探討地球化學(xué)方法在礦山環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

1、探討地球化學(xué)方法在礦山環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 探討地球化學(xué)方法在礦山環(huán)境評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 【摘要】：本文介紹了地球化學(xué)方法應(yīng)用于礦山環(huán)境評(píng)價(jià)中的研究現(xiàn)狀和現(xiàn)存問題，對(duì)我國學(xué)者在此方向上的研究作出了闡述，有一定參考價(jià)值。 【關(guān)鍵詞】：地球化學(xué)；礦山環(huán)境評(píng)價(jià) 中圖分類號(hào)： O741+.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 0引言 礦產(chǎn)資源是人類生存和開展的重要物質(zhì)根底，我國95的能源和85的原材料來自礦產(chǎn)資源。大自然賦予人類的資源是有限的，而礦產(chǎn)資源的有限性尤為突出。隨著礦產(chǎn)資源開發(fā)強(qiáng)度越來越大，礦山地質(zhì)環(huán)境問題對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的影響日益突出，引發(fā)了一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境問題，成為全球環(huán)境與開展面臨的焦點(diǎn)問題之一。

2、因此開展礦山環(huán)境調(diào)查，做好地質(zhì)環(huán)境保護(hù)，不僅對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的防治，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和開展創(chuàng)造有利的條件，而且對(duì)人類生存和生產(chǎn)開展提供良好的環(huán)境空間也具有重要意義。 1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 20世紀(jì)90年代以來，西方地學(xué)家對(duì)礦床環(huán)境效應(yīng)方面進(jìn)行了大量研究，重點(diǎn)研究礦床自然風(fēng)化、礦山開采、選礦冶煉對(duì)礦山周圍土壤、沉積物、大氣以及水體等環(huán)境要素中化學(xué)元素的組合、濃集度、賦存狀態(tài)及其效應(yīng)。在礦產(chǎn)資源調(diào)查評(píng)價(jià)中進(jìn)行地質(zhì)環(huán)境指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)，是國際上最先進(jìn)的資源評(píng)價(jià)理論和資源評(píng)價(jià)觀。 90年代中后期，隨著采礦及其他相關(guān)學(xué)科的突飛猛進(jìn)的開展，礦山環(huán)境調(diào)查與保護(hù)問題引起了人們關(guān)注，涌現(xiàn)出一大批新技術(shù)和新方法，如重力梯度測量法進(jìn)行

3、礦山勘探；利用遙感進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查；運(yùn)用電波法研究礦山中巖體的性質(zhì)、分布等情況，并應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法減少數(shù)據(jù)中的噪音干擾；建立空氣監(jiān)測站調(diào)查礦區(qū)空氣污染情況；利用三維地震反射波調(diào)查礦山堆積的廢棄物；所有調(diào)查所獲數(shù)據(jù)應(yīng)用三維可視化技術(shù)直觀地顯示出來，以進(jìn)行準(zhǔn)確清晰的分析、處理與評(píng)價(jià)。 我國較為系統(tǒng)的礦山環(huán)境調(diào)查研究工作始于20世紀(jì)90年代中后期。由于起步較晚，根底技術(shù)薄弱，礦山環(huán)境固體廢物的研究大多處于調(diào)查階段，防治水平和綜合利用程度還比擬低，研究程度遠(yuǎn)落后國外，特別是對(duì)于礦山環(huán)境中廢石及尾礦堆中氧化作用和金屬遷移的地球化學(xué)過程的復(fù)雜性研究，仍然存在許多問題，因此還需要更多人力、物力的投入。

4、一般對(duì)礦山環(huán)境評(píng)價(jià)的地球化學(xué)手段主要有： 勘查，是資源開發(fā)的第一步，同時(shí)也是環(huán)境污染防治的第一步。建立在地球化學(xué)勘查技術(shù)根底上的地球化學(xué)填圖工程，以元素在土壤圈、巖石圈、水圈、生物圈中的分布背景，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的監(jiān)控，可使勘查地球化學(xué)家開始以全球眼光來看待環(huán)境污染。 如果將尾礦壩或廢石堆看作是與出露礦體類似的異常源，那么在地表作用下，尾礦壩或廢石堆中的雜質(zhì)元素同樣也會(huì)進(jìn)入表生地球化學(xué)循環(huán)，在水系、土壤、植被或大氣中發(fā)生遷移、富集。因此，礦床次生富集帶的地球化學(xué)評(píng)價(jià)和次生暈、分散流、植物和大氣等地球化學(xué)找礦評(píng)價(jià)方法可以用來研究采礦環(huán)境問題，并在此根底上建立特定采區(qū)的環(huán)境地球化學(xué)模式，對(duì)采礦環(huán)境污染做

5、出客觀的監(jiān)測和評(píng)價(jià)，并為防止污染和治理環(huán)境提供可靠的地球化學(xué)依據(jù)。 基于空間分析技術(shù)也是礦山環(huán)境評(píng)價(jià)中常用的方法。 一般采用正方形網(wǎng)格單元?jiǎng)澐?，選取礦山地質(zhì)環(huán)境現(xiàn)狀、地質(zhì)環(huán)境條件、礦產(chǎn)資源開發(fā)利用規(guī)劃、礦山生態(tài)環(huán)境恢復(fù)治理難易程度等作為評(píng)價(jià)因子。評(píng)價(jià)模型一般包括質(zhì)量指數(shù)評(píng)價(jià)模型、綜合指數(shù)評(píng)價(jià)模型，地質(zhì)累積指數(shù)評(píng)價(jià)模型、標(biāo)準(zhǔn)化方法和污染程度分析。 穩(wěn)定同位素示蹤技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種地質(zhì)和水文地球化學(xué)過程的研究。例如在地表水或地下水體系研究中，穩(wěn)定硫同位素被廣泛用于示蹤硫的來源。在硫沉降、酸性礦山排水或24礦物沉降等礦山環(huán)境研究中硫同位素得到很好的應(yīng)用，被用來指示河流中保守元素的行為特征，估計(jì)礦山

6、廢棄物中釋放的元素的最大擴(kuò)散范圍。 由于苔蘚植物具有很強(qiáng)的吸附保存重金屬元素的能力，并且可以定性和定量地識(shí)別區(qū)域性的大氣沉降中的重金屬元素，指示特征重金屬元素污染源位置和對(duì)周圍地區(qū)的污染程度，故國內(nèi)開展了苔蘚植物及配套降塵中重金屬元素含量及其環(huán)境地球化學(xué)特征的研究，旨在揭示苔蘚植物對(duì)環(huán)境質(zhì)量及其變化的指示作用。 地球化學(xué)工程學(xué)的要點(diǎn)是利用自然的地球化學(xué)作用，盡可能地不干擾自然界，依元素自然循環(huán)來去除有關(guān)的化學(xué)元素。 由于地球化學(xué)工程學(xué)模擬自然界的各種自清潔作用，就地取材地改善人類生存的環(huán)境，它不會(huì)帶來新的污染，因而具有廣闊的前景。地球化學(xué)工程學(xué)的環(huán)境技術(shù)包括衰變、分解或中和，富集作用，分散作用

7、，隔離作用及用化學(xué)方法調(diào)整環(huán)境的物理?xiàng)l件。 2存在的問題 國內(nèi)研究還存在的問題： 礦山環(huán)境研究程度較低，礦山環(huán)境地質(zhì)問題現(xiàn)狀總體不清。 礦床環(huán)境基準(zhǔn)值資料缺乏，多數(shù)只能反映礦床環(huán)境地質(zhì)作用。 選擇的評(píng)價(jià)指標(biāo)不夠全面，評(píng)價(jià)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。 定性指標(biāo)多，定量指標(biāo)少，評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)性不夠嚴(yán)謹(jǐn)。 綜合評(píng)價(jià)方法不甚合理，評(píng)價(jià)結(jié)果缺乏可比性。 礦山環(huán)境系統(tǒng)的環(huán)境效應(yīng)以及礦山開發(fā)對(duì)元素外生循環(huán)的奉獻(xiàn)還亟待研究。 3我國在礦山環(huán)境評(píng)價(jià)中應(yīng)用地球化學(xué)方法上所作的努力 雖然環(huán)境地球化學(xué)基線研究受到國際地質(zhì)學(xué)界的重視,并投人了大量的人力物力進(jìn)行綜合研究,但目前研究較多的是小比例尺(如1:100萬,1:50萬)環(huán)境地球

8、化學(xué)基線確實(shí)定模型、確定方法及關(guān)鍵技術(shù),而對(duì)中大比例尺尺度尤其是礦區(qū)范圍的環(huán)境地球化學(xué)基線確實(shí)定模型及關(guān)鍵技術(shù)的研究相對(duì)較少,且難度較大。因此,選擇中大比例尺尺度環(huán)境地球化學(xué)基線研究為國外學(xué)者追趕和超越國際同類研究水平創(chuàng)造了契機(jī)。 區(qū)域地球化學(xué)基線研究旨在確定礦物及化學(xué)元素濃度的變化,以便與礦產(chǎn)開發(fā)活動(dòng)誘發(fā)的環(huán)境影響進(jìn)行比照。確定區(qū)域地球化學(xué)基線是研究礦區(qū)環(huán)境演變的根底,也是進(jìn)行礦區(qū)環(huán)境評(píng)價(jià)的重要前提,為揭示礦區(qū)環(huán)境承載力狀況提供重要依據(jù)。 主要研究思路是:以大型金屬礦山以及礦集區(qū)為重點(diǎn)研究靶區(qū),研究以下問題:1)建立區(qū)域土壤、植物、水及水系沉積物的區(qū)域地球化學(xué)基線及基線數(shù)據(jù)庫;2)建立區(qū)域環(huán)

9、境質(zhì)量評(píng)價(jià)的地球化學(xué)指標(biāo)和評(píng)價(jià)模型;3)建立區(qū)域土壤和水的環(huán)境容址模型及環(huán)境容量數(shù)據(jù)庫;4)建立有害元素遷移、轉(zhuǎn)化機(jī)理及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)模型。 在研究技術(shù)方法上,以環(huán)境地球化學(xué)模型研究為根底,環(huán)境地球化學(xué)基線研究為主線,以區(qū)域環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)為目的,將環(huán)境地球化學(xué)研究方法與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)緊密結(jié)合,既注重結(jié)果,也考慮地球化學(xué)過程。技術(shù)路線表現(xiàn)為:區(qū)域環(huán)境地質(zhì)地球化學(xué)調(diào)查一確定地球化學(xué)基線建立環(huán)境質(zhì)址評(píng)價(jià)的地球化學(xué)指標(biāo)建立區(qū)域環(huán)境容量模型一研究有害元素的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)一建立區(qū)域環(huán)境質(zhì)址評(píng)價(jià)模型及信息系統(tǒng)。建立區(qū)域環(huán)境質(zhì)址評(píng)價(jià)模型。 選擇20世紀(jì)70年代1：20萬區(qū)域地球化學(xué)測量數(shù)據(jù)(水系沉積物地球化學(xué)數(shù)據(jù))代表采礦前的環(huán)境狀況,將水系沉積物的實(shí)測值作為當(dāng)前的環(huán)境狀況,以此比照礦山開發(fā)前后環(huán)境變化特征和環(huán)境變化趨勢,估算地表環(huán)境中典型災(zāi)害元索在礦山開發(fā)前后的累積特征