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矿产资源的利用和保护-在《环境学导论》书中的成果

时间:2023-10-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于矿物是一种不可更新的资源,长期利用或过度开采势必使储量加速降低,供应困难;而且还会污染环境,造成危害。因此,矿产资源的合理利用和妥善保护是一个很重要的环境问题。同样,尾矿堆场或尾矿坝也会发生坝基坍塌和尾矿流失事故,从而造成对生命财产的严重危害。

矿产资源的利用和保护-在《环境学导论》书中的成果

在第五章中提到世界能源因工业发展而消耗殆尽的情况。其实,现代工业技术所需求的各种矿物资源,如果也是任意开发或挥霍无度,则可能也会发生类似的结果。由于矿物是一种不可更新的资源,长期利用或过度开采势必使储量加速降低,供应困难;而且还会污染环境,造成危害。因此,矿产资源的合理利用和妥善保护是一个很重要的环境问题。

1. 目前各种矿物的利用和供应情况

矿物资源一般可分为能源,金属矿物和非金属矿物等三大类。它是近代工业的基础 没有它,工业就没有原料,也没有动力,能源在前面已经谈过,这里不再重复。非金属矿物的种类极多,其中按吨位讲,最多的是建筑材料,如砂石、粘土、灰泥等等。幸好这类物资供应无虑,问题不大;只有在肥料方面如氮、磷、钾矿物资源对农业增产意义重大,有时引起人们的注意。氮肥来自硝酸盐矿,主要产地是智利;目前已可由空气中固定氮来合成,故来源丰富,也不成为问题。磷矿的世界储量虽多,但分布很不平均,绝大部分产于北非,苏联和美国。钾矿情况也相似,约有一半集中在加拿大。看来,问题较大的在于金属矿物,包括铁和铁合金元素;非铁或有色金属和贵金属等三类。

在用铁炼钢的同时,为改进普通碳钢的使用性能,需加入各种合金元素以制得种种合金钢和特殊钢。表17-3列举了数种主要铁合金元素的功能和可能的代用品;其中以锰、钴、钨最为重要;镍、铬、钼为次;钛、钒、锆、钽、铌又次之。

表17-3 主要铁合金元素的功用和可能的代用品

有色金属主要有铝、铜、锌、铅、锡、汞等;其中以铝的需求量增长得最快,许多应用铜和锡的地方都可以由铝代替(如电线和包装用料)。图17-1列出全世界16种重要金属资源耗去80%的估计时间。由图可见,金、汞、银、锌、铅、铜、钨、锡可认为在2000年内,即被耗尽。即使其储量增加5倍其耗竭时间也不可能延长多少。

2. 开发矿业对环境的影响

采矿产时,不论是露天开采或地下开采,都要剥离或挖掘出大量的废石;例如露天开采矿时,每采一吨矿石要同时剥离5—10吨废石。在资本主义国家的采矿量中,露天开采量占65%以上;美国有84%的金属矿山是露天采矿,加拿大有96%的铁矿用露天开采。因此,开发矿山不仅大规模地破坏地表,而且还占用大量的土地来堆存废石。

图17-1 全世界16种重要的金属资源耗去80%的估计时间(注意:2000年后时间坐标的改变)

贫铁矿、稀有金属和有色金属矿,以及炼焦煤,在送去冶炼之前,几乎都要经过选矿而排出大量的废弃尾矿。以生铁和铜为例,每炼制一吨金属分别需用3—5吨和200吨左右的贫矿石;同时排出几十吨和400吨左右的废石和尾矿。据报道,美国某著名的露天磁铁矿,全部储量采完之后将排出350亿吨尾矿。如果这些尾矿不加以妥善处理或处置,则可能有使用该地区变成一个新的撒哈拉沙漠的危险。

废石堆还会发生自然爆炸,甚至发生严重的滑坡事故。美国有一座240多米高的煤矸石堆场发生滑坡,使邻近城区中居民死亡800余人。同样,尾矿堆场或尾矿坝也会发生坝基坍塌和尾矿流失事故,从而造成对生命财产的严重危害。1972年美国西弗吉尼亚州的布法罗溪(Creek Buffajo)煤矿的尾矿坝失事,冲垮39座桥梁和一段公路,造成106人死亡, 4000人无家可归。(www.xing528.com)

矿业固体废物堆存时,长期受风雨侵蚀,使其中有毒害的物质渗入地下,会引起地下水和附近河流被污染。此外,开采矿山破坏地面的森林植被后,会使水士流失加剧,并可能引起当地气候的变化。其他如酸性矿坑水和有色金属冶炼尾气等都会使环境的污染问题更加严重。甚至连海洋环境也受到矿物开采的威胁。1969年的统计数字表明,世界石油产量中约17%来自海底油田;1980年后估计达到30%以上,采油时漏泄、外喷和海上运输时因事故排入海洋中的石油,已使大片海面受到污染。近几十年来发现并开采的深海锰结核矿,将来也可能造成海洋的严重污染。这在前面都已议论过了。

3. 矿物资源的合理利用

开发矿业时对环境造成的不良影响,仅仅说明问题的一个方面;另一重要的方面是资源利用的不合理和浪费。例如美国每人年平均钢耗用量为一般发展中国家和地区的37倍,铝耗用量为85倍,总的能耗用量为30倍;与一般发达国家相比大致也多一倍左右。总的讲来,约占全世界人口30%的国家和地区每年所耗用的矿物资源,却占世界总耗用量的90%左右(见表17-4)。

表17-4 (1966—1969)年间主要矿物每人年平均耗用量

(注)其他发达国家和地区包括苏联、日本、加拿大、澳大利亚、新西兰、以色列和南非等。

据计算,如果全世界人民都按美国的水平耗用矿物资源,则图17-1所列16种主要矿物中,有7种将于十年内耗尽(如金、银、汞、锡、钨、锌、铅)。除铁和铝外,其余矿物都将在200年内用完。

为了合理利用矿物资源,应该注意到下列几个方面:

(1)不仅在生活上,而且在生产上要尽量减少不必要的浪费。首先在开发矿山时要努力提高回采率,把矿石尽可能地充分开采出来。美国现在的石油回采率只有35%:每采出一吨石油,就有两吨被抛弃掉。苏联很多矿井的回采率也很低,资源浪费严重。其次是综合开采利用共生的资源和矿物,做到既能充分利用资源,又可避免废物对环境的污染。

(2)要做好资源开采后被破坏土地的复原工作,把废石场,尾矿坝、废矿场等加以妥善的处理,使其恢复为适于植物生长的土地。具体做法是,利用剥离的岩石填平低洼地段,然后平整表面并覆盖一层2~4米厚的未经盐渍化的岩石,同时把表面推平,待其自然沉实后再进行第二次平整,最后再覆盖一层厚0.5~1米的肥沃泥土作为表土,以便施肥种植植物;复田的工作即告完成。

(3)尽可能对废弃物资进行再生回收,循环利用,这不仅可以节省生产原料的耗用量,而且还可减少生产废物的排出量;此外,还可节约生产的耗能量。例如美国1971年城市垃圾中金属废品占8%,数量达2000万吨以上。我国废品回收利用的情况在前章已谈到,这里不再重述。值得注意的是,回收利用既不会降低人们的耗用水平,而节约物资却成为一种社会的美德。

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