矿产资源开采过程中影响生态环境的因素分析

贾永翔

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第十一地质大队，新疆 昌吉 831100）

矿山资源是由于地质改变，并经过长年累月的发展，进而产生的矿产资源，是大自然在地壳运动中赋予的固态、液态，以及气态的天然产物，是促进人类发展的有机或无机物质。矿产资源由于地壳运动，大部分深藏于地下几十到几千米的位置，因此勘测与开采都极不容易。同时，由于其不可再生性，矿产资源成为极其珍稀的物质。不同地质环境下得到的矿产资源也是不同的，其主要包括，煤炭矿产、非金属矿产，以及Cu、Fe 等矿产[1]。目前已知的矿产资源多达160 种，能源方面（煤、石油、天然气等）有11 种，金属方面（Fe、Mn、Cu、Sn、Al、Wu、Pb、Au 等）有60种，均属于不可再生，并且用途广泛的矿产资源；还有非金属矿产91 种，水气矿产5 种，是现今开采出的已知矿产。由这些已知的矿产得出的矿物多达3000 种，均广泛应用于工农业以及各类科学研究部门，为人们的生产生活提供了便利条件。

1 矿山资源开采背景

矿产资源的开采可以促进社会的经济，就目前来讲，我国经济的发展有百分之九十来自矿产资源的开采，有百分之五十的矿产资源用于工业发展，因此，矿产资源的开采占据了我国经济总产值的百分之七十。从矿产资源开发以来，我国逐渐创建各大矿山基地，因此而发展起来的小镇多达300 个，矿山企业发展起来八千多家，从事矿类行业的人员近200 万人，已完成开发的矿产达140 种[2]。每年开采出的矿石资源约47 亿吨左右，其中以煤炭、Fe、Mn、Cr 等黑矿，Cu、Sn、Al、Pb、Ni、Wu 等有色金属矿产的开采最多，达26 亿吨，其他矿类总产量21 亿吨，石油约两亿吨，天然气约150亿立方米，根据目前的矿产资源开采值来讲，我国的矿产资源开发时间较短，得到现在的成绩已经是非常值得骄傲的事情。因此，矿山开采逐渐成为经济发展的主力军。

2 矿山地区生态环境现状

由于矿山开采无度，生态环境受到不小的影响，矿山开采给矿山地区的地质造成的影响，经常出现地面塌陷、山崩、泥石流等灾害，同时，各种矿山资源开采产生的废物，污染附近水域，造成矿山附近土质水分流失，进而影响动植物的生存环境[3]。据记载，山区的全年气温在17℃左右，一月气温在10℃左右，七月温度在22℃左右，年降水量在1080mm 左右，因此环境宜人，生态环境趋于稳定，适合动植物的生长。但是在矿山地区的生态环境，全年气温在30℃左右，一月气温在20℃左右，七月温度在32℃左右，年降水量仅在100mm 左右，并且因为矿山污染，经常出现大范围冰雹、降雪等恶劣的气候环境。近年来，更是经常出现土质沙化的现象，大面积的树木枯萎，导致年风速在2.6m/s，为矿山开采造成影响，同时，对周边的生态环境也造成影响。

不同的矿山对周围生态环境的影响力也不同。因此本文按照矿种、时间，以及空间三方面分析矿产资源对生态环境的影响，并建立一个清晰的三维模型，如图1 所示：

图1 矿产资源的开采对生态环境影响的三维模型

如图1 所示，矿种维度包括金属矿产、非金属矿产，以及能源矿产开采造成的污染；空间维度包括矿区东部与西部的地面环境；时间维度包括矿山开采与勘查方面对动植物的影响。此三维模型的建立有利于更加清晰地判断影响生态环境的主要因素。具体因素如下：

3 矿山开采对生态环境的影响

3.1 影响地面生态环境

根据上文中构建的三维模型，本文就生态地面环境的空间维度进行分析。随着矿产资源的开采，土地破坏越加严重，矿区的可利用土地也越加稀少。而由于矿山地区开采而导致的地面塌陷更是数不胜数。据统计各项矿山建设用地、荒地的浪费多达500 万平方公里左右，并以每年5 万平方公里的速度增长。其中占生态地面160 万平方公顷。其主要影响因素在于露天采矿的各类矿渣、工业垃圾等堆积。近年来，矿产开采的速度增加，各类矿山垃圾量多达35 亿吨，占生态地面近1 万平方公里。同时，由于矿石垃圾越堆越多，导致大量生态地面被占领，占总生态地面的百分之六十三。此外，矿山地区还经常出现地面塌陷、干裂，以及地下含水层干枯等现象。截至2020 年，我国因采矿而引起的地面塌陷有360 处，地面塌陷处有3200 个，塌陷面积多达两千三百多平方公里。因为采矿出现塌陷的城市多达60 个，严重塌陷的城市有50 个，仅在治理地面上就花费了8 亿元以上，而矿产资源带来的经济效益仅在6 亿元左右，因此，属于入不敷出的状态。

3.2 矿山开采的三废污染影响生态环境水质

除了上文中提到的地面环境的空间维度的影响外，开矿出现的“三废”，也就是矿种维度的影响则是影响较强的因素。开矿产生的“三废”如下图所示：

如图2 所示，矿区“三废”污染，即为：矿产资源开发的废水、废石、废渣。废石、废渣的堆放，会逐渐侵蚀土壤环境，进而对土壤含水层的水分受到损害，同时，金属矿产与非金属矿产会因为开采时出现大量的粉尘，造成矿井突水，土地沙化的现象，进而影响周围的水质环境。目前来看，矿产资源产出的废水中，含有酸性、碱性等无机物质，以及有毒成分、放射性物质、重金属等，随着废水排入到附近河流中，污染附近水质。据统计，我国矿区废液约7.2 亿吨左右，是国家工业废水的一半左右，并且处理率极低。水污染是对生态环境影响程度最强的因素，每年需要花费很多人力物力，并经过很多年才能恢复到原生态环境的一半水平。因此，水污染方面亟待改进。本文认为，造成水污染的主要因素为：煤矿、金属，以及非金属等酸性废水的排放，其中金属废水中，通常含有有毒有害物质，或COD、BOD 等难消解的化学污染等；放射性废水的排放，为了节省时间，通常不多加处理，直接排入水中，挥发的物质会引起大气污染，酸雨也是由此产生的。通常情况下，每吨有毒有害废水中会挥发一万公吨的有害气体，并产生Hg、Cr 等重金属污染物，矿区职工的健康也随之受到了影响。

图2 矿区“三废”

3.3 影响生态动植物环境

基于上文中提到的矿种维度的水污染影响，矿区生态环境中的动植物环境等时间维度也会随之受到影响。由于矿产资源中的重金属资源不易被动植物吸收，溶解能力较差，因此，在雨水的冲击下造成植被土地沙化及退化的现象，此类现象的发生更容易造成土壤盐碱化，严重威胁着矿区动植物的生命。本文了解到，自矿区开采以来，已经破坏的周围60 公顷的天然土壤环境，原有的山区属于自然保护区，是个天然大氧吧，随着矿山的发现，该区域的生态环境遭到严重破坏，原本的参天大树轰然倒塌，各种植被悄然枯萎，动物也都消失殆尽，现如今的矿区满目疮痍，甚至有些矿区形成了4-10 米的矿坑，再加上矿山废渣的堆放，影响了山区环境，改变植被的生活环境，造成不规律的生长，甚至在稀有植被地区，因为矿物的影响，导致稀有植物濒临灭绝，更有甚者出现植物变异等严重环境污染的现象，直接影响了矿区周围的生态环境物种多样性的发展。

近年来，随着矿产资源的开采能力提升，矿产开采混乱、利用率低，已经对生态环境造成了很大的影响，据统计2020 年，我国的矿产资源消耗量占总产量的百分之五十，而创造出的经济总产量仅在百分之四，与发达国家的经济水平相差甚远，甚至，因为生态环境遭到破坏，导致其他环境经济也逐渐下降，可谓是得不偿失。由于矿产资源的不可再生性，导致我国矿产资源后备明显不足。若再不注重能源的开发与利用率相平衡，矿产资源将会出现很大的缺口。

4 结语

经济的发展离不开矿产资源的开采，但是矿产资源是有限的，因此矿产资源的开采不能是毫无节制的。同时，矿山附近的生态环境，也是亟待改善的问题。本文就矿山开采背景的分析，研究其周围生态环境的现状，并提出时间、空间，以及矿种的三维模型，更为清晰地指出矿产资源的开采中对生态环境的影响因素。旨在为保护周围生态环境提供研究方向。