4.2.1　我國煤礦區(qū)主要生態(tài)環(huán)境問題

在我國改革開放最初的20年中，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)展異軍突起是最為引人注目的現(xiàn)象。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的飛速發(fā)展，一方面使我國的區(qū)域經(jīng)濟(jì)得到了快速增長，另一方面也帶來嚴(yán)重的資源環(huán)境問題，尤其是小煤礦、小煤窯的發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響很大⁽³⁾。其主要的表現(xiàn)是以下幾方面。

一、對(duì)礦產(chǎn)資源的破壞

目前我國礦山開采企業(yè)中，鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山占相當(dāng)大的比重，而鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦山企業(yè)普遍存在著技術(shù)力量薄弱、采礦方法落后等問題，加上多數(shù)礦主急功近利、采富棄貧、采厚棄薄、采易棄難的行為，造成資源浪費(fèi)嚴(yán)重，資源回收率偏低。如鋁土礦的開采，由于氧化鋁廠為提高自身的效益而一味要求用富礦，從而造成只收富礦的短期行為，直接導(dǎo)致民采鋁土礦的采富棄貧與掠奪式開采，致使富礦儲(chǔ)量迅速耗減，殘剩的鋁土礦資源難以再次開采利用，進(jìn)而嚴(yán)重破壞了整個(gè)礦床。再如西北地區(qū)許多礦床都屬于多組分礦床，由于技術(shù)、資金、規(guī)模及短期行為的影響，采富棄貧、采易棄難現(xiàn)象較為嚴(yán)重，綜合回收利用水平不高或根本沒有綜合利用，造成本該綜合回收利用的貧礦、伴生礦、尾礦成為棄渣直接排放，許多不可再生的礦產(chǎn)資源遭到嚴(yán)重浪費(fèi)，加速了礦產(chǎn)資源枯竭，人為地縮短了礦山壽命，同時(shí)加劇了環(huán)境的污染和地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

二、土地破壞

煤炭開采對(duì)土地資源的破壞是很大的，煤炭開采直接破壞土地的類型主要有挖損、塌陷和壓占三種類型。我國土地資源十分匱乏，人均耕地只有0.11公頃，不到世界人均耕地面積的1/2。土地的毀損更加劇了我國的人地矛盾。

1.土地挖損

露天采煤是把煤層上方的表土和巖層剝離之后進(jìn)行的，因此，對(duì)土地?fù)p毀的最主要形式表現(xiàn)為直接挖損。盡管中國露天煤礦的產(chǎn)量僅占煤炭總產(chǎn)量的5%，但露天煤礦開采對(duì)土地的毀損卻相當(dāng)嚴(yán)重。據(jù)調(diào)查與資料統(tǒng)計(jì)，露天礦正式投產(chǎn)后每開采萬噸煤要挖損0.02～0.18公頃土地，到2000年為止，我國的露天采掘場挖損占地約為8800公頃。露天開采徹底改變了土壤養(yǎng)分的初始條件，且增加了養(yǎng)分流失的機(jī)會(huì)。

2.土地塌陷

中國煤炭產(chǎn)量的95%為井工開采，煤礦塌陷地是采煤損毀土地的主要表現(xiàn)形式。土地沉陷是由于煤炭資源開采形成一定的地下采空區(qū)，導(dǎo)致上覆巖層的應(yīng)力平衡被打破而產(chǎn)生變形，逐步沉降形成地表洼陷地帶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國煤炭開采歷年形成的沉陷區(qū)已達(dá)0.4×10⁶公頃，平均每年形成沉陷土地15000～20000公頃，其中耕地占30%。截止到2001年年底，雙鴨山煤炭采空區(qū)面積達(dá)到117平方公里，塌陷區(qū)面積62平方公里;大同市50年累計(jì)生產(chǎn)煤炭20億噸，形成采空區(qū)面積45萬公頃;2004年，山東棗莊市形成采空區(qū)面積240平方公里，采煤塌陷地760公頃，涉及26個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，且每年新增塌陷地在400公頃以上。

3.土地占?jí)?/p>

煤炭工業(yè)的占?jí)和恋匕▋深?，一類是露天采礦剝離表層土堆積而形成的外排土場。另一類是井工采煤由井下運(yùn)到地面的矸石和洗煤廠將精煤洗出后排棄的矸石堆積而壓占土地。我國大部分露天礦采用外排土方式，外排土場壓占土地量約為采掘場挖損量的1.5～2.5倍，平均為2倍。據(jù)2000年資料，我國露天外排土場壓占土地面積達(dá)16300公頃。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國煤礦現(xiàn)有矸石山1000多座，總堆積量達(dá)30億噸，占地5800公頃，并且每年新增排放量1.5～2.0億噸，占地約300～400公頃。

三、植被破壞

煤礦區(qū)森林植被的破壞主要是由于礦山工業(yè)廣場的建設(shè)、矸石堆放、開山修路、地面塌陷與露天采礦剝離引起的。土壤作為供給植物生長發(fā)育所必需的水、肥、氣、熱的主要源泉，也是營養(yǎng)元素不斷循環(huán)、不斷更新的場所。礦區(qū)的建設(shè)和生產(chǎn)改變了土地養(yǎng)分的初始條件，從而使植被生長量下降。據(jù)調(diào)查，我國因采礦直接破壞的森林面積累計(jì)達(dá)106萬公頃，破壞草地面積為26.3萬公頃。植物作為生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，它的破壞使得礦區(qū)土地及其臨近地區(qū)的生物生存條件破壞，生物量減少，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)受損、功能及穩(wěn)定性下降，引起了水土流失和沙漠化。

森林破壞、草地退化是我國資源環(huán)境問題中一個(gè)突出的共性問題。森林不但為人們提供薪材，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供原材料，還為各種野生動(dòng)植物提供了優(yōu)越的棲息環(huán)境。但近幾十年來，我國森林由于無節(jié)制地被采伐，毀林造田以及森林火災(zāi)等原因，導(dǎo)致森林面積逐漸縮減。森林的破壞不僅使木材和林副產(chǎn)品資源短缺，珍稀野生動(dòng)植物瀕危滅絕，還加劇了自然災(zāi)害發(fā)生的頻率和危害程度，使陸地生態(tài)環(huán)境日益惡化。

草地是十分重要的自然資源和生產(chǎn)資料，既是維系人類生存和發(fā)展的基本條件，也是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體組成部分。由于人們長期無節(jié)制地掠奪式利用自然資源，使草地等資源日趨枯竭，人類正在面臨著嚴(yán)重的資源危機(jī)。目前，草地沙化、退化、堿化現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，水土流失加劇，干旱、洪澇等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生。生態(tài)環(huán)境惡化，已影響到國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和社會(huì)的安定團(tuán)結(jié)。草地退化的原因，主要是牲畜的發(fā)展與草地的生產(chǎn)能力不適應(yīng)，草原建設(shè)和管理落后以及濫墾、過牧造成的。另外，草場的病、蟲、鼠害也加重了草原的退化，草原退化又進(jìn)一步導(dǎo)致這些災(zāi)害的加劇，形成惡性循環(huán)。

四、水體污染和破壞

煤礦區(qū)水體污染和破壞的主要形式有:①地下水轉(zhuǎn)化為礦井水，水質(zhì)遭受污染。②煤矸石淋濾對(duì)地表水、地下水的污染。③采礦引起的地下水流場的改變。礦井水、矸石堆淋溶水、選煤廢水等排放量大且成分非常復(fù)雜，含有大量的懸浮物、重金屬和放射性物質(zhì)，危害性很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年全國煤礦的廢污水排放量達(dá)到27.5×10⁸噸，其中礦井水23×10⁸噸，工業(yè)廢水3.5×10⁸噸，洗煤廢水5000×10⁴噸，其他廢水4500×10⁴噸。這些廢水的排放對(duì)礦區(qū)及周邊河流、湖泊水域造成嚴(yán)重的污染，抑制了水生生物的生長和繁殖，進(jìn)而影響到礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)健康和人類及動(dòng)植物的生存。

我國富煤區(qū)往往是貧水區(qū)。由于長期開采和超常開采，許多礦區(qū)地下水位大幅度大面積下降，造成這些城市的供水極為緊張，以至于影響到當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)與生活。與此同時(shí)，大量未經(jīng)處理的含有煤粉、巖粉和其他污染物的礦井水外排，使得這些地區(qū)的地下水資源因煤系地層破壞而滲入礦井并被排出，礦井水被凈化利用的不足15%，對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境形成新的污染，解決水污染問題已迫在眉睫。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在產(chǎn)煤礦區(qū)，由于煤炭的開采是當(dāng)?shù)刂饕漠a(chǎn)業(yè)部門，煤礦已經(jīng)成為礦區(qū)最主要的水污染源。例如，山西八大礦務(wù)局有40%的礦區(qū)嚴(yán)重缺水，60%的礦區(qū)水質(zhì)不佳;大同市已經(jīng)成為全國最缺水的100個(gè)城市之一，市區(qū)地下水位每年下降1米～1.5米，已經(jīng)形成了100多平方公里的地下水漏斗區(qū)，市區(qū)人均水資源量僅占全國平均水平的10%，相當(dāng)于全省平均水平的39%。

水體污染及水資源問題是我國資源環(huán)境問題中一個(gè)突出的共性問題。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國要繼續(xù)發(fā)展鋼鐵、冶金、煤炭、石油、化工、建材等工業(yè)，因此，必然發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性污染，尤其是水體污染。水是人類消耗最多的自然資源，水資源的可持續(xù)利用是所有自然資源可持續(xù)開發(fā)利用的最重要的一個(gè)問題。由于人類活動(dòng)的影響，使得水資源減少，污染加劇，危及人類對(duì)水資源的基本需求，進(jìn)而引發(fā)一系列的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)問題。水體污染主要是由工業(yè)廢水、農(nóng)藥、生活污水以及各種固、氣體等廢棄物排放所造成的，工業(yè)污水排放指數(shù)比國際先進(jìn)水平高出幾倍到幾十倍，城市生活污水排放量日益上升，其處理率不到20%。水體污染對(duì)人體與社會(huì)的危害及其所造成的各種損失是十分嚴(yán)重的。

就地表水污染情況看，目前，我國的河流、湖泊和水庫都遭到了不同程度的污染。北方的污染負(fù)荷重于南方，全國86%的城市河段水質(zhì)普遍污染超標(biāo)，大多數(shù)人飲用污染超標(biāo)的非潔凈水。根據(jù)我國主要水系及湖泊的污染斷面監(jiān)測結(jié)果，僅36.9%的河段達(dá)到或優(yōu)于地面水環(huán)境質(zhì)量類標(biāo)準(zhǔn)，而63.1%的河段水質(zhì)為Ⅳ類、Ⅴ類或劣Ⅴ類，失去了飲用水的功能。七大水系的污染程度依次為:遼河、海河、淮河、黃河、松花江、珠江、長江，大的淡水湖泊和城市湖泊均為中度污染，巢湖、滇池湖和太湖的污染嚴(yán)重。地下水污染情況也比較嚴(yán)重。全國以地下水為主的城市，其地下水幾乎全部受到不同程度的污染，北方許多城市由于超采嚴(yán)重，使地下水的硬度、硝酸鹽、氯化物的含量逐年上升。

五、大氣污染

煤炭開采形成的廢氣主要指礦井瓦斯和地面矸石山自燃釋放的氣體。礦井瓦斯主要成分甲烷是一種重要的溫室氣體，其增溫效應(yīng)是CO₂氣的21倍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年礦井開采排放甲烷70×10⁸～90×10⁸立方米，約占世界甲烷總排放量的30%。礦區(qū)地面矸石山自燃及煤炭的利用釋放出大量的SO₂、CO₂、CO等有毒有害氣體，嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，影響了植物的生長發(fā)育，危害了周邊居民的身體健康。我國矸石山的自燃率很高，據(jù)1994年的礦山環(huán)境調(diào)查，淮河以北半干旱地區(qū)的1072座矸石山中，有464座發(fā)生過自燃，自燃率達(dá)43.3%。另外煤炭運(yùn)輸過程產(chǎn)生的粉塵廢氣中還含有很多對(duì)人體有害的元素，一旦被吸入人體，會(huì)導(dǎo)致各種疾病甚至癌癥的發(fā)生。

城市大氣污染也是我國資源環(huán)境問題中一個(gè)普遍的共性問題。由于城市工業(yè)集中，人口密度大，大氣污染十分嚴(yán)重，主要的污染源是工業(yè)和家庭燃煤污染，屬于煤煙型污染。煙塵、SO₂、CO₂是我國城市大氣污染的主要污染物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人為排放的煙塵、粉塵、SO₂、CO₂日益增加，加上我國對(duì)燃燒產(chǎn)生的SO₂沒有采取有效的控制措施，導(dǎo)致酸雨面積在逐步擴(kuò)大，酸雨頻率逐步提高。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市中機(jī)動(dòng)車輛日趨增多，汽車尾氣污染也開始成為城市大氣污染的主要污染源之一。

六、重金屬污染

煤矸石多為黑灰色或黑褐色，其中含有大量的硫鐵礦和重金屬元素，在堆放過程中由于自燃和降雨淋濾形成的溶液，不僅污染塌陷區(qū)積水，而且通過各種水力聯(lián)系(導(dǎo)水砂層、地層裂隙、農(nóng)灌、河流等)發(fā)生污染轉(zhuǎn)移。采空塌陷產(chǎn)生大量的裂縫，并錯(cuò)斷原隔水層，加強(qiáng)了地下水的水力聯(lián)系，使周圍土壤、水體受到污染，從而影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。其中，毒性最大的是Cd(鎘)、Pb(鉛)、Hg(汞)、As(砷)，它們不但不能被生物降解，相反，卻能在生物放大作用下，大量富集，沿食物鏈最后進(jìn)入人體，引起急、慢性中毒，造成肝、腎、肺、骨等組織的損壞，甚至能夠致癌、致畸、致死。

七、水土流失和土地沙漠化

由于我國煤礦區(qū)大部分位于植被稀少的干旱半干旱生態(tài)環(huán)境脆弱地區(qū)，因此，水土

流失和土地沙漠化是我國煤礦區(qū)最突出的環(huán)境問題之一。煤礦建設(shè)和生產(chǎn)需開挖地表，棄土棄渣，破壞土地和植被，從而減少了地面植被的覆蓋。植被覆蓋率的減少改變了地表徑流和地表的糙度，使土壤抗蝕指數(shù)降低，加劇了水土流失和土地沙化、干化。土地流失導(dǎo)致下游河湖的淤積，土壤營養(yǎng)元素的損失，造成地力衰退。沙漠化的過程是土壤生境碎化的過程，表現(xiàn)為土壤理化性質(zhì)的劣化過程，土壤的粗化、伴隨沙質(zhì)荒漠化導(dǎo)致的土壤鹽堿化、沼澤化，土壤團(tuán)聚體粒徑減小、含量降低，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的消失，土壤生物種類與種群數(shù)量的減少。沙質(zhì)沙漠化過程中由于綠色植物這一生產(chǎn)者的減少，改變了生態(tài)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化的途徑，改變了水分和營養(yǎng)元素的系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)途徑，進(jìn)而影響到土壤物理、化學(xué)成分以及動(dòng)植物和微生物等土壤生物區(qū)系的種類和數(shù)量，造成植被的逆行演替，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)退化。中西部是我國能源的重要輸出地區(qū)，但降水稀少，植被稀疏，土地沙漠化現(xiàn)象十分嚴(yán)重。隨著我國煤炭開采開始西移，這些地區(qū)水土流失和沙漠化問題將更為突出。

八、加工、儲(chǔ)運(yùn)和燃燒過程中產(chǎn)生的環(huán)境問題

煤炭加工形成的環(huán)境問題主要來自于對(duì)原煤的篩分、洗選、動(dòng)力配煤和土法煉焦等，污染環(huán)境的方式主要是排出大量的煤泥水、洗矸、煤塵和有害氣體等。為滿足社會(huì)對(duì)潔凈煤的需求，我國產(chǎn)煤區(qū)的原煤入洗率逐年提高，在原煤被入洗的過程中，排放出大量的煤泥水污染土壤、地下水以及河流水系。例如我國僅東北地區(qū)每年因洗煤而產(chǎn)生的廢水就有600多萬噸，煤泥35萬噸。

我國煤炭資源主要分布在北方和西南地區(qū)，煤炭資源的主要消費(fèi)地在南方和東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，這就造成了北煤南運(yùn)、西煤東送的格局。煤炭在運(yùn)裝過程中產(chǎn)生的煤塵飛揚(yáng)，既損失了大量的煤炭，又污染了沿線周圍的大氣環(huán)境。若以0.5%的揚(yáng)塵損失計(jì)算，僅東北地區(qū)因運(yùn)裝向大氣中排放的煤塵就達(dá)70多萬噸，直接經(jīng)濟(jì)損失超過7000多萬元。不僅如此，煤炭在長期儲(chǔ)存和長距離運(yùn)輸過程中，還不斷釋放出一些有毒的氣體，包括多環(huán)芳烴、甲基汞和一氧化碳等。

煤炭的直接燃燒使用，包括火力發(fā)電、工業(yè)鍋爐、民用取暖和家庭爐灶等。盡管近年來在城市地區(qū)大部分家庭已經(jīng)改用煤氣爐灶，但火力發(fā)電、工業(yè)鍋爐和民用取暖仍進(jìn)行著高耗低效的煤炭燃燒。例如山東棗莊，已經(jīng)形成了以十里泉電廠為主體的火力發(fā)電體系，2004年裝機(jī)容量已達(dá)到203萬千瓦;目前在建的還有8個(gè)火電廠，約180萬千瓦的裝機(jī)容量，2年后全市已形成380萬千瓦的火電生產(chǎn)能力，在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)環(huán)境造成極大的危害。在我國，由于國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長，煤炭直接燃燒的數(shù)量還會(huì)持續(xù)增加，煤煙型的大氣污染仍然有增無減，由于多數(shù)煤炭礦區(qū)空氣干燥，煙塵污染的危害尤為突出。我國“十一五規(guī)劃”提出單位GDP的能源消耗將降低20%，無疑是建設(shè)“資源節(jié)約、環(huán)境友好”社會(huì)的重大措施。