礦產(chǎn)資源是自然資源中的一種,指經(jīng)過(guò)地質(zhì)成礦作用形成的有用礦物或有用元素的含量達(dá)到具有工業(yè)利用價(jià)值的,呈固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)賦存于地殼內(nèi)的自然資源。礦產(chǎn)資源是人類社會(huì)發(fā)展過(guò)程中十分重要的物質(zhì)基礎(chǔ),為工業(yè)生產(chǎn)和日常生活提供原料。
由于大部分礦產(chǎn)資源的存在形態(tài)和地理分布等原因,使其不能直接被利用,需要在人類行為的參與下,如采掘、運(yùn)輸、提煉、加工等,才能服務(wù)于生產(chǎn)和生活。但是在資源的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,人類行為會(huì)對(duì)原有的環(huán)境產(chǎn)生干擾,導(dǎo)致環(huán)境要素發(fā)生變化,產(chǎn)生負(fù)面影響。
一、資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)環(huán)境的影響
1 對(duì)地形的影響
礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中對(duì)地形的影響主要是由采掘活動(dòng)引起的。采掘是很多資源利用過(guò)程中不可缺少的步驟,如礦石開(kāi)采、煤炭開(kāi)采等。根據(jù)礦產(chǎn)資源的存儲(chǔ)位置,采礦活動(dòng)可分為地下開(kāi)采和露天開(kāi)采。
地下開(kāi)采會(huì)引起地層的變形、裂縫甚至塌陷。將礦物從地下開(kāi)采出來(lái)之后形成了地下空間,導(dǎo)致礦區(qū)周圍的應(yīng)力分布發(fā)生變化,采空區(qū)上方的巖層發(fā)生變形、運(yùn)動(dòng)甚至被破壞。隨著地下采空區(qū)的面積越來(lái)越大,應(yīng)力變化超過(guò)了閾值,巖層就會(huì)產(chǎn)生塌陷,例如河北省開(kāi)灤礦區(qū)在2003年底的塌陷影響區(qū)域已經(jīng)達(dá)到197.3km2。地表塌陷最直接、最明顯的影響是使塌陷區(qū)上的建筑物變形甚至破壞,尤其是在塌陷區(qū)下沉不均勻時(shí)對(duì)建筑物危害更大。如果塌陷深度超過(guò)了地下水位,塌陷區(qū)被地下水浸滿,陸地變?yōu)檎訚?、湖泊,原?lái)的陸地生態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗h(huán)境生態(tài)系統(tǒng)或陸-水生態(tài)系統(tǒng)。
露天開(kāi)采是將礦體上覆地層和表土剝離后直接開(kāi)采礦物。露天開(kāi)采一般都要大規(guī)模挖損土地,在地表形成深坑,改變?cè)械牡匦?,例如撫順露天煤礦已經(jīng)形成一個(gè)長(zhǎng)11km,寬2.5km,深288m的采場(chǎng)深坑,破壞土地2700km2。地表挖損形成深坑之后,可能會(huì)產(chǎn)生季節(jié)性或常年積水。
2 對(duì)土壤的影響
土壤是覆蓋于陸地表面的疏松物質(zhì)層,具有肥力特征,能夠生長(zhǎng)綠色植物,是生態(tài)系統(tǒng)中最重要的要素之一。在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,對(duì)土壤的影響主要表現(xiàn)土壤侵蝕、土壤酸化和土壤污染等方面。
土壤侵蝕一般是指在風(fēng)和水的作用下,土壤或巖石物質(zhì)被磨損、剝蝕或溶解,并從地表脫離等一系列過(guò)程。在自然的狀態(tài)下,純粹由自然因素引起的地表侵蝕過(guò)程,速度是非常緩慢的,表現(xiàn)不顯著,和自然土壤形成過(guò)程處于平衡狀態(tài),但是在人為活動(dòng)的影響下,會(huì)打破這種平衡狀態(tài)。在礦物開(kāi)采過(guò)程中,會(huì)大面積的剝離、清理地面,搬運(yùn)土、石、礦渣堆積物,破壞地表植被,這些活動(dòng)都會(huì)加劇土壤侵蝕過(guò)程。劇烈的土壤侵蝕,將會(huì)導(dǎo)致土壤層變薄,土壤養(yǎng)分流失,甚至出現(xiàn)荒漠化現(xiàn)象,在生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱的地區(qū),尤為顯著。
土壤酸化是指酸性物質(zhì)使土壤變酸的過(guò)程。礦物開(kāi)采過(guò)程中,硫化礦床的開(kāi)采會(huì)導(dǎo)致土壤環(huán)境酸化;在礦物后期加工利用過(guò)程中如煤炭燃燒所產(chǎn)生的SO2等大量酸性氣體可以導(dǎo)致酸雨,在酸雨的作用下,土壤環(huán)境酸化。土壤酸化的不良效果有很多方面,主要是隨著pH值的降低,土壤對(duì)離子狀態(tài)的元素的吸附能力發(fā)生變化,如對(duì)鉀、鎂等養(yǎng)分離子的吸收減少,導(dǎo)致這些養(yǎng)分流失,降低土壤的生產(chǎn)能力。
土壤污染是指污染物在土壤中積累到一定程度,超過(guò)了土壤本身的自凈能力而引起的土壤惡化。礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用造成的土壤污染主要包括:礦物開(kāi)采加工過(guò)程中造成的汞、鎘、鉛等重金屬污染;石油化工工業(yè)造成的有機(jī)物污染;采礦過(guò)程中造成的固體廢物污染;核工業(yè)帶來(lái)的核污染。土壤污染的危害很大,對(duì)生長(zhǎng)于其上的植物產(chǎn)生污染和危害,使植物發(fā)生病變或死亡,重金屬、放射性污染物等會(huì)在植物體表或體內(nèi)殘留,通過(guò)食物鏈對(duì)動(dòng)物和人類產(chǎn)生危害,引發(fā)疾病。
3 對(duì)水環(huán)境的影響
由于礦物開(kāi)采過(guò)程中會(huì)引起地表塌陷,形成季節(jié)性積水區(qū)或常年積水區(qū),從而改變?cè)械牡乇韽搅鞣植?。同時(shí),為了保證開(kāi)采工作的安全和順利進(jìn)行,要將礦井中的水及時(shí)排出注入河流,增加河流的水量,增強(qiáng)了河流的侵蝕能力,將河道加深拓寬,也會(huì)改變地表徑流的形態(tài)。采礦活動(dòng)還會(huì)切斷地下蓄水層,蓄水層被切斷后,破壞了地下水的自然狀態(tài)及其在礦井工作面周圍的分布,形成水位下降的漏斗區(qū),并對(duì)礦區(qū)周圍的河流、湖泊、沼澤造成影響,甚至干涸。
除了影響地表水和地下水的分布意外,礦物開(kāi)發(fā)利用還會(huì)影響水質(zhì)。從礦井中排出的水所含的懸浮物、礦物成分、重金屬元素、有毒物質(zhì)等對(duì)礦區(qū)周圍的水體水質(zhì)產(chǎn)生影響。在礦物后期的加工過(guò)程中,產(chǎn)生的工業(yè)廢水排入河流,如果這些工業(yè)廢水未經(jīng)過(guò)處理或者處理不徹底,就會(huì)對(duì)造成河流、湖泊、沼澤造成污染,污染的程度和范圍取決于工業(yè)廢水中的污染物濃度和河流的水量。當(dāng)水體中污染物積累到一定程度的時(shí)候,水生生物群落將受到影響。在水循環(huán)和水體自凈的作用下,污染物擴(kuò)散的范圍越來(lái)越大,但是濃度越來(lái)越低,所以在距離礦區(qū)或者排污口越遠(yuǎn)的地方,水質(zhì)受到的影響就越小。
4 對(duì)大氣環(huán)境的影響
礦物資源開(kāi)發(fā)利用對(duì)大氣環(huán)境的影響主要是指空氣污染。在自然狀態(tài)下,大氣環(huán)境是由干潔空氣、水蒸氣、液體、雜質(zhì)(固體微粒)構(gòu)成的,其中干潔空氣的比例在大氣層的99.97%。礦物開(kāi)采過(guò)程中,產(chǎn)生大量的粉塵和礦渣,造成大氣污染;采礦過(guò)程所產(chǎn)生的固體廢棄物堆放于地表形成矸石山,有的矸石山含有較多的碳、硫物質(zhì),在氧化的作用下,釋放出大量的CO2,CO,H2S等有害氣體,造成大氣污染。大氣污染直接影響動(dòng)植物的生長(zhǎng)發(fā)育,影響人類的身體健康,引發(fā)疾病。
煤炭和石油在燃燒過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生大量的CO2等溫室氣體排入大氣層,使大氣層的保溫作用加強(qiáng),加劇溫室效應(yīng),改變生態(tài)環(huán)境;SO2等酸性氣體排入大氣層,也會(huì)引發(fā)酸雨,進(jìn)而對(duì)酸雨區(qū)的土壤和水體產(chǎn)生影響。
二、環(huán)保對(duì)策
由于礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的負(fù)面影響,采取一定的措施將環(huán)境損害降低到最低點(diǎn)是必要的,上世紀(jì)80年代末,聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署提出的“清潔生產(chǎn)”也被人們廣泛認(rèn)同。
1 樹(shù)立人與自然和諧發(fā)展的理念,提高環(huán)保意識(shí)
在礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,不能只為經(jīng)濟(jì)效益而忽略環(huán)境效益。需要廣泛開(kāi)展環(huán)保宣傳和教育,培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)。“預(yù)防為主、防治結(jié)合”的思想貫穿于礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用的全過(guò)程,才能實(shí)現(xiàn)綜合效益最大化,促進(jìn)礦業(yè)開(kāi)發(fā)和環(huán)境保護(hù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
例如在開(kāi)采過(guò)程中,對(duì)環(huán)境的影響很大,地表和地下空間受損嚴(yán)重。當(dāng)?shù)V區(qū)資源枯竭后,往往被廢棄,此時(shí)對(duì)礦區(qū)進(jìn)行生態(tài)補(bǔ)償是很有必要的,通過(guò)植樹(shù)造林和礦井回填等措施最大限度的恢復(fù)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境,將環(huán)境損傷降低。
2 改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)工藝,提高資源利用率
生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝是資源開(kāi)發(fā)利用過(guò)程必不可少的硬性條件,其好壞對(duì)生產(chǎn)過(guò)程有極大的影響。例如在選礦過(guò)程中,超細(xì)碎粗粒拋尾優(yōu)化的預(yù)選工藝,可以提高貧鐵礦的成產(chǎn)能力,節(jié)能較好,達(dá)到較高的效益;在地下采煤過(guò)程中,通過(guò)改革采空區(qū)頂板管理方式,變?nèi)靠迓浞樘畛涫交虬胩畛涫巾敯骞芾矸绞?,充分利用矸石填充采空區(qū)和廢棄巷道,既可以減少地表塌陷,又可以減少矸石的排放量。
隨著技術(shù)進(jìn)步,新設(shè)備與新工藝的開(kāi)發(fā)使用,是提高資源價(jià)值、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的必經(jīng)之路,同時(shí)也可以有效的降低環(huán)境污染,保持自然環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。
3 廢棄物回收利用與處理
礦產(chǎn)資源在采掘、加工、利用過(guò)程中,都會(huì)產(chǎn)生一些廢棄物。但并不是所有的廢棄物都沒(méi)有利用價(jià)值,例如煤礦開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的矸石,其中的可燃部分也可以作為燃料,還可以加工成為建筑材料,而高硫矸石則可以用來(lái)提取硫磺或制取硫酸原料。
還有一部分廢棄物需要向自然環(huán)境排放,如工業(yè)廢水和廢氣。在廢水和廢氣中通常還有較多的污染物,在排放之前需要進(jìn)行凈化處理,將有害物質(zhì)的濃度降到自然環(huán)境的自凈能力范圍內(nèi)之后再排放,使其對(duì)環(huán)境的損害降至最低。
廢棄物處理勢(shì)必會(huì)降低經(jīng)濟(jì)效益,但對(duì)環(huán)境的保護(hù)十分有利,自然環(huán)境的良性運(yùn)轉(zhuǎn),是自然資源持續(xù)開(kāi)發(fā)利用的前提,所以從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看,廢棄物處理是十分必要的。
4 探索新能源
新能源是在新技術(shù)基礎(chǔ)上加以開(kāi)發(fā)利用的可再生資源,例如太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、海洋能、氫能、酒精、甲醇等。這些新能源較常規(guī)能源而言,都具備可再生、污染小等優(yōu)點(diǎn),但也存在持續(xù)利用不穩(wěn)定、開(kāi)發(fā)成本高的問(wèn)題。常規(guī)能源開(kāi)發(fā)利用的不斷深入,其儲(chǔ)量會(huì)日益減少,開(kāi)采難度也越來(lái)越大,探索新能源,將在一定程度上緩解資源匱乏的壓力,并且減少對(duì)環(huán)境的污染,
目前對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)利于已經(jīng)取得了一定進(jìn)展,隨著科技的進(jìn)步,新能源利用的程度將進(jìn)一步提高,代替一部分常規(guī)能源。
三、結(jié)語(yǔ)
自然環(huán)境是人類社會(huì)賴以存在的基礎(chǔ),以破壞環(huán)境為代價(jià)換取的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是不可取的,當(dāng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞積累到一定程度時(shí),自然界的“報(bào)復(fù)”將反饋與人類,如水土流失、地質(zhì)災(zāi)害、大氣環(huán)境惡化、生態(tài)系統(tǒng)紊亂等等。在我們向自然索取時(shí),也必須采取措施對(duì)自然環(huán)境加以保護(hù),謀求人與自然的和諧與可持續(xù)發(fā)展。