探討礦山地質環境的變化發展

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PSR模型建立在人類活動對環境施加壓力并影響自然資源的數量和質量的基本認識上，可將環境壓力、環境狀態、社會對環境狀態的響應歸納為各種指標并通過對這些指標的分析三者之間的相互作用，找出三者之間協調發展的路徑，它可幫助決策者和公眾認識環境壓力并需求響應方式，以至提高環境質量，保持適宜的生存環境。PSR模型以因果關系為基礎，使用“原因—效應—響應”這一邏輯思維，解釋了發生什么、為什么發生以及要如何應對所發生的情況者三個問題，總體上反應了人口和社會經濟發展、資源與管理決策的相互依存相互制約的關系。世界上很多國家和學者采用基于PSR模型的評價方法評價土地質量、社會安全、環境安全［1，2］、水電工程效應評價中，都取得很好效果。礦山地質環境屬于自然環境的范疇，礦產資源開發是典型的人為活動，并對礦山地質環境造成不良影響，社會也向往礦山地質環境的良性發•204•展。因此，可將礦產資源開發對礦山地質環境施加壓力，對礦山地質環境狀態和社會反應歸納為各種指標，運用基于PSR模型的分析方法，預測分析將來一定時期礦山地質環境質量的狀態，以至尋找緩解礦山地質環境壓力的對策，如礦資源開發方式和礦山地質環境管理手段等是適宜的。

1.貴州礦山地質環境現狀

貴州地處云貴高原東部，處于內陸山地，屬亞熱帶溫暖濕潤氣候，降雨量豐沛;地勢西高東低，地形起伏較大，河流深切。大多數礦山都位于山區，其地質環境比較脆弱。礦山大多位于喀斯特山區，有的缺水少土，甚至發生重度石漠化。處于這類地區的礦山，由于不合理的開采，礦坑水無序排放，并未經過治理，污染地表和地下水體，礦山水環境形勢較為嚴峻。貴州地貌復雜，類型多樣，特別是喀斯特地貌更為突出，全省的大多數礦山都位于喀斯特地貌環境區域。全省礦山地貌環境的易損性大，特別是那些露天開采建筑材料或水泥原料的礦山，對地貌景觀和地質遺跡的破壞性極大［3］。礦山在開采和選冶過程中，產生的粉塵以及排放的毒性氣體污染礦山的空氣。一些含有不良地球化學元素的礦山開發，還威脅和破壞動植物的生存環境，全省礦山的生態環境面臨極大的挑戰。

2.礦山環境變化的自然因素影響

貴州礦山地質環境變化的自然因素可分為有利因素、不利因素和不確定因素3類?，F簡要敘述于后。

2.1不利因素貴州高原地形復雜，溝谷切割深，高原與峽谷并存。處于這樣自然地理環境中的礦山，受不穩定地形威脅較為普遍，特別是那些由上硬下軟連成疊置構造的復雜山體逆向坡之下的礦山，受上覆硬巖體崩塌的威脅頻率很高。省內喀斯特地貌雖豐富多樣，但極易受到損壞，從而改變礦山原有的地貌景觀。省內喀斯特地區的水文網絡和水循環系統復雜，一旦遭到污染就會迅速擴散，造成不良的后果。貴州的土壤是以黏土礦組成的黃壤和黑壤，其吸附能力強，有毒有害元素以水體為介質進入土壤，容易遭受污染。全省的不良礦種(亞種)多。這些不良的環境地球化學礦產資源礦種(亞種)，是對民眾生命健康安全有威脅的不良地質體或污染源，在表生地質作用下容易風化滲解進入水介質，搬運遷移到土壤或水體中，造成污染［4］。

2.2有利因素據袁學誠等學者的研究(2009)，貴州處于我國南北地震帶以東的巖石圈構造，屬于比較穩定的巖石圈塊體，構造活動性較弱，屬于構造地震的弱震區。因構造地震造成礦山地質環境巨大變化或產生毀滅性災害的機遇很小。在礦山范圍內土壤和水體污染程度較輕、且不繼續加劇的情況下，土壤和水體有時會通過自身的循環和有關化學作用，減輕污染。

2.3不確定因素影響貴州礦山地質環境變化的不確定自然因素主要是極端氣候。如突如其來的暴雨或特大暴雨，以及長期干旱即轉洪澇的急速變化，這對一些位于自然生態脆弱地區極易誘發突發性礦山地質災害。

3.礦山環境變化的人為因素

3.1不利因素——隨著礦石開采量倍增，占用損毀土地加大。全省2010年至2015年的礦石量將大幅度增加，隨著礦石生產量的增加，將占用和破壞更多的土地。采礦規模逐漸擴大，地質結構必遭破壞，從而打破原有礦山地質結構的平衡而誘發礦山地質災害。隨著采礦規模的擴大和礦石量的倍增，這些廢棄物堆放場地占用土地面積擴大，而且廢石場和尾礦庫等滲透液中的有害物質(元素或化合物)，將進入土壤，流入地表水體或地下水，進而污染土壤和水體。礦山開采強度加大，地貌景觀遭破壞，如大量開發建筑用材和原料，將嚴重破壞我省最富特色的錐狀喀斯特景觀。隨著礦山開發規模的擴大和產量的增加，采區的粉塵量也將升高，進而污染礦山及其周圍的大氣環境。

3.2有利因素——一是法律法規更加健全，我國為保護礦山地質環境及其恢復治理營造了良好的法制環境，礦山環境將在這個良好環境中受益，礦山環境帶來的壓力必將得到緩解。二是礦政管理不斷加強，礦山整合和礦山土地復墾力度不斷加強。三是社會輿論有力監督，社會各個方面的輿論，都要求更好地保護礦山地質環境，構建和諧礦區。社會輿論的監督，必將促進政府管理部門更加重視礦山地質環境的保護。四是開采方式逐漸轉變，根據中央產業調整政策精神，我省礦業發展的方式必須進行戰略性的調整，實現粗放型向節約型轉變，必將促進礦山企業科學合理地開發利用礦產資源，有效抑制其對礦山地質環境的影響和破壞。

4.變化趨勢分析

礦產資源開發對地質環境影響的定量評價是人類活動對地質環境影響研究一個重要內容，前述的運用范例都是將其用于現狀評價中，目前鮮有將PSR模型用于礦山地質環境變化趨勢分析。本文將PSR模型用于礦山地質環境趨勢分析中，并通過運用基于PSR模型的分析，預測我省礦山地質環境變化預期的可能狀態，以便事先采取相應的響應對策消除或緩解礦山地質環境的壓力。

4.1分析體系的建立

建立指標體系的目的是尋求一組具有典型代表意義，較能反映事物各方面要求的特征指標，這些指標及其組合能恰當表達對事物定性和定量判斷。遵循“代表性與全面性相結合;定性化與定量化相結合;具有現實性、通用性和可操作性”的原則，構建基于PSR模型的礦山地質環境變化趨勢的分析的指標體系框架。選取相關指標37個，經過篩選，最后留存26個指標，其中壓力指標10個;狀態指標7個;響應指標9個。

4.2分析指標數據的采集與處理

根據分析指標框架，采集了我省礦山地質環境2005年、2010年和2015年壓力、狀態和響應歷史數據和規劃預測的相關數據，以此定量分析我省礦山地質環境變化的趨勢。(1)分析指標的無量綱化處理在收集和實地調查核實的資料中采集所需指標的數據，由于采集的數據有不同的量綱，需要在分析時對原始數據進行無量綱處理。對數據越大對礦山地質環境的影響越大的指標采用下式進行量綱變換:Xij''''=(Xij—Xjmax)/(Xjmax—Xjmin)(式1)…對數據越大對礦山地質環境的影響越小的指標采用下式進行量綱變換:Xij''''=(Xjmax—Xij)/(Xjmax—Xjmin)(式2)…上式中Xij為原始數據的第i年第j項指標;Xij''''為變換后的第i年第j項無量綱指標;Xjmax為原始指標數據最大值;Xjmin為原始指標數據最小值。。。。(2)分析指標權重的確定在趨勢分析中，不同指標的重要性(對礦山地質環境影響的貢獻)不同，需要給各指標賦予不同的權重，以體現其重要性。本文采用層次分析(AHP)法確定個指標的權重(過程略)。各指標權重(表3)。(3)分析指標參數計算1)對指標層參數采用下式計算:Xij″=Ai×Xij''''…(式3)式中Xij″為單項指標變換值，Ai為單項指標權重。2)對準則層參數采用下式計算:Pij=∑Bi×Xij″…(式4)式中Pij為準則層單項指標預測值，Bi為單項準則層單項指標權重。3)對總趨勢參數采用下式計算:Zij=∑Bi×Pij…(式5)式中Zij為總趨勢預測參數。

4.3趨勢分析結果及解析

貴州礦山地質環境隨著礦產資源開發量的增加，地質環境的變化非常明顯。壓力指標從2005年的0.099上升到0.740，一直是上升的趨勢。壓力指標的上升，主要的貢獻指標是礦產資源開發量、開發誘發的地質災害以及造成的人員死亡和失蹤，其次是開發造成的經濟損失、人員及財產威脅，再次就是土地資源破壞和固體廢棄物以及廢水排放等。狀態指標從2005年的0.410上升到2010年的0.848后下降到2015年的0.482，以2005年為基礎，總體上是上升，但從2010年到2015年會有明顯好轉，說明狀態指標總體向好的方面變化，同時也說明狀態的好轉來至響應力度的增強。響應指標從2005年的1.00下降到2015年的0.096，主要是由于出臺的礦山地質環境管理法規、對重要礦山地質環境進行恢復治理、對礦山固體廢棄物和廢水進行處理、礦山固體廢棄物和廢水綜合利用率得到顯著提高、礦山土地恢復進展較快等。從總的趨勢看，趨勢值從2005年的0.491下降到2015年0.354，這個變化不算大，說明我省的礦山地質環境將會從好的方向變化，但這個變化不會太快。從表4和表5還看出，壓力的減少、狀態的好轉，取決于響應的力度。要促進礦山地質環境質量的好轉，必須加大礦山地質環境恢復整治的力度。從“十二五”期間我省礦業發展的規劃看，礦業開發總量會增加，強度會加大，范圍會擴大，給礦山的壓力也會相應的增大，礦山環境問題很有可能會增多，甚至個別礦山問題會更突出。但是，只要政府積極從法律法規、礦政管理、輿論監督、恢復治理、科技創新及資金保障等方面加以引導和貫徹，必然會減少礦業開發給礦山環境的壓力。因此，從總體上講，我省“十二五”期間礦山地質環境一定會發生變化，且總的趨勢是朝好的方向發展。但“十二五”期間乃至更長時間的礦山恢復治理仍然艱巨。還有，難以預測由于突發性極端氣候事件等不確定自然因素給礦山地質環境造成的影響和破壞，這也應予足夠的重視。

5.結論

(1)較全面和客觀闡述了貴州礦山地質環境現狀，并分析了影響礦山地質環境變化的因素，特別是不利的人為因素，為PSR模型的運用奠定了較堅實的基礎。(2)采用PSR模型于礦山地質環境變化趨勢進行定量分析是可行的。其方法正確，結果可信。(3)貴州礦產資源開發對礦山地質環境影響較嚴重，其影響最大的是煤礦，其次是磷礦、鋁土礦。(4)根據建設環境友好型社會和建設綠色礦山等要求，隨著礦政管理進一步加強，全省礦山地質環境將會向好的方向發展。但由于保護和治理欠賬較多，今后的礦山地質環境保護和恢復治理任務仍然艱巨。

作者：楊濤毅、陳靜、冷洋洋單位：貴州省地質環境監測院