矿山生态环境质量评价技术与方法.ppt

1、矿山生态环境质量评价技术与方法,主 讲 人：邹 长 新 环境保护部南京环境科学研究所 二一一年六月南京,环保部矿区生态恢复与保护培训课程,2,矿山生态环境质量评价实例,我国矿山生态环境质量管理现状,一,矿山生态环境评价研究进展,二,矿山生态环境质量评价理论基础,三,五,对矿山生态环境监测的启示,六,主 要 内 容,矿山生态环境质量评价指标体系,四,3,一、我国矿山生态环境质量管理现状,环境质量管理，就是指对确定和达到环境质量要求所必需的职能和活动的管理。 宏观上 提出和实施环境质量标准。 制定相关法律法规和经济政策。 监控协调环境质量标准的运行。 严格限制损害和破坏环境质量的行为。 微观上 尽

2、量减少生产生活活动对环境质量造成的影响。,4,一、我国矿山生态环境质量管理现状,矿山环境管理也是环境管理工作的重要组成部分， 矿山生态环境质量的改善是矿山环境管理的目标之一。 环境质量管理 大气环境质量管理 水环境质量管理 声环境质量管理 土壤环境质量管理 辐射污染管理 生态环境管理 以生态监管为主，生态环境质量管理薄弱。,5,一、我国矿山生态环境质量管理现状,大气环境质量管理 目的：防止空气污染对健康和环境造成的损害。 污染物：烟尘、悬浮颗粒物、二氧化氮、二氧化硫、一氧化碳、臭氧、氟化物、铅、挥发性有机化合物。 来源：井下作业、地面施工、作业、矿区工业锅炉、窑炉以及居民燃烧的烟囱排放、交通运

3、输车辆尾气、扬尘。,6,一、我国矿山生态环境质量管理现状,空气质量监测 空气质量监测是获得空气质量浓度最直接也是最主要的手段，能够客观反映矿区空气污染对人类生活环境的影响。 监测目的 确定人体的污染暴露水平和进行健康影响评价； 公布空气质量状况，提高公众意识。 确定针对大气环境质量标准的达标率； 确定各排放源分担率。 监测现状 各地环境监测部门对矿山企业开展定期与不定期监测。,7,一、我国矿山生态环境质量管理现状,水环境质量管理 目的：防止水污染对人体健康和生态环境造成的损害。 水环境指标,8,一、我国矿山生态环境质量管理现状,污染来源 采矿废水：悬浮物、油污等 选矿废水：化学药剂、重金属 生

4、活废水：COD、BOD、NH3-N、SS、动植物油等,9,一、我国矿山生态环境质量管理现状,水环境质量标准 我国目前的水环境质量标准 生活饮用水卫生标准（GB5749-2006） 地表水环境质量标准（GB3838-2002） 海水水质标准（GB3097-1997） 渔业水质标准（GB11607-89） 农田灌溉用水水质标准（GB5084-2002） 再生水水质标准（SL368-2006）,10,一、我国矿山生态环境质量管理现状,地表水环境质量标准 依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：,11,一、我国矿山生态环境质量管理现状,环保部（ 水环境质量标准 水污染物排放标准 相

5、关标准 中国水网（http:/www.h2o- 水质标准 地方标准,12,一、我国矿山生态环境质量管理现状,水质监测 水质监测按照对象可分为，水污染源监测和环境水体监测。 水污染源包括采矿、选矿废水、生活污水等。 环境水体包括矿区地表水（河塘沟渠）和地下水。,13,一、我国矿山生态环境质量管理现状,水环境质量管理现状 矿山企业水污染物排放监测 矿区周边重要断面水质监测 定期、不定期,14,一、我国矿山生态环境质量管理现状,声环境管理 噪声的公害特性 由于噪声属于感觉公害，所以它与其它有害有毒物质引起的公害不同。首先，它没有污染物，即噪声在空中传播时并未给周围环境留下什么毒害性的物质；其次，噪声

6、对环境的影响不积累、不持久，传播的距离也有限；噪声声源分散，而且一旦声源停止发声，噪声也就消失。因此，噪声不能集中处理，需用特殊的方法进行控制。,15,一、我国矿山生态环境质量管理现状,矿区噪声污染危害 影响正常生活 对矿工听觉造成损伤 引起矿工多种疾病 影响矿山安全生产和降低矿山劳动生产率。 矿区噪声来源： 矿山基建施工、各类生产设备噪声、矿区运输车辆,16,一、我国矿山生态环境质量管理现状,声环境管理的一般程序,17,一、我国矿山生态环境质量管理现状,城市区域环境噪声标准值,环境噪声标准 声环境质量标准 环境噪声排放标准 噪声监测规范方法标准,18,一、我国矿山生态环境质量管理现状,土壤环

7、境管理 土壤污染就是指人类活动所产生的物质（污染物），通过多种途径进入土壤，其数量和速度超出了土壤容纳的能力和土壤的净化速度，因而使土壤的性质、组成及性状等发生变化，使污染物质的积累过程逐渐占据优势。,19,一、我国矿山生态环境质量管理现状,土壤污染的类型 水质污染型 大气污染型 固体废弃物污染型 农业污染型 放射性污染型 综合污染型,土壤污染的特点 隐蔽性和滞后性 易积累性 不可逆转性和长期性 难治理性,20,一、我国矿山生态环境质量管理现状,土壤污染的危害 导致严重的直接经济损失 影响作物的生长发育，导致作物产量、食品质量不断下降 通过食物链引起对生物和人类的直接危害，危害人体健康 导致其

8、他环境问题：破坏了土壤的自然动态平衡，导致土壤自然正常功能失调，土壤质量恶化。,21,一、我国矿山生态环境质量管理现状,矿区土壤污染成因 采矿和选矿废水排入地表水体（河流或湖泊）后造成矿区土壤有机污染和重金属污染； 采矿剥离的含硫化合物的岩石以及矿山大量堆积的废渣和尾矿，经长期与雨水、空气接触，氧化渗漏出含重金属的酸性水，造成土壤污染； 使用矿山废水和受酸性淋溶水污染的水体灌溉，使矿区周围农田土壤受到重金属污染，且往往导致土壤的盐渍化，使土壤肥力下降，功能衰退； 矿产开发中排放的废气严重污染矿区的空气，通过空气接触污染土壤。,22,一、我国矿山生态环境质量管理现状,土壤环境质量标准 土壤环境质

9、量标准 GB15618-1995规定了土壤中污染物的最高容许含量。污染物在土壤中的残留积累，以不致造成作物的生育障碍、在籽粒或可食部分中的过量积累（不超过食品卫生标准）或影响土壤、水体等环境质量为界限。,23,一、我国矿山生态环境质量管理现状,根据土壤应用功能和保护目标，划分为三类：,24,一、我国矿山生态环境质量管理现状,标准分级 一级标准 为保护区域自然生态、维持自然背景的土壤质量的限制值。 二级标准 为保障农业生产，维护人体健康的土壤限制值。 三级标准 为保障农林生产和植物正常生长的土壤临界值。,25,一、我国矿山生态环境质量管理现状,辐射污染 广义的辐射污染包括电磁辐射污染、放射性污染

10、、光辐射污染和热辐射污染等。 矿山辐射污染主要为放射性污染。 不少金属矿山的固体废物中还含有放射性物质。据实测资料统计, 在非铀金属矿山当中, 有30%以上矿山的矿岩中含有放射性物质。含放射性物质的金属矿山固体废物不但不宜做建筑材料使用, 而且还必须进行严格的处理, 否则会使矿区及周围环境的污染范围扩大,引起严重后果。,26,一、我国矿山生态环境质量管理现状,矿山放射性污染 包头白云鄂博矿石伴有天然放射性元素钍，平均含量为0.04%，超过地壳平均含量近50倍。在白云鄂博矿的钢铁冶炼、稀土选冶等开发利用过程中，放射性元素钍以尘、废水和废渣的形式向环境释放，对局部环境及人体健康造成一定的放射性影响

11、。 经包头市环境检查站调查检测，白云鄂博矿石中引进的放射性钍绝大部分进入废渣，包钢尾矿库现已堆存含放射性尾矿1.69亿吨，钍核素含量81420.5吨。,27,一、我国矿山生态环境质量管理现状,放射性污染的危害 引起基因突变和染色体畸变等遗传效应。 引起肺癌及其他呼吸系统疾病。 损伤人体器官，破坏人体免疫功能。 受到高浓度放射性污染的生物体，可导致死亡。 核辐射与电磁辐射环境保护标准 电磁辐射标准 放射性环境标准 相关监测方法标准 相关标准,28,一、我国矿山生态环境质量管理现状,生态环境质量管理 -目前生态监测与生态评估工作的机制、体制和技术方法尚未正式建立。 矿山生态环境存在多头管理的局面

12、-国土、环保、水利、林业、农业、海洋 -法律法规、技术政策涉及矿山,29,一、我国矿山生态环境质量管理现状,环境标准中生态标准体系尚未确定，可作为矿山生态环境管理依据的标准很少。,30,一、我国矿山生态环境质量管理现状,生态环境状况评价技术规范（试行）（HJ/T1922006） 生物丰度指数 植被覆盖指数 水网密度指数 土地退化指数 环境质量指数 适用范围：县级以上行政区 技术手段：遥感和环境统计为主,31,一、我国矿山生态环境质量管理现状,存在的问题 1、大气环境与水环境监管为主，其他要素环境质量管理较为薄弱。 矿山企业数量多，分布零散，矿区多地处偏僻，周边环境敏感点少，受关注程度不够，监管

13、工作主要集中在重要区域和省控、国控断面上，对土壤环境、地表景观、生态功能等方面监管较少。,32,一、我国矿山生态环境质量管理现状,2、环境质量管理有标准可循，而制定和实施生态环境保护标准的机理尚不清晰，导致生态环境质量管理缺乏依据。 国家环境保护标准“十二五”规划,33,一、我国矿山生态环境质量管理现状,3、监测是基础，各地环保部门环境监测能力建设亟待加强。 环境监测是为环境管理与环境评估提供基础数据的一项基础性工作，基层环保监测部门人力物力缺乏。,34,一、我国矿山生态环境质量管理现状,4、从全国范围看，矿山环境质量监管工作力度不够。 在饮用水水源地保护区、自然保护区、风景名胜区、重要生态功

14、能区以及生态环境敏感区等禁止采矿的地区违法开采矿产资源的行为； 违反环境影响评价法、建设项目环境保护管理条例，未落实环境影响评价和“三同时”的矿产资源开发项目，或未落实环境影响评价及“三同时”有关生态保护与污染防治措施要求的、严重破坏生态、污染环境的矿业企业； 群众反映强烈的破坏生态环境、排放有毒有害固体废弃物、废水、废气污染环境，严重危害人民群众身体健康的矿业企业和行为； 违反安全生产法、矿山安全法、安全生产许可证条例等法律法规，不符合基本安全生产条件的矿业企业。,35,我国矿山生态环境质量管理现状,一,矿山生态环境评价研究进展,二,主 要 内 容,矿山生态环境质量评价实例,矿山生态环境质量

15、评价理论基础,三,五,对矿山生态环境监测的启示,六,矿山生态环境质量评价指标体系,四,36,二、矿山生态环境评价研究进展,1 矿山环境质量评价 2 矿山地质环境质量评价 3 矿山环境影响评价 4 矿山生态环境评价,37,二、矿山生态环境评价研究进展,1 矿山环境质量评价 大气环境 水环境：地表水、地下水、饮用水 噪声环境 土壤环境 环境风险,38,二、矿山生态环境评价研究进展,2 矿山地质环境质量评价 随着国土资源部组织的全国矿山地质环境调查工作开展以后，各地相继对矿山地质环境评价指标体系、方法、分区定级等方面进行了深入研究。 2003年中国地质调查局西安地质调查研究中心建立了包括资源毁损、地

16、质灾害和环境污染三要素，共22项指标的矿山环境地质问题综合评价体系，为矿山地质环境的监管提供了量化的指标，成为政府制定矿山地质环境保护规划的科学依据。,39,二、矿山生态环境评价研究进展,3 矿山环境影响评价 矿区总体规划环境影响评价 将生态环境因素置于重大矿产开发活动宏观决策的前端，通过对生态系统承载力分析，对各类重大矿产开发、生产力布局、资源配置等提出更为合理的战略安排，从而达到在开发建设活动源头预防环境问题的目的。即在政策法规制定之后，项目实施之前，对有关规划的资源环境的可承载能力进行科学评价。 矿山建设项目环境影响评价 新建、扩建、改建项目 重点是生态影响,40,二、矿山生态环境评价研

17、究进展,4 矿山生态环境评价 胡振琪教授等按照土地可持续利用的要求，建立了景观生产力、景观健康水平和景观关学价值为核心的小尺度采煤沉陷地复田景观质量评价的三级指标体系。 矿区生态破坏指数：包括土地类型、土地破坏、人均耕地、污染程度与人口密度指标 多样性、代表性、空气污染浓度、重金属污染、土壤侵蚀等五大生态评价指标体系。 生态系统与生境、人类生存安全度、生态经济三大类指标体系。 地质灾害、水土流失、土壤性质、植被覆盖、生物多样性、生态需水等系统因子构成的露天煤矿生态系统脆弱性评价指标体系。,41,二、矿山生态环境评价研究进展,评价方法 模糊数学法 综合指数法 灰色评价法 灰色聚类方法 人工神经网

18、络法 层次分析法 环境管理需要贴近实际、操作简单的评价方法。,42,二、矿山生态环境评价研究进展,存在的问题： 一是当前集中于对环境要素的评价，缺乏对矿区生态环境的综合性评价技术与方法。 二是矿区生态环境质量评价缺乏相关的标准，不但没有综合性的评价标准，还缺乏单要素或单个指标评价可依据的标准。 三是由于目前地方环保部门和多数矿区未能建立起生态环境监测体系，导致基础数据不足，不利于评价工作的开展。,43,我国矿山生态环境质量管理现状,一,矿山生态环境评价研究进展,二,主 要 内 容,矿山生态环境质量评价实例,矿山生态环境质量评价理论基础,三,五,对矿山生态环境监测的启示,六,矿山生态环境质量评价

19、指标体系,四,44,三、矿山生态环境质量评价理论基础,1、矿山环境管理 由于矿山生态环境问题复杂多样，矿山环境管理也涉及到多个管理部门，广义的矿山环境管理的内容包括： 环境影响评价 环境污染防治 环境风险防范 生态保护与恢复 植被恢复 土地复垦 废弃资源利用 水土流失防治 地质灾害防治 景观恢复 因此，矿山生态环境质量评价除了考虑环境质量，还应包括矿山生态环境中各要素的评价，这样才能实现对矿山环境的综合管理。,45,三、矿山生态环境质量评价理论基础,矿山生态环境质量评价应针对主要矿山生态环境问题，选取具典型意义的生态环境要素，组建矿山生态环境质量评价指标体系基本框架。 主要包括生态要素和环境要

20、素两个部分。生态要素包括地表景观、植被覆盖、生物多样性、地质灾害和生态恢复等，环境要素包括大气环境、水环境、土壤环境、固废处理和声环境。,46,三、矿山生态环境质量评价理论基础,技术方法 （1）资料收集法：矿山企业生态环境各个要素基础资料与图件 （2）地面调查法：矿区基本状况调查、生态环境问题与措施调查、典型地段剖面调查、重点问题详细调查等四个方面。 （3）现场实测法：利用快速测定仪器实地测量第一手现场材料。 （4）遥感与GIS分析法：大范围、重点矿区进行遥感解译，快捷、动态地获取大量生态环境信息。应用GIS技术进行空间信息的处理、叠加分析、运算、输出等。 （5）数学模型法。指标计算、综合评估

21、定量化。,47,三、矿山生态环境质量评价理论基础,层次分析 层次分析（AHP）是构建指标体系的最常用方法之一。层次分析法运用系统分析思想把复杂的问题分成若干联系的、有序的层次，对每一层次的相关元素进行比较分析。根据矿山生态环境的主要问题分类，将指标体系分为目标层、要素层和指标层三个层次。 （1）目标层（A）：即矿山生态环境质量评价的总体目标，评价矿山生态环境质量优劣程度，是指标体系的最高层次。 （2）要素层（B）：指标体系的中间层次，评价矿山生态环境质量的两个要素，即生态质量要素和环境质量要素，每一要素又包括若干具体指标。 （3）指标层（C）：指标体系的最基本层次，包括矿山生态环境质量评价的所

22、有具体指标，这些指标是反映矿山生态环境质量的直接可度量因子。,48,三、矿山生态环境质量评价理论基础,49,我国矿山生态环境质量管理现状,一,矿山生态环境评价研究进展,二,主 要 内 容,矿山生态环境质量评价实例,矿山生态环境质量评价理论基础,三,五,对矿山生态环境监测的启示,六,矿山生态环境质量评价指标体系,四,50,四、矿山生态环境质量评价指标体系,1、指标选取原则 （1）科学性原则 全面客观地反映矿产资源开发造成的生态环境影响和矿区生态系统的科学内涵和基本特征。各项指标含义明确，计算方法规范，功能相对独立。 （2）可比性原则 包括三层含义，一是区域可比，即指标体系能综合反映全国或同一区域

23、矿区生态环境质量特征；二是不同矿山类型可比，即各指标能够反映不同矿种、不同开采方式生态环境评价的共性；三是指标之间的可比，即通过归一化处理，使不同量级的评价指标处于规定数值范围内。,51,四、矿山生态环境质量评价指标体系,1、指标选取原则 （3）动态性原则 指标体系在考虑区域差异的同时，还应考虑矿产资源开发过程中的生态环境影响及生态环境状况的动态变化，以此反映出不同时期矿山生态环境质量的好坏，便于对矿产资源开发生态环境管理实行动态管理。 （4）可操作性原则 指标体系中的指标一定要具有可测性和可比较性。评价指标尽量简化，减少一些对评价结果影响甚微的指标，所设计指标数据方便采集，容易获取和整理，最

24、好利用现有的统计资料。,52,四、矿山生态环境质量评价指标体系,生态要素指标 （1）土地毁损度 （2）植被覆盖度 （3）生物丰度 （4）次生地质灾害破坏度 （5）生态恢复治理率,环境要素指标 （1）大气环境质量指数 （2）水环境质量指数 （3）固废处理指数 （4）土壤环境质量指数 （5）声环境质量指数,其他指标：土壤侵蚀强度变化、地下水位下降、地下水系破坏、土地利用变化、地表景观破坏、辐射污染指数,53,四、矿山生态环境质量评价指标体系,（1）土地毁损度 是指矿山各类土地毁损面积占矿山总面积的比例。 土地毁损面积包括矿山开采过程中开挖、压占、毁损的土地面积等，反映了矿产开采造成的土地资源破坏、

25、地表景观的改变以及随之引起的土地利用方式与格局的变化情况。,54,四、矿山生态环境质量评价指标体系,（2）植被覆盖度 是指矿山各类植被面积占矿山总面积的比例。 矿山绿色植物的主要生态服务功能包括： 通过光合作用调节矿区空气中的氧和二氧化碳含量； 具有保护土壤，防止水土流失的作用； 可以改善矿区小气候； 能降低矿区空气中某些有害污染物的浓度； 具有明显的减尘效应； 具有明显的消、隔噪声效应。 因此，植被覆盖度能够正面表征矿山生态质量状况，矿区植被覆盖度越高，生态质量状况越好。,55,四、矿山生态环境质量评价指标体系,（3）生物丰度 该项指标可参照生态环境状况评价技术规范（试行）（HJ/T192-

26、2005）中的定义和计算方法。 矿山生物丰度指通过单位面积上不同生态系统类型在生物物种数量上的差异，间接地反映矿山区域内生物多样性的丰贫程度。该项指标可通过遥感解译或调查用地类型实现。,56,四、矿山生态环境质量评价指标体系,（4）次生地质灾害破坏度 是指矿山发生的各类次生地质灾害面积占矿山总面积的比例。 次生地质灾害包括滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、塌陷、地裂缝及矿震等。 矿山开采中，受重力和其他外力作用的情况下可能发生崩塌、滑坡和地表塌陷，废土、废石的不规范堆放可能在雨季诱发泥石流。这些次生地质灾害能够改变地表景观，破坏水土资源，加重水土流失，甚至造成财产损失和人员伤亡。,57,四、矿山生

27、态环境质量评价指标体系,（5）生态恢复治理率 是指矿山进行生态恢复与治理的面积占矿山总面积的比例。 矿山生态恢复与治理是矿山生态环境质量动态变化的重要因素，反映了矿山企业对已造成的生态破坏进行修复的实施进度和成效，一般包括露天采空区恢复、井下回填、排土场恢复、尾矿场恢复、塌陷区治理、临时道路、料场等地表景观恢复等。,58,四、矿山生态环境质量评价指标体系,（1）大气环境质量指数 以矿区主要大气污染物浓度表征矿山空气环境质量，例如煤炭矿山的大气污染以煤烟型污染为主要特征，这种类型的污染物主要是二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物等。采用多因子赋分法计算大气环境质量指数，计算公

28、式如下： 其中， Ia 为矿山大气环境质量指数，i1，2，n，f(xi)为第i类大气污染物的日均浓度值对应的环境质量指数赋值（表2），大气质量等级为环境空气质量标准（GB 30951996）中规定的一级、二级和三级标准。,59,四、矿山生态环境质量评价指标体系,大气环境质量指数赋值,60,四、矿山生态环境质量评价指标体系,（2）水环境质量指数 矿山的废水主要包括矿井水、矿区工业用水、选矿水、尾矿水等。 关于地下水环境质量评价，由于目前已经制定的地下水环境质量标准和地下水环境监测技术规范都不适用于矿井水，且矿山开采对地下水的影响主要为地下水系的破坏，因此，矿山水环境质量评价暂不考虑地下水环境质量

29、。,61,四、矿山生态环境质量评价指标体系,由于地表水环境质量标准中规定的水质参数和水质类别较多，选取评价矿山地表水特征污染物，采用多因子赋分法（同大气环境质量）计算水环境质量指数，计算公式如下： 其中， Iw为矿山水环境质量指数，i1，2，n，f(xi)为第i类水污染物浓度值对应的环境质量指数赋值,62,四、矿山生态环境质量评价指标体系,矿山地表水环境质量指数取值,63,四、矿山生态环境质量评价指标体系,（3）固废处理指数 是指矿山固体废弃物处理量和综合利用量占固体废弃物总量的比例，表征矿山固体废物综合利用及处理水平。 矿山生产过程中产生的固体废弃物包括排岩土、建筑废料、锅炉灰渣、煤矸石、尾

30、矿、生活垃圾等 矿山固废的利用与处理形式包括回填矿井、矸石发电、矸石制砖、建筑物料、卫生填埋等。,64,四、矿山生态环境质量评价指标体系,（4）土壤环境质量指数 矿山土壤污染主要为Cd、Pb、Hg、Ag、Mn、Zn等重金属污染及酸碱性污染，根据不同矿山开采存在的重金属含量、土壤PH值作为评判矿山土壤环境质量的依据。按照土壤环境监测技术规范（HJ/T 166-2004）中土壤环境质量评价的技术规定，采用内梅罗法进行土壤环境质量指数的计算。 式中，Si为内梅罗指数，Pi均和Pi最大分别为平均单项污染指数和最大单项污染指数,65,四、矿山生态环境质量评价指标体系,内梅罗指数对应的土壤环境质量指数取值,土壤内梅罗污染指数评价标准,66,四、矿山生态环境质量评价指标体系,（