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矿山生态环境质量评价指标体系初探
矿山生态环境质量评价指标体系初探
第2O卷第8期
2011年8月
中国矿业
CHINAMININGMAGAZINE
VoL2O.No.8
Aug.201l
矿山生态环境质量评价指标体系初探
邹长新,沈渭寿,刘发民.
(1.环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京210042;2.南京林业大学,江苏南京210037;
3.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃兰州730000)
摘要:
由于近年来矿产资源的高强度开发,我国矿山生态破坏和环境污染问题日益严重,矿山生
态环境恢复治理及矿山环境管理亟待加强.作为矿山环境管理的重要内容,矿山生态环境质量评价,是
衡量矿山生态保护与恢复治理成效的一项基本工作.本文通过对基本原则,理论基础,具体评价指标分
析等方面的研究,初步建立了矿山生态环境质量评价指标体系,为矿山环境管理提供依据.
关键词:
矿山;生态环境质量;指标体系
中图分类号:
X37文献标识码:
A文章编号:
1004—4051(2011)08—0056—04
Preliminaryresearchonevaluationindexsystemofmineecologicalenvironmentquality
ZOUChang—xin一,SHENWei—shou,LIUFa—min.
(1.NanjingInstituteofEnvironmentalScience,MinistryofEnvironmentalProtection,Nanjing210042,China;
2.NanjingUniversityofForestry,Nanjing210037,China;3.ColdandAridRegionsEnvironmentalandEngineering
ResearchInstitute,ChineseAcademyofSciences,Lanzhou730000,China)
近年来,我国矿产资源的开发力度在不断加
强,而矿山环境保护与恢复治理的力度却没有跟
上,矿山环境污染和生态破坏越来越严重,已成
为影响我国经济和社会发展的重要因素.我国国
民经济正处于快速,持续,健康发展的阶段,对
矿产资源的需求持持续增加,加强矿山环境的保
护管理刻不容缓.如不及时采取有效的措施,矿
山环境的破坏与污染程度,势必将进一步加剧,
后果极为严重.然而,矿山环境管理一直是我国
环境管理中的一个薄弱环节,起步比较晚.矿山
生态环境存在多头管理的局面,统一监管的机制
收稿日期:
2011—03—05
基金项目:
环保公益性行业科研专项项目资助(编号:
200909061)
作者简介:
邹长新(1977一),男,辽宁朝阳人,助理研究员,在
读博士生,主要从事矿山生态保护与环境管理研究.
和体制尚未建立,矿山生态监测与生态状况评价
能力较弱,缺乏相应的评价规范和技术标准等依
据.矿山生态环境质量评价,是矿山环境管理的
一
项重要工作,是衡量矿山生态环境保护与恢复
治理成效的主要依据.因此,构建综合反映矿山
生态环境质量的评价指标体系,是加强矿山环境
管理的基础和条件.
1我国矿山生态环境面临的形势
我国矿产资源开发与利用范围广,面积大,
资源开采条件有限,特别是大多数技术水平低下,
对生态环境的影响十分巨大.据不完全统计,我
国现有的国营矿山企业8000多个,个体矿山企业
达到23万多个.如此大规模的矿山开采,对土地
和环境的破坏是相当惊人的.在这些矿山中,大
多数矿山企业技术和生产设备落后,特别是个体
~
一
~一一~一一一一一~~一一一一一一
舢一一一一~一一一~一~一一一一一一一~一
第8期邹长新,等:
矿山生态环境质量评价指标体系初探57
矿山企业,重自身经济利益,轻生态环境保护与
治理,造成了严重的矿山生态环境问题.主要表
现为:
大气,水环境,土壤环境,噪声,固体废
弃物污染;地表开挖,压占,毁损,造成土地资
源破坏与地表景观改变;破坏地表植被,加剧水
土流失;破坏和改变野生动植物栖息环境,使生
物多样性面临威胁;井下开采造成矿井水外排,
破坏地下水系;地表发生沉降,塌陷,崩塌甚至
滑坡,泥石流等次生地质灾害.
据国土资源部门I1统计,截至2007年底,全
国矿业开发占用和损毁土地约166万hm,其中尾
矿堆放占地约9l万hm.,露天采坑占地约52万
hm,采矿塌陷占地约20万hm..发生采矿塌陷
灾害的矿业城市有30多个,每年因采矿地面塌陷
造成的损失达4亿元以上l2].我国人均耕地只有
0.09hm,不足世界的i/z,矿山开采对土地的破
坏,使本已稀缺的土地资源呈加速减少的趋势.
全国工业固体废弃物最多的为煤矸石,全国历年
累计工业固体废弃物约6O亿t,其中煤矸石约12
亿t,每年全国工业固体废弃物排放约5亿~6亿
t,其中煤矸石有1亿多t.现有800多座矸石山占
地约6000hm.,造成矸石山大量占地的局面_3].
采矿活动每年产生的废水,废液数量约61.9亿t,
年排放量约48.6亿t,仅煤矿开采累计排放矿井
水约800亿t,矿井水利用率仅为44.
2矿山生态环境质量评价指标体系的理论框架
2.1矿山生态环境评价研究进展
目前,我国关于矿山生态环境评价的研究较
多,主要包括矿山环境质量与环境污染评价,矿
山生态要素与环境影响评价,矿山地质环境评价
等等.以往开展的矿山生态环境评价研究,
具有以下特点:
①多采用建立评价指标体系后结
合评价模型进行评价,评价指标多体现某一矿山
类型或某一区域范围,缺乏普适性和代表性;②
当前的研究成果主要集中于对环境要素的评价,
缺乏对矿山生态环境的综合性评价技术与方法;
③由于目前绝大多数矿山尚未建立生态环境监测
体系,且矿山生态环境评价缺乏相关的标准,甚
至单要素或单个指标的评价无据可依,导致基础
数据不足,研究深度不够.
2.2矿山环境管理
由于矿山生态环境问题复杂多样,矿山环境
管理也涉及到多个管理部门,广义的矿山环境管
理的内容,包括环境影响评价,环境污染防治,
废弃资源利用,生态保护与恢复,土地复垦,水
土流失防治,地质环境保护与恢复等[1引.因此,
矿山生态环境质量评价,除了考虑环境质量,还
应包括矿山生态环境中各要素的评价,这样才能
实现对矿山环境的综合管理.矿山生态环境质量
评价,应针对主要矿山生态环境问题,选取具典
型意义的生态环境要素,组建矿山生态环境质量
评价指标体系基本框架(图1),主要包括生态要
素和环境要素两个部分.生态要素包括地表景观,
植被覆盖,生物多样性,地质灾害和生态恢复等,
环境要素包括大气环境,水环境,土壤环境,固
废处理和声环境.
2.3层次分析法
层次分析法(AHP)是构建指标体系的最常
用方法之一.层次分析法运用系统分析思想,把
复杂的问题分成若干联系的,有序的层次,对每
一
层次的相关元素进行比较分析.根据矿山生态
环境的主要问题分类,将指标体系分为目标层,
要素层和指标层三个层次.
1)目标层(A):
即矿山生态环境质量评价的
总体目标,评价矿山生态环境质量优劣程度,是
指标体系的最高层次.
2)要素层(B):
指标体系的中间层次,评价
矿山生态环境质量的两个要素,即生态质量要素
和环境质量要素,每一要素又包括若干具体指标.
3)指标层(C):
指标体系的最基本层次,包
括矿山生态环境质量评价的所有具体指标,这些
指标是反映矿山生态环境质量的直接可度量因子.
图1矿山生态环境质量评价指标体系基本框架
3矿山生态环境质量评价指标体系构建的原则
3.1科学性原则
全面客观地反映矿产资源开发造成的生态环
境影响和矿区生态系统的科学内涵和基本特征.
各项指标含义明确,计算方法规范,功能相对
独立.
3.2可比性原则
包括三层含义,一是区域可比,即指标体系
58中国矿业第2O卷
能综合反映全国或同一区域矿区生态环境质量特
征;二是不同矿山类型可比,即各指标能够反映
不同矿种,不同开采方式生态环境评价的共性;
三是指标之间的可比,即通过归一化处理,使不
同量级的评价指标处于规定数值范围内.
3.3动态性原则
指标体系在考虑区域差异的同时,还应考虑
矿产资源开发过程中的生态环境影响及生态环境
状况的动态变化,以此反映出不同时期矿山生态
环境质量的好坏,便于对矿产资源开发生态环境
管理实行动态管理.
3.4可操作性原则
指标体系中的指标,一定要具有可测性和可
比较性.评价指标尽量简化,减少一些对评价结
果影响甚微的指标,所设计指标数据方便采集,
容易获取和整理,最好利用现有的统计资料.
4矿山生态环境质量评价指标
根据矿山生态环境质量评价指标体系的理论
框架,将评价指标体系分为生态质量指标和环境
质量指标两大类三个层次(表1).依据指标体系
构建原则,遴选矿山生态环境质量评价指标包括:
土地毁损度,地下水系破坏度,植被覆盖度,次
生地质灾害破坏度,生态恢复治理率,大气环境
质量指数,水环境质量指数,固废处理指数,土
壤环境质量指数,声环境质量指数.
表1矿山生态环境质量评价指标体系
4.1生态要素指标
4.1.1土地毁损度
是指矿山各类土地毁损面积占矿山总面积的
比例.土地毁损面积包括矿山开采过程中,开挖,
压占,毁损的土地面积等,反映了矿产开采造成
的土地资源破坏,地表景观的改变以及随之引起
的土地利用方式与格局的变化情况.
4.1.2植被覆盖度
是指矿山各类植被面积占矿山总面积的比例.
矿山绿色植物的主要生态服务功能包括:
通过光
合作用调节矿区空气中的氧和二氧化碳含量;具
有保护土壤,防止水土流失的作用;可以改善矿
区小气候;能降低矿区空气中某些有害污染物的
浓度;具有明显的减尘效应;具有明显的消,隔
噪声效应.因此,植被覆盖度能够正面表征矿山
生态质量状况,矿区植被覆盖度越高,生态质量
状况越好.
4.1.3生物丰度
该项指标可参照《生态环境状况评价技术规
范(试行)》(HJ/T192—2005)中的定义和计算
方法.矿山生物丰度指通过单位面积上不同生态
系统类型在生物物种数量上的差异,间接地反映
矿山区域内生物多样性的丰贫程度.该项指标可
通过遥感解译实现.
4.1.4次生地质灾害破坏度
是指矿山发生的各类次生地质灾害面积占矿
山总面积的比例.次生地质灾害包括滑坡,崩塌,
泥石流,地面沉降,塌陷,地裂缝及矿震等.矿
山开采中,受重力和其他外力作用的情况下,可
能发生崩塌,滑坡和地表塌陷;废土,废石的不
规范堆放,可能在雨季诱发泥石流.这些次生地
质灾害,能够改变地表景观,破坏水土资源,加
重水土流失,甚至造成财产损失和人员伤亡.
4.1.5生态恢复治理率
是指矿山进行生态恢复与治理的面积占矿山
总面积的比例.矿山生态恢复与治理,是矿山生
态环境质量动态变化的重要因素,反映了矿山企
业对已造成的生态破坏进行修复的实施进度和成
效,一般包括露天采空区恢复,井下回填,排土
场恢复,尾矿场恢复,塌陷区治理,临时道路,
料场等地表景观恢复等.
4.2环境要素指标
4.2.1大气环境质量指数
以矿区主要大气污染物浓度表征矿山空气环
境质量,例如煤炭矿山的大气污染以煤烟型污染
为主要特征,这种类型的污染物主要是二氧化硫,
氮氧化物,一氧化碳,总悬浮颗粒物,可吸入颗
粒物等.采用多因子赋分法计算大气环境质量指
数,计算公式如下:
n
J===(>:
厂(z))/n
i=1
其中,.为矿山大气环境质量指数,i一1,2,
……;f(z)为第类大气污染物的日均浓度值
对应的环境质量指数赋值(表2),大气质量等级
第8期邹长新,等:
矿山生态环境质量评价指标体系初探
为《环境空气质量标准(GB3095—1996)》中规
定的一级,二级和三级标准.
表2大气环境质量指数赋值
些堕里竺塑二墨三丝三丝王三堡
赋分10.70.50.1
4.2.2水环境质量指数
矿山的废水主要包括矿井水,矿区工业用水,
选矿水,尾矿水等.关于地下水环境质量评价,
由于目前已经制定的《地下水环境质量标准》和
《地下水环境监测技术规范》都不适用于矿井水,
且矿山开采对地下水的影响主要为地下水系的破
坏.因此,矿山水环境质量评价,暂不考虑地下
水环境质量.
由于《地表水环境质量标准》中规定的水质
参数和水质类别较多,选取评价矿山地表水特征
污染物,采用多因子赋分法(同大气环境质量)
计算水环境质量指数,计算公式如下:
n
一
(>f(z))/
i=1
其中,_『为矿山水环境质量指数,i一1,2,
……;f(z)为第i类水污染物浓度值对应的环
境质量指数赋值(表3).
表3矿山地表水环境质量指数取值
地表水环境质量等级I类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类V类劣V类
赋分1.00.80.60.30.10
4.2.3固废处理指数
是指矿山固体废弃物处理量和综合利用量占
固体废弃物总量的比例,表征矿山固体废物综合
利用及处理水平.矿山生产过程中产生的固体废
弃物,包括排岩土,建筑废料,锅炉灰渣,煤矸
石等.矿山固废单项污染指数和最大单项污染指数.内梅罗指数
对应的土壤环境质量指数取值见表4.
表4土壤内梅罗污染指数评价标准
4.2.5声环境质量指数
矿山企业一般远离城区,噪声污染较其他污
染程度较轻.矿山机械噪声和交通噪声是矿山声
环境污染的主要原因.其中,工业场地强噪声源
最为集中,声学环境也很复杂,声源的辐射噪声
对环境的污染比较严重;矿山生产服务的各种辅
助企业的设备噪声源辐射的生产噪声,以及生产
运输机动车辆对所在地附近的局部产生一定程度
的影响或污染.
声环境质量指数由矿山企业声环境测点的达
标比例来表示.分别在矿山的居住区,办公区,
生产区和运输区四类功能区布设监测点,噪声标
准值执行《城市区域环境噪声标准》(GB3096—
93)1,2,3,4类标准(表5).
表5矿山各类功能区噪声标准值等效声级LAeq:
dB
5结论与讨论
矿山生态环境形势日益严峻,矿山环境管理
水平亟待提升.开展矿山生态环境评价,是矿山
环境管理的重要内容,既能衡量矿山生态环境质
量的总体状况,也能反映矿山生态恢复与环境污
染治理成效,是对矿产资源开发实行全过程监管
的有效手段.
本文针对我国矿山生态环境存在的普遍问题,
初步探讨了矿山生态环境评价指标体系的构建.
然而,由于开采区域,开采方式,矿产类型,矿
山技术经济条件等方面的差异,矿产资源开发造
成的生态破坏和环境污染问题复杂多样.当前,
矿山生态环境监测水平低,基础数据缺失严重.
因此,对于某一地区或某一类矿山的生态环境评
价指标体系,可在突出主要生态环境问题的基础
上,结合矿山实际情况制定更为具体的评价体系
和评价指标.1
(下转第68页)
68中国矿业第2O卷
钼矿化的蓝色磷灰石一钾长石脉,切穿了早期的石
英辉钼矿脉,且随时间推移变成以钾长石为主的
模式取代以磷灰石为主的模式,同时伴随再次矿
化在脉外缘出现微量辉钼矿.钾长石一绿泥石一石英
黄铁矿脉的出现则显示整个成矿过程的结束.
5结论
东沟斑岩钼矿容矿岩石为中生代花岗斑岩及
中元古代熊耳群安山岩,与成矿有关的是中生代
的东沟花岗斑岩.东沟斑岩钼矿形成于(16.5±
1.7)~(115.5±1.7)Ma,相关联的东沟花岗斑
岩年龄(115±2)Ma,两者大致一致,表明成岩,
成矿大概同时发生.位于东沟花岗斑岩体西南部
10km左右的太山庙花岗岩基与东沟花岗斑岩体岩
石学及地球化学特征相似且成岩年龄基本趋于一
致,由此可以推出东沟花岗斑岩可能为太山庙岩
体的分支或岩浆晚期结晶分异的产物.与成矿有
关的是燕山期花岗斑岩侵入产生的热液蚀变(有
硅化,钾化,萤石化,绿泥石化,碳酸盐化等).
硅化,钾化与钼矿化关系密切.东沟斑岩钼矿的
成矿过程,主要分为三个阶段:
成矿早期,主要
成矿期及成矿晚期.其中,主要成矿期有两阶段
组成,且由磷灰石富集脉分隔.?
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