金属、非金属矿山对生态环境污染防治实践与应用
摘要：矿产资源是国家的重要能源之一，矿产资源的开发利用促进了我国经济增长，但也可能引发生态环境污染等一系列问题。本文针对金属、非金属矿山（含尾矿库）的污染状况进行分析，并在实践的操作中，控制在合理的范围内，并提高资源综合利用率，更好维护我国生态环境。
关键词：矿山；污染防治；合理利用
中圖分类号：X751 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0199-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.118
Abstract： mineral resources are one of the most important sources of energy in a country. The exploitation and utilization of mineral resources have promoted the economic growth of our country， but it may cause serious pollution to the ecological environment. This paper analyzes the current pollution status of metal non-metallic mines （including tailings）， and in practice， control in a reasonable range， and improve the comprehensive utilization of resources to better maintain the ecological environment in China.
Key words： Mine； pollution prevention and control； Rational utilization
据不完全统计，我国金属、非金属矿山（含尾矿库）将近10万座（以下均统称为“矿山”），云南省从20世纪起就已经开始进行对矿产进行开发，尤其是金属、非金属开采历史悠久。在矿山开采过程中，为了减少矿渣或是尾矿水对环境产生的污染，企业必须建设符合安全要求标准的尾矿库、排土场，然而，尾矿库、排土场的存在对周围环境可能造成较大影响。由于现阶段矿山开采规模较大，加之国家、地方对生态环境的要求越加严格，有必要对矿山的污染防治进行探讨。
1 我国矿山环境污染现状
从我国目前技术水平来看，生产有色金属1吨，则排放废弃物将伴随着上约百吨的废弃物。云南省有着“有色金属王国”的美誉，其矿产资源非常丰富，主要以铁矿、铅锌矿、铜矿、钛矿和锡矿为主，覆盖云南省16个州市。伴随着地方经济发展的同时，矿山环境污染问题也随之加剧。矿山所产生的污染主要有两个重要因素，一是重金属，二是固体废弃物。矿山的重金属以及含有重金属元素的化合物，主要来源于井下的废水、冶炼时的废水；还有部分有害重金属来自于矿业废弃地。重金属含量最高的就是尾矿库，尤其是尾矿库在露天的环境下，随着因天气的变化，比如酸雨、刮风都会扩大环境污染的范围。化学药剂主要是在选矿的进程中，所使用化学药剂的残留物，比如氰化物就带有剧毒。开采中使用的黄药、黑药、酚类化合物与水相结合会产生一种难闻、有害的气体。还有部分药剂存在尾矿水中，随着尾矿水的排放，对周围的环境造成影响。2012年，云南省成立重金属控制中心，目的是为云南省重金属污染防治提供坚实的科学基础和技术支撑。固体废弃物主要指的是矿山开采产生的废石、选矿产生的尾渣等等。矿山固体废物对环境的污染，首先表现在废石尾矿扬起的粉尘，会造成粉尘污染，导致矿区以及周边空气中的粉尘含量严重超标；其次，含硫废石堆与空气中氧气充分接触，一旦遇到高温天气，可能会导致自热和自燃，从而产生大量有毒有害气体，污染矿区及周围大气环境，这都使得矿区的大气污染相当严重[1-2]。
2 矿山环境污染的危害
2.1 破坏土壤结构
对土壤的破坏是由于重金属元素或是含有重金属元素的化合物，在各种物理、化学作用下进入土壤，使得土壤的生态功能受到破坏。矿山开采还会释放许多具有放射性的元素，当土壤受到重金属的侵蚀时，土壤的生物特性受到影响，内含有的微生物量和活性细菌数减少，细菌多样性的减少，造成土壤生态结构和功能的处于不稳定的状态，甚至造成微生物死亡，土壤变硬。尤其是如重金属污染在其已经产生可见的危害时才被发现，会使农作物受到影响或人的健康受到影响。此外，重金属污染还具有累积性，不容易被稀释，对其进行降解也是极为困难的。2.2 大气污染
矿山开采对大气污染的尘源包括钻孔、爆破、铲装、运输以及选厂、废石场和尾矿库。爆破、边坡扬尘、运输道路扬尘和汽车等柴油设备也是矿山废气来源。干堆尾矿库也是矿山较为明显的尘源。目前，大部分的尾矿库是露天的，由于选矿所产生的固体废弃物都堆存在尾矿库，尾渣粒径均为-200目及以下，随着水分的蒸发，一旦起风，大量的微颗粒尾渣将扩散到大气中，产生粉尘污染。相关资料显示，从尾矿产生的粉尘，空气中的粉尘含量超标最高达到14倍，最终导致矿区及周边环境受到影响。另外如果在高温的情况下，就会因温度过高，导致自热和自燃，此时会伴随着大量的有毒有害气体，比如氢氰酸、砷化氢等等，污染矿区及周围大气环境，危害矿区植物和附近农作物的生长。曾经某尾矿库因大风刮起尾矿沙尘暴，有人员还因此受到伤害。
2.3 水体污染严重
水体污染因的实质是其成分中含有氰化物、重金属或重金属离子的化合物等有毒有害物质，使其产生二次污染。尤其是在雨季，大量的伴有污染物的雨水，流入附近的农田、河流，导致大量动植物死亡，良田严重砂化，河流中的泥沙含量增加，当增加到一定量的时候，河流堵塞，河床升高。除此之外，已经被污染的水可能流入下游江河、饮用水水源等，导致江河水、饮用水不合格，严重影响下游居民的健康与生活，甚至会危害到人的生命安全。由此可见，矿业污染的危害间接影响到周围居民的生活状态。
2.4 矿山环境污染防治策略
由于矿山污染主要为重金属的污染，而重金属污染的顽抗性明显，无法彻底清除，所以对于矿山污染的防治策略重在“预防”，而“治理”仅仅是辅助，具体可以从以下几个方面进行防治。
2.4.1 改善土壤基质
目前改善土壤基质的方法有物理方法、化学方法、生物方法、农业方法。物理方法由于不改变重金属元素的结构，所以较为局限，比如加热的方法主要是用来处理汞（Hg）污染。化学方法的本质是利用化学药剂（石膏、石灰、钙镁磷肥、钝化剂）使土壤中的重金属转化为难溶性物质，降低迁移性，不容易进入植物体内，化学方法针对轻中度污染较为适用，效果较好。农业方法是较为经济方便的，在重金属污染土壤中种植不进入食物链的植物，化肥选择能降低土壤重金属污染，从而改变土壤水分、养分、pH值等等，达到减轻其危害的目的。比如汞在淹水状态下对土壤的污染会增强，所以这样的土地不适宜种稻这类农作物。生物方法较为复杂，技术性较高，运用现代生物技术，涉及到萃取技术、修复技术、植物挥发技术等等。
2.4.2 善于废物利用
通过回收利用尾矿库的废弃物，可以降低尾矿库的存储，降低固体污染物的含量。比如利用尾矿作为建筑材料、制作肥料、提取其中有价值的金属物质。尾矿物中含有大量的有色金属以及稀有金属，尾矿再选既可以提高废物利用率，还能促进企业的经济效益；此外，尾矿中还存在着大量适应植物生长的微量元素，可以将其转换为改善土壤的肥料；尾矿作为建筑材料是一种新型的研究，比如尾矿所含有的高钙镁有70%左右，其产生的饰面玻璃性能强于大理石[3]。
3 结束语
矿业作为我国国民经济支柱的重要产业，在追求经济发展的同时，还要注重其所产生的污染物（尾渣、粉尘、生产废水），污染物中所其含的有毒有害物质会对周围环境及居民正常的生活造成一定的影响。为实现可持续发展，矿山企业应该不断地对采矿工艺进行研究，因地制宜攻克矿山开采过程固体废物源头控制技术，促进中国矿业污染整体得到控制，使经济效益与社会环境和谐发展[4]。
参考文献
[1]岳有来.制定尾矿库污染控制标准规范尾矿库环境管理[J].环境保护，2015，（5）：34-36.
[2]金灵灵.我国矿山环境问题及法制建设探讨：以尾矿和采矿废石为例[J].中国矿业，2011，（20）：134-135.
[3]姜丽新，徐秀茹.尾矿库对周边环境的影响及废弃地再利用[J].辽宁工程技术大学学报，2011，（30）：23-25.
[4]胡明忠，王小雨.吉林省礦山生态环境防治对策研究[J].环境科学与管理，2006，（03）：10.
收稿日期：2018-04-03
作者简介：程娟（1987-），女，大学本科，助理工程师，研究方向为矿山环保管理。
关键词：矿山；污染防治；合理利用
中圖分类号：X751 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）05-0199-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.118
Abstract： mineral resources are one of the most important sources of energy in a country. The exploitation and utilization of mineral resources have promoted the economic growth of our country， but it may cause serious pollution to the ecological environment. This paper analyzes the current pollution status of metal non-metallic mines （including tailings）， and in practice， control in a reasonable range， and improve the comprehensive utilization of resources to better maintain the ecological environment in China.
Key words： Mine； pollution prevention and control； Rational utilization
据不完全统计，我国金属、非金属矿山（含尾矿库）将近10万座（以下均统称为“矿山”），云南省从20世纪起就已经开始进行对矿产进行开发，尤其是金属、非金属开采历史悠久。在矿山开采过程中，为了减少矿渣或是尾矿水对环境产生的污染，企业必须建设符合安全要求标准的尾矿库、排土场，然而，尾矿库、排土场的存在对周围环境可能造成较大影响。由于现阶段矿山开采规模较大，加之国家、地方对生态环境的要求越加严格，有必要对矿山的污染防治进行探讨。
1 我国矿山环境污染现状
从我国目前技术水平来看，生产有色金属1吨，则排放废弃物将伴随着上约百吨的废弃物。云南省有着“有色金属王国”的美誉，其矿产资源非常丰富，主要以铁矿、铅锌矿、铜矿、钛矿和锡矿为主，覆盖云南省16个州市。伴随着地方经济发展的同时，矿山环境污染问题也随之加剧。矿山所产生的污染主要有两个重要因素，一是重金属，二是固体废弃物。矿山的重金属以及含有重金属元素的化合物，主要来源于井下的废水、冶炼时的废水；还有部分有害重金属来自于矿业废弃地。重金属含量最高的就是尾矿库，尤其是尾矿库在露天的环境下，随着因天气的变化，比如酸雨、刮风都会扩大环境污染的范围。化学药剂主要是在选矿的进程中，所使用化学药剂的残留物，比如氰化物就带有剧毒。开采中使用的黄药、黑药、酚类化合物与水相结合会产生一种难闻、有害的气体。还有部分药剂存在尾矿水中，随着尾矿水的排放，对周围的环境造成影响。2012年，云南省成立重金属控制中心，目的是为云南省重金属污染防治提供坚实的科学基础和技术支撑。固体废弃物主要指的是矿山开采产生的废石、选矿产生的尾渣等等。矿山固体废物对环境的污染，首先表现在废石尾矿扬起的粉尘，会造成粉尘污染，导致矿区以及周边空气中的粉尘含量严重超标；其次，含硫废石堆与空气中氧气充分接触，一旦遇到高温天气，可能会导致自热和自燃，从而产生大量有毒有害气体，污染矿区及周围大气环境，这都使得矿区的大气污染相当严重[1-2]。
2 矿山环境污染的危害
2.1 破坏土壤结构
对土壤的破坏是由于重金属元素或是含有重金属元素的化合物，在各种物理、化学作用下进入土壤，使得土壤的生态功能受到破坏。矿山开采还会释放许多具有放射性的元素，当土壤受到重金属的侵蚀时，土壤的生物特性受到影响，内含有的微生物量和活性细菌数减少，细菌多样性的减少，造成土壤生态结构和功能的处于不稳定的状态，甚至造成微生物死亡，土壤变硬。尤其是如重金属污染在其已经产生可见的危害时才被发现，会使农作物受到影响或人的健康受到影响。此外，重金属污染还具有累积性，不容易被稀释，对其进行降解也是极为困难的。2.2 大气污染
矿山开采对大气污染的尘源包括钻孔、爆破、铲装、运输以及选厂、废石场和尾矿库。爆破、边坡扬尘、运输道路扬尘和汽车等柴油设备也是矿山废气来源。干堆尾矿库也是矿山较为明显的尘源。目前，大部分的尾矿库是露天的，由于选矿所产生的固体废弃物都堆存在尾矿库，尾渣粒径均为-200目及以下，随着水分的蒸发，一旦起风，大量的微颗粒尾渣将扩散到大气中，产生粉尘污染。相关资料显示，从尾矿产生的粉尘，空气中的粉尘含量超标最高达到14倍，最终导致矿区及周边环境受到影响。另外如果在高温的情况下，就会因温度过高，导致自热和自燃，此时会伴随着大量的有毒有害气体，比如氢氰酸、砷化氢等等，污染矿区及周围大气环境，危害矿区植物和附近农作物的生长。曾经某尾矿库因大风刮起尾矿沙尘暴，有人员还因此受到伤害。
2.3 水体污染严重
水体污染因的实质是其成分中含有氰化物、重金属或重金属离子的化合物等有毒有害物质，使其产生二次污染。尤其是在雨季，大量的伴有污染物的雨水，流入附近的农田、河流，导致大量动植物死亡，良田严重砂化，河流中的泥沙含量增加，当增加到一定量的时候，河流堵塞，河床升高。除此之外，已经被污染的水可能流入下游江河、饮用水水源等，导致江河水、饮用水不合格，严重影响下游居民的健康与生活，甚至会危害到人的生命安全。由此可见，矿业污染的危害间接影响到周围居民的生活状态。
2.4 矿山环境污染防治策略
由于矿山污染主要为重金属的污染，而重金属污染的顽抗性明显，无法彻底清除，所以对于矿山污染的防治策略重在“预防”，而“治理”仅仅是辅助，具体可以从以下几个方面进行防治。
2.4.1 改善土壤基质
目前改善土壤基质的方法有物理方法、化学方法、生物方法、农业方法。物理方法由于不改变重金属元素的结构，所以较为局限，比如加热的方法主要是用来处理汞（Hg）污染。化学方法的本质是利用化学药剂（石膏、石灰、钙镁磷肥、钝化剂）使土壤中的重金属转化为难溶性物质，降低迁移性，不容易进入植物体内，化学方法针对轻中度污染较为适用，效果较好。农业方法是较为经济方便的，在重金属污染土壤中种植不进入食物链的植物，化肥选择能降低土壤重金属污染，从而改变土壤水分、养分、pH值等等，达到减轻其危害的目的。比如汞在淹水状态下对土壤的污染会增强，所以这样的土地不适宜种稻这类农作物。生物方法较为复杂，技术性较高，运用现代生物技术，涉及到萃取技术、修复技术、植物挥发技术等等。
2.4.2 善于废物利用
通过回收利用尾矿库的废弃物，可以降低尾矿库的存储，降低固体污染物的含量。比如利用尾矿作为建筑材料、制作肥料、提取其中有价值的金属物质。尾矿物中含有大量的有色金属以及稀有金属，尾矿再选既可以提高废物利用率，还能促进企业的经济效益；此外，尾矿中还存在着大量适应植物生长的微量元素，可以将其转换为改善土壤的肥料；尾矿作为建筑材料是一种新型的研究，比如尾矿所含有的高钙镁有70%左右，其产生的饰面玻璃性能强于大理石[3]。
3 结束语
矿业作为我国国民经济支柱的重要产业，在追求经济发展的同时，还要注重其所产生的污染物（尾渣、粉尘、生产废水），污染物中所其含的有毒有害物质会对周围环境及居民正常的生活造成一定的影响。为实现可持续发展，矿山企业应该不断地对采矿工艺进行研究，因地制宜攻克矿山开采过程固体废物源头控制技术，促进中国矿业污染整体得到控制，使经济效益与社会环境和谐发展[4]。
参考文献
[1]岳有来.制定尾矿库污染控制标准规范尾矿库环境管理[J].环境保护，2015，（5）：34-36.
[2]金灵灵.我国矿山环境问题及法制建设探讨：以尾矿和采矿废石为例[J].中国矿业，2011，（20）：134-135.
[3]姜丽新，徐秀茹.尾矿库对周边环境的影响及废弃地再利用[J].辽宁工程技术大学学报，2011，（30）：23-25.
[4]胡明忠，王小雨.吉林省礦山生态环境防治对策研究[J].环境科学与管理，2006，（03）：10.
收稿日期：2018-04-03
作者简介：程娟（1987-），女，大学本科，助理工程师，研究方向为矿山环保管理。
