通鋼板石礦業(yè)有限責任公司 吉林白山 134300
池浸工藝,砍伐地表植被、剝離礦體覆蓋表土,然后采掘礦石,搬入溶浸液,浸出稀土,浸礦后的尾礦被搬至堆砌地。堆浸工藝,是放大的池浸工藝,兩種工藝都是搬山運動,造成大面積的地表土層剝離和植被破壞,下泄尾砂造成河道堵塞,帶來嚴重的水土流失問題。同時,堆池浸工藝尾礦中的污染物,會通過滲濾作用進入土壤和地下水體,雨水沖刷和地表徑流作用下,直接流入附近河流,使得周邊河流發(fā)生污染。
原地浸礦工藝,浸礦液通過注液孔注入原地浸礦采場中,使得浸礦液與采場中的稀土進行交換,然后通過收液工程收集母液。在此過程中,地表開挖小孔,破壞約1/3 植被。浸礦液硫酸銨濃度為1%-2%,浸礦劑側(cè)滲和毛細管作用會對土壤、植物帶來一定的影響,造成土壤酸化和土壤板結(jié)現(xiàn)象,進而導致產(chǎn)品品質(zhì)下降。對于周邊地表水環(huán)境,主要產(chǎn)生兩類廢水:①采場滲漏廢水。原地浸礦采場均在山頂或山坡地帶,母液在生產(chǎn)過程中無法全部回收,可能會沿局部裂隙滲入地下,然后部分再出露至地表水。②采場殘留浸礦劑淋溶廢水。生產(chǎn)期完成后,土壤中會殘留大量的浸礦劑,在自然界雨水的淋溶下,會慢慢滲出,形成面源污染??梢圆扇∏逅逑创胧?,加速自然界雨水淋溶作用[1]。
環(huán)境成本核算方法有很多,本核算框架主要包括以下幾種:①市場價值法。用市場價格計算因環(huán)境質(zhì)量變化帶來的經(jīng)濟損失;②機會成本法。利用資源的機會成本計算環(huán)境質(zhì)量變化所造成的環(huán)境損失。③防護費用法。用保護環(huán)境或恢復已損害環(huán)境所需要的費用,來估算環(huán)境價值的防護費用。④影子工程法。當環(huán)境破壞后,用人工方法建造新工程,來替代原有環(huán)境系統(tǒng),建造新工程需要的費用來表示環(huán)境價值損失。
(1)土壤生態(tài)環(huán)境成本。土壤及其生態(tài)系統(tǒng)是維持人類賴以生存的自然環(huán)境條件,其功能包括保育土壤、積累營養(yǎng)物質(zhì)、固碳釋氧、森林防護等多方面。堆、池浸是搬山運動,開采后礦山周邊生態(tài)環(huán)境的服務(wù)功能受損主要體現(xiàn)在三方面:①土地廢棄價值損失。②植物廢棄價值損失。③尾礦帶來的泥沙淤積價值損失。計算公式如下:Es=Eg+Ep+Et 式中:Es 為土壤生態(tài)環(huán)境價值損失;Eg:土地廢棄價值損失??蓱?yīng)用市場價值法計算土地廢棄帶來的土壤肥力損失價值。也就是計算土壤中氮、磷、鉀、有機質(zhì)等營養(yǎng)元素損失的市場價格。
(2)水環(huán)境治理成本。堆池浸工藝礦山廢水的主要污染物是氨氮、硫酸根等。治理廢水需要在小流域的出口建造污水處理站,對堆池浸工藝產(chǎn)生的廢水進行治理。應(yīng)用防護費用法,以水環(huán)境治理成本表示污水排放損失價值,水環(huán)境治理污染損失公式如下:Ew=P×Q 式中:Ew 為水環(huán)境治理成本運行費用;P 為污水處理站單位處理費用,元/立方米;Q 為廢水量。
(1)土壤方面。損失面積和泥沙淤積量。離子稀土,對于一個標準礦塊,每開采1t 稀土,對應(yīng)地表面積約200m2,產(chǎn)生2000m3尾砂。土壤養(yǎng)分含量。根據(jù)周彩云等人的研究,原地浸礦后土壤養(yǎng)分含量為堿解氮63.67mg/kg,速效磷1.52mg/kg,速效鉀30.82mg/kg,有機質(zhì)2.51mg/kg。對照土壤養(yǎng)分含量為堿解氮32.66mg/kg,速效磷3.95mg/kg,速效鉀35.51mg/kg,有機質(zhì)28.45mg/kg。土壤酸化。曾勇軍等(2014)[14]研究表明,隨著土壤pH 的下降,雙季早晚稻生育期延長,產(chǎn)量降低,當土壤pH 下降至4.0 左右時,早晚稻產(chǎn)量分別下降30.09%和19.15%。2017 年,稻谷單位面積產(chǎn)量6916.92kg/hm2[8]。周彩云等研究,離子稀土原地浸礦后pH 為4.15,取稻谷產(chǎn)量平均下降25%的價值。
(2)水環(huán)境方面。廢水產(chǎn)生量。堆池浸工藝,每生產(chǎn)1 噸稀土,將會產(chǎn)生浸礦廢液1000m3-1200m3。原地浸礦工藝淋溶廢水產(chǎn)生量為0.544噸/噸原礦。污水處理站單位處理費用,取5.7元/立方米。
截獲井布設(shè)。參考《五礦稀土江華有限公司江華縣稀土礦環(huán)境影響報告書》,一個礦塊,面積約13162m2,大約需布置16口截獲井,每口井深度約10m,每米的建設(shè)費用200 元左右。取南方地區(qū)年降雨量1.7m,入滲系數(shù)0.12,則礦區(qū)年降雨入滲量為34m3/d。在山腳布置截獲井,地下水超標才運行,水量較難估算。經(jīng)預測,約設(shè)置清水清洗+水力截獲井措施10 年后,污染面積可控制在礦區(qū)范圍內(nèi)[2]。
原地浸礦工藝環(huán)境成本(25430 元/噸稀土)略低于池浸工藝(26683 元/噸稀土),但二者相差不大。原地浸礦工藝有其特殊性,采場滲漏水量和地下水的污染程度、滑坡塌方風險等問題,都與礦山的地質(zhì)條件緊密相關(guān)。因此,建議離子稀土礦山實際生產(chǎn)中,應(yīng)根據(jù)當?shù)貙嶋H地質(zhì)環(huán)境條件,考慮堆浸工藝與原地浸礦工藝兩種工藝的共生共贏,而不是把原地浸礦工藝作為唯一的必選采礦方法[3]。