硫鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境破壞問題及治理

王祖榮

摘 要：隨著生態(tài)環(huán)境的日益惡化，堅持科學發(fā)展，最大程度上避免因為過度的礦產(chǎn)開發(fā)而引起的地質(zhì)環(huán)境土地資源危害，已經(jīng)成為當前急需我們解決和重視的問題。在礦產(chǎn)開發(fā)過程中，采取礦碴堆復墾及土地修復治理、植物種草等手段，能夠在一定程度中起到對地質(zhì)災害的處理，恢復生態(tài)促進地方經(jīng)濟發(fā)展及轉(zhuǎn)型的作用。本課題中將主要針對硫鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境破壞治理問題做出進一步的闡述和分析，希望能夠為今后礦產(chǎn)資源的開采手段的完善，提供可行性建議及思路。

關(guān)鍵詞：硫鐵礦；地質(zhì)環(huán)境；治理

中圖分類號：X321 文獻標識碼：A

早在建國初期，為了能夠大力發(fā)展工業(yè)促進國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展，在全國范疇中掀起了硫鐵礦礦產(chǎn)資源的開發(fā)及冶煉。因此，也在全國范疇形成了內(nèi)蒙古、山西、安徽、廣東、川南五大硫鐵礦的開發(fā)及生產(chǎn)的基地。這五大基地為新中國的發(fā)展可謂是做出了巨大的貢獻，但是因為在當時在開采的技術(shù)手段及冶煉的技術(shù)上是相對比較落后的，對礦區(qū)內(nèi)的地質(zhì)造成了非常嚴重的破壞及影響，一直到今天還沒有得到有效的生態(tài)恢復，這對于當?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展及人民生活質(zhì)量的形成了一定的制約。對此，在我國實行計劃經(jīng)濟時期所遺留下來的礦山地質(zhì)環(huán)境問題已經(jīng)成為需要解決的重點內(nèi)容。本課題中將主要針對大樹地區(qū)的硫鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境破壞問題及治理提出相應(yīng)的闡述和研究。

一、大樹硫鐵礦礦區(qū)的概述

大樹硫鐵礦區(qū)的礦產(chǎn)資源極為豐富，20世紀50年代該地區(qū)的硫鐵礦資源被大規(guī)模的開發(fā)利用，在當時就地土法煉磺已經(jīng)成為重點的工業(yè)項目，更是四川硫磺的重要出產(chǎn)地，該礦的開采一直持續(xù)到上個世紀的90年代末。在這一期間主要是國有和集體企業(yè)為主體領(lǐng)導者，建立數(shù)十家不同的硫鐵礦山。主要開采二疊系龍?zhí)督M在底部的硫鐵層以及上部的煤層，重點開發(fā)的形式為地下開采，局部露天開采為輔，采礦區(qū)的范疇在9.0km2，形成了連續(xù)采空區(qū)的面積5.51km2。大樹硫鐵礦是由1951年建成并且投產(chǎn)的，巔峰的時期，曾經(jīng)成為國內(nèi)最大規(guī)模的硫鐵礦企業(yè)級冶煉企業(yè)，年平均產(chǎn)硫磺量達到了12274t，更是擁有了磺爐上百座，硫鐵礦石消耗量為15萬t。從事硫鐵礦開采及土法的煉制，累積向國家繳稅數(shù)十億元，這在當時為國家的經(jīng)濟發(fā)展及建設(shè)做出了非常巨大的貢獻。

二、大樹地區(qū)硫鐵礦區(qū)造成的地質(zhì)環(huán)境破壞問題

大樹地區(qū)硫鐵礦區(qū)在歷經(jīng)幾十年的開采及冶煉以后對于當時的地質(zhì)環(huán)境造成了非常嚴重的破壞及影響。尤其是對于耕地、植物及水資源污染更是非常的嚴重。在80年代曾經(jīng)一度有方圓十公里寸草不生的情況出現(xiàn)。硫鐵礦屬于特殊的礦資源，在進行開采及冶煉的過程中主要會造成化學的污染對地質(zhì)環(huán)境會造成非常嚴重的影響及破壞，所以如果一旦遭到破壞那么恢復是非常困難的事情。至今為止，該礦區(qū)以及影響范疇之中的地質(zhì)環(huán)境依舊是非常的糟糕的?，F(xiàn)從土地資源破壞及自然景觀地貌及地表水的破壞、地質(zhì)災害這幾個方面進行入手分析。

（一）土地資源的破壞

在區(qū)域內(nèi)部土地資源的破壞重點是礦區(qū)土法煉磺所造成的嚴重酸化及礦碴壓占土地這兩個方面的因素所造成的。

土壤酸化的問題分析。土法煉磺過程中會產(chǎn)生大量的磺煙排入到空氣之中，然后經(jīng)過與大氣層發(fā)生化學作用，出現(xiàn)酸雨降落到地面上，使得礦區(qū)內(nèi)部的土壤面積大量出現(xiàn)酸化的情況，導致大量的農(nóng)作物枯竭而死，農(nóng)田產(chǎn)量大幅下降。

土法煉磺所造成的環(huán)境污染概述。礦區(qū)在過去主要是通過土法煉磺的方式，煉磺的位置主要設(shè)置在餓了河東及河西社區(qū)的附近，這其中河西社區(qū)是煉磺的核心地區(qū)，該地區(qū)硫鐵礦石每年的消耗量在15萬t左右，每年排放的廢氣量為200萬m3，SO2的年排放量是4495t，H2S每年的排放量為1333t，磺爐的殘渣排放量為12萬t，廢水排放量為30t左右。因為存在大規(guī)模的廢物排放，已經(jīng)對環(huán)境造成了非常嚴重的污染。其中，在主生產(chǎn)區(qū)SO2的濃度已經(jīng)達到了81mg/m3～1087mg/m3，平均下來的濃度為185mg/m3，嚴重超標。生活區(qū)SO2濃度大概為1.2mg/m3～27.5mg/m3，平均濃度8.88mg/m3，超標倍數(shù)25倍，由此所造成的酸雨極為嚴重，這是造成礦區(qū)土壤酸化的重要原因之一。土法煉磺所造成的土壤酸化的影響范疇已經(jīng)達到了生產(chǎn)區(qū)域范疇2km～3km。隨之磺煙排放口的高度及風向的不同，受磺爐排放口最為集中的分布位置則為礦區(qū)的風向問題，還有地形所控制，礦區(qū)的北西部酸雨及酸化的程度是最為嚴重的，而北東和南東側(cè)的影響及酸雨和酸化程度是比較低的。

（二）酸化污染區(qū)土壤的理化特征

土壤酸堿度。通過對該礦區(qū)北西片的部分土壤進行了采集和分析測驗，土壤樣品的pH值的范疇在4.33～5.40，平均值為5.14。通過參照《土壤環(huán)境質(zhì)量標準體系》中的（GB15618-2008）判定屬于酸性土壤，進行取點的分布。

土壤中pH值最低的樣品重點是分布在北西片，通過南部逐步的遞增，在這個問題上與前面我們所談到的污染分布位置及地貌形態(tài)、水文地質(zhì)條件等因素對于土壤pH值的控制作用分析結(jié)果為相同的。參照取樣的分析結(jié)果及對控制影響因素所作出的分析，綜合土壤產(chǎn)出特征還有植被的聲場情況，來對該礦區(qū)土壤酸化程度進行分類，將工程區(qū)歸類為酸化比較嚴重的區(qū)域。比較嚴重的酸化面積為0.713km2，其中較為嚴重的酸化面積為14.355km2。

土壤中重金屬的含量。通過按照《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》（GB15618-2008）表3中的相關(guān)內(nèi)容來進行判定，采集了39件土壤評價樣本。該區(qū)域內(nèi)所有的土樣基本都存在不同程度上的重金屬超標的情況。這其中，As超標的范疇最為嚴重，超出的比例達到了98%左右，最高的含量為44.92×104，超出了正常范圍的10倍左右。另外，Cd、Zn、Cr、Cu等超標的情況也非常嚴重。土壤重金屬超標主要的來源為在過去通過土法煉磺期間大氣降沉及降雨淋濾礦碴深入到土壤之中所導致的。在嚴重超標的重金屬土壤之中來進行作物的種植，所收獲的果實是否存在重金屬超標的情況，取決于土壤重金屬的總量以及重金屬元素存在的業(yè)態(tài)及價態(tài)。

例如：在土壤之中存在三價砷污染就會大量的進入到農(nóng)作物之中，導致果實中存在嚴重的砷超標情況，高價的五價砷就不會。所以，對于這部分礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境的危害性。還需要進一步對土壤重金屬中的業(yè)態(tài)及價態(tài)來進行調(diào)查及分析。

土壤中的肥力。對于土壤中的肥力等級來進行測平重點是參照《土地工程土地整理區(qū)農(nóng)業(yè)地球化學調(diào)查技術(shù)要求》中的相關(guān)要求。通過采取有機質(zhì)和氮磷鉀總體的指標來進行評價。主要通過39組土壤測試成果來做出全面的分析，但從全氮的含量來看能夠達到二級標準的有4件，達到三級標準的為10多件，達到四級標準的為5件，達到五級標準的為10件，六級標準的為6件。通過全磷及全鉀的含量問題來看，全磷的含量是不足0.04%的，全鉀含量也是不足0.6%的，土壤的肥力都為六級。所以，我們不難看出，因為土壤的酸化原因，使得重金屬在高度富集及超標高意外，還造成了土壤中養(yǎng)分的大量流失，導致土壤中的肥力大幅度下降。

土壤酸化帶來的危害。土壤酸化會導致土壤中的養(yǎng)分存在缺失的情況。重金屬含量遞增，是土壤的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞性的變化。土壤的pH值小于4.5，理化性質(zhì)嚴重，屬于嚴重的酸化區(qū)域，土壤pH值為45～55性質(zhì)屬于較為嚴重的。

礦碴堆積所造成的土地破壞。該礦區(qū)大規(guī)模的選用了冶煉棄碴的方式來對冶煉廢棄物進行處理，這會造成非常嚴重的土地被占用的情況。礦區(qū)內(nèi)的分布為，比較大的堆積體有12處，總體積已經(jīng)達到了685萬m3，這其中所占用的林地為998.12畝。所以，廢棄物的堆放已經(jīng)對土地資源造成了非常嚴重的破壞。

（三）自然地貌及景觀的破壞

對于自然地貌及景觀的破壞問題，重點是因為大量冶煉所造成的廢棄物沒有秩序的對方所造成的。第一，冶煉廢棄物的堆棄，會給地貌的形態(tài)帶來一定的影響，過去的溝谷被填放形成了斜坡，在降雨以后坡面又出現(xiàn)了四處溢流的情況，導致非常嚴重的水土流失。部分坡面出現(xiàn)坍臺情況，有時候還會造成泥石流的危害。另外，冶煉廢棄物的堆放造成了斜坡在結(jié)構(gòu)中的變化，過去相對比價穩(wěn)定堆積斜坡及基巖斜坡變化成為了非常松動的人工堆積點，這是導致礦區(qū)地質(zhì)災害頻發(fā)出現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一。冶煉廢棄物的堆放，還會導致植被不能夠有效的生產(chǎn)，呈現(xiàn)一派荒涼河流沿岸的地貌景象。

（四）地表水體破壞

通過對礦區(qū)內(nèi)部水源調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在礦區(qū)內(nèi)部最大的地表水大叔和遭到了非常嚴重的污染，幾十年以來大樹河的水一直都是呈現(xiàn)出黃色的，河道中的生態(tài)鏈已經(jīng)完全遭到破壞。造成地表水污染嚴重的主要是由于廢棄掉的礦井及磺干，還有大面積的冶煉廢棄物所導致的，使得河水呈現(xiàn)出酸性，而且還含有很大成分的重金屬離子。

（五）引發(fā)的地質(zhì)災害

該礦區(qū)在最早期所形成的采空區(qū)塌陷地質(zhì)災害問題相對來說是比較輕的，危險程度也不高。區(qū)域內(nèi)地質(zhì)災害主要就是為冶煉廢棄物對方造成的滑坡及泥石流隱患。對于公路、學校、廠礦企業(yè)都形成了一定的安全威脅。

三、對于硫鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境破壞問題的治理對策

（一）土地資源的恢復治理

對于礦區(qū)內(nèi)部的受到酸化土地的治理，重點是通過提高耕地的pH值來對土壤理化性質(zhì)來進行改變，增加土壤的肥力，使土壤中存在重金屬的原理得到修復。當前，在國內(nèi)領(lǐng)域中對于排除土壤重金屬的相關(guān)技術(shù)手段還不夠完善，只能夠?qū)ν寥乐亟饘偎嬖趦r態(tài)及業(yè)態(tài)和危險進行簡單的研究。所以在本課題中也只進行了簡單的研究及實驗。待條件成熟以后在廣泛推廣，治理工程的關(guān)鍵點就是對于土壤中的pH值進行改變以及對土壤的肥力進行增加。土壤中的pH值及提高土壤肥力可以通過撒石灰及配合復合肥料耕種的形式來完成，針對于石灰的用量方面是可以通過SMP來進行測定的。具體如下：

（二）礦區(qū)廢棄物的平整

在治理過程中主要針對礦區(qū)內(nèi)部已經(jīng)形成的堆積物進行復墾，提高土地的使用效率?？屯翂ńY(jié)構(gòu)為0.6m煤矸石+0.6m耕植土。煤矸石所發(fā)揮的關(guān)鍵性作用就是對堆積物中重金屬質(zhì)因毛細作用深入耕植土地中來進行防范。

（三）對于林地酸化破壞區(qū)域造林

針對于礦區(qū)內(nèi)部磺煙及酸由于風向等原因所造成的不同區(qū)域的林地枯竭情況，來進行林地的造林，提高植物的密閉性。通過對地質(zhì)條件的考慮及土壤酸化的特點，選取能夠適應(yīng)環(huán)境及生產(chǎn)的樹木。另外，針對于堆積物所產(chǎn)生的坡面，還需要對坡面進行植物的綠化，比如說種植一些草本及樹木，存活力比較強的植物。

（四）針對地表水破壞的處理

在該區(qū)域中地表示主要是受到了磺干及廢棄物的濾水而污染的，但在當前對于凈化處理技術(shù)還是不夠成熟，并且在項目的投資資金上也是比較大，對此綜合考慮以后在對本礦區(qū)地表水處理問題上，主要是通過堵截污染源的方式的來對地表水污染進行處理。避免出現(xiàn)二次污染的情況。

（五）地質(zhì)災害的處理

針對該礦區(qū)內(nèi)部的地質(zhì)災害類型，具體措施依情況而定。如遇危巖及崩塌，可采取主動錨固或被動攔擋的方式進行恢復治理；而遇到滑坡情況，可采取前緣支檔同時截排水的方法；當發(fā)生泥石流時，可采用攔擋固源或排導的辦法進行處理。

結(jié)語

綜上所述，針對大樹地區(qū)硫鐵礦礦山地質(zhì)環(huán)境破壞的問題本課題進行了更深的討論及分析，由于破壞比較嚴重，在恢復上難度比較大，自然恢復的時間又比較長，投入成本和資金比較高。對此，通過對該礦區(qū)的自然條件及地質(zhì)環(huán)境做出了分析，希望能夠?qū)υ搮^(qū)域的礦區(qū)環(huán)境及生態(tài)治理提供可行性思路。真正意義上實現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展及利用。

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