煤炭資源枯竭型城市人居環(huán)境影響因素分析及治理對(duì)策

華穎，姜云，代路濱

（黑龍江科技學(xué)院，哈爾濱 150027）

資源型城市是指主要依靠資源產(chǎn)業(yè)來(lái)引領(lǐng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種城市類(lèi)型。煤炭資源城市也是其中的一種，主要依據(jù)煤炭礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)來(lái)促進(jìn)城市發(fā)展。由于煤炭資源具有不可再生性，隨著近50 年來(lái)的無(wú)節(jié)制開(kāi)采，導(dǎo)致這些城市過(guò)早地進(jìn)入了資源枯竭期，隨之帶來(lái)了如由于開(kāi)采沉陷而引起的居住環(huán)境惡化、人地矛盾突出等環(huán)境污染和生態(tài)破壞的一系列環(huán)境問(wèn)題。因此，有效治理煤炭城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展、研究和改善煤炭城市生態(tài)和人居環(huán)境，從根本上認(rèn)識(shí)并解決生態(tài)環(huán)境存在的問(wèn)題和有效緩解資源壓力、建設(shè)人文環(huán)境和自然環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一發(fā)展以及進(jìn)行煤炭城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展等方面有著切實(shí)可行的現(xiàn)實(shí)意義。

1 煤炭資源枯竭城市人居環(huán)境現(xiàn)狀分析

人居環(huán)境與生態(tài)狀況密不可分，生態(tài)狀況直接決定人居環(huán)境的質(zhì)量。而生態(tài)環(huán)境又是與人的行為密切相關(guān)的。作為煤炭城市，由于承載著社會(huì)的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)發(fā)展，因此從發(fā)展之初就進(jìn)行著以高投入、低效率、高污染為代價(jià)的傳統(tǒng)生產(chǎn)模式。

1.1 地表沉降與塌陷

礦區(qū)采煤塌陷從成因上講，既有自然因素的影響、又有人為因素的誘發(fā)，由于煤炭城市多是依煤而建，而這些城市開(kāi)采之初普遍存在著煤層薄、埋層淺及土質(zhì)、巖層松散等不利的自然因素，因此導(dǎo)致出現(xiàn)塌陷泛濫周期縮短、塌陷災(zāi)害嚴(yán)重等情況，這是造成煤炭城市采煤塌陷最直接的因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)井工開(kāi)采1萬(wàn)t 煤炭就有0.01～0.29 hm2的土地塌陷，而露天開(kāi)采每1 萬(wàn)t 煤炭就有0.06～0.13 hm2的土地塌陷[1]。地表沉降不僅能夠造成地面破壞，還存在引發(fā)山地丘陵等地發(fā)生諸如泥石流、山體塌陷等滑移現(xiàn)象，導(dǎo)致煤炭城市的生境和物境環(huán)境不能正常發(fā)展，致使人居環(huán)境和生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。

1.2 植被破壞與水土流失

由于大面積的土地塌陷造成嚴(yán)重的植被破壞和水土流失狀況。影響了植物的耕種和植被再生，形成了煤炭資源城市長(zhǎng)期以來(lái)存在多數(shù)缺水的現(xiàn)狀。據(jù)資料顯示，目前我國(guó)煤炭城市有70%水資源短缺，并且有40%的煤炭城市水資源嚴(yán)重短缺。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年有大約22 億m3的地下水資源在地下煤炭開(kāi)采中流失，導(dǎo)致地下水系紊亂現(xiàn)象[2]。如河南焦作市煤炭開(kāi)采等企業(yè)的做法就比較典型，他們把煤炭開(kāi)采剩余的廢渣廢液等置于城市北部偏僻的山坳里，雖然表面距離上遠(yuǎn)離了城市，但是卻忽略了城市地下用水的循環(huán)，導(dǎo)致地下水氯離子含量升高，變成了城市供水的隱患。

1.3 大氣污染和固體廢棄物

煤炭在生產(chǎn)的過(guò)程中會(huì)制造大量的廢棄物，尤其是固體廢棄物的占地堆放問(wèn)題，其中煤矸石的堆放是嚴(yán)重影響礦區(qū)人居環(huán)境及生態(tài)環(huán)境的主要因素。據(jù)資料顯示，我國(guó)目前存在1 600 多座矸石山，存儲(chǔ)矸石量約有45 億t，占用土地達(dá)到1.5 萬(wàn)畝，且總量以每年1 520 億t 速度遞增。是目前我國(guó)工業(yè)廢物積存量占地最多的一種，這些固體廢棄物不僅占用大量土地，還會(huì)不斷有自燃現(xiàn)象發(fā)生，排放出CO、CO2、SO2、H2S 等有害氣體威脅著人類(lèi)的生態(tài)環(huán)境。并且煤矸石長(zhǎng)期裸露堆放，容易在風(fēng)力作用下形成風(fēng)化并在表層引起粉化。這些粉化顆粒由于風(fēng)力作用長(zhǎng)期懸浮在大氣中，對(duì)礦區(qū)的空氣質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)全國(guó)每年擴(kuò)散于大氣的煤層瓦斯有50～60 億m3，以東北地區(qū)為例，每年煤炭開(kāi)采排放在大氣中的廢氣如CH4約5～7 億m3，每年全國(guó)煤礦開(kāi)采排放的廢氣約1 700 億m3，生態(tài)環(huán)境的污染導(dǎo)致人居環(huán)境的嚴(yán)重破壞[3-4]。

2 煤炭城市人居環(huán)境治理對(duì)策

2.1 加大防治力度，改進(jìn)生產(chǎn)工藝

2.1.1 科學(xué)統(tǒng)籌規(guī)劃

煤炭是不可再生資源，因此在防治上要從以下三個(gè)方面加大力度，一是在開(kāi)發(fā)前從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，進(jìn)行全面細(xì)致的生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作，并且嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家的相關(guān)政策如嚴(yán)禁開(kāi)采生態(tài)功能保護(hù)區(qū)和自然保護(hù)區(qū)等[5-6]；另外，要科學(xué)預(yù)測(cè)礦井涌水量、礦區(qū)塌陷以及開(kāi)采危險(xiǎn)區(qū)，有效降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率；第三要在生產(chǎn)過(guò)程中加強(qiáng)地質(zhì)監(jiān)測(cè)工作，從而保證煤炭生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2.1.2 建立科學(xué)生產(chǎn)制度

采用生產(chǎn)和生活用水分離的方法，即綜合利用地面疏水系統(tǒng)和礦下疏水系統(tǒng)相結(jié)合的疏干降壓方法使水位達(dá)到生產(chǎn)要求，生產(chǎn)的同時(shí)對(duì)生活及工農(nóng)業(yè)用水進(jìn)行額外補(bǔ)給，有效抑制地下水量的過(guò)分開(kāi)采，這樣不僅可以緩解生產(chǎn)和生活的用水矛盾，保障煤炭開(kāi)采的安全性，而且在運(yùn)行過(guò)程中二者互不干擾，清除了煤炭生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的巖煤粉對(duì)水源地的污染。另一方面，采取填封的方式及時(shí)處理地面已經(jīng)形成的塌陷和裂縫等，并且為了防止造成二次塌陷可以在塌陷多發(fā)區(qū)進(jìn)行圍堤、筑渠等方法及時(shí)去除積水。另外可以采用改進(jìn)開(kāi)采方法以及運(yùn)用先進(jìn)的掘井機(jī)械作業(yè)的方式來(lái)進(jìn)行巖石壓力的減小，同時(shí)還可以通過(guò)建造注漿帷幕的方式來(lái)加固頂?shù)装鍙亩Ｕ仙a(chǎn)安全，預(yù)防地下坑道灌水現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 科學(xué)治理和恢復(fù)生態(tài)人居環(huán)境

2.2.1 植被恢復(fù)

植被具有改善氣候、防風(fēng)固沙的作用，因此植被恢復(fù)是礦區(qū)人居環(huán)境生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵，依據(jù)礦區(qū)建設(shè)要求和具體環(huán)境選擇適宜的植物。其具體方法有：一是選擇對(duì)干旱、貧瘠、鹽堿等有抵抗能力的樹(shù)種來(lái)降低礦區(qū)廢棄地重金屬等有毒有害物質(zhì)的含量；二是盡量選取本土樹(shù)種進(jìn)行廣泛應(yīng)用，確保低投入和成活率；三是選擇根系發(fā)達(dá)、能固土、固氮和有較快生長(zhǎng)速度、并且能有效地阻止風(fēng)蝕和水蝕的植物；四是在取得生態(tài)效益的同時(shí)要盡量兼顧經(jīng)濟(jì)效益，為建立礦區(qū)特色旅游等項(xiàng)目做準(zhǔn)備，在植物選擇上注重選取生態(tài)效益好、冠型優(yōu)美、抗旱能力強(qiáng)的具有一定經(jīng)濟(jì)效益的樹(shù)種；五是適當(dāng)應(yīng)用引進(jìn)的速生樹(shù)種進(jìn)行栽植，以保障生態(tài)環(huán)境的快速恢復(fù)。

2.2.2 水體治理

礦井排水對(duì)水環(huán)境造成嚴(yán)重污染的礦坑廢水，要通過(guò)科學(xué)的方法進(jìn)行無(wú)害處理，變廢為寶，如就近建設(shè)污水處理廠(chǎng)進(jìn)行污水凈化。并且按照達(dá)到的凈化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行應(yīng)用，比如洗煤廠(chǎng)進(jìn)行洗煤、地面灑掃灌溉、井下開(kāi)采降塵、建筑消防用水等。從一定意義上緩解了礦區(qū)水資源應(yīng)用緊張的現(xiàn)狀，同時(shí)起到對(duì)大氣的降塵和減少礦坑排水的作用，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的兼顧，以治促建。

2.2.3 預(yù)防及治理大氣污染

煤炭資源城市的大氣污染現(xiàn)象受環(huán)境影響非常嚴(yán)重，最突出的有矸石山、儲(chǔ)運(yùn)、廢氣等幾種污染形式。其中矸石山的解決辦法是進(jìn)行統(tǒng)籌安置和充分利用。比如進(jìn)行塌陷區(qū)土地回填和煤礦建設(shè)等；粉煤灰的環(huán)境污染問(wèn)題，可以在其上覆蓋土層并且進(jìn)行植樹(shù)造林，改善生態(tài)環(huán)境；開(kāi)采過(guò)程中造成的化學(xué)污染主要有產(chǎn)生酸性氣體及其他有毒害氣體，緩解的辦法如有機(jī)物吸附、硫化床脫硫等方式進(jìn)行，盡可能的降低環(huán)境對(duì)人類(lèi)的危害程度，保障生態(tài)環(huán)境的有益發(fā)展，防止化學(xué)污染如酸雨等產(chǎn)生的潛在危害；配備灑水車(chē)、多種陶瓷除塵器設(shè)備等有效抑制儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中粉煤灰對(duì)大氣環(huán)境的污染；加強(qiáng)綠化種植，降低空氣中的粉塵，改善人居生態(tài)環(huán)境；進(jìn)行礦井瓦斯回收并利用來(lái)減少大氣污染。

2.2.4 土地復(fù)墾

針對(duì)礦區(qū)開(kāi)采后形成的塌陷區(qū)以及周邊附著地帶、矸石山堆放區(qū)與露天礦剝離物堆放場(chǎng)等地，可以依據(jù)塌陷面積大小或水量多少進(jìn)行營(yíng)建梯田或者土地填平。當(dāng)塌陷區(qū)地面標(biāo)高水位與塌陷區(qū)外河水位存在較大差異時(shí)，恢復(fù)耕種的方法可以依據(jù)水位的高低來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的處理，如采用人工強(qiáng)力排除法等方式來(lái)進(jìn)行塌陷區(qū)外圍水位高于塌陷區(qū)內(nèi)部的狀況；采用建立疏排水系統(tǒng)進(jìn)行積水排除的方式進(jìn)而恢復(fù)土地耕種。其中利用疏排法進(jìn)行排水的方式要注意合理利用科學(xué)方法盡可能的提高機(jī)械利用與人工的結(jié)合，從而達(dá)到高效率的恢復(fù)土地耕種。另外，在局部積水較大的區(qū)域進(jìn)行深挖養(yǎng)魚(yú)、種植水生植物或儲(chǔ)水灌溉等，改善生態(tài)環(huán)境達(dá)到適宜耕種狀況。形成種植、養(yǎng)殖一條龍，不僅凈化了環(huán)境、加強(qiáng)了生態(tài)效益而且增加了礦區(qū)人們的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.5 建立生態(tài)保護(hù)機(jī)制和強(qiáng)化政府監(jiān)管職能

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)步，生態(tài)環(huán)境越來(lái)越受到社會(huì)各界的重視，尤其對(duì)于煤炭城市，改善和恢復(fù)生態(tài)的要求刻不容緩，強(qiáng)調(diào)煤炭城市建立環(huán)保產(chǎn)業(yè)，不僅是改善生態(tài)環(huán)境而且能夠取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。在煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，控制環(huán)境污染、減排廢物及廢物處理等已經(jīng)成為促進(jìn)煤炭城市發(fā)展的有效途徑，必須大力加強(qiáng)。另外應(yīng)大力改進(jìn)煤炭行業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)和加強(qiáng)政府監(jiān)管力度對(duì)于促進(jìn)煤炭城市的可持續(xù)發(fā)展起到事半功倍的效果。由于多數(shù)的煤礦企業(yè)都存在只重利益、輕視環(huán)保的意識(shí)，因此造成了目前很多煤炭城市資源枯竭、經(jīng)濟(jì)退后、人們生活質(zhì)量下降的現(xiàn)象，要想遏制并取得資源城市的可持續(xù)發(fā)展，國(guó)家就一定要加強(qiáng)政府監(jiān)管力度，通過(guò)一定的經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)政策來(lái)進(jìn)行控制。并運(yùn)用經(jīng)濟(jì)手段將煤礦環(huán)境保護(hù)行為同其經(jīng)濟(jì)利益相對(duì)接，制定有效獎(jiǎng)懲制度的同時(shí)進(jìn)行適宜的引導(dǎo)，這樣不僅能夠增加煤礦企業(yè)生產(chǎn)積極性和社會(huì)責(zé)任感，而且達(dá)到了生態(tài)環(huán)境的預(yù)防和治理，從而使城市保持了可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)束語(yǔ)

21 世紀(jì)人類(lèi)的三大主題分別是人口、資源和環(huán)境，可見(jiàn)資源和環(huán)境的保障是人類(lèi)得以生存和發(fā)展必須要重視的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。雖然開(kāi)發(fā)和利用煤炭資源對(duì)發(fā)展我國(guó)的經(jīng)濟(jì)提供了巨大的支持。但同時(shí)也要看到開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境造成的巨大影響，尤其是對(duì)生態(tài)的破壞性不容忽視，這些破壞不僅危及了我們的生存環(huán)境，而且危及了我國(guó)土地資源及糧食安全。從建設(shè)長(zhǎng)治久安的發(fā)展眼光來(lái)看，保護(hù)生態(tài)和人居環(huán)境已經(jīng)成為目前我國(guó)一項(xiàng)必須要進(jìn)行的宏偉戰(zhàn)略目標(biāo)。為了達(dá)到資源和人類(lèi)的和諧共處，解決二者的矛盾才能真正的做到社會(huì)的和諧發(fā)展和資源的有效利用，實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)期目標(biāo)。

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