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5 6 矿 业 工 程 M i ni n g Eng i ne e r i n g 第 8 卷第 3期 2 0 1 0年 6月 关于金属矿山环境安全若干问题分析 林子淳邬 长福 江西理 工大学 资源 与环境 工程学 院 ，江西 赣州 3 4 1 0 0 0 摘要 分析 了因金属矿山生产过程中所产生废石 、废水 和废 气等物质 的不合 理排 放而引发 的矿 区 自然 水体 、大气和土壤污染 以及地质灾害等环境安全 问题 。针对上述存在的问题，结合金属矿山开采实际情况 ， 提 出了开采时应 改进生产工艺 、实施清洁生产、加强安全监控及管理等防治措施 。 关键词 金属矿 山；环境 安全 ；污染 ；防治 中图分类号 T D 7 ；T D 9 9 2 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 8 5 5 0 2 0 1 0 0 3 0 0 5 6 0 3 0 引言 随着市场经 济的高速发展 ，各种 矿产资 源消耗 明显加 快 ，因此，引发 的矿 山环境 安全 问题亟待 解决 。据 资料 统 计_ 】 ] ，截止 到 2 0 0 5年 底 全 国 矿 山 开 采 共 引 发 地 质 灾 害 1 2 3 7 9 起 ，形成的采空 区面积约 8 O ． 9 6万 h m 1 h m 一l 5 亩 ，占压和破坏土地面积达 1 4 3 ． 9 万 h m 。2 0 0 8年 中国 环境状况公 报 _ 2 ] 显示 ，我国的突发环境事件总体仍 呈上升 基金项 目江西省教育厅 项 目 赣教技 字 省科技攻关重点项 目 赣科发计字 [ 2 0 0 7 3 科学基金项 目 2 0 0 7 GZ C 0 7 1 0 。 收稿 日期 2 0 0 9 1 0 1 9 [ 2 0 0 7 ]2 1 2号 ，江西 1 8 9号 与江西省 自然 作者简介 林子淳 1 9 8 4 一 ，男 ，海南万 宁人 全技术及工程专业 ，研究方 向为环境安 全评价 。 趋势 ，经环境保护部直 接处理 的事件就 达 1 3 5起 ，比上年 增长 2 2 ． 7 。在这 1 3 5起突发环境事 件中 ，由安全生产 事 故引发的就达 5 7起 ，占总数 的 4 2 ． 2 。这些 数据 足 以体 现环境安全与发展之 间千丝万缕的联系。 目前 国内金属矿 山的开采 ，由于技 术及管 理等方面 的 因素，对产生 的矿坑水 、选 矿废水 、冶炼 废气 以及采矿废 石、尾矿渣等 固体 废物 不合 理排 放 ，导致 矿 区环境 恶化 ， 已构成矿 区水体 、空气 和土壤 的污染源 。由此 引发诸 多的 环境 安全 问题 ，不仅威 胁民众 的生命安全 ，而 且制约 了矿 区的可持续发展 。因此 ，加 强对金属 矿山环境 安全 的分 析 研究 ，即是我 国矿业健 康发展 的需 求 ，同时也 为环境 污染 源头治理提供科学依据 。 硕 士 研究 生， 安 1 金属矿 山环境安全 1 0 0 t1 2 0 d B A ；具有频带宽、中、低频成分能量 高，噪 声传播远 ，影响 范围广 的特点 ，是 治理矿井 主扇噪 声的 重 点 。控制噪声 的根本措施 是 改进扇 风机 的结构 参数 ，提 高扇风机的加 工工艺 ，使 用合适 的高阻尼 制造材 料 ，研制 低噪声 、高效率 的新 型扇 风机 。对 现有 的高噪声 主扇 ，则 采用多种降噪措施 ，进 行综合 治理 1 建造 主扇隔声 室 。 主要用于阻断机壳振 动引起 的机械 噪声和 电机房传 来的 电 磁噪声。如 可采用 在机 壳两侧 砌筑 厚2 4 0 F il m，高 2 ． 6 m的 砖墙，顶 盖 用 钢 板 做 的 隔 声 室，该 室 实 际 隔 声 量 约 达 2 7 d B A ；2 排风道消声。根据排 风噪声 的频 谱设计 合 理的排风消声器 ，是 降低 主扇风机 噪声 的根本措施 ，由于 矿井排风系统具有 湿度大 、废 气 中含硫 化物 等腐蚀性 有害 气体的特点 ，可采用 矿碴膨 胀珍珠 岩等 吸声系数 高 、吸声 频带宽 、不怕潮湿 与腐蚀 材料制作 的吸声 砖 ，在扩散 器 的 排风道 中砌成 片式消声 结构 。排 风道消声 后 ，可使 噪声降 至8 5 d B A 以下 。 2 ． 3空压机噪声控制 空压机噪声 由进 、出 口辐射 的空气 动力性 噪声 ，机 械 我国于 2 0 0 0 年底在 全国生态环境保护纲要 中正式 ～⋯一-．-．-．⋯- ．．◆一◆- ．_⋯．- ．-．-◆一◆-．． 运动部件产生的机械性和驱动机噪声组成 。 空压机噪声控制方法 1 进气 口装消声器 。在空压 机 组 中，以进 气 口辐射 的空气动 力性噪 声为最 强，解 决该部 位噪声的方法是安装 进气消 声器 。对一些 进气 口在空压机 机房里的场合 ，可将进气 口由车间 引出厂房外再加消声器 ， 这样消声器的效 果会 发挥 得更好 ；2 机组加装 隔声罩。空 压机组 隔声罩 壁 是 选用 厚 2 ． 5 I T l m钢 板。 内壁 涂刷 厚 5 ～ 7 mm的沥青做阻尼层 ；3 空压 机站 噪声综 合 治理 ①建 造隔声间。在 隔声问 内应有各 台机组 的开 、停车 按钮和控 制仪表 ，可使 隔声 间噪 声降低 到 6 O ～ 6 5 d B A ；② 在空 压机站内进 行吸声 处 理 ，可在 顶棚 或墙 壁上 悬挂 吸声 体 ， 降低噪声 4 ～1 O d B A 。 3 结语 矿井噪声的危害 很大 ，必须对 其进行 严格 的控制 。针 对不同的噪声 ，根据形成 原理采 取相应 的控制 方法 ，一定 能够达到有 效的控 制效果 ，从 而改善矿 工 的工 作环境 ，提 高工作 进度 和质量 ，减少工伤事故的发生。 2 0 1 0年第 3期 林 子淳等 关于金属矿 山环境安全 若干问题 分析 5 7 提 出环境安全这一概念 。其 内涵 主要包括 1 避免 由于生 态环境退化 和资源 短缺 对 经济 发展 的环境 基 础构 成威 胁 ， 维护 国家生态环境 和 自然资 源对 国内经济持 续发展 的环 境 支撑能力 ；2 避 免由于环境严 重恶化和资源严重短缺造 成 环境难 民并引发暴 力冲突 ，从 而防范 环境问题 对 区域稳 定 和国家安全构成威胁⋯ 。 对于金属矿 山环境 安全 ，分 析认 为是指 维系金 属矿 区 经济持续协调发 展的“ 稳 定环境 ” ，其 内容 包括水 、大气 、 土壤 和地 质 环 境 等 ，一 旦 该“ 稳 定 环 境 ” 受 损 ，矿 区 安 全 将受 到威胁 。 1 ． 1 环境安全问题 1 ． 1 ． 1 水 污 染 金属矿 山开采过 程 中，矿 区需排 放大 量废 水 ，其 主要 有矿 山建设与生产 过程 中的矿坑排 水 ；选矿 过程形 成 的含 化学药剂尾矿水 ；排 矿堆 、尾 矿及矸 石堆 受雨水 淋滤 、渗 透溶解矿物 中可溶 成分 的废 水等 。由于矿 山废水 排放 量 大，持续性强 ，且含有大量 的重金 属离 子、酸 与碱 、固体 悬浮物 以及选矿药 剂 ，因此会 引起矿 山 自然水体 污染 ，从 而危及人 的健康安 全口 ] 。通过对 江西省 某铜 矿的矿 山废 水 进行采样分析与监测 ，测得数据如表 1 。 由表 1的数据显 示 ，该矿山废水中 C u 、Z n 、C d 、C OD 和 p H值等 指标 均 有超 出 Ⅲ类 地 表水 质标 准 。分析 发现 ， 由于污染物未得到有效 净化及 合理排 放 ，这些 重金属 元素 C d 、P B 、C u 、A s 、Z n 、Hg 不断在矿 区环境 中富集 。部 分区域 含量已超出环境 自然 承载能力 ，出现草 叶枯黄 的现 象；并 有高浓度酸性废水 渗透 到地下 水水源 中 ，造成 矿区 部分水 体污染。因此 ，对矿 区当地 生态环 境产 生 了一 定的 破 坏性 影 响 。 1 ． 1 ． 2 大 气 污 染 金 属矿山的空气污染成 因主要 是作业 及加工 过程 产生 的废气 、粉 尘及烟尘排 放。其废 气排 放量相 当大 ，如 在电 炉炼铜 中 ，废气排放量 高达 4 0 0 0 0 ～6 0 0 0 0 m。 ／ h ；且 这些 废 气中含有重金属粉尘 、烟尘等 能直接进 入周 围大气 并随 之 迁 移 ，造 成 大 范 围 空 气 污 染 { 。 金 属矿山废气的主要有害成分有氮氧化物 、硫氧化 物、 氟化物及固体悬浮物 等 ，它们 能导致 植物 叶片脱 落、生长 减缓及 抗病 虫害能力 的降低 ；而 人体一旦 吸人 烟气 中的重 金 属物质 ，其毒性要 比通过食物被肠道吸收大 4 ～5倍 。因 此 大气中 含有 毒 、有 害 的 重 金属 元 素 已 成为 人 类 可怕 的 “ 杀 手 ” 。 表 1 各采样 点水体的元素含量 u g ／ L 及参数 1 ． 1 ． 3土壤 污 染 由于在金属矿 产资 源开 发过程 中 ，不重 视对 土壤 环境 的保护 ，大量 的废石 、尾 矿 、矿 山废液 等在 土壤 中不 断堆 排 。当超越 土壤 的 自净 能力 ，便会 破 坏其 自然 生 态平 衡 ， 而导致土壤污 染 】 。金属 矿 山的土壤 污染 主要是 来 自矿 山 的固体废弃物 。一般 而言 ，金属 矿 山生 产l t ff色金属 则会 产生上百 吨甚 至几 百吨 固体废 物 ；尾矿 的数 量更 大 ，占到 采 出矿石 的 6 O ～9 O 。大量 的废 弃物 对土壤 环境造 成 了 许多危害 1 占用土地 、破 坏植 被及 森林 ；2 这些 固体 堆 积 物 含 有 毒 重 金 属 元 素 如 铅 、锌 、镉 、汞 等 ， 由 于 长 期堆放于露天 ，经 风吹 雨淋 发生 氧化 、分解 及溶 滤等 生化 作用而在土壤 中富 集。有色 金属矿 区 附近 的土壤 中 ，铅含 量为正常土壤 中含量 的 1 O ～4 O倍 ，铜 含量 5 ～2 O 倍 ，锌含 量 5 ～1 0倍 。它们 一旦 被动 、植物 吸收 、富集 ，再通 过食 物链系统进入人体 ，便会危及健 康安全 ；3 固体 污染物对 土壤的破坏还 表现 为毒化 作用 ，即微生 物大量 死亡 ，致 使 土壤变成 “ 死土” ，丧失 了土壤 的腐 解能力。 1 ． 1 ． 4 地 质 灾害 采矿活 动涉 及到 地质 环境层 次 。因此 ，矿 山开采 会改 变地形地貌 、岩 土体 力学平 衡 和破坏 山体 的完整 性 ，进而 会导致其局 部变 形 、断裂 、脱离母 体 ，在 重力作 用下 能迅 速运动并 酿 成地 质 灾害 。其特 点 主 要是 区 域性 、突发 性 、 破坏性 和复发性 。最 常见 的采 矿地质 灾 害有 地 面塌 陷、滑 坡 、泥石 流 、岩爆 及矿 山地 震 等。据 资料显 示_ 】 ] ，1 9 9 8 ～ 2 0 0 0年仅 云南 省由采矿 引发 的滑坡 、泥石 流就造成 土地破 坏 面积 2 0 ． 2 h m。 ，侵蚀 土 地 1 1 2 6 5 ． 1 h m。 ，直 接经 济 损失 达 9 ． 2亿 元 。 1 ． 2环 境 安 全 防 治 1 ． 2 ． 1 水 污 染 防 治 为实现金属 矿山水体污染 的防治 ，应做到 1 改进采 选工艺 ，抓源治本 ，选用 无害 的浮选 药剂 j 2 提 高水 的循 环利用率 ，采用 废水 循环供 水 ，使废 水在 生产过 程 中重复 利用 ；3 化害为利 ，回收利用 。同时也 可以运用各种 废水 处理方法 ，将废水 中所 含的 污染物 质分 离出来 或将其 无害 5 8 矿 业 工 程 第8 卷 第 3 期 化 ，使废水得到净化后再外排_ 5 ] 。 1 ． 2 ． 2大 气 污 染 防 治 要实现大气 污染 防治 ，应立 足 于环 境 问题 的 区域性 、 系统性 和整体性 ，对 废气 采用 防与治相结 合。其控制措 施 主要有 1 实施 清 洁生产 ，即避免 使用有 毒有 害原材料 、 降低排放物 的数 量和 毒性 、节约 资源和能 源 ，使生产 过程 不危害生态 环境 ，易 回收利用 ；2 保证 必要 的环 保投 入 ， 应随盈利 的增长逐年增加 ；3 对矿 区内绿化造林 ，加强管 理 ；4 在井下 加 强通 风 与个 体 防护 ；5 安 装 净化 装 置 ， 对产生的废气源头净化达标后方可外 排_ 3 ] 。 1 ． 2 ． 3土壤污染防治 对金属矿山 污染 土 壤修 复 ，应 遵 循 1 可 持 续性 原 则 ；2 统筹规划 ，综合 治理 ，因地制 宜 的原则 ；3 生产 建设 与污染 土壤 修复 并重 的原则[ 6 ] 。依据此 原则 ，先将 污 染与未污染 区域进 行隔离 ；然 后使 土壤 中重 金属污 染物 固 定 ，降低其迁移性 和生物 可利用性 ；最 后运用 各项技 术将 其从土壤 中去 除。国 内 目前使用 的技术有 物理 、化学 和植 物修复技术 。相 比而言 ，物理 或化学技 术最 大问题 是不能 有效阻止污染 的扩散 ，去 除不彻底 且成本 高 ；而植 物修 复 是利用植物 吸收和根 系的作用 使土 壤中污染 物转化 为相对 无害的物质 ，成 本较低 ，经 济可行 。针 对各矿 区 的不同条 件和污染 程度 ，可先 采用化 学修 复技 术对 土壤 进 行改 良， 再选用具有不同修 复功能 的植物搭 配种植 ，这 样不仅 能提 高修复效果 ，而且节省时间。 1 ． 2 ． 4地 质 灾 害 问题 防 治 防治矿 山地质灾 害 ，必须建 立环境 安全管 理机构 和监 测体系，因此需将环保设施 的投 资纳入企业基建 总投 资中 。 开采过程应严格按照设计 、利用 方案及有关规程要求 施工 ， 及 时了解矿 区地 质构造 的改变程 度及危 险区 ，重要场所 应 安装监测设施或 定期检测 ，配备专职 人员加强 对矿 山生产 的管理和监 督。发现异 常应及时 向上级 汇报 ，并及时 采取 安全措施 ，尽 可能地 减少人 员伤亡 和经济损 失。同时 ，对 从业人员应 加强 环保 和安全知识 教育 ，将各 岗位责 任落实 到 个 人 l 7 ] 。 2 结语 在对我国金 属矿 山 的环 境、安全 状 况的 分析 中发 现 ， 重金属物质是其主要 污染 因素。为协调资 源开发 与可持续 发展的关系 ，必须做 到1 针对金 属矿山的实际改进生产 工艺和实施 清洁生产 ，从源头治理矿 山污染 ；2 对矿山应 进行科学开采 ，加 强检 测 、监控 及 管理 ，普 及 安全 知识 ， 方能有效降低突发事件所带来的危害 ；3 对矿山开采带来 的环境破坏 ，需科学 结合有 关物理 、化学 及生 物技术 ，对 污染的环境进行 修复。 参考文献 [ 1 ] 付保荣 ，惠秀娟 ．生态环境安全与管理 [ M]．北京 化学工 业出版社 ，2 0 0 5 ． [ 2 ] 陈国山，孙文武 ．矿山通风与环保 [ M]．北京 冶金工业 出 版 社 ，2 0 0 8 ． [ 3 ] 郝吉明，马广大 ．大气 污染控制工程 第二版[ M]．北京 高等教育 出版社 ，2 0 0 2 ． [ 4 ] 奚旦立 ，孙运章 ．金属 硫化物矿床采矿 环境安全研究 [ J ]． 江西理工大学学报 ，2 0 0 7 6 7 2 ～7 4 ． E s ] 徐水太 ，饶友芝 ，汪大晕 ．废水处理工程 [ M]．北京 化学 工业 出版社 ，2 0 0 4 ． [ 6 ] 张力 ，王树 ．浅谈金属 矿山土壤重金属 污染及其修复 [ J ]． 有 色金属 矿山部分 ，2 0 0 7 4 3 8 4 0 ． [ 7 ] 朱裕贞 ，顾达 ，黑恩成 ．现代基础化学 [ M]．北京 化学工 、 l 出版社 ，2 0 0 4 ． An a l y s i s o f s e v e r a l i s s u e s r e l a t i ng t o e n v i r o nme nt a l s a f e t y o f me t a l l i c mi n e LI N Zi c hu n。W U Cha n g - f u J i a n g x i Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y，Ga n z h o u 3 4 1 0 0 0 ，Ch i n a Ab s t r a c t Du r i n g p r o du c t i on o f me t a l l i c mi n e， wa s t e r oc k， wa s t e wa t e r a n d wa s t e ga s a r e ge ne r a t e d i n hu ge a mou n t ． Th e u ns ui t a bl e di s c ha r ge o f s u c h wa s t e s ma y c a us e p ol l ut i o n o f wa t e r bo di e s， a t mo s ph er e a nd s oi l or br i n g g e ol o gi c a l di s a s t e r ． Ac c or di ng t o a c t ua l c o ndi t i on s o f t he mi ne，t he me as ur e s s u c h a s i mpr ov e me n t of t e c hn o l o gi c a l p r oc e s s， e x e c ut i o n of” c l e an o p e r a t i o n ” ，e n h a n c i n g o f s a f e t y mo n i t o r i n g ma n a g e me n t a r e a d o p t e d ． Ke y wo r d s me t a l l i c mi n e ； e n v i r o n me n t a l s a f e t y； p o l l u t i o n ； p o l l u t i o n p r e v e n t i o n 躺 昌 ⋯一- ．- ．- ． 、●。 。 ●； ， ． _ 一 ． _ 一 ．1 一