河南省铝土矿开发利用环境承受力分析

　　摘要：介绍了河南铝工业的开发利用现状及开发过程中出现的环境污染问题，通过分析铝土矿开放过程中产生的环境污染问题，运用环境影响评价模型，对河南铝土矿开发利用环境承载力进行量化，为提高矿产资源深加工的科技含量，减少污染或跨越环境污染时限，快速步入工业化后期提供依据。

　　关键词：河南,铝土矿,污染,环境承受力

　　可持续发展最早由环境问题引起。环境是不同发展方式结果的警示器，人类要持续发展的目的是为了创造有利于人类全面发展的生存环境。矿业可持续发展的基本内涵，也就是矿产资源在区域中的发展动力和发展质量。发展动力就是开发、利用矿产资源产生大量的物质财富，以促进社会进步和人类文明。而发展质量主要指矿业生产过程与生态环境、矿业发展与生态环境之间取得一种动态平衡或和谐，使人类社会发展的环境质量更加洁净和安全。一般评价这种环境质量平衡方式用环境承载力表示。环境承载力是指在一定时期、一定范围及一定自然环境条件下，在维持环境系统结构不发生质的改变，环境功能不遭受破坏的前提下，环境系统所能承受人类活动的阈值。分析研究河南省铝土矿资源开发利用对环境承载能力的影响，对河南省铝土矿资源的可持续供应具有重大意义。

　　1 河南省铝土矿资源开发利用现状

　　河南省铝土矿资源产业通过几十年的开发建设，已经成为河南省国民经济重要组成部分，在全国有着重要的影响。近几年电解铝产量居全国首位(表1-1)，同时河南省新建多家氧化铝厂，原有的氧化铝厂也进行了改扩建。氧化铝厂的实际产能已达到880万吨(表1-2)。2008年铝土矿石利用量达到2315万吨，有力地支撑了河南省铝工业及非铝工业的发展。河南省铝土矿资源产业所支撑的主要行业在全国的比重、位次见表1-3(以2008年为例)：

　　河南省的铝土矿资源的开发利用始于五十年代后期。经过50多年的开发建设，国家先后在中铝矿业有限公司建设了洛阳、小关和渑池铝矿，总设计能力为90万吨/年。中铝还在登封、偃师、巩义等县(市)与当地进行联合，建设了一批“联办矿”，形成了50万吨/年的开采能力。河南省资源整合后铝土矿资源进一步向优势氧化铝企业集中，提高了重点氧化铝企业的资源保障程度。在资源整合获取矿权之后，河南省重点氧化铝企业采取联办、承包等形式与地方合作开办了一批矿山企业，这批矿山企业有的已经建成并形成一定规模的生产能力，有的正处于设计、基建阶段。如中铝矿业与地方联办、承包矿山之中，目前建成投产的铝土矿矿山有6个，这6个矿山企业年生产能力为66万吨。其余因处于矿山设计、基建阶段或其他原因还没有投产。除上述矿山企业之外，河南省地方县(市、区)还形成了总计1500-1700万吨的民采铝土矿生产能力。目前全省氧化铝利用的铝土矿达到1800万吨。

　　河南省是我国重要的耐火原料基地之一，现已形成300多万吨/年的熟料加工能力和700多万吨生料开采能力，每年可以向国家提供300多万吨的成品矿，其中软质粘土20多万吨、硬质粘土40多万吨、高铝熟料240多万吨，产品满足了全国磨料、磨具、建材、冶金等行业的需求，还有10余万吨产品供外贸出口。

　　2008年，河南省铝工业和非铝工业利用铝土矿资源合计2315万吨，其中生产氧化铝用去1800万吨，生产棕刚玉用去280万吨，生产氢氧化铝用去100万吨，生产高铝水泥用去65万吨，其他行业用去70万吨。

　　“十一五”期间，以铝工业为主的有色金属工业是河南省重点发展的“六大”支柱产业之一，并在政策扶植、资源配置等方面给予了重大支持，这为加快河南省铝工业发展提供了良好的条件。2004年以来，河南省铝工业高速发展，氧化铝产量由2004年的271万吨，提高到2008年的880万吨，年均增长54%;氢氧化铝产量年均增长也高达25%。有力地拉动着铝土矿资源需求的迅猛增长。河南省铝土矿资源消耗量由2004年的620万吨，增加到2008年的1900万吨，对铝土矿的需求量年增长率平均高达51.6%。铝工业消耗铝土矿情况详见表1-4。

　　目前，河南省拥有棕刚玉冶炼企业141家，不同功率的冶炼炉234台，年生产能力达到220万吨，实际年生产能力达到120-150万吨。河南省棕刚玉产能约占全国的67%，占全球产能40%;2008年河南省棕刚玉产量120万吨，产量占全国总产量52.17%。年出口量约为48万吨左右，占全国出口量的60%，占国际市场年用量的13%。河南省棕刚玉行业年消耗铝土矿(生料)230-300万吨，2008年实际消耗量为280万吨。

　　河南省高铝水泥年产量50-60万吨，产量约占全国产量的80%，河南省高铝水泥年消耗铝土矿55-65万吨。另外高压电瓷、陶瓷、陶瓷匣钵、建材涂料、造纸、化工、电缆、净水剂等相关工业年消耗铝土矿60-70万吨。这样河南省以棕刚玉、高铝水泥为主的非铝工业年消耗铝土矿280-415万吨。2008年河南省非铝工业总计消耗铝土矿415万吨，占当年铝土总消耗量的18%。近年来河南省非铝工业消耗铝土矿情况详见表1-5。

　　2 河南省铝土矿资源开发利用造成的主要环境问题类型

　　矿产资源在开发过程中，由于其作用和强度远远超过自然地质作用，强烈地改变和破坏矿区原有的地应力平衡系统，使地应力在重新调整平衡的过程中，发生了多种区域环境地质问题。如在采矿、选矿等活动中，造成的土地资源的破坏与丧失;采矿对地表水、地下水的污染;采空区塌陷，岩溶塌陷，沉降开裂，矿坑突水;露天开采引起滑坡、崩塌、泥石流、水土流失;采、选矿引起的废气、废水、废渣等对环境的污染。

　　根据实地调查，河南省铝土矿资源开发利用过程中造成的环境问题，比较普遍和突出的有以下三种类型：

　　2.1 铝土矿资源及土地的毁损与破坏

　　河南在铝土矿资源开采利用过程中，由于受经济利益的驱动，往往是粗放式开发，采富弃贫现象严重，矿山废渣堆放无序。目前，我省铝土矿年采矿能力1800余万吨，其中民采占90%，开采回采率有的仅为40%。粘土矿年采矿能力达700余万吨，基本属民采。开采回采率不足40%，意味着我省每采出1吨原矿，将消耗2.5吨储量。而据国土资源部《中国国土资源可持续发展研究报告》课题组2006年调查，我国有色金属矿产总体采矿回采率较高，露天采矿回采率均在95%以上，地下开采回采率在90%以上。可见我省铝土矿资源损坏严重，提高我省铝土矿资源回采率，根本改变粗放型采矿现状迫在眉睫。同时在采矿过程中形成的废渣无序堆放，有的直接堆放在农地、农田内，废水排入自然环境中，污染或降低了土地使用价值，也不同程度地改变了土地的物理、化学性质，造成了严重的土地资源的破坏和毁损。

　　2.2 环境地质灾害

　　随着河南省铝土矿开采活动不断的增强和扩大，资源的开发强烈地改变和破坏了矿区原有的地应力平衡系统。在自然系统重新调整的作用过程中，由于地应力的不协调而发生性质不同的环境地质问题或次生环境地质灾害。

　　矿产资源开发对生态环境破坏具有一定的行业特征。即在同一区域不同的开采方式，所产生的生态环境破坏形式、程度、范围及可逆性不尽相同。河南铝土矿由于其特有的赋存条件，在开采过程中容易造成地表下沉、水平移动、地表倾斜、弯曲等变形，甚至形成地表下沉盆地或出现漏斗状的塌陷坑等地质环境问题，同时由于大量的民采活动以及不合理的矿渣堆放，造成了地表植被的大量破坏，不仅破坏了周边景观而且还容易引发泥石流等自然灾害现象。

　　另外，矿产资源开采过程中产生的“三废”(废气、废水和废渣)问题，如固体废物(废渣)污染，在采矿业中多有剥离土和废矿石产生，污染和破坏了生态环境和自然景观。

　　据资料分析，现在每10～12年从地壳中采掘出的矿物总量约增长一倍，而同时出土的废石则猛增数十倍乃至百倍。河南铝土矿资源开采利用中的“三场”(采场、排土场、尾矿场)以及废水和废渣，对环境均造成了不同程度的影响。有的废水还含有有毒成分，影响周边人们健康。

　　2.3 生产氧化铝排出的赤泥及废渣造成了严重的环境安全问题

　　生产一吨氧化铝，排出的赤泥与废渣超过1吨，我省累计有5000万吨以上这样的弃废物，目前均存放于废弃物库中，在污染地下水资源的同时，还存在严重的安全隐患。如1989年中铝河南分公司废渣库坝垮塌，冲毁了铁路及村庄，造成了数亿元的经济损失。

　　3 矿产资源环境影响评价模型

　　矿产资源开发利用对生态环境来说具有双重作用。一方面，资源的勘查、开发和利用，表现为大量的工程活动，直接作用于生态环境，改变了生态环境的要素构成和质量;另一方面，资源的开发利用会产生大量的“三废” ，直接对环境造成污染，或资源开发工程活动诱发滑坡、崩塌、泥石流等环境灾害，对环境造成巨大影响。根据河南省铝土矿资源开发特点，以及国外相关资料的研究，我们可以利用如下模型对河南铝土矿开发利用的环境承受力进行评价：

　　矿产资源开发利用环境承受力反映矿产资源开发利用对周围生态环境的干扰和影响程度;评价指标应小于 1，指标值越小，反映矿产资源开发利用过程中对环境的破坏越小。

　　3.1 河南省铝土矿资源环境承受力分析

　　生态环境系统承载力是自然体系调节能力的客观反映。然而，自然环境体系的这种维持能力和调节能力是有一定限度的，也就是有一个最大容载量(承载力)，超过最大容载量，自然体系将失去维持平衡的能力，自然环境系统各要素之间如果失去平衡或遭到破坏，环境系统就会发生异常运动，产生各种自然灾害或环境问题，并由高一级别的自然体系降为低一级别的自然体系。

　　查阅有关资料，对2007年有关指标收集比较齐全，因此本文主要选取2007年份的主要经济指标对河南铝土矿资源环境承受力进行评价。

　　2007年河南省全省工业增加值7508.34亿元(河南统计年鉴2007)，而铝工业增加值占全省工业增加值的7%左右，因此2007年河南省铝工业增加值为525.58亿元。

　　2007年河南省工业用水量为52.82亿吨(河南统计年鉴2007)，按照7%计算，铝工业用水量为3.70亿吨，按照工业用水3元/吨来算，11.1亿元。

　　2007年河南省工业污染源治理投资为338132万元(河南统计年鉴2007)，治理废水费用为123877万元，治理废气费用为184667万元，治理固体废物费用为7668万元，治理噪声费用为821万元，“三同时”项目环保投资392941万元，治理其他费用为21099万元，2007年全省污染治理费用为1071212万元。按照7%的比例计算，2007年河南省铝工业污染治理费用为74984.84万元。

　　2007年投入到地质环境灾害治理的费用约为省级财政加地方财政供给投入3亿左右(来源于河南省各地勘单位项目承担费)。按照7%的比例计算，2007年河南省铝土矿资源开采造成地质环境灾害约为3000万左右。

　　2007年河南省铝工业增加值为525.58亿元，根据资料测算，河南铝土矿资源开发利用形成的生产增加值约占河南铝工业增加值的30%，为157.67亿元左右，铝工业用水费用为11.1亿元，地质灾害治理费用为0.3亿元，治理污染费用为7.50亿元，根据模型计算得出河南省铝资源开发利用环境承受力为0.12，结果小于1，证明河南铝土矿开发利用对环境造成的影响尚在可控范围之内。

　　3.2 河南省生态环境承载力的综合分析及发展趋势

　　根据环境库次涅茨曲线，在经济发展水平很低时，资源消耗较小，环境破坏也较小;当经济发展到某一临界点，经济越发展，对环境的破坏就越大;人均经济收入再继续提高，环境污染将趋于低水平过程，形成对数正态分布曲线(图

　　3-1)

　　河南当前人均GDP为3500美元左右，处于工业化中偏后期，矿产资源消费正处于强盛期，矿产资源的开发将会逐步增大，从目前环境污染整体状况来看，应处于环境库次涅茨曲线左部上升区域内，对环境承受力的要求也越来越高。河南铝土矿的开发虽然在可控范围之内，但其承受力指标值从河南整个矿业来说已经偏大，如果不注重铝土矿资源开发利用过程中的各个环节的坏境污染治理，必定会加重河南整个矿产资源开发利用过程中的承受力，对生态环境造成巨大的破坏。

　　但值得说明的是，环境库次涅茨曲线所反映在经济发展与资源环境的关系上，并非人们无为而治。现在虽然资源消耗与生态环境还处在恶化状态，但并不会永远将恶化下去，这只是说明过去及现在河南省在经济发展的同时，未对生态环境指标引起高度重视和采取相应的措施。

　　河南省要实现矿业发展与环境关系转折，必须在经济和社会发展的同时，降低资源和生态环境的压力和提高生态环境的质量。环境库次涅茨曲线出现的基础并不唯一依赖于人均GDP的高低，而在于人均GDP增长的同时，隐藏在人均GDP背后的一系列重大转变。这种转变突出表现在“两转三退”。“两转”是指发展观的转变，消费者对环境质量需求的转变;“三退”指的是人口增长率减慢、矿产资源消费不平等减轻、技术进步对资源环境的损害减少。人口增长速度减慢会使经济发展与环境关系得以改善，人口压力减少会有利于发展与资源、环境关系的调整;矿产资源消费不平等的减轻也会化解需求与生态环境的矛盾;科技进步、产业的调整以及人们对环境质量要求增高，有利于政府推动环境保护政策的实施。

　　河南省作为我国发展中的大省来看，其重要任务应考虑在经济发展总效益提高的前提下，降低环境库次涅茨曲线的弧度或者在环境库次涅茨曲线上寻找一条水平通道。站在发展战略的高度，采取措施，调整产业结构，整合矿业资源优势，提高矿产资源深加工的科技含量，减少污染或跨越环境污染时限，快速步入工业化后期。

　　参考文献：

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　　[7]张莉侠，孟令杰，经济增长与环境质量：关于环境库兹涅茨曲线的分析——基于省际横截面的经验分析[J]，经济地理，2006,26(3)：374-377

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