矿山生产环境问题与防控对策

纪利俊，鲁立胜

（安徽铜冠有色金属有限责任公司 黄山岭铅锌矿，安徽 池州 247000）

矿山生产环境问题与防控对策

纪利俊，鲁立胜

（安徽铜冠有色金属有限责任公司 黄山岭铅锌矿，安徽 池州 247000）

分析近年来因露天和地下矿山建设、生产过程中所产生“三废”等物质的不合理排放而引发的当地矿区自然水体、大气和土壤污染以及地质灾害等环境污染问题。针对上述存在的问题,结合露天矿山和地下矿山开采实际情况,提出了开采时应改进生产工艺、实施清洁生产、加强监测监控及管理等预防和控制措施。

露天和地下矿山 ；环境污染物；地质灾害

随着国内市场经济的高速运转,各种露天和地下矿产资源开采力度明显加快,金属非金属矿产资源有消耗殆尽之势，由于矿山企业未经整体规划、无序开采而引发的环境污染问题和地质灾害，与矿山可持续发展之间有着千丝万缕的联系。因此,引发的露天和地下矿山环境污染问题矛盾突出。对露天和地下矿山生产环境问题的现状做进一步的分析并提出改进意见,是我国矿山企业可持续发展的要求,同时也为环境污染源治理提供科学依据。为十二五规划的顺利实施提供可行宝贵的建设性意见。

1 主要矿山环境污染问题

1.1 水体污染问题

露天和地下矿山在开采活动过程中,矿区内排放大量废水,其主要大量的废水主要是来自渠道：（1）是各种金属矿、非金属矿、煤矿的开采矿坑废水，pH值在7～8之间,呈弱碱性。但硫化物的地下矿山废水,So42-较多,呈酸性。经氧化、分解并溶解在矿井水（地下水）中,形成酸性水。尤其在采掘中,大量渗入地下水和良好的通风条件下,为其提供了极为有利的环境；（2）选矿或选煤的废水即尾矿水，除含有大量的悬浮矿物粉末或金属离子外，还含有各类浮选药剂。悬浮颗粒含有每升可达数万以致十余万毫克，经沉淀后废水可重复利用，但含有酸性废水即含有重金属离子的水是有污染的，不能直接排放；（3）废石场、排土场、矸石堆、尾矿库由于受自然降雨淋滤、渗透溶解微量矿物中可溶成分的酸与碱性废水。据统计,若不考虑回水利用,每产1t矿石,废水排放量为1m3左右;生产1 t原煤约从井下排出废水0.5～10 m3不等,最高可达60 m3[1]。

表1是当地环境监测站对安徽省某铜矿的废水进行采样分析。

表1 各采样点水体的元素含量(μg/L)及参数

由上表的数据显示,该矿区地下废水中各项指标超出国家规定的Ⅲ类水质标准。Cd、Pb、Zn、Cu、As、Hg未长时间的有效净化和合理排放,它们不断在该区域环境中富集。使污水中的盐分、微量元素或放射性物质浓度偏高而使水质恶化，其已超出环境自净能力,出现植被树木枯黄、生长缓慢等现象，排放的废水中具有高浓度酸性，渗融到地下水体中,造成矿区地下部分水体严重污染。因此,水体污染对当地自身和下游的生产、生活用水具有一定的破坏性。

1.2 大气污染问题

矿山在开采过程中凿岩、爆破以及矿石、废石的转载运输过程中产生的粉尘、废石堆（特别是煤矸石）的氧化和自燃释放出大量有毒有害气体。研究表明：当多风季节或自然风力在Ⅳ级以上，天气干燥时，矸石或尾砂堆表层在日常的风化中，粒径小于1.5cm的粉末将出现剥离，其上浮高度可达20m以上，在多风期可使平均视程降低30%左右。区域的植被、树木、居民区、厂房出现白茫茫一片，而且堆积的废物中某些物质的化学反应，可以不同程度上产生毒气或恶臭（H2s），主要有害成分有气溶胶状态污染物（烟尘、重金属物质）和气体状态污染物（Co、Co2、H2s）等,造成地区性空气污染,空气指标下降。大气污染直接导致植物叶片脱落枯黄发黑、生长减缓及抗病虫害能力的大大降低。而作业人员和该区域居民吸入大量的烟气中的重金属物质和结晶性游离化二硅,易患呼吸性疾病和尘肺病，其毒性潜伏期长，人体免疫能力急剧下降。因此大气污染已成为人类可怕的公害之一。

1.3 土质污染问题

矿山在开采和建设活动中,部分企业主不重视对土质环境的保护,大量的矸石（废渣）、尾砂、废水在土壤中不断渗滤堆排。当固液气污染物三相指标的量超越土壤的自净能力,便会导致破坏该区域的自然生态平衡环境。每堆积1×104t尾砂、矸石，侵占土地面积约667m2。大量的堆放污染物对土壤环境造成危害的有:这些矸石、废渣 、尾砂含有大量的重金属元素 (如Pb、Zn、Hg、As等)长期堆放于露天,经风吹雨淋发生氧化、分解及滤溶等生化作用下，重金属不能为土壤微生物所分解而且为土壤所富集。其它的有机物通过不同的途径进入土壤后，除一部分发挥作用之外，另一部分因其较稳定不易分解而在土壤中累积，造成土壤污染。当地环境检测部门对安徽省某铜矿矿区污染的土壤中取样化验后,Pb指标含量为正常土壤中含量大于10倍以上,Cu指标含量5倍左右,Zn指标含量5~10倍。其重金属离子一旦被动、植物富集吸收后,再通过大自然生物链最终进入人体,便会危及生命健康。固体污染物对矿区内的土质破坏表现其的毒化作用,而导致区域内大量微生物死亡,致使矿区内的土壤出现死土或板结现象,丧失原有的腐解能力和土壤在自然中的自净能力。

1.4 地质灾害

由于采矿活动导致地质环境表层和岩土的变化，再加上恶劣天气，改变了本区域的山体、岩土体力学平衡的结构，进而破坏该区域矿体、山体的完整性,导致露天边坡台阶和地下采掘作业面局部发生严重变形、断裂现象,在外重力作用下迅速释放势能运动而酿成山体和空区稳定,引发地面崩塌、开裂和滑坡、泥石流等地质灾害，破坏性极大。2007年11月25日5∶50左右，辽宁省鞍山市海城西洋鼎洋矿业有限公司选矿厂5号尾矿库发生溃坝事故[3]。经专家对事故现场初步勘察、查阅有关资料分析，初步认为造成这起事故发生的直接原因是：该库擅自加高坝体，改变坡比，造成坝体超高、边坡过陡，超过极限平衡，致使5号库南坝体最大坝高处坝体失稳，引发深层滑坡溃坝。是一起典型的地质灾害事件。

2 矿山环境污染预防控制与对策构建

2.1 水污染预防控制与对策构建

为了解决开采和建设中废水造成的危害,必须采取有效的预防和控制措施,严格控制废水排放,减少废水对该区域环境的污染。由于废水量大、面广，含污染物多、成分复杂，许多有毒有害的污染物在水体中难以降解，从而加重对水体环境的污染，因此，政府主管部门严格按照《水污染防治法》和《环境保护法》，必须把减少耗水量作为水污染预控的一项重要政策来执行，用法律来约束，严格把握水体污染的总量控制，从以前的浓度管理逐步过渡到总量控制管理，并通过申报登记，发放排污许可证来达到控制污染总量的目的，做到“谁发证、谁负责”的原则[4]。矿山企业要鉴于自身的可持续发展要求和实际情况，结合《水污染防治法》和《环境保护法》有关防治条款进行预防和控制，其主要预防控制措施有：（1）水污染控制措施要通过企业内部的技术改造或清洁生产，采用先进的工艺，在源头治本上做文章,防治污染措施必须和主体工程“三同时”，改进现有采选工艺，选用低毒无害，环保高效的浮选药剂，采取有效措施减少控制污水排放量;（2）提高水的循环重复使用率,启用废水循环供水系统,使废水在生产过程中形成闭环（PDCA），做到清污分流,一水多用以提高水的重复使用性，变废为宝；（3）运用废水处理方法,将污水中所含的污染物转化为无害物质或转化为可分离的物质；（4）保护地下水不枯竭和污染，设立防渗流设施，对渗流严重地表区域要进行注浆和充填。

2.2 大气污染预防控制与对策构建

从区域环境整体出发，综合运用各种防治大气污染的技术措施和对策，充分考虑区域环境特征，对影响大气质量的多种因素进行综合系统分析，提出最优化对策和控制技术方案，以期达到区域大气环境质量控制目标对废气采用防与治的结合，其主要控制措施有:（1)全面规划、合理布局，从协调经济发展和保护环境之间的关系出发，对已造成的大气环境污染问题提出改善和控制污染的优化方案，“谁污染，谁治理”。因此做好区域大气环境规划，采取区域性综合防治措施，是控制大气环境污染的重要途径；（2)在企业开展清洁生产活动,避免使用有毒高残留有害原料，降低污染排放物的数量和毒性，节约能源,使生产活动不危害生态环境为准则；（3）主管部门要建立环保专项风险抵押金，确保企业保证每年必要的环保投入,应随生产的持续性逐年增加；（4)在对矿区内造林绿化,不仅能美化矿区环境，调节空气温度、湿度及区域性小气候，保持水土、防风防沙，在净化空气、减低噪声方面有显著作用；（5)在井下加强通风与个体防护并加大对井下的空气监测;（6)安装净化回收装置,对产生的废气源头净化达标后方可外排。

2.3 土壤污染的防治与对策构建

控制和消除土壤污染源，是防止污染的根本基础措施[5]。矿山企业应做到:（1)加强对污染物的控制和消除，尾矿、废石不出坑；废水、废气要进行闭路循环使用，严格控制污染物的量和浓度；（2)加强对堆存区域的土壤监测与管理，避免有高害的污染物随水进入土壤层及岩石含水层；（3）禁止或限制使用有公害的选矿药剂，大力发展环保无公害的原材料，做到既高效又经济地把污染对环境和人体的身体健康影响限制在最低程度；（4)加大对土壤容量和其本身的净化能力，增加土壤中有降解和分离的改良型抑制剂（如CaSiO3、石灰等），从而降低重金属在植物体内的迁移，起到缓和的作用，但还有其他的重金属砷(As)确实相反，它随着土壤的Eh值的降低而毒性加大。所以企业在防治措施上，应考虑因地制宜，采取对症的措施对土壤进行修复，增加土壤的有机含量减少污染物在土壤中的活性，发现、分离和培养新的微生物品种，以增强生物降解作用[6]，既能消除对土壤的污染，又能不导致其它的交叉污染。

2.4 地质灾害问题防治控制与对策构建

将“三原则”很好的融合在地质灾害问题防治与控制中，具体防治与预控措施：（1）开展地质灾害普查制度，尽快在本区域建立地下采空区和地面山体沉降监测系统，总结地质灾害的前兆信息和规律，为调查地质灾害提供依据；(2)建立地质灾害预报制度，主管部门和企业要积极宣传地质灾害防治知识，建立健全巡查和速报制度，做到及时发现，迅速整改，避免和减低最小的损失；(3)与建设工程配套实施的地质灾害治理工程的“三同时”制度。此项制度是五项措施中最基本的措施，露天和地下矿山在新、改、扩建设过程中地质灾害危险性评估是作为评价矿山工作依据之一，未取得危险性评估报告，不得同意其生产和建设；(4)加大对易发易患的区域的整改力度，要实行亮牌整改制度，直至隐患解除；(5)加强地质灾害管理队伍和机构建设，构建一体化的专业应急队伍，层层落实，分级管理，做到来之能战，战无不胜尽可能地减少人员伤害和财产损失。

3 结语

在对露天和地下矿山的环境状况的分析中发现“三废”和地质灾害是其主要污染原因。为协调矿产资源开采与生态环境发展的关系,严禁无序开采、乱采乱挖，搞好资源的合理开发与综合利用，及时纠正浪费与破坏矿产资源现象，并做好矿产资源的有效保护。又要依靠技术进步和管理，努力减低矿产资源的消耗，提高矿产资源的回收利用水平，防止与减少矿产资源的损失与浪费。在实际开采中必须做到:（1)改进生产工艺和开展清洁生产活动,从源头抓起，标本兼治;(2)对露天和地下矿山应进行科学开采,加大普及环保知识宣传力度。加强对污染物检测、监控及管理,方能有效降低环境污染所带来的危害;(3)对矿山开采带来的环境污染,要有科学技术做支撑，结合有关国内外先进的环境修复技术作出必要的调整。将污染物消除在生产过程中。通过环境污染治理达到改善环境、促进发展、造福民众的目的。

[1]刘培桐，王华东.环境学概论[M].2版.北京：高等教育出版社,1995:14-150.

[2]叶镇杰.矿山环境工程[M].长沙:中南工业大学出版社,1987：21-35.

[3]奚旦立，孙裕生，刘秀英 .环境监测[M].3版.北京:高等教育出版社,2004:33-66.

[4]高庭耀，顾国维，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]宁平.固体废物与处置[M].北京:高等教育出版社,2007:1-15.

[6]刘传正.环境工程地质学导论[M].北京:地质出版社,1995：1-5.

X508

A

1674-1103(2012)03-0070-03

2012-05-23

纪利俊(1972-)，男，安徽贵池人，安徽铜冠有色金属（池州)有限责任公司黄山岭铅锌矿安全环保助理工程师，主要从事矿山安全防护与环境保护研究;鲁立胜(1972-)，男，安徽青阳人，安徽铜冠有色金属（池州)有限责任公司黄山岭铅锌矿选矿高级工程师，主要从事选矿工艺研究。

[责任编辑：陈晓华]