蔡兆亮,胡恭任,張光偉,孫英戈,趙 佳
(1.華僑大學環境科學與工程系,福建 廈門361021;2.中煤國際工程集團沈陽設計研究院,遼寧 沈陽110015)
隨著我國經濟高速發展,煤炭生產和消費量高速增長。我國近90%的煤炭資源分布在大陸性干旱、半干旱氣候帶,這些地區水土流失和土地荒漠化十分嚴重,植被覆蓋率低,生態環境十分脆弱。煤炭開采過程帶來土地資源破壞(地表沉陷、露天礦挖損)、水資源破壞、煤矸石占地和自燃、粉塵污染等環境問題日趨嚴峻,因此,加強煤礦區環境保護、對建設可持續發展礦區有著重要作用。2003年施行的《環境影響評價法》,首次對規劃建設項目的環境影響提出了后評價(或跟蹤評價)要求,這對提高環境影響評價的有效性,提高建設項目的決策和環境管理水平都有重要作用。目前,我國建設項目環境影響后評價理論研究和項目開展,主要集中于水利水電、交通運輸、海洋及海岸帶開發等行業,而對于煤炭開采等采掘類建設項目,還未出臺比較完整的后評價技術指導方法。本文探討了煤炭開采帶來的主要環境問題及其環境影響后評價工作的主要內容,為今后煤炭開采項目的環境影響后評價提供了參考。
煤炭開采對地表水的影響、主要因為其生產生活污廢水具有高濁度、高礦化度,甚至含有放射性物質等特性,這些污廢水的排入水體,嚴重污染影響礦區周圍的水環境質量。煤炭開采對地下水的影響,主要是由于煤層頂部含水層受到破壞,打破了自然水文地質條件下的補給、徑流、排泄平衡關系,引起地下水水位下降,民井泉眼數量的減小,引起礦區地下水資源局部減少。
煤礦區大氣污染物,主要有煤炭開采、運輸、堆放過程中產生的揚塵,煤及煤矸石自燃產生的SO2、NO2、CO、含氟等有害氣體。這些大氣污染物,不僅會影響煤炭生產,而且對礦區周圍居民生活環境、工農業生產都產生很大影響。我國煤炭含氟量在20~300mg/kg,平均值122mg/kg,高于世界平均值80mg/kg。煤炭燃燒過程產生大量的含氟氣體,出現氟中毒現象,這種情況在我國西南省份尤其常見。
煤炭開采過程,在鉆孔、爆破、采掘、運輸過程中,都產生大量的噪聲。運營期間主要噪聲源有選煤廠、主井工業場地的機修車間、鍛造車間、木材加工車間,風井工業場地的通風機、鍋爐房鼓風機、引風機等。同時,煤炭運輸、裝載過程中,也會產生大量的噪聲。
煤矸石(掘進矸石、洗選矸石)、鍋爐灰渣、污水處理廠污泥、脫硫石膏是煤礦區產生的主要固體污染物。其中煤矸石產量最大,其產生量大約為出煤量的20%~30%。煤矸石不僅占用大量土地,而且對周圍水體、大氣容易產生二次污染,如矸石山自燃產生有毒氣體、矸石山經雨水淋溶析出重金屬污染地下水等。對波蘭一座堆放15~30年矸石場地附近地下水研究發現,水體中的礦化度及Mn、Fe、Zn的元素總量都有所增加,且這些污染能持續幾十年并隨時間年限而增加。
煤礦開采破壞原有的土壤、植被,改變了礦區的小環境氣候,引起礦區物種結構、時空結構及營養結構發生變化,干擾了系統穩定性與物種多樣性。并引發地表沉陷、水土流失、地質災害次生態效應等一系列生態環境問題。
煤炭開采直接對土地資源的破壞,有塌陷、挖損、壓占三種類型。地面塌陷造成土地毀損、公路塌陷、鐵路損壞、建筑物裂隙,甚至出現洼地積水沿裂隙下滲引發礦井透水等事故。2007年統計結果表明,全國50年采煤沉陷區面積已達950萬畝。長期以來,我國煤炭資源開采“重生產,輕保護”,煤礦生產,總體上走的是粗放經營、重生產輕治理的道路,對土地資源破壞較嚴重。據調查,露天礦正式投產后,每開采萬噸煤要挖損土地0.02~0.18hm2。煤礦區建設及生產破壞了地表植被,使土地植被覆蓋率降低,從而改變了地表徑流和地表的糙度,使土壤抗蝕指數降低,加劇了水土流失和土地沙化、干化;改變了生態系統能量轉化的途徑,改變了水分和營養元素的系統內循環途徑,從而導致生態系統的退化。
煤炭開采項目,既有污染型項目特點,又有非污染生態項目的特點。煤炭開采建設項目環境影響后評價內容,主要包括以下幾個方面:
煤炭開采過程產生的污廢水,一般處理回用于生產工藝,剩余部分排入水環境。開展水環境影響后評價時,應充分收集現有水處理設施的運行狀況、水質監測數據,核實水處理達標情況,對于超標指標預測其影響范圍及程度,并以此為基礎,提出水處理設施改進措施。
開展地下水環境影響后評價時,重點驗證評價范圍及對下水保護目標的影響。主要調查煤田開采周圍近距離內地下水保護目標的影響影響程度,重點調查礦井水(疏干水)對植被、民井泉眼水位及水質影響,應根據煤炭開采對區域地下水的補、徑、排條件和敏感目標影響情況驗證評價范圍,適當擴大地下水環境影響目標范圍。
重點應核實鍋爐燃煤煙塵、SO2及儲煤場粉塵的控制情況。通過對鍋爐煙囪排放口及環境空氣保護目標點的空氣質量監測,對照項目建設前后的環境質量變化,判斷鍋爐脫硫除塵裝置的運行效果及儲煤場環保措施的效果。根據實測環境質量數據進行預測,核實原環評報告書結論的有效性及準確性,提出需要補救和完善的環保措施。
主要內容是對運營期工業場地噪聲和運煤公路、鐵路等的噪聲預測及環保措施的核實。選取工業場界噪聲和噪聲敏感點進行調查和監測,對治理噪聲的主要環保設備運行情況進行核實,分析噪聲是否超標及超標情況,并對現有措施的有效性進行分析,提出補救和改善措施。
重點是核實矸石山占地面積及其對環境的影響,臨時排矸場及排土場的綠化情況。通過采集矸石山周圍土壤及地下水進行監測,判斷是否出現地下水污染,同時對矸石山的防滲措施和綠化效果調查,確保矸石山綠化及水土保持措施的實施。
重點是核實地表沉陷范圍,對重點構筑物(鐵路、公路、橋梁)防沉陷的措施有效性進行調查,并對沉陷范圍內土地復墾及生態修復有效性情況進行調查。調查生態環境保護目標及評價范圍的準確性,生態環境影響后評價時,重點評價礦區開采后生態系統的完整性、穩定性變化趨勢的影響。評價時、可根據礦區建設情況及保護目標,適當進行調整評價范圍,并完善環境影響評價預測。
礦區建設與開采過程破壞原地表植被、土壤結構及農田水利設施,降低原地表水土保持工程,加劇地表水土流失。土地復墾及水土保持環境影響后評,價利用遙感及地理信息系統(GIS)技術對照開采前后礦區植被覆蓋及土地利用變化情況,調查核實原環評報告書中土地復墾及水土保持有效性情況,對生態保護范圍內的復墾及水土保持預測效果,提出相應補償措施和生態修復規劃。
重點是對資源能源利用指標、污染物產生指標(末端處理前)、廢物回收利用指標、礦山生態保護指標進行評價。清潔生產后評價有利于改善環保措施,為企業降低能耗物耗、減少污染排放,促進煤炭企業可持續健康發展。
近年來,出現公眾參與地理信息系統PPGIS技術運用于項目環境影響評價,利用GIS技術將開采過程中對區域生態環境的影響直觀、易懂地展現給公眾。環境影響后評價公眾參與重點調查對周圍居民生活和生產的影響,通過公眾參與進一步了解原環評報告書環境保護措施的落實情況。
煤礦區日常環境監測主要包括:環境污染指標(水、氣、聲)監測、生態監測、水土保持監測、地表沉陷監測。通過監測數據,能及時了解礦區環境情況,核實原環評報告書中提出的環境管理和環境監測制度的落實情況,對管理不足之處進行完善和修改,提出針對性的建議。
金寶屯煤礦2004年6月投產,開采方式為井工開采。2007年開采強度增大,產生的環境影響隨之發生變化。因此,對該礦區進行環境影響后評價工作至關重要。
該項目環境影響評價報告于1992年11月完成。煤炭開采對環境影響后評價分析內容,主要包括:①對原環境評價報告預測值及結論有效性進行驗證;②項目建設期及運營期環保措施開展情況;③根據環境質量現狀,預測煤炭開采環境影響情況,提出防范和治理措施。
現狀環境監測結果表明:受納水體的COD、BOD5均超標,且水體較混濁;礦區東、北廠界噪聲超標,對周圍環境造成一定的噪聲污染;工業場地主導下風向TSP超標;礦區綠化效果較好,對凈化空氣及水土保持的都起到作用;煤場、矸石臨時堆放場地綠化率較低。
礦區存在的問題:①生活污水及礦井水處理工藝效果較差,需要改進完善;②通風機噪聲污染治理效果差,造成一定的噪聲污染;③煤炭裝車站、儲煤場、臨時排矸場防塵措施不到位;④礦區采空區內出現個別地面建筑物的損壞,受影響的村莊居民點沒有采取合理的安置措施;⑤礦井水、煤矸石綜合利用率較低,煤矸石綜合利用率未達到70%,礦井水綜合利用率未達到90%。
評價結果表明:煤礦開采對周圍環境產生一定的影響,尤其是受納水體的影響,水環境質量狀況劣于開采前水體情況;煤炭開采環境影響評價報告書結論基本正確,其中地表沉陷預測由于地質采礦條件特殊,開采條件特殊,預測個別地表沉陷等值線有些誤差;運營期過程環保措施大部分落實,目前存在的環境問題,通過適當的改進措施可以得到改善;建議礦區開采過程,重點以采區或工作面為對象開展地表沉陷和地下水評價專題,開展環境影響后評價工作,處理好礦區建設和環境保護之間的關系。
由于我國受富煤、貧油、少氣的能源結構限制,在未來相當長的時期內,以煤炭為主的能源供應格局難以改變,因此,煤炭資源開發所面臨的環境保護形勢也更加嚴峻。環境影響后評價是對原環境評價的重要補充,對煤礦區當前環境保護措施進行核實。開展環境影響后評價,有利于建設高效、節能、綠色的可持續發展煤炭企業,有利于實現資源開采、環境保護、經濟發展的可持續發展。當前,煤炭開采環境影響后評價理論和項目開展都處于探索階段,建立煤炭采掘行業的環境影響后評價工作指導原則,是目前煤炭開采環境影響評價研究的主要任務。