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环境影响评价程序

矿井水环境影响评价的范围扩大:英国的角度来看

Adam P. Jarvis*, Paul L. Younger

水资源工程集团,英国纽卡斯尔大学土木工程系,卡西大厦,泰恩河畔纽卡

斯尔NE17RU,1999年5月1日

摘要

在英国,矿井水的污染是其中最严重的形式的水上污染,并且这是一个普遍存在的问题,具有重要意义。矿井水的影响,这些影响和当前的方法为量化这些影响进行了深入探讨。当前环境影响评估方法,很少考虑这些排放的社会经济影响,这是很严重的。当地公众的兴趣和关注,可能构成对采取补救措施的主要推动力。许多利益涉及到当地社区在矿井水的环境影响评估及整治。因此,一些把这些问题合并进矿井水的规定被建议。还有一个迫切需要发展预测未来矿井水排放的环境影响评估战略。虽然污染风险的预测与停止深部开采相关现在是可能的,最新技术的准确性和精度仍然达不到我们需要的,给予未来环境多余的矿内工作的管理备选方案合理的成本效益分析。

关键词:环境影响评价,矿井排水,水污染。

1.介绍

地表的溪流和河流的污染应归于从矿山和破坏堆污染排放水,这是在英国水上污染最严重和最普遍的原因之一【1,2】。目前的估计表明,英国的溪流和河流700多公里造成不利的影响。这种现象是在任何当前或废弃的采矿领域具有重要意义,在国际上也是。例如,在美国阿巴拉契亚地区北部,约3000公里的小溪和河流目前受到影响【3】。,矿井水的污染在许多欧洲、非洲和亚洲的其他国家也很普遍(例如【4,5】)。在接收水道中,高浓度的铁、锰、锌、铝和硫酸是典型的,低pH值条件下的情况并不少见(例如【6】)。化学反应和包含矿井水的产生的水文变化的详细摘要有班克斯等提供,其中包括巴恩斯、龙贝格尔和雅戈尔【6,7,8】。

这些含金属的排放到接收溪流的影响往往是不利的。水生动植物高度贫困。例如,大型底栖动物群落受到严格限制【例如9-13】,这具有一个更高的有机体

的连锁效应,尤其是鱼类连锁效应。此外,一些社会经济影响与矿山的水域有关。显然,明亮橙色的沉积,富含铁的沉淀物对河床具有毁灭性影响美观。除了从美学,通过深矿(通常关闭矿井)上涨的矿水可能会导致洪水,地面沉降,地基腐蚀,二氧化碳和甲烷气体排放在地表【14】。这些都是英国和美国许多地区目前的问题和世界上其他国家将要面临的问题,像波兰和捷克共和国,那里的煤矿正在关闭【5】。此外,严重的矿井水排放威胁英国许多地区的供水。

矿井水的污染的严重性和其多方面的影响迫使一个彻底的环境影响评价方法被采纳。下面的讨论概括在英国矿井水采用的评价影响方法。目前,这些方法几乎完全集中在现有的影响而不是提前改变土地利用的影响的预测,这将是更常见的一般环境影响评价重点【15】。在本文中,我们提出建议改善现有的影响,定量分析技术和开发一个应用在矿井关闭计划过程中的预测性的环境影响评估能力。

2.定量分析矿井水的影响

尽管在矿井水的污染涉及诸多因素,它证明越来越重要的是至少在一定程度上能够量化这些影响。这主要是因为作为解决其他水上污染来源(主要是污水处理),矿水域污染日益成为改善更多河流质量的限制因素。有关英国废弃矿井排放不寻常的立法的情况加剧了这个问题【16】。由于英格兰和威尔士国家监管机构,环境机构,拥有有限的权力以加强前煤矿经营者的污染控制,金融支持不足是有效地补救措施。同样的在美国,放弃运作的矿主到1970年之前不用为随后的水污染负法律责任【3】。矿井水排放的性质是这样,他们的来源都是清一色的长期环境退化。因此,任何处理工程的责任的负担是一项长期的事业,很少会自愿接受的。

因此,在所有这些障碍被克服和补救措施正在实施的不寻常的情况下,对选定的矿井水环境质量有显着改善的结果的处理是极为重要的。因此,环境影响评估的意义作为第一步。

通过化学,生态和视觉特征描述,矿井水的环境影响评估方法集中到量化现有的的影响的日期。在化学变量方面,广泛的研究都集中在接受酸性矿山排水的溪流中金属的命运(例如【17-19】)。与此同时,计算机建模技术已发展到在接受水道模拟金属的命运和矿井水排放的影响(例如【20-22】)。这种计算机模型

尚未被细化到足以允许使用这些化学模拟的结果来预测生态和美学的影响,但尽管如此,在某些情况下,在矿井水环境影响评价中他们可能构成一个有用的工具。

其他可用的技术,应用最广泛的影响评估方法是由英国国家河流管理局(国家河流管理局;现在的环境局)制定。根据作者的认识,这种类型的环境影响评价制度是英国独有的。首先,在威尔士南部该方法分为两个截然不同的阶段。

第一阶段:

首先,通过物理化学方式对接收河道中的矿井水的影响进行评估。严重程度的影响测量按顺序分为六大类:

1)受灾面积(通过金属的沉积沉淀物,用视觉进行评估)(平方米)

2)受灾长度(米)

3)鲑鱼繁殖的基质质量

4)铁沉积(变色的强度,用视觉进行评估)

5)铁的总浓度(毫克/升)

6)pH值,溶解氧浓度(毫克/升),铝浓度(毫克/升)

这些分类中列出了的重要性被认为是递减顺序。每个类别的细分为显示衡量影响的严重程度,如表1所示。

在其第一个应用程序,在南威尔士矿井水,这种方法是有效地利用作为一个选择在该地区集群最差矿井水域的筛选工具,然后结束转至影响评价的第二阶段【24】。

第二阶段:

大型底栖动物在第二阶段的影响评估,这几乎完全是基于对矿井水对这些生物的影响。从本质上讲,通过接收河道下游的无脊椎动物排放的丰富性和多样性的减少进行评价,并且通过排放下游河床受到的影响进行评价(不受地点的影响,通过寻找点计算下游的生态完整性恢复到在上游发现的丰富性和多样性)。第三类,还包括一个不太重要的,评估接收水道的渔业潜力。

这个系统根据矿井水影响的严重性有效地给矿井水排名,该系统已被应用在威尔士【23,24】,约克郡和诺森伯利亚【25】,西北地区的环境机构。这些影响评价后,最严重的矿井水域的处理方案的潜在装置一直是瞩目的焦点,其中一些最近已由英国煤炭管理局实施(一个监管机构)。

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上述环境影响评价的细节是独特的,因为它是目前唯一说明化学和生物的影响原因的方法。较为典型的是利用化学或生态数据的评估技术。例如,格雷【26】已经开发出一种指数影响评估方法,仅仅根据典型的矿井排水主要化学污染物的浓度(pH值,硫酸根,铁,锌,铝,铜,镉)然后他将其应用于在爱尔兰阿沃卡采矿区。此外第二种方法,酸性矿山排水指数,采用定性的视觉评估,也被提出来了【27】。这后者的评估体系基于在沉积的金属沉淀和絮状物的接收水道的基板上形成的视觉诠释。这些因素都可能很好地证明相关排放生物的影响,在这种情况下,他们可以作为廉价的代理措施服务于全面的生物调查的地方。还需要进一步研究,以确定这是否是确实可行的。尽管这类研究的结果,格雷的方法作为比较不同排放影响的筛选工具已经具有应用潜力,也许再加上一个赭石沉降影响地区的评价,被国家河流管理局使用。

许多溪流和河流生态环境质量的调查,现在已经可以使用一个或多个过剩的生物学指标。近年来一,个在英国最常用的应用矿井水的污染影响的评价,是生物的监测工作组的成绩(例如,【25,13,24】)。像许多其他生物指标,该系统利用大型底栖动物群落。这种生物体的特定群体作为污染指标已用于全球范围内[28],但根据大型底栖动物的生态影响评价是没有问题。特别是,特定群体可能不对某些污染类型作出反应,以及其他因素可能会影响它们的分布(例如,物理栖息地,气候)【29】,虽然Vinyard【30】较少的研究利用水生花卉群落,例如,详细介绍了以附生藻类主要生产作为基础对生态环境的影响评价的一个相当简单的方法。

3.矿井水环境影响评价缺少的元素

矿井水对水生环境的影响显然是广泛的但通常包括以下内容:

①化学降解,通常以金属浓度升高和低pH值作为最低限度

②生态贫困,在某些情况下,呈现接收水道死气沉沉

③审美的影响,由于富含铁的赭石沉积,往往导致减少美化价值

④供水威胁,排放的地点是上游抽象点

其影响只是概括单独考虑地表环境,因此不能说明环境影响由采矿作业本身或者是地下水回升的潜在困难造成的。在英国,后者的问题,将在1999年推出

的新立法管制得到解决,将要求煤矿经营者提供详细的关闭计划,并提供关闭后任何污染排放长期处理措施[16]。可悲的是,这个新的立法可能有只能加速小型煤矿的消亡,民营矿山,将无法承担这项规定的财政负担。当然,1999年的第一周宣布这一连串的深井关闭这个假说是一致的(如弗雷泽的嘘萤石矿,在达勒姆郡,安斯利 - 本廷克煤矿,诺丁汉; Dolacouthi金矿,氮威尔士)。

这种关闭突显失踪来自目前矿井水环境影响评价方法的主要内容之一:技术预测未来矿井水污染的影响可能产生的建议矿井关闭。以前脱水深井空洞的洪水有可能引起水质恶化,来自以前干的领域浸出酸性生成的矿物盐(例如,【31,32】)。在最坏的情况下,如1991-1992年发生在康沃尔郡的维尔简矿【6,31】,从矿井流动的水,最终可能有一个非常低的pH值高达2500毫克/升的铁的总含量,从而完全毁灭性的天然水道接收的矿井排水。然而,可能性的范围延伸从这种极端(虽然很少)至无害化的排放,这实际上是有利于接受水道的。从一个给定的废弃矿井预测,在这未来大规模排放将下降是一个非常艰巨的任务,需要应用国家的最先进的水文地质和地球化学模拟技术【33-35】。这种预测技术对即将或最近发生的矿井关闭地区是特别重要的,例如在东欧部分地区【5】。然而,所有的工作已经投入开发这种技术超过最近几年,不确定的范围与其产量保持广泛有关。因此,很难自信的预测未来矿井水的影响(但这不是意味着不可能),精确程度必须严格备选的成本-效益分析【36】。在某些情况下,未来接收水道的灵敏度是如此之大,如果它被排放未经处理的,即使质量最好的矿井水会引起人们的关注。例如,惠特尔在1997年4月在诺森伯兰郡的煤矿关闭时,在旧的运作水位开始迅速上升,2000年1月初威胁到引起因失控而排放的到Coquet 河。尽管辩论在可能未来的排放质量上一直激烈,甚至预测未来的排放只有中等程度铁污染的那些人,已经接受了对环境的破坏可能导致比排放更为昂贵的安装和操作的预防和治疗泵的方案。究其原因,这种情况下如此明确的是Coquet的整个通道是一个具有特殊科学价值的地点,这里支持英国最优秀的鲑鱼渔业之一。此外,存在已久的公共用水供给从在沃克沃斯的Coquet位于下游的矿井分离。有了如此强大的污染防治的案件下,英国政府宣布在1998年9月,处理计划将于2000年实施,以防止污染。然而,还有许多其他的情况下,作为Coquet 目标水道并非如此高度珍视,在这种情况下,预测矿井的环境影响评价,废弃将

受更长时间讨论。

没有一个单一的调查,试图以量化的矿井水排放或一系列的排放的实际或潜在的影响,对整个流域的取水需求,(无论是农业,工业,或供水的抽象概念)。然而,BP化学的巴格兰湾工程的供水损失,归根于Ynysarwed矿井水排放,南威尔士,在这个站点是导致处理方案发展的关键因素之一【37】。同样,威尔河,达勒姆郡,已被重点的广泛研究,归根于矿水域上升的对拉姆利水处理工程潜在威胁【36】。

矿井水的与车和事后影响评价的一个进一步缺点存在于考虑审美的影响的方法弱点中(例如,赭石水道染色的视觉入侵有休闲价值)。其中无数的化学和/或生物调查所使用的技术在矿井水环境影响评价来确定日期(例如,【25,23,26,38】),唯一共同的测量提供了实时显示任何可能的审美影响是量化赭石沉积影响的面积或长度。然而,即使这项措施不能轻易地等同于在美化价值在某一领域的损失。由环境机构最近开展的工作涉及康沃尔郡的维尔简矿,已经证明利用调查游客人数,河流及周边地区可见赭石沉淀的影响,来量化因矿井水污染损失的游憩价值。然而,迄今取得的成果将仍然模棱两可,直到一个更加一致,努力,在一系列领域通过可见水体污染开展这些调查矿山的影响。

上面的例子说明,像供水维持和保护美化价值的因素,目前矿井水的环境影响评价战略没有被解决,可能是非常显著的。试图涵盖所有这些不同的影响在一个单一的环境影响评价的方法不是一个独特的矿井水污染问题。在很多场合,有效的环境影响评价水污染控制已证明是很困难的,甚至是不可能的【39】。在某种意义上,当前的重点在评估化学和生态影响是可以理解的,因为这些影响往往反映在接收水道到一定程度,而审美和水资源的影响可能并不总是相关。然而,最近的事件表明,其他因素可以发挥关键作用,影响排放处理的选择。

最后一个因素,应被视为在水环境影响评价舆论压力。酸性、铁锈、富含铝的排放入斯坦利燃烧,颤动的村庄附近的房屋, 达拉谟郡, 在1995年成了焦点的可行性研究的一种治疗方法因持续游说当地居民的环境机构【40】。慈善资金,在英国随后启用建造一个最成功的全面湿地处理矿井水,它最近获得了著名的国家保护奖,主要是由于参与当地社区。目前涉及与其他社会团体(在泰恩河和威

尔,约克郡)谁都希望看到当地的矿井水的处理,即使不被视为一个国家优先整治。关于污染,并在环境影响评价和修复这些团体参与社会的关注程度的认识,带来了一系列的好处。

①当地的知识可以提供宝贵的见解,矿井水的污染的起源及其历史

性质和严重性。

②正确地指导,地方社区成员可以协助样品采集与环境影响评价。

③在作者的经验,一个专业的工程师和当地社区的合作一个具有吸

引力的潜在资助机构

④当地社区可以帮助建设和修复计划,也许更重要的可以确保日常

维护等设施(例如在震动房屋湿地的案例)。

因此,有一个有力的论据,结合了一些设施来评估当地的兴趣和焦虑,水污染水环境影响评价。我们已经发现,这种利益是共同的,特别是在一些污染河流附近村庄的居民,其关闭之前,在违法煤矿工作。创建一个简单的数据库环境公众投诉的机构会在第一个时间提供一些信息。

因此,像环境机构(英格兰和威尔士)的排名名单,无疑,作为有用的标准污染程度,通过当地的信息补充这些技术数据是很重要的,像靠近住宅区和美化价值影响,以及取水和/或供应的实际和潜在影响,即便把信息转化为半定量的环境影响评价格式在短期内是不可能的。强大的民意可能成为最有力的工具之一,吸引资金支持任何治疗计划。

4.总结

①污染矿山和废矿通常对接收水道赋予高浓度的铁,铝,和酸度。目前的估计表明,在英国,苏格兰,威尔士超过700公里的溪流被影响。因此,在英国矿井水是一个最严重的水污染的原因。

②相对于他们的动植物接收水道总是贫乏。此外,地下水位上升,矿井关闭后可能导致沉降问题,化学的基础攻击,和在表面的气体排放。在一些地区的地表水和地下水资源的污染威胁供水。

③矿井水的污染影响的评价,侧重于使用化学,生态和视觉测量降解,与现有排放相关联。环境机构(英格兰和威尔士)的方法已被应用最广泛的【23-25】,虽然伯恩和格雷【38】并且格雷【26,27】已经开发出了替代办法。

④预测环境影响评价技术,适用于在预定废弃矿山的情况,经历在近几年的快速发展【33】,虽然预测的精度和准确性了还需要大幅改善。

⑤矿井水的污染转化为环境影响评估纳入社会经济影响显然是一个复杂的过程,并且尚未尝试。然而,一些例子说明,美化价值的关注和供水/抽象概念的需求至关重要。此外,最近的经验表明,公众的压力很可能是对开展矿井水处理方案最有效的催化剂。涉及当地社区在环境影响评价与修复矿井水有很多好处。因此,它可能是矿井水环境影响评价的建议,包括一些当地的利益/关注的措施,即便这只是一个定性的方式。

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