第２７卷第５期 长沙大学学报 ＶＯ１．２７ Ｎｏ．５ ２ ０ １ ３年９月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＡＮＧＳＨＡ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ Ｓｅｐ．２ ｏ １ ３ 湖南省锡矿山锑矿开采的生态环境破坏 及其生态恢复研究 曾智英，李晓青，夏宁丽，张 严 （湖南师范大学资源与环境科学学院，湖南长沙４１００８１） 摘要：通过实地调查和监测，总结出锡矿山的土壤重金属污染和地表水的污染大大超过了全国的背景值和国家二级标 准．在地面沉降方面，锑矿沉陷区面积占全市采矿沉陷区面积的１６．９％．同时水污染严重的地区砷的含量超过国家地表水环 境质量的Ⅱ类标准的３８．７４倍，锑的含量超过集中式生活饮用水地表水源地特定项目标准限值的８１４．４倍．最后针对这些生 态问题，提出相应的对策． 关键词：生态破坏；生态恢复；锡矿山 中图分类号：Ｘ５０２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—４６８１（２０１３）０５—００９１—０３ ０．５—０．９５ｔ．一个露采矿山的基建剥离废石量，少则几十万立 方米，多则上千万立方米．井下开采中，不合理的开拓系统会 增加废石产出 ． ２．２恢复治理技术落后 人口的日益增多和经济的快速发展，造成人均矿产资源 占有量日益减少，矿区的生态环境问题日益严重．采矿区会 出现地面塌陷、植被破环、土壤污染等现象，地形地貌发生巨 大的改变，同时大量尾矿和废弃石等还会成为严重的污染 源．针对矿区的生态环境问题，近年来一些学者提出生态恢 复和土地复垦的机制，希望通过此来解决日益严重的矿区环 境问题．矿山生态恢复是指对采矿引起退化的矿区生态系 统，通过重整地形和表土，采取植被和其他适宜的土地利用 方式，恢复其生态平衡的过程…． 锡矿山开采走的是一条“先开采后治理”的路子，虽然依 靠矿产获得了经济的快速发展，但由此造成的环境问题十分 严重．矿山的生态恢复是一项技术性很强的工作，需要因地 制宜，采取相应的措施．就土地复垦来说，对被破坏地区的植 被恢复、土壤改良等技术，远远还没有在锡矿山应用起来． ２．３矿山地质环境管理体制不顺，环境问题由来已久 锡矿山的锑矿开采无证开采、越界开采、无序竞争问题 １研究区概况 研究区位于湖南省冷水江市，冷水江市地处湖南省中部 丘陵区，雪峰山北段南麓，资江中游，东与涟源市、南与新邵 县、西北与新化县接壤． 严重，并且锡矿山地区的环境治理积弊太深．上世纪９０年代 在“有水快流”政策的影响下，开采缺乏规划，导致涉锑企业 无序发展，迅速膨胀．开采过程中选大弃小、选精弃粗，长期 生产过程中产生的废气、废水、废渣，给环境治理留下了沉重 的历史包袱． 锡矿山锑矿田位于湖南省冷水江市（原属新化县）东北 约１５ｋｉｎ处，是我国超大型锑矿，驰名中外，号称“世界锑 都”，以其储量之丰、产量之多、规模之大，技术力量之雄厚而 著称于世．锡矿山的锑矿的开采历史悠久，最早始于清朝．目 前，全市仍保有经济可开采锑矿石量４５５万吨，金属量４１．４２ 万吨，锑企业群以锡矿山闪星锑业有限责任公司为核 ｔ２，，共 有锑业生产企业８４家，从业人员万余人．现锑矿采选能力达 ７２万吨／年，冶炼能力７万吨／年．其锑品产量一直稳居世界 首位，国际市场占有率为３５％． 私矿开采者大多只重视经济利益，极少甚至忽略当地的 环境问题，也造成锡矿山的环境问题日益严重． ２．４地方政府的管理出现了偏差 对于冷水江市的经济增长，锑矿的开采有很大的贡献． 在最开始“先开发，后治理”的思想指导下，锡矿山的环境问 题积累已深．当地政府不是没有治理，相反治理的频率很高． ２０１１年，根据节能减排政策，不少部门联合，责令许多采矿企 ２锑矿区生态环境破坏的成因 ２．１开采技术较传统落后 业整改，但最后考虑到地方的经济建设，都没有达到预期的 效果．同时由于矿山的环境恶化，导致治理成本高，为此又背 上了沉重的财政包袱． 锡矿山的锑矿开采大部分仍采用“崩塌法”、“放大炮” 等传统的开采方式，造成地面塌陷、崩塌、滑坡、边坡失稳等， 诱发地质灾害．研究资料表明，井下开采每吨矿石要产生废 石２—３ｔ，露天开采每吨矿石要剥离废石６—８ｔ．每采１吨原 煤要排矸石０．１２ｔ左右．选矿每处理１吨，矿石可产生尾砂 ３锑矿开采的生态环境效应 ３．１造成矿区大气污染 锑矿区的采矿有很大一部分是露天进行的，露天锑矿的 开采不仅破坏了地表植被，尾矿库更是大面积露天堆放经洗 收稿日期：２０１３—０７—１０ 作者简介：曾智英（１９８８一），女，湖南娄底人，湖南师范大学资源与环境科学学院硕士生．研究方向：区域经济与区域发展 长沙大学学报 ２０１３年９月 选矿废弃堆积的微细沙土，导致矿区内晴天即尘土飞扬蔽 日；而冶炼厂的烟囱更是浓烟滚滚，废气、有害烟尘超标排 ３．２诱发地质灾害。造成地面沉降 太过重视经济发展，过度开采锑矿，造成锡矿山的沉陷 区面积不断扩大．截止到２０１１年底，冷水江采矿沉陷区面积 总共达５７．４平方千米，而其中采锑沉陷区就占到９．７平方 千米，锑矿沉陷区面积占全市采矿沉陷区面积的１６．９％．湖 放，导致矿区大气环境污染较为严重． 对锑矿区２０１２年７月１３日、７月１４日、７月１５日连续 三天，１０：ＯＯａｍ、１２：ＯＯａｍ、１４：００ｐｍ、１６：００ｐｒｏ四个不同时间段 的空气质量监测显示（如表１），空气中的可吸入颗粒 南省工程勘察院对锡矿山宝大兴采空区的一份勘查报告认 为，该区域内ｌ９处塌陷点随时可能发生群死群伤的重特大 （ＰＭ 。）、二氧化硫（ｓ０ ）、总悬浮颗粒（ＴＳＰ）日均值均达到国 家空气质量的二级标准，但均未达到国家空气质量的一级标 准（见表２）． 安全事故．毗邻市区的资江流域浪石滩山体多处滑坡，且裂 缝逐年增宽，如不及时整治，一旦山体崩塌，后果不堪 设想 ． ３．３造成矿区土壤重金属污染 在锡矿山几个污染稍严重的的锑矿区设置采样点，共采 表１锑矿区空气中ＰＭ 。、ＳＯ：、ＴＳＰ的浓度Ｅｔ均值（ｍｇ／ｉｎ ） 集２４个样品，测定重金属含量，结果如表４所示．其中所有 监测点的金属浓度值均超过全国土壤背景值．与国家土壤环 境质量二级标准相比，只有铅和铬的含量小于国家土壤环境 质量二级标准规定的值，其他重金属含量均大于国家土壤环 境质量二级标准．同时表明锑矿区某些采样点的锑含量达到 １３１．５７０ｍｇ／ｋｇ和１５３．４６７ｍｇ／ｋｇ（见表３），表明冷水江锡矿 山矿区土壤已极大超过土壤背景值，严重超过国家土壤环境 质量的三级标准，矿区土壤已被严重污染． ３．４造成地表水污染 通过对锑矿区三条河流和一个水库连续三天的监测，其 表２国家空气质量一级与二级标准ＰＭ ＳＯ２、ＮＯ：浓度 日均值（ＧＢ ３０９５～１９９６）（ｍｇ／ｒｔｌ。） 中只有船山水库的基本物质的含量达到了国家地表水环境 质量的Ⅱ类标准．其他三个监测点的氨氮、镉、铅、锌、铜的含 量也达到国家地表水环境质量的Ⅱ类标准，但是砷和锑的含 量严重超标．其中清水河的砷含量超过国家地表水环境质量 的Ⅱ类标准的３８．７４倍，锑的含量超过集中式生活饮用水地 表水源地特定项目标准限值的８１４．４倍（见表４）． 表３土壤中重金属含量（ｍＳ／ｋｇ，ｐｈ值除外） 清水河 涟溪河 ８．０４ ｏ．６５６ Ｏ．ｏｏ１ ０．００１ Ｏ．ｏ０５ ０．ｏｏ２ Ｏ．０１ ０．Ｏ１ Ｏ．Ｏ１ ０．Ｏ１ Ｏ．０５ Ｏ．００１ １．９３７ ０．３４７８ ０．Ｏ１０３ ４．０７２ ２．２３４ ７．９３ ７．９３ ８．２５ ０．８６０ ０．２７５ ０．５０５ ０．Ｏ５ ０．Ｏ５ ０．０５ ０．ｏｏ１ ０．００１ 船山水库 飞水河 ０．０５６３ ０．７９１８ ０．ｏｏ１ ０．７９１８ 。４２ Ｎ ２７ ４４ ２０ Ｅ １１１ ２７ ５６ ；涟溪河．￣Ｎ．．９７￣ＡＡ． ”， ： 。 ”；清丰河：Ｎ ２７ ４７ ：”断面经纬黑 山水 ： ： ｏｔｎＥ：１１１￣２８。：４生态恢复对策 ～ 、一 “ ４７ ，Ｅ：１１１。２９ ４０”；飞水河：Ｎ：２７。４５ ２０”，Ｅ：１１１。２８ ４５”．４．１矿区废弃地土地复垦 矿区土地复垦，指对在开采矿产资源的过程中，由于开 总第１１５期 曾智英，李晓青，夏宁丽，张严：湖南省锡矿山锑矿开采的生态环境破坏及其生态恢复研究 ９３ 挖、塌陷等行为而被破坏的土地，采取相关的整治措施，使这 闭．同时鼓励和监督当地合法企业执行国家的节能减排标 部分被破坏的土地能够恢复其生产功能 Ｊ．充填复垦是一种 准，对废气废水的排放严格执行监管．同时政府部门应该实 常用的复垦方法，是将无污染或污染可以有效防治的充填物 行一定奖惩制度，对采用新型环保技术的采矿企业给予奖 （如粉煤灰、煤矸石等）充填塌陷地．充填复垦既使沉陷矿区 励，对污染严重的企业实行惩罚，必要时坚决关闭整改． 得以复垦，又解决了矿山固体废弃物处理的问题，具有较高 ４．４建立环境保护的管理机构和监测体系 的经济效益 ．同时对于这些塌陷区可以采取直接利用的方 环境保护的管理机构应该独立于当地政府以外，独立行 法．矿区虽然水源有一定的污染，但是对于水资源属于较丰 使其管理和检测的职能，其目的在于查明当地企业遵守各项 富的地区，通过对当地水体污染经过一定的处理，用于当地 环境保护规定的情况，并在必要时采取强制性措施．定期不 特有的渔业养殖，因地制宜加以利用，必定可以使当地的环 定期进行突击检查，对违法的矿业企业实行强制执行措施． 境条件得以改善． 同时严格查处官员入股矿山经营活动，加大对非法开采的打 ４．２重视利用生物治理技术修复重金属元素污染废弃地 击力度，以此来加大对矿山地区环境保护的力度，预防灾害 锡矿山锑矿区土壤中的锑、砷等重金属的含量已经造成 发生． 当地土壤的严重污染，并且不利于当地的植物生长．因此必 须对当地的土壤进行生物性的治理．植物修复技术是治理土 ５ 结论 壤污染的方法中最具有应用性的技术．该技术即是利用种植 当地的土壤和水中重金属含量严重超标，大气污染问题 一些对重金属抗性强、具有一定吸收富集能力且生物量大的 严重，地面塌陷造成当地居民不得不拆迁．针对这些问题，当 特殊植物，逐步提取土壤中的有害元素，进而修复污染土壤． 地部门应采取措施，因地制宜解决当地的环境问题．同时环 植物修复技术属于原位修复技术，可以保护水土，不破坏矿 境问题的解决也需要公众的积极参与． 区生态环境，成本低，操作简便．将富集了重金属的超积累植 物，收获后集中处理除去或进行资源化综合利用回收其中的 参考文献： 重金属元素－ｏ ．锡矿山锑矿区树种的选择，应该因地制宜． ［１］戴塔根，刘星辉．我国矿山生态恢复的现状和展望［Ｊ］．矿业快 锡矿山位于丘陵地区，同时又属于常绿阔叶林，因此在 报，２００６，（６）：１０—１２． 锡矿山锑元素含量污染较严重的地区，上层树种可选择：马 ［２］黎鑫．湖南省矿山环境问题的成因分析［Ｊ］．企业家天地（理论 尾松、香樟、苦楝、臭椿、朴树、合欢、乐昌含笑、深山含笑、翅 版），２０１１，（８）：２４—２５． 夹木、刺槐、皂荚、楸树、栾树、枫香、山杜英、臭辣树、女贞等． ［３］邹礼卿，肖敏，陈历荣．冷水江百年老矿新治［Ｊ］．国土资源导刊， 中下层树种可选择：构树、栓皮栎、苦楮、麻栎、海桐、六月雪、 ２０１２，（４）：６６—６７． 小蜡、山矾、小果蔷薇、橙木、木芙蓉、栀子花、油茶等．草本层 ［４］王玉林．关于矿区土地复垦及保障措施的相关研究［Ｊ］．黑龙江 可选择：铁芒萁、狗芽根、野菊、狗脊蕨、淡竹叶、乌韭等 ． 科技信息，２０１１，（８）：８—９． ［５］薛爱爱，张磊．矿区废弃地生态恢复探讨［Ｊ］．山西林业科技， ４．３严格当地的采矿秩序。改造传统的采选技术 ２Ｏｌ１，（２）：４７—４８． 锡矿山私矿的的开采大多是采用传统的放炮和人工采 ［６］王英辉，祁士华，陈学军．金属矿山废弃地金属污染的植物修复 选的方式，导致一些私矿的尾矿和废弃石随意堆放，洗沙的 治理技术［Ｊ］．中国矿业，２００６，（１０）：６７－７１． 废水任意排放．并且采选厂的废水、废渣有许多是未经处理， ［７］李斌，李月华，董方平．采矿废弃地植被恢复与可持续景观营造 直接排入当地的河流，不仅造成了大气的污染，更是导致当 研究——以湖南冷水江锑矿区为例［Ｊ］．中国农学通报，２０１０， 地的水体重金属污染严重．因此当地有关部门应该严格执行 （９）：２７３—２７６． 有关部门的规定，对不符合节能减排标准的私矿企业坚决关 Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｄａｍａｇｅ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｉｎ Ｘｉｋｕａｎｇｓｈａｎ，Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ ＺＥＮＧ Ｚｈｉｙｉｎｇ，ＬＩ Ｘｉａｏｑｉｎｇ，ＸＩＡ Ｎｉｎｇｌｉ，ＺＨＡＮＧ Ｙａｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｈｕｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｈｕｎａｎ ４１００８１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ｈｅａｖｙ ｍｅｔａｌ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｇｒｅａｔｌｙ ｅｘｃｅｅｄ ｎａｔｉｏｎａｌ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｖａｌｕｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｇｒａｄｅ ｏｆ ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｔａｎｄａｒｄｓ．ａｎｄ Ｔｉｋｕａｎｇ ｌａｎｄ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｒｅａ ａｃｃｏｕｎｔｓ ｆｏｒ １６．９％ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔｌａ ｍｉｎｉｎｇ ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ ａｒｅａ ｏｆ ｔｈｅ ｃｉｔｙ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｉｎ ｔｈｅ ｓｅｒｉｏｕｓ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｒｅａ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ａｒｓｅｎｉｃ ｅｘｃｅｅｄｓ ３８．７４ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ＩＩ ｃｌａｓｓ ｏｆ ｎａｔｉｏｎａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ ｓｔａｎｄａｒｄｓ．ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｎａｔｉｍｏｎｙ ｅｘｃｅｅｄｓ ８ １４．４ ｔｉｍｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ ｏｆｒ ｓｐｅｃｉｉｆｃ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｌｉｆｅ ｄｒｉｎｋ－ ｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｔｅｒ ｓｏｕｒｃｅ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｄａｍａｇｅ；ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ；Ｘｉｋｕａｎｇｓｈａｎ 【责任编校：睛川）