2 | 1/3 | 1/2 | 2 | 一个 | 重量0.130 | 0.040 | 0.075 | 0.084 | 0.044 | 0.102 | 0.070 | 0.073 | 0.037 | 0.062 | 0.039 | 0.121 | 0.055 | 0.034 | 0.035 | 一致性检验置信区间=0.035,风险系数=1.59,风险系数=C1。/R.I.=0.0220.1 |
| 土地占用 | 植被退化 | 景观破坏 | 地下水资源破坏 | 土壤荒漠化 | 土壤侵蚀 | 山崩 | 泥石流 | 地裂缝 | 水槽 | 倒塌 | 水污染 | 土壤污染 | 大气污染 | 固体废物污染 | 目标/权宜0.130 | 0.040 | 0.075 | 0.084 | 0.044 | 0.102 | 0.070 | 0.073 | 0.037 | 0.062 | 0.039 | 0.121 | 0.055 | 0.034 | 0.035 | 能源矿产0.20 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.25 | 0.25 | 0.26 | 0.18 | 0.25 | 0.25 | 0.26 | 0.20 | 0.20 | 0.30 | 0.25 | 黑色金属0.20 | 0.14 | 0.18 | 0.15 | 0.14 | 0.14 | 0.25 | 0.18 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.16 | 0.20 | 0.10 | 0.16 | 有色金属0.18 | 0.14 | 0.16 | 0.15 | 0.12 | 0.14 | 0.25 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.25 | 0.19 | 0.20 | 0.10 | 0.15 | 化学原料0.18 | 0.14 | 0.16 | 0.15 | 0.12 | 0.14 | 0.12 | 0.16 | 0.10 | 0.10 | 0.12 | 0.19 | 0.14 | 0.20 | 0.16 | 建筑材料0.16 | 0.25 | 0.20 | 0.10 | 0.12 | 0.25 | 0.12 | 0.30 | 0.10 | 0.10 | 0.12 | 0.18 | 0.13 | 0.20 | 0.18 | 地下水0.130 | 0.040 | 0.075 | 0.084 | 0.044 | 0.102 | 0.070 | 0.073 | 0.037 | 0.062 | 0.039 | 0.121 | 0.055 | 0.034 | 0.035 | 总计达1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
| 不良资源 | 地质灾害 | 环境污染 | 危险因素 | 能源矿产0.104 | 0.066 | 0.054 | 0.224 | 黑色金属0.078 | 0.065 | 0.039 | 0.182 | 有色金属0.073 | 0.060 | 0.043 | 0.176 | 化学原料0.073 | 0.035 | 0.043 | 0.151 | 建筑材料0.085 | 0.045 | 0.042 | 0.172 | 地下水0.061 | 0.010 | 0.024 | 0.095 |
能源矿产(0.224)>黑色金属矿产(0.182)>有色金属矿产(0.176)>建材矿产(0.172)>化工原料矿产(0.151)>地下水矿产(0.095)。
从表4可以看出,能源矿产和黑色金属矿产的危害最大,其次是有色金属矿产和建材矿产。各类矿产资源开发引发的环境问题类型既有一致性,又有差异性。它们的共同点是,各种矿产资源的开采都是以资源破坏为主;区别在于,能源矿产、黑色金属矿产、有色金属矿产、建材矿产的地质灾害大于环境污染灾害,而化工原料矿产、地下水矿产的环境污染灾害大于地质灾害。
评价结果对矿山环境保护规划、复垦规划和规划环境影响评价具有重要意义。危险度评价结果一方面揭示了各种矿产开发引起的主要环境问题及其危险程度;另一方面,对于同类环境问题,明确了主要由哪类矿产资源引起,为四川生态环境的改善和治理提供了重要依据。
三。矿业环境的区域分异特征
四川的地质结构、地貌类型、自然地理区域和类型极其复杂,并表现出明显的地域差异。根据四川各矿区的分布特征,结合本文的危险性评价结果,将四川矿山环境问题分为五种类型:成都地区、川南地区、攀西地区、川东北地区和川西北地区。
(1)成都地区
包括成都及其周边的德阳、绵阳、眉山、资阳五个城市。这里人口稠密,是重要的农业区、红岩地层出露区和缺水区,是四川经济最发达的地区。特点是气候潮湿,风速低,湿度大,阴天,大气扩散能力弱。该地区的矿区对经济、社会和环境危害极大,如什邡绵竹的磷矿、成都平原的芒硝矿、江油的水泥和玻璃原料等。主要表现在破坏矿区的地理环境,引发崩塌和地裂缝、水土流失、占用耕地和土壤污染等地质灾害。
(2)川南
包括自贡、宜宾、湖州、内江、乐山,有喀斯特地貌。这些特殊地貌生态系统脆弱,缺水严重,土壤贫瘠,地表石漠化,人口密集,耕地严重不足,是贫困地区。对该区矿产开发危害较大的矿区有芙蓉山中高硫煤、未夕岩盐矿、马边磷矿、硫铁矿等。该地区矿产开发历史悠久,易造成水土流失、土地占用和土壤、地表水、地下水污染。煤、黄铁矿等的开采。容易造成严重的空气污染,破坏景观,并对附近旅游业的发展产生不利影响。
(3)攀西地区
包括攀枝花市、凉山州、雅安市,是矿产资源的“聚宝盆”,是四川盆地重要的生态屏障、自然地理边界和生物多样性丰富的地区。该地区采矿活动类型多,环境污染问题严重。危害较大的矿区有白马洪格钒钛磁铁矿、会东铅锌矿和普通铁矿、会理铜铁矿、大陆槽稀土矿、果巴亚大理石矿、石棉县石棉矿等。矿产开发易造成滑坡、泥石流、水土流失、生物多样性丧失、矿业“三废”排放增加、土地占用和土壤污染,是矿产开发环境敏感区。
(4)川东北
包括南充、遂宁、达州、广安、巴中、广元。该区矿产资源主要集中在大巴山-华蓥山地区,焦煤、水泥原料、陶瓷原料、砂金等矿产具有比较优势。华蓥山高硫煤是危害最大的矿区。矿产开发可能造成四大环境问题:空气污染的加剧,如二氧化硫、二氧化碳、碳氮化合物等。尾矿排放造成水污染;固体废弃物堆放占用土地,污染土壤;地表植被的破坏导致了土壤侵蚀。
(5)川西北
包括甘孜和阿坝,是我国重要的水源区、草原区、畜牧业发展区和高寒区,也是高原湖泊和湿地的集中分布区。危害较大的矿区有:泸定景荣花岗岩大理石矿、虎牙铁锰矿、宋博金矿等矿区。矿产资源的开采容易造成地表的破坏,引发和加重地质灾害;固体废物堆占用土地,污染高山湖泊,并导致湿地退化和干燥。
四。结论
四川省矿产资源开发面临着非常复杂的地质背景和自然环境背景。一方面,生态环境背景的多样性为矿产资源开发提供了多维空和多种选择;另一方面,脆弱的生态环境背景和建设长江上游生态屏障的重要任务,对矿产资源开发的环境保护提出了更高的门槛。通过分析四川省矿区环境问题的权重和各种矿产资源开发对经济、社会、环境的危害程度,发现目前矿区的主要环境问题是土地占用、水污染和水土流失。其次是地下水资源破坏、景观破坏、泥石流和滑坡;就是再塌陷、土壤污染、土地沙化、植被破坏、塌陷、地裂、固体废弃物污染、空气污染。各类矿产资源开发对经济、社会、环境的危害程度由高到低依次为:能源矿产>黑色金属>有色金属>建筑材料>化工原料>地下水矿产。该评价结果可为四川生态环境的改善和管理提供重要依据。
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