四川地跨我国三大重点成矿区带,成矿地质条件优越,蕴藏了丰富的矿产资源.截至2005年底,已发现矿产132种,查明资源储量的共90个矿种、1801处矿区(不含石油、天然气和放射性矿产),有34种固体矿产的查明资源储量位居全国前五位。随着矿业的迅速发展,矿山环境问题越来越引起人们的注意.矿产资源开发造成矿山生态地质环境破坏及矿山地质灾害频发,严重影响了四川省经济的发展和长江上游生态环境的恢复,也对长江中下游地区的经济发展及人民生命财产安全构成严重的威胁。因此,对矿产资源开发引起的环境问题的类型、危害度和空间分异进行研究,具有十分重要的意义。
目前,对四川省矿产资源开发的地质环境问题特点及其环境影响的研究,大多是基于单个环境问题研究或现状评价,而系统地识别四川矿区主要环境问题,并对各类矿产开发对经济、社会、环境的危害度进行排序研究尚不多见。本研究主要从危险度的角度,揭示同种环境问题与各类矿种的关联性,以及各类矿产开发易诱发的主要环境问题及其区域分异特征,为四川生态环境整治与管理提供重要依据。
一、矿产开发环境问识别
通过对四川省各类典型矿区环境影响现状的调查,并参考国内相关研究,矿产开发主要涉及14种环境问题,大致可划归为以下三类:①资源破坏:包括土地占压、植被破坏、景观破坏、地下水资源破坏、土地沙化和水土流失;②地质灾害:包括滑坡、泥石流、地裂缝、塌陷和崩塌;③环境污染:包括水体污染、土壤污染、大气污染和固体废物污染(见表1)。
环境问题 |
开发矿种 |
土地占压
植被破坏
景观破坏
地下水资源破坏
土地沙化
水土流失
滑坡
泥石流
地裂缝
塌陷
崩塌
水体污染
土壤污染
大气污染
固度污染 |
煤矿、铅锌矿、金矿、芒硝矿、石灰石矿、水泥用泥岩矿、石棉矿、铜矿、锌矿等
石灰石矿、煤矿、饰面用石材矿等所有露天开采矿
各类矿山,尤其是靠近自然保护区、自然文化遗产和风景名胜区的矿区
煤矿、芒硝矿、磷矿、石膏矿、硫铁矿、石灰石矿、锌矿、萤石矿、锰矿、膨润土矿、铅矿
煤矿、铅锌矿、金矿、磷矿、石棉矿、铁矿、石灰石矿、建筑用砂岩矿等
铁矿、铜矿、金矿、钼矿、稀土矿、萤石矿、石灰石矿、滑石矿、饰面用石材矿等
铁矿、磷矿、石灰石矿、煤矿、铅锌矿、镍矿、锡矿等
铁矿、铅锌矿、金矿、磷矿、石灰石矿、水泥用泥岩矿、石棉矿、锌矿、煤矿、铜矿、花岗石矿等
煤矿、铜矿、磷矿、膨润土矿等
煤矿、磷矿等
石灰石矿、煤矿、磷矿、铜矿等
煤矿、芒硝矿、石膏矿、石棉矿、铁铅锌矿、岩盐矿页岩矿、铁矿、钼矿、萤石矿、饰面用石材矿
硫铁矿、磷矿等
铅锌矿、金矿、煤矿、磷矿、硫铁矿等
各类矿山
煤矿、石灰石矿、金矿、磷矿、石棉矿、铁矿、铅锌矿、镍矿、锡矿等 |
(二)数据处理及结果
目前,权重的计算广泛采取的方法,是层次分析法、De1Phi法、关联矩阵法等,本文应用层次分析法计算评价指标的权重,评价矩阵及权重见表2。
利用PATTERN法对各类矿产开发危害度进行评价,结果见表3。
(三)结果分析
各类矿产开发导致的矿区环境问题的危害度,如表4所示。
各类矿产开发导致的矿区环境问题的权重及其排序如下:土地占压(0.13)>水体污染(0.121)>水土流失(0.102)>地下水资源破坏(0.084)>景观破坏(0.075)>泥石流(0.073)>滑坡(0.07)>塌陷(0.062)>土壤污染(0.055)>土地沙化(0.044)>植被破坏(0.04)>崩塌(0.039)>地裂缝(0.037)>固废污染(0.035)>大气污染(0.034)。
评价指标 |
土地
占压 |
植被
破坏 |
景观
破坏 |
地下水资源破坏 |
地土
沙化 |
水土
流失 |
滑坡 |
泥石流 |
地裂缝 |
塌陷 |
崩塌 |
水体
污染 |
土壤
污染 |
大气
污染 |
固废
污染 |
土绝占压 |
1 |
3 |
2 |
2 |
3 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
1 |
2 |
2 |
3 |
植被破坏 |
1/3 |
1 |
1/3 |
1/2 |
1 |
1/3 |
1/2 |
1/2 |
1 |
1/2 |
1 |
1/3 |
1/2 |
3 |
2 |
景观破坏 |
1/2 |
3 |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
地下水资源破坏 |
1/2 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1/2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
1/2 |
2 |
2 |
2 |
土地沙化 |
1/3 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
1 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
2 |
1/2 |
2 |
1/3 |
1 |
2 |
1 |
水土流失 |
1/2 |
3 |
1 |
2 |
2 |
1 |
2 |
2 |
3 |
2 |
3 |
1/2 |
2 |
2 |
3 |
滑坡 |
1/2 |
2 |
1 |
1/2 |
2 |
1/2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1/2 |
2 |
2 |
2 |
泥石流 |
1/2 |
2 |
1 |
1/2 |
2 |
1/2 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
1/2 |
2 |
2 |
2 |
地裂缝 |
1/3 |
1 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
1/3 |
1/2 |
1/2 |
1 |
1/2 |
1 |
1/3 |
1/2 |
1 |
2 |
塌陷 |
1/3 |
2 |
1/2 |
1/2 |
2 |
1/2 |
1 |
1/2 |
2 |
1 |
2 |
1/2 |
2 |
2 |
2 |
崩塌 |
1/3 |
1 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
1/3 |
1/2 |
1/2 |
1 |
1/2 |
1 |
1/3 |
1/2 |
2 |
2 |
水体污染 |
1 |
3 |
1 |
2 |
3 |
2 |
2 |
2 |
3 |
2 |
3 |
1 |
2 |
2 |
3 |
土壤污染 |
1/2 |
2 |
1 |
1/2 |
1 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
2 |
1/2 |
2 |
1/2 |
1 |
2 |
2 |
大气污染 |
1/2 |
1/3 |
1 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
1 |
1 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
1 |
1/2 |
固度污染 |
1/3 |
1/2 |
1 |
1/2 |
1 |
1/3 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
1/2 |
1/3 |
1/2 |
2 |
1 |
权重 |
0.130 |
0.040 |
0.075 |
0.084 |
0.044 |
0.102 |
0.070 |
0.073 |
0.037 |
0.062 |
0.039 |
0.121 |
0.055 |
0.034 |
0.035 |
一致性检验 |
C.I.=0.035,R.I.=1.59,C.R.=C1./R.I.=0.022<0.1 |
评价指标 |
土地
占压 |
植被
破坏 |
景观
破坏 |
地下水资源破坏 |
地土
沙化 |
水土
流失 |
滑坡 |
泥石流 |
地裂缝 |
塌陷 |
崩塌 |
水体
污染 |
土壤
污染 |
大气
污染 |
固废
污染 |
目标/权宜 |
0.130 |
0.040 |
0.075 |
0.084 |
0.044 |
0.102 |
0.070 |
0.073 |
0.037 |
0.062 |
0.039 |
0.121 |
0.055 |
0.034 |
0.035 |
能源矿产 |
0.20 |
0.25 |
0.20 |
0.20 |
0.25 |
0.25 |
0.26 |
0.18 |
0.25 |
0.25 |
0.26 |
0.20 |
0.20 |
0.30 |
0.25 |
黑色金属 |
0.20 |
0.14 |
0.18 |
0.15 |
0.14 |
0.14 |
0.25 |
0.18 |
0.25 |
0.25 |
0.25 |
0.16 |
0.20 |
0.10 |
0.16 |
有色金属 |
0.18 |
0.14 |
0.16 |
0.15 |
0.12 |
0.14 |
0.25 |
0.18 |
0.20 |
0.20 |
0.25 |
0.19 |
0.20 |
0.10 |
0.15 |
化工原料 |
0.18 |
0.14 |
0.16 |
0.15 |
0.12 |
0.14 |
0.12 |
0.16 |
0.10 |
0.10 |
0.12 |
0.19 |
0.14 |
0.20 |
0.16 |
建筑材料 |
0.16 |
0.25 |
0.20 |
0.10 |
0.12 |
0.25 |
0.12 |
0.30 |
0.10 |
0.10 |
0.12 |
0.18 |
0.13 |
0.20 |
0.18 |
地下水矿产 |
0.130 |
0.040 |
0.075 |
0.084 |
0.044 |
0.102 |
0.070 |
0.073 |
0.037 |
0.062 |
0.039 |
0.121 |
0.055 |
0.034 |
0.035 |
合计 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
1.0 |
目标/类型 |
资源玻坏 |
地质灾害 |
环境污染 |
危险度 |
能源矿产 |
0.104 |
0.066 |
0.054 |
0.224 |
黑色金属 |
0.078 |
0.065 |
0.039 |
0.182 |
有色金属 |
0.073 |
0.060 |
0.043 |
0.176 |
化工原料 |
0.073 |
0.035 |
0.043 |
0.151 |
建筑材料 |
0.085 |
0.045 |
0.042 |
0.172 |
地下水矿产 |
0.061 |
0.010 |
0.024 |
0.095 |
能源矿产(0.224)>黑色金属矿产(0.182)>有色金属矿产(0.176)>建筑材料矿产(0.172)>化工原料矿产(0.151)>地下水矿产(0.095)。
由表4可知,能源矿产和黑色金属矿产危害度最大,有色金属矿产和建筑材料矿产次之。各种类型的矿产资源开发所引发的环境问题类型,既有一致性也有差异性。共同点在于各类矿产资源开发均以资源破坏为主;差异性体现在能源矿产、黑色金属矿产、有色金属矿产、建筑材料矿产的地质灾害危害度大于环境污染危害度,而化工原料矿产和地下水矿产环境污染危害度大于地质灾害危害度。
评价结果,对于矿山环境保护规划,恢复治理规划和规划环境影响评价具有重要的意义。一方面,危害度评价结果揭示了各类矿产开发导致的主要环境问题及其危害度;另一方面,对于同一类环境问题而言,明确了它主要是由哪几类矿产开发引起的,为四川生态环境整治与管理提供了重要依据。
三、矿区环境区域分异特征
四川的地质构造、地貌类型、自然地理地带和类型极其复杂,并呈现明显的区域分异。根据四川各类矿区的分布特点,结合本文危害度评价结果,可以将四川省矿山环境问题划分为成都地区、川南地区、攀西地区、川东北地区和川西北地区五种类型区。
(一)成都地区
包括成都市及其周边的德阳、绵阳、眉山、资阳5市,这里人口稠密,是重要农业区,又是红色岩层出露区、水源缺乏区,是四川经济最发达的地区。其特点是气候湿润、风速小、湿度大、阴天多、大气扩散能力弱。区内矿产开发对经济、社会、环境危害度较大的矿区,有什邡绵竹的磷矿、成都平原的芒硝矿、江油的水泥和玻璃原料矿产等,主要表现是对矿区地理环境的破坏,引发崩塌、地裂缝等地质灾害、水土流失、占用耕地及污染土壤等。
(二)川南地区
包括自贡、宜宾、沪州、内江、乐山5市,地貌类型为喀斯特型,这类特殊地貌类型区生态系统十分脆弱、严重缺水、土壤贫瘠、地表石漠化、人口稠密、耕地严重不足,是贫困集中区。区内矿产开发危害度较大的矿区,有芙蓉山中高硫煤炭、威西岩盐矿、马边磷矿、硫铁矿等。区内矿产开发历史悠久,易导致水土流失、占用土地与污染土壤、地表水、地下水;煤炭、硫铁矿等的开采易造成严重大气污染,破坏景观,对附近旅游业发展造成不利影响。
(三)攀西地区
包括攀枝花市、凉山州、雅安市,是矿产资源的“聚宝盆”,是四川盆地重要生态屏障、自然地理界线、生物多样性较丰富的区域。区内采矿活动类型较多,环境破坏污染问题较为严重,危害度较大的矿区有:白马红格钒钛磁铁矿、会东的铅锌矿和普通铁矿、会理的铜矿和铁矿、大陆槽稀土矿、锅巴崖大理石矿、石棉县的石棉矿等。矿产开发易 引发滑坡、泥石流、水土流失、生物多样性丧失、 矿业“三废”排放增加、土地占用与土壤污染等重 大环境影响,是矿产开发环境敏感区。
(四)川东北地区
包括南充、遂宁、达州、广安、巴中、广元6市,区内矿产资源主要集中在大巴山-华蓥山一带,炼焦煤、水泥原料、陶瓷原料、砂金等矿产具有相对优势。危害度较大的矿区有华蓥山中高硫煤炭等。矿产开发易造成四大环境问题:大气污染加剧,如二氧化硫、二氧化碳、碳氮化合物等的污染;尾矿排放引发水污染;固废堆放占用土地与土壤污染;对地表植被的破坏引发水土流失。
(五)川西北地区
包括甘孜、阿坝2个州,是我国重要的水源区、草原区、牧业发展区、高寒区,又是高原湖泊、湿地集中分布区。危害度较大的矿区有:泸定荣经花岗石和大理石矿、虎牙铁锰矿、松播金矿等开采区。矿产开发易造成对地表的破坏,引发和加剧地质灾害;固废堆放占用土地,对高山湖泊的污染,引起湿地的退化、干化。
四、结论
四川省矿产资源开发面临着一个十分复杂的地质背景、自然环境背景。一方面,生态环境背景的多样性,为矿产资源开发提供了多维的空间和多种选择的余地;另一方面,脆弱的生态与环境背景和建设长江上游生态屏障的重任,又对矿产资源开发设置了更高的环境保护门槛。通过对四川省矿区环境问题的权重和各种矿产资源开发对经济、社会、环境危害度排序分析,当前矿区主要环境问题为土地占压、水体污染、水土流失;其次为地下水资源破坏、景观破坏、泥石流、滑坡;再次为塌陷、士壤污染、土地沙化、植被破坏、崩塌、地裂缝、固废污染、大气污染。各种矿产资源开发对经济、社会、环境危害度由高到低排序为:能源矿产>黑色金属>有色金属>建筑材料>化工原料>地下水矿产。这一评价结果,可为四川生态环境整治与管理提供重要依据。