乔雪园,吴海斌,王殿常,李 翀,王先恺,师 雄,董 滨,2
(1.中国长江三峡集团有限公司长江生态环境工程研究中心,北京 100038;2.同济大学环境科学与工程学院,上海 200092)
长江经济带覆盖贵州、云南、四川、重庆、湖北、湖南、安徽、江西、浙江、江苏、上海等11省(市),区域内矿产资源种类多样,储量丰富,部分省(市)的矿业经济已具备相当规模,是我国矿产资源开采的重要基地。截至2016年底,区域内磷、萤石、铜、钨、锡、锑、稀土等战略性矿产的产量占比超过全国总产量的70%,其中磷矿产量占比更是超过95%[1-3]。矿产资源的大规模开发为长江经济带经济发展做出巨大贡献的同时,也导致了诸如地质灾害和重金属污染等的生态环境问题。目前,我国的重金属重点防控区有近一半位于长江流域,其中长江中游、湘江流域以及长江三角洲等地区的重金属污染问题尤为突出;同时磷矿相关产业的发展导致总磷逐渐成为长江流域的主要污染指标,矿产违规开采挤占生态空间以及矿山地质灾害等现象也时有发生[4-6]。这些环境问题已严重影响了区域内的生态安全,成为长江生态保护过程中亟待解决的一大难题。
2016年,习近平总书记指出“推动长江经济带发展要走生态优先、绿色发展之路,把生态环境保护摆上优先地位,涉及长江的一切经济活动都要以不破坏生态环境为前提,共抓大保护,不搞大开发”。结合长江经济带矿山生态环境问题的严峻形势与“长江大保护”的整体战略定位,2016年以来,各省份围绕生态文明建设的要求,大范围出台了涉矿生态环境问题治理方案[7]。2019年4月,自然资源部发布《关于开展长江经济带废弃露天矿山生态修复工作的通知》,要求“到2020年底全面完成长江干流及主要支流两岸各10公里范围内废弃露天矿山的治理任务”[8]。由此,长江经济带矿山生态修复整体进程显著加快并逐步凸显成效。
本文系统梳理了长江经济带矿山生态治理的相关政策和环保督察通报的相关案例,深入剖析了矿山生态修复过程中存在的主要问题和挑战,提出了未来矿山生态治理的建议和方向,以期为“长江大保护”战略的顺利推进提供理论支撑。
据统计,截至2016年底,长江经济带共有矿山35 904座,其中,小矿点10 028个、小型矿山22 148座、中型矿山2 294座、大型矿山1 434座,而大中型矿山数量占比仅约10%,低于全国平均水平[1]。根据长江经济带11省(市)发布的《矿产资源总体规划(2016—2020年)》,矿山数量最多的省份为湖南省(6 901座),其次为贵州省(5 951座)、四川省(5 812座)和江西省(5 237 座),其他省(市)矿山数量均在3 300座以下,其中,江苏省、浙江省和上海市矿山数量最少。从流域分布来看,大量重点矿区、矿业城市以及矿业企业位于长江干流、湘江流域及乌江流域[9],包括马鞍山铁矿重点矿区、攀枝花钒钛磁铁矿矿区等全国重点矿区37个,云南昆阳磷资源基地等大型矿产资源基地17个(图1)。遥感数据显示,距长江干流及其主要支流两岸各50 km范围内,露天矿山侵占土地面积共63 525.96 hm2,上游区域废弃露天矿山主要矿种为铁、铜、铅、煤、磷和建材类矿种,中下游区域则主要为煤、锰、铁、铜、稀土、黏土、页岩和灰岩等矿种[6]。
图1 长江经济带大型矿产资源基地分布图Fig.1 Distribution of large mineral resource bases in the Yangtze River Economic Belt(资料来源:文献[9])
矿产资源的无序开发给长江流域生态环境带来了极大负担,特别是在一些矿产资源型城市,这种影响更为显著。由于采选冶炼、“三废”排放以及尾矿渣堆存,某些金属矿区周边的土壤中重金属含量(Cd、As、Pb、Cu、Cr、Hg等)已严重超标,危害公众健康安全。方传棣等[10]通过对2000—2018年长江流域各省(市)33个矿区的土壤重金属元素进行分析发现,长江流域上游的土壤中富含Cu、Pb、Hg等重金属,中游地区土壤则相对富含As、Ni、Zn、Cr、Cd等元素,这些重金属元素主要来源于矿区生产活动和“三废”的排放。 与2008年相比,2018年长江干流水体中Cu、Zn、Ni、Pb、Cd浓度明显升高,其中, Cu、Al、Mn的升高可能与矿业开采活动密切相关[5]。
为贯彻落实习近平总书记对长江流域环境保护的指示精神,2016年9月中共中央政治局审议通过《长江经济带发展规划纲要》,从规划背景、总体要求、保障措施等方面确立了长江经济带的未来发展格局。2020年12月第十三届全国人大常务委员通过《中华人民共和国长江保护法》,在法律层面保护修复长江流域生态环境。此外,自然资源部和生态环境部先后出台了《长江经济带废弃露天矿山生态修复工作方案》《关于探索利用市场化方式推进矿山生态修复的意见》《加强长江经济带尾矿库污染防治实施方案》等一系列相关政策文件,指导长江经济带矿山修复工作稳步推进(图2)。长江沿线11个省(市)积极响应国家要求,自2016年以来,共出台了43项关于矿山生态防治的地方配套政策文件,涵盖矿产资源总体规划/方案、绿色矿山建设、露天矿山综合整治、矿山生态修复等4大方面。其中,湖南省印发的相关政策文件数量最多(7项),除江苏省与上海市以外,各省(市)颁布的相关政策文件均在3项(含)以上(图3)。
图2 长江经济带矿山生态治理相关的国家法律、法规、政策Fig.2 National laws,regulations and policies related to mine ecological management in the Yangtze River Economic Belt
图3 2016年以来长江经济带11个省(市)颁布的涉矿政策文件数量Fig.3 Number of mining related policies issuedby 11 provinces and cities in the Yangtze RiverEconomic Belt since 2016
2019年自然资源部发布《关于开展长江经济带废弃露天矿山生态修复工作的通知》后,长江沿线各省(市)开始部署长江干流及主要支流10 km范围内的露天矿山治理任务,计划总共治理4 694个露天矿山,治理面积总计17 431.82 hm2。截至2020年底,长江沿线11省(市)已基本完成长江干流及主要支流10 km范围内的露天矿山治理任务,长江经济带矿山生态修复已初见成效,矿山复绿和土地复垦等问题已得到极大改善。根据部分省(市)已发布信息,截至2020年底,安徽省“十三五”期间实际完成废弃矿山治理2 516个,完成治理面积1.67万hm2;四川省已完成尾矿库整治43座、煤矿整治270座、非煤矿山整治809座,已完工长江干流及主要支流废弃露天矿山生态修复任务602.18 hm2(总1 776.32 hm2)。
随着矿山环境治理体系的不断完善以及修复技术的不断进步,矿山生态修复行业在未来将会呈现更快的发展态势。2019年自然资源部发布《关于探索利用市场化方式推进矿山生态修复的意见》后,也有越来越多的社会资本和企业关注矿山生态修复产业,进一步推动了矿山生态修复向“生态产业化、产业生态化”的方向发展,并加速了一批矿山公园的建设,如重庆市的铜锣山矿山公园和江苏省的冶山国家矿山公园等,实现了矿山生态修复和区域经济协调发展的双重效益。
虽然近年来长江经济带矿山生态修复整体成效显著,但在第一轮中央环保督察和第二轮中央环保督察实施过程中,区域内通报的矿山环境问题仍然层出不穷(表1),表明涉矿环境治理在细节上仍有不足之处,整体特点如下所述。①问题类型多样(图4),主要包括地方政府管理/监管不到位、企业违法开采、督察整改不到位、尾矿库/废石场建设不合规、矿渣违规堆存和治理不到位、大气污染、水体污染以及矿山治理进度缓慢等多个方面。②矿山种类众多,多重污染叠加,生态欠账问题严重。一些矿山涉及重金属、磷、酸性废水等不同污染,且存在土壤、地下水和河流的多重污染,修复治理难度大。③地方政府对矿山生态修复监管意识不足。有6个省份(安徽省、江西省、湖南省、四川省、云南省、贵州省)出现地方政府管理/监管不到位的问题,有4个省份(江西省、湖南省、四川省、云南省)出现对上一轮中央环保督察整改不到位的情况。④矿山企业对矿山生态修复的主体责任有待进一步强化。部分在采矿山在环保督察“回头看”及第二轮中央环保督察时,生态环境问题仍然严峻,边开采边污染的情况时有发生。
表1 环保督察公开通报的长江经济带涉矿环境问题汇总Table 1 Summary of mine related environmental issues in the Yangtze River Economic Belt notifiedby environmental inspector
续表1
图4 公开报道的长江经济带涉矿环境问题类型及频次Fig.4 Types and frequency of mine related environmentalproblems in the Yangtze River Economic Belt
矿山环境污染方面,报道的案例基本以尾矿库污染和水体污染问题为主,包括重金属超标、含磷废水排放、酸性废水淋滤、尾矿库渗漏以及地下水污染等。尾矿库作为冲淋酸性废水的主要源头之一,具有重金属含量高、土壤结构破环严重、生态毒性强等特点[11],因此其生态修复难度大、成本高,往往需要耗费大量的客土资源,导致目前的尾矿库生态修复形式多追求短平快的景观修复工程,对于重金属和酸性废水等污染物的生态防治缺乏科学的治理方式,存在持续阻断污染能力差、多地复绿效果不佳、污染削减不足等问题[12-14],尤其是对酸性淋溶水引发的土壤污染问题重视不足且缺乏有效的治理手段,环保督察过程中也鲜有对矿山土壤污染的报道。对于尾矿库重金属富集、酸性废水淋滤和土壤污染等源头性问题的治理缺失,可能会导致进一步的环境问题,以及后期环保成本投入加大。
矿山土地复垦率较高的国家,普遍具有针对矿山生态治理的完善法律法规体系,如澳大利亚颁布有《采矿法》(1978年)、《场地污染法》(2003年)、《矿区复垦基金法》(2012年)等[15],保障了矿山开采过程中的生态修复工作。近年来,我国也在不断完善环境领域的法律法规,其中与矿山环境治理相关的包括《中华人民共和国矿产资源法》《中华人民共和国煤炭法》《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》《土地复垦条例》和《矿山地质环境保护规定》等(图2),为矿山生态治理提供了依据。但对于矿山修复而言,由于矿产开采产生的环境问题较为复杂,治理要求较高,如果简单将矿山生态防治纳入原有的矿产资源法律和其他类型环境保护法律之中,分散的规定将导致实践中的针对性和操作性减弱,震慑力度薄弱,无法完全适应涉矿环境问题的严峻形势,加大了矿山治理难度[16-17]。此外,由于矿山生态修复涉及到生态、城建、农业、林业等多个政府部门的管理职能,难以明确各个职能部门的责权划分,导致职权交叉,管理混乱,监管问题频出(图4)。因此,提出以下建议:①各级政府应制定具有针对性的矿山环境保护法规,建立边采边治的制度,对矿山的尾矿库治理规范、水体/空气污染防治、土地复垦率等指标做出明确要求,提高矿区土地复垦和生态修复的标准,并加大治理保证金缴纳额度和污染处罚力度,对矿区生态治理不达标的企业,予以重罚;②提升政府部门的监管能力、强化问责制度,将矿山土地复垦、污染治理和生态修复规划实施情况,纳入属地政府的政绩考核指标当中,对由于监管不力而造成严重污染后果的部门和人员,进行追责和问责,坚决消除地方政府在矿山生态保护过程中的不作为行为。
在较早开展矿山治理工作的国家,如德国、美国、澳大利亚等,都结合各自国情,形成了一系列关于矿山修复的技术标准和相关规范。比如澳大利亚编制的《土地复垦规程》,将其作为矿山复垦标准的主要依据,对地质环境、水土管理和植被复绿等方面制定了严格的技术要求。美国颁布的《露天采矿管理与复垦法》,建立了该国统一的露天矿山复垦规范,其对矿山复垦的标准近乎严苛,要求“边开采边复垦”,复垦率要达到100%,需将破坏的土地恢复到开采前的水平,并对复垦基质的技术标准做出了要求。目前这些国家的矿山土地复垦率均达到70%以上[18-19],远高于我国的25%[20]。
近年来,我国也陆续颁布了一些与矿山生态修复相关的技术规范,如《矿山植被生态修复技术规范》和《矿山生态环境保护与恢复治理技术规范(试行)》等,对矿山生态治理的整体框架提出了一些要求,包括规划编制、源头防控、污染治理、生态恢复等。但是,这些规范多为一般性准则,而缺少具体技术指南[19]。相关规范和标准的不足导致矿山生态治理的技术框架中存在一些痛点问题,如忽视风险评估、对污染源头防控和污染治理的力度不足、治理后跟踪评估缺失等,进而导致矿山生态修复工程多成为“面子工程”,持续复绿效果不佳,治标不治本[12]。针对以上问题,需要尽快从规划编制、风险评估、勘察设计、技术应用、效果验收等方面,全过程建立涉矿污染防治与生态修复的技术标准与规范体系,细化相应的技术指标,尤其是以下几方面:①完善前期的风险评估规范,确定矿区内土壤、水体、植被、岩体的污染情况和风险等级,以此为依据确定治理的重点方向,规划合理的治理路线,杜绝地质灾害防治、水体/土壤污染治理、植被修复等单一潦草的治理模式[17];②对于传统的生态修复模式,明确“源头控制+过程阻断+生态恢复”的技术思路,针对尾矿库泄露、水体/土壤污染、土地复垦等问题,设计系统的整治技术与管理标准,并完善生态复绿后的验收标准和跟踪评估体系,做到矿区生态的一体化、深层次修复。
矿山废弃地的土壤往往具有肥力低、结构不良、保水性差、重金属超标、植被难以存活等特点,其生态恢复的最大难点在于对被破坏土壤的重构及重金属污染防治[13]。因此,在矿山废弃地的土壤修复过程中,亟需一种既能够提供蓄水保水能力和充足营养物质,又能够控制重金属污染的物质配合矿山渣土构建植物生长基质,来促进土壤生态系统的恢复。市政污泥中富含有机质和氮、磷、钾等营养物,其符合《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》(GB/T 24600—2009)稳定化产物(如基质土、营养土等)用于矿山废弃地土壤修复[21-23],一方面可以为污泥产物提供稳定可靠的资源化利用途径,最大限度实现物质循环利用;另一方面可以加快矿山受污染土壤的理化性质改善、提高微生物活性和加速植被生长[23-24]。此外,已有研究表明,市政污泥中的成分具有固定矿山土壤重金属的能力[22],而重金属污染是矿山生态修复中的关键问题之一。有研究在对比向尾矿土壤上联合施用堆肥污泥和化肥与单独施用化肥的效果时发现,联合施用时作物产量最大,而单独施用化肥却对产量提高没有效果,原因是堆肥污泥中大量的腐殖质固定了Cu和Zn,降低了污染土壤中Cu和Zn对植物的毒害作用[25]。因此,市政污泥稳定化产物用于矿山生态修复将是一种“双赢”选择。但在使用过程中,也应加强对污泥稳定化产物的品质把控,须符合相应的国家标准和规范,避免其带来次生污染风险。
长江经济带矿山生态问题主要集中在监管缺位、无序开采、尾矿库/尾矿渣处置不当、废水排放不达标、忽视土壤污染评估等方面。尤其是地方政府和企业对矿山生态修复责任意识不足、法律意识欠缺,导致矿山生态问题频出;相关规范和标准的不足,导致目前的矿山生态修复形式多追求短平快的景观修复工程,对于重金属和酸性废水等污染物的防治缺乏科学的治理方式。针对矿山生态修复过程中的上述问题,对未来矿山生态治理的方向提出以下建议:健全法律法规及监管机制,进一步遏制、打击区域内的涉矿违法乱纪行为;完善矿山修复规范和标准,指导矿山生态修复行业的健康发展;坚持“以废治废”原则,加强污泥稳定化产物用于矿山土壤修复的可行性研究。