一.导言
人口、资源和环境是当今世界普遍关注的重大问题。矿产资源开发引发的生态环境问题已经成为全球关注的焦点。辽宁省是我国重要的矿业大省和重工业基地,矿业及接续产业在国民经济中占有重要地位。到2002年,全省已发现矿产110多种,产地2000多个,其中大中型产地532个,平均每万平方公里土地面积36个,远高于全国15个的平均水平。其中,能源、黑色金属、有色金属、化学原料、建材及其后续产业的采选业总产值占43。6%和24。3%的全省国民生产总值和工业总产值,这已成为全省经济的重要组成部分[1,2]。但辽宁悠久的矿业历史和高强度、大规模矿业开发的特点,形成了鞍山、抚顺、本溪、盘锦、阜新、北票、南票、海城、大石桥等众多以矿产资源开采加工为主的矿业城市。长期以来,矿业一直走多能耗、多污染、资源综合回收难度大的路线。重视矿业发展,忽视管理,矿山生态环境遭到严重破坏。采煤空地区大面积塌陷,地表变形,地裂缝,滑坡,崩塌,堆积尾矿和废石,破坏和占用大量土地;采矿破坏植被和水平衡系统,导致区域地下水位下降和水土流失,土地荒漠化严重;矿山“三废”的无序排放导致水土环境严重污染,造成水土资源枯竭。水土污染治理任务很重,积重难返。矿产资源开发对土地资源和生态环境的严重破坏,以及由此引发的经济和社会问题,严重困扰着辽宁的发展,成为辽宁老工业基地振兴和可持续发展的瓶颈之一。本研究对辽宁省107个典型矿山的生态环境现状进行了调查分析,并运用层次分析法对矿山生态环境进行了综合评价,为矿山生态环境管理提供了科学依据。
二。矿山地质环境综合评价
(一)矿山生态环境评价指标及评价原则
矿山环境评价指标体系是矿山环境综合评价的基本条件和理论基础,是矿山环境质量评价的核心和关键环节。该指标体系能够确定一个地区的主要环境问题,并通过其整体效应描述评价矿区生态环境质量的总体状况。
影响矿山环境的各种因素的综合作用,集中表现在环境地质问题上。一个地区环境地质问题多、强度大,说明其地质环境质量差;相反,地质环境质量相对较好。因此,地质环境评价指标的选择应建立在考虑矿山环境系统的结构、组成、相互作用、各种压力响应和时间空演化规律的基础上。选定的环境指标应覆盖适当的时间空范围,并反映多种环境因素。指标提供的结果客观准确,反映矿山环境信息的质量和数量最大化,时间和成本最小化。遵循以下原则:
1.代表性原则。指标体系中的指标应具有代表性和典型性,能客观反映矿山环境的压力、状态、响应和变化特征。
2.适用性原则。意味着选取的指标简单明了,通俗易懂。在实际调查和数据统计中,容易以较低的成本获取数据(如简单的实地测量和较低的测试成本或遥感数据),使调查工作具有经济性和可行性。
3.独立的原则。指标体系中的指标应相互独立,以保持清晰的指标结构和合理的指标数量。
4.可比性原则。选取的指标应具有横向可比性和纵向连续性,有利于数据的积累,在更大范围内研究和评价矿山环境质量,掌握矿山环境质量的变化趋势。根据矿山地质环境的特点和选择原则,结合辽宁省矿山环境信息的具体情况,确定辽宁省矿山环境评价指标体系如表1所示。
(B)选择评价标准
评价标准是衡量评价结果质量的尺度。由于评价参数的体系、维度和测量尺度差异较大,部分指标没有统一的评价标准,因此在选择评价标准时应遵循以下原则:
1.采用国家标准或国际标准;
2.通过对比国内外不同水平进行分级;
3.对于缺乏定量数据的指标,采用定性描述、赋值和相对比较的方法。
具体评价指标的定性分析和评分标准见《辽宁省矿山地质环境综合评价报告》。
(3)评价方法
矿山环境综合评价指标体系的复杂性决定了其评价方法必须应用复杂大系统理论和综合集成方法。层次分析法是在结构模型的基础上,通过矩阵运算将定性分析和定量分析相结合的一种决策和评价方法。层次分析法通过系统分析将复杂问题分解为有序的层次结构,将各层相关要素两两比较,判断各因素的相对重要性并给出量化结果,进行一致性检验,确定评价指标的权重。因此,层次分析法是从不同尺度空获取具有生态和环境意义信息的最有前途的方法,适用于一些难以用定量数学模型完全解决的复杂系统评价问题。根据辽宁省矿山地质环境的研究程度和实际资料情况,我们采用层次分析法作为基本评价方法,确定不同影响因素的权重,以质量指数作为定量指标,建立矿山环境质量指数数学模型进行矿山环境评价:
其中:A——矿山环境影响综合指数;αj ——矿山环境中第j个环境地质问题的权重;ννj——矿山环境j环境地质问题的强度指标。
㈣评价结果和分析
表2显示了辽宁省矿山地质环境综合指数。
从表2可以看出,40%的矿山地质环境质量较差,53%的矿山地质环境质量一般,只有7%的矿山地质环境质量较好。地质环境极其恶劣的矿区分布在空年辽宁省东部和西部地区及北部和南部的部分地区,主要与大中型煤矿、铁矿、菱镁矿、滑石矿、有色贵金属矿及部分石灰岩和花岗岩矿的开发活动有关,如抚顺煤田、阜新煤田、马赛-阜阳煤田、海州五龙煤田、清河煤田等。这类矿山规模大,开采时间长,以露天开采为主。主要地质环境问题是采矿活动引起的滑坡、崩塌和采矿塌陷,以及由此产生的泥石流、采矿破坏和占用土地面积、三废排放造成的环境污染等地质灾害。
地质环境差的地区主要是小型有色贵金属矿区和部分小型煤矿区、铁矿区和非金属矿区。地质环境问题主要是三废排放造成的环境污染和矿产开采造成的土地资源破坏。地质环境一般的矿区有排山楼金矿、青城子铅锌矿、大石桥菱镁矿、瓦房店金刚石矿、宽甸富里勃姆石矿等。矿区三废排放造成的环境污染是主要的地质环境问题。
三。矿山地质环境的发展趋势与保护
我省有很多城镇是靠矿山繁荣起来的。随着开采规模和强度的不断扩大,这些城镇必然会扩大对环境有影响的区域,产生新的环境问题,加剧现有环境问题的危害程度。资料显示,20世纪80年代,该省发生了崩塌、滑坡、地面塌陷、矿震、矿井突水等几种矿山地质灾害。而且集中在几个大型露天煤矿。90年代,在上述灾害日益严重的同时,泥石流、水土流失、大气污染、岩爆、海水入侵等地质灾害也相继出现。地面塌陷灾害已经从煤矿蔓延到有色金属、滑石、硼、石膏等矿产。“三废”排放造成的大气污染、地下水、地表水、土壤污染程度势必日益加重。特别是非金属、建材矿山和各种矿产群的矿区,具有点多面广的特点,其影响范围几乎涉及城乡。
根据辽宁省矿产资源特点和矿山地质环境问题的实际,矿山地质环境治理与保护的基本原则应立足于21世纪辽宁矿业经济的总体布局——“一中心、一区、三区”和“四个矿业规划区”,坚持“矿产资源开发与矿山生态环境保护并重、预防为主、防治结合”和“统筹规划、合理开发、化害为利、变废为宝”的原则。谁破坏谁恢复;谁利用、谁补偿”和新建矿山与现有矿山区别对待的原则,建立健全矿山生态环境保护与恢复治理的政策法规和规划体系以及矿山生态环境和地质灾害动态监测体系,开展矿山生态环境和地质灾害调查评价。建立和落实环境影响评价制度、“三同时”制度、土地复垦和排污收费制度、矿山环境保护和土地复垦履约保证金制度,加强新建矿山的生态环境保护;加强监督检查,控制“三废”排放,加大矿山环保投入,加强现有矿山生态环境保护;通过加强关闭矿山的审查和管理,全面推进矿山环境综合治理,实施矿山生态环境综合治理示范工程,加强关闭矿山生态环境的恢复和管理,将促进矿业发展与生态环境的协调发展,振兴老工业基地,实现辽宁省可持续发展的战略目标。