我国煤矿区主要生态环境问题

4.2.1　我国煤矿区主要生态环境问题

在我国改革开放最初的20年中，乡镇企业发展异军突起是最为引人注目的现象。乡镇企业的飞速发展，一方面使我国的区域经济得到了快速增长，另一方面也带来严重的资源环境问题，尤其是小煤矿、小煤窑的发展，对矿产资源和矿区生态环境的影响很大⁽³⁾。其主要的表现是以下几方面。

一、对矿产资源的破坏

目前我国矿山开采企业中，乡镇矿山占相当大的比重，而乡镇矿山企业普遍存在着技术力量薄弱、采矿方法落后等问题，加上多数矿主急功近利、采富弃贫、采厚弃薄、采易弃难的行为，造成资源浪费严重，资源回收率偏低。如铝土矿的开采，由于氧化铝厂为提高自身的效益而一味要求用富矿，从而造成只收富矿的短期行为，直接导致民采铝土矿的采富弃贫与掠夺式开采，致使富矿储量迅速耗减，残剩的铝土矿资源难以再次开采利用，进而严重破坏了整个矿床。再如西北地区许多矿床都属于多组分矿床，由于技术、资金、规模及短期行为的影响，采富弃贫、采易弃难现象较为严重，综合回收利用水平不高或根本没有综合利用，造成本该综合回收利用的贫矿、伴生矿、尾矿成为弃渣直接排放，许多不可再生的矿产资源遭到严重浪费，加速了矿产资源枯竭，人为地缩短了矿山寿命，同时加剧了环境的污染和地质灾害的发生。

二、土地破坏

煤炭开采对土地资源的破坏是很大的，煤炭开采直接破坏土地的类型主要有挖损、塌陷和压占三种类型。我国土地资源十分匮乏，人均耕地只有0.11公顷，不到世界人均耕地面积的1/2。土地的毁损更加剧了我国的人地矛盾。

1.土地挖损

露天采煤是把煤层上方的表土和岩层剥离之后进行的，因此，对土地损毁的最主要形式表现为直接挖损。尽管中国露天煤矿的产量仅占煤炭总产量的5%，但露天煤矿开采对土地的毁损却相当严重。据调查与资料统计，露天矿正式投产后每开采万吨煤要挖损0.02～0.18公顷土地，到2000年为止，我国的露天采掘场挖损占地约为8800公顷。露天开采彻底改变了土壤养分的初始条件，且增加了养分流失的机会。

2.土地塌陷

中国煤炭产量的95%为井工开采，煤矿塌陷地是采煤损毁土地的主要表现形式。土地沉陷是由于煤炭资源开采形成一定的地下采空区，导致上覆岩层的应力平衡被打破而产生变形，逐步沉降形成地表洼陷地带。据统计，全国煤炭开采历年形成的沉陷区已达0.4×10⁶公顷，平均每年形成沉陷土地15000～20000公顷，其中耕地占30%。截止到2001年年底，双鸭山煤炭采空区面积达到117平方公里，塌陷区面积62平方公里;大同市50年累计生产煤炭20亿吨，形成采空区面积45万公顷;2004年，山东枣庄市形成采空区面积240平方公里，采煤塌陷地760公顷，涉及26个乡镇，且每年新增塌陷地在400公顷以上。

3.土地占压

煤炭工业的占压土地包括两类，一类是露天采矿剥离表层土堆积而形成的外排土场。另一类是井工采煤由井下运到地面的矸石和洗煤厂将精煤洗出后排弃的矸石堆积而压占土地。我国大部分露天矿采用外排土方式，外排土场压占土地量约为采掘场挖损量的1.5～2.5倍，平均为2倍。据2000年资料，我国露天外排土场压占土地面积达16300公顷。据统计，我国煤矿现有矸石山1000多座，总堆积量达30亿吨，占地5800公顷，并且每年新增排放量1.5～2.0亿吨，占地约300～400公顷。

三、植被破坏

煤矿区森林植被的破坏主要是由于矿山工业广场的建设、矸石堆放、开山修路、地面塌陷与露天采矿剥离引起的。土壤作为供给植物生长发育所必需的水、肥、气、热的主要源泉，也是营养元素不断循环、不断更新的场所。矿区的建设和生产改变了土地养分的初始条件，从而使植被生长量下降。据调查，我国因采矿直接破坏的森林面积累计达106万公顷，破坏草地面积为26.3万公顷。植物作为生态系统的生产者，它的破坏使得矿区土地及其临近地区的生物生存条件破坏，生物量减少，生态系统结构受损、功能及稳定性下降，引起了水土流失和沙漠化。

森林破坏、草地退化是我国资源环境问题中一个突出的共性问题。森林不但为人们提供薪材，为经济发展提供原材料，还为各种野生动植物提供了优越的栖息环境。但近几十年来，我国森林由于无节制地被采伐，毁林造田以及森林火灾等原因，导致森林面积逐渐缩减。森林的破坏不仅使木材和林副产品资源短缺，珍稀野生动植物濒危灭绝，还加剧了自然灾害发生的频率和危害程度，使陆地生态环境日益恶化。

草地是十分重要的自然资源和生产资料，既是维系人类生存和发展的基本条件，也是陆地生态系统的主体组成部分。由于人们长期无节制地掠夺式利用自然资源，使草地等资源日趋枯竭，人类正在面临着严重的资源危机。目前，草地沙化、退化、碱化现象日趋严重，水土流失加剧，干旱、洪涝等自然灾害频繁发生。生态环境恶化，已影响到国民经济的可持续发展和社会的安定团结。草地退化的原因，主要是牲畜的发展与草地的生产能力不适应，草原建设和管理落后以及滥垦、过牧造成的。另外，草场的病、虫、鼠害也加重了草原的退化，草原退化又进一步导致这些灾害的加剧，形成恶性循环。

四、水体污染和破坏

煤矿区水体污染和破坏的主要形式有:①地下水转化为矿井水，水质遭受污染。②煤矸石淋滤对地表水、地下水的污染。③采矿引起的地下水流场的改变。矿井水、矸石堆淋溶水、选煤废水等排放量大且成分非常复杂，含有大量的悬浮物、重金属和放射性物质，危害性很大。据统计，2000年全国煤矿的废污水排放量达到27.5×10⁸吨，其中矿井水23×10⁸吨，工业废水3.5×10⁸吨，洗煤废水5000×10⁴吨，其他废水4500×10⁴吨。这些废水的排放对矿区及周边河流、湖泊水域造成严重的污染，抑制了水生生物的生长和繁殖，进而影响到矿区生态系统健康和人类及动植物的生存。

我国富煤区往往是贫水区。由于长期开采和超常开采，许多矿区地下水位大幅度大面积下降，造成这些城市的供水极为紧张，以至于影响到当地居民的生产与生活。与此同时，大量未经处理的含有煤粉、岩粉和其他污染物的矿井水外排，使得这些地区的地下水资源因煤系地层破坏而渗入矿井并被排出，矿井水被净化利用的不足15%，对矿区周边环境形成新的污染，解决水污染问题已迫在眉睫。据统计，在产煤矿区，由于煤炭的开采是当地主要的产业部门，煤矿已经成为矿区最主要的水污染源。例如，山西八大矿务局有40%的矿区严重缺水，60%的矿区水质不佳;大同市已经成为全国最缺水的100个城市之一，市区地下水位每年下降1米～1.5米，已经形成了100多平方公里的地下水漏斗区，市区人均水资源量仅占全国平均水平的10%，相当于全省平均水平的39%。

水体污染及水资源问题是我国资源环境问题中一个突出的共性问题。随着经济的高速发展，我国要继续发展钢铁、冶金、煤炭、石油、化工、建材等工业，因此，必然发生严重的结构性污染，尤其是水体污染。水是人类消耗最多的自然资源，水资源的可持续利用是所有自然资源可持续开发利用的最重要的一个问题。由于人类活动的影响，使得水资源减少，污染加剧，危及人类对水资源的基本需求，进而引发一系列的经济、社会问题。水体污染主要是由工业废水、农药、生活污水以及各种固、气体等废弃物排放所造成的，工业污水排放指数比国际先进水平高出几倍到几十倍，城市生活污水排放量日益上升，其处理率不到20%。水体污染对人体与社会的危害及其所造成的各种损失是十分严重的。

就地表水污染情况看，目前，我国的河流、湖泊和水库都遭到了不同程度的污染。北方的污染负荷重于南方，全国86%的城市河段水质普遍污染超标，大多数人饮用污染超标的非洁净水。根据我国主要水系及湖泊的污染断面监测结果，仅36.9%的河段达到或优于地面水环境质量类标准，而63.1%的河段水质为Ⅳ类、Ⅴ类或劣Ⅴ类，失去了饮用水的功能。七大水系的污染程度依次为:辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江、长江，大的淡水湖泊和城市湖泊均为中度污染，巢湖、滇池湖和太湖的污染严重。地下水污染情况也比较严重。全国以地下水为主的城市，其地下水几乎全部受到不同程度的污染，北方许多城市由于超采严重，使地下水的硬度、硝酸盐、氯化物的含量逐年上升。

五、大气污染

煤炭开采形成的废气主要指矿井瓦斯和地面矸石山自燃释放的气体。矿井瓦斯主要成分甲烷是一种重要的温室气体，其增温效应是CO₂气的21倍。据统计，我国每年矿井开采排放甲烷70×10⁸～90×10⁸立方米，约占世界甲烷总排放量的30%。矿区地面矸石山自燃及煤炭的利用释放出大量的SO₂、CO₂、CO等有毒有害气体，严重污染大气环境，影响了植物的生长发育，危害了周边居民的身体健康。我国矸石山的自燃率很高，据1994年的矿山环境调查，淮河以北半干旱地区的1072座矸石山中，有464座发生过自燃，自燃率达43.3%。另外煤炭运输过程产生的粉尘废气中还含有很多对人体有害的元素，一旦被吸入人体，会导致各种疾病甚至癌症的发生。

城市大气污染也是我国资源环境问题中一个普遍的共性问题。由于城市工业集中，人口密度大，大气污染十分严重，主要的污染源是工业和家庭燃煤污染，属于煤烟型污染。烟尘、SO₂、CO₂是我国城市大气污染的主要污染物。据统计，人为排放的烟尘、粉尘、SO₂、CO₂日益增加，加上我国对燃烧产生的SO₂没有采取有效的控制措施，导致酸雨面积在逐步扩大，酸雨频率逐步提高。随着城市化进程的不断加快，城市中机动车辆日趋增多，汽车尾气污染也开始成为城市大气污染的主要污染源之一。

六、重金属污染

煤矸石多为黑灰色或黑褐色，其中含有大量的硫铁矿和重金属元素，在堆放过程中由于自燃和降雨淋滤形成的溶液，不仅污染塌陷区积水，而且通过各种水力联系(导水砂层、地层裂隙、农灌、河流等)发生污染转移。采空塌陷产生大量的裂缝，并错断原隔水层，加强了地下水的水力联系，使周围土壤、水体受到污染，从而影响工农业生产。其中，毒性最大的是Cd(镉)、Pb(铅)、Hg(汞)、As(砷)，它们不但不能被生物降解，相反，却能在生物放大作用下，大量富集，沿食物链最后进入人体，引起急、慢性中毒，造成肝、肾、肺、骨等组织的损坏，甚至能够致癌、致畸、致死。

七、水土流失和土地沙漠化

由于我国煤矿区大部分位于植被稀少的干旱半干旱生态环境脆弱地区，因此，水土

流失和土地沙漠化是我国煤矿区最突出的环境问题之一。煤矿建设和生产需开挖地表，弃土弃渣，破坏土地和植被，从而减少了地面植被的覆盖。植被覆盖率的减少改变了地表径流和地表的糙度，使土壤抗蚀指数降低，加剧了水土流失和土地沙化、干化。土地流失导致下游河湖的淤积，土壤营养元素的损失，造成地力衰退。沙漠化的过程是土壤生境碎化的过程，表现为土壤理化性质的劣化过程，土壤的粗化、伴随沙质荒漠化导致的土壤盐碱化、沼泽化，土壤团聚体粒径减小、含量降低，团粒结构的消失，土壤生物种类与种群数量的减少。沙质沙漠化过程中由于绿色植物这一生产者的减少，改变了生态系统能量转化的途径，改变了水分和营养元素的系统内循环途径，进而影响到土壤物理、化学成分以及动植物和微生物等土壤生物区系的种类和数量，造成植被的逆行演替，导致生态系统退化。中西部是我国能源的重要输出地区，但降水稀少，植被稀疏，土地沙漠化现象十分严重。随着我国煤炭开采开始西移，这些地区水土流失和沙漠化问题将更为突出。

八、加工、储运和燃烧过程中产生的环境问题

煤炭加工形成的环境问题主要来自于对原煤的筛分、洗选、动力配煤和土法炼焦等，污染环境的方式主要是排出大量的煤泥水、洗矸、煤尘和有害气体等。为满足社会对洁净煤的需求，我国产煤区的原煤入洗率逐年提高，在原煤被入洗的过程中，排放出大量的煤泥水污染土壤、地下水以及河流水系。例如我国仅东北地区每年因洗煤而产生的废水就有600多万吨，煤泥35万吨。

我国煤炭资源主要分布在北方和西南地区，煤炭资源的主要消费地在南方和东部经济发达地区，这就造成了北煤南运、西煤东送的格局。煤炭在运装过程中产生的煤尘飞扬，既损失了大量的煤炭，又污染了沿线周围的大气环境。若以0.5%的扬尘损失计算，仅东北地区因运装向大气中排放的煤尘就达70多万吨，直接经济损失超过7000多万元。不仅如此，煤炭在长期储存和长距离运输过程中，还不断释放出一些有毒的气体，包括多环芳烃、甲基汞和一氧化碳等。

煤炭的直接燃烧使用，包括火力发电、工业锅炉、民用取暖和家庭炉灶等。尽管近年来在城市地区大部分家庭已经改用煤气炉灶，但火力发电、工业锅炉和民用取暖仍进行着高耗低效的煤炭燃烧。例如山东枣庄，已经形成了以十里泉电厂为主体的火力发电体系，2004年装机容量已达到203万千瓦;目前在建的还有8个火电厂，约180万千瓦的装机容量，2年后全市已形成380万千瓦的火电生产能力，在促进经济发展的同时，也对环境造成极大的危害。在我国，由于国民经济的持续快速增长，煤炭直接燃烧的数量还会持续增加，煤烟型的大气污染仍然有增无减，由于多数煤炭矿区空气干燥，烟尘污染的危害尤为突出。我国“十一五规划”提出单位GDP的能源消耗将降低20%，无疑是建设“资源节约、环境友好”社会的重大措施。