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现代化的环境代价:美国矿业发展中的污染与治理

来源:中国国家历史 作者:姚明星 付成双 人气: 发布时间:2021-03-27 20:09:53

在发展与保护这对矛盾中,美国社会是如何尝试着解决采矿业中的环境问题?

矿产资源是一个国家的重要资源,采掘工业则是各工业部门和制造业发展的重要保证。美国采矿业的迅速发展,是美国工业化过程中的一个重要特征,也是美国现代化进程中人与自然关系的缩影,无论是水力采矿、深层采矿,还是矿石冶炼业,都伴随着严重的环境问题。《1872年采矿法》推动了美国矿业发展,但同时也是造成环境污染问题的政策根源。随着矿业环境问题的日益严重,以及资源保护运动的兴起,美国社会开始解决采矿业发展中的问题,走上了生态修复之路。

在发展与保护这对矛盾中,美国社会是如何尝试着解决采矿业中的环境问题?美国各级政府又采取了哪些措施应对上述矛盾?这些问题对于仍然在现代化道路上摸索的各个国家来说,有着重要的参考意义。本文试图通过探讨美国矿业发展中发展与保护关系的变化,探寻经济发展与环境保护、人与自然和谐之路。

采矿所造成的环境破坏

1848年1月24日,加州萨特锯木厂的工人詹姆斯·马歇尔在科洛马附近的美国河南支流河岸发现了黄金。消息不胫而走,1849年加利福尼亚掀起了一场淘金热潮。在最初阶段,淘金者采用沙里淘金的方式,他们利用铁锹和铲子,把含有金砂的沉积物放入淘盘或者一个特制的摇动装置中,让流水冲走表层的沙石,而较重的金属碎片则被卡在底部的缝隙中。淘金实现了无数人的发财梦,然而,这同时也会掠夺自然、破坏自然,带来严重环境问题。在加利福尼亚淘金高潮时,数万人在大山里乱淘乱挖,对环境造成很大的破坏。随着各个溪流含金沙石的枯竭,水力采矿法应运而生。与“千淘万漉”的原始方法相比,工业化的“水力采矿法”对环境的破坏更大。

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美国河

水力采矿法的工作原理是开采者通过对水流加压,利用水流强大的冲击力,把含金的矿石搬运出来。大约在19世纪50年代,加利福尼亚淘金业中开始逐渐采用水力采金法。由于该方式对矿区的植被、水体河流和地貌等造成较大的破坏,水力采矿堪称破坏地貌和水系的反面典型。

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前往加利福尼亚淘金的船只广告

首先,水力采矿对河流水系造成更大的破坏性影响。以臭名昭著的北布鲁姆菲尔德矿业公司的引水渠工程为例。为了开采黄金,该公司花费了200万美元建造自己的水力采矿体系,在希拉-内华达山顶上修建了两个巨型水库,并且修建、购买了超过160公里的引水渠,开通了一个长达2400米的隧道。错综复杂的人工水利工程,大大改变了原来的水系分布,使得许多河流的上源缩短,从而对周围的生态造成破坏性影响。

在水力采矿的过程中,河流成为矿渣的倾泻池。据估计,水力采矿向萨克拉门托河倾倒的沙石至少有9.79亿立方米。河流中矿渣的累积,必然会持续抬升河床,甚至引起洪灾。其中受害最深的,是坐落在菲泽尔河和尤巴河汇合处的玛丽维尔市。到1879年,原本高出尤巴河7.62米的街道,已经低于河床。1878年的一次决口,把玛丽维尔变成了汪洋中的孤岛。根据计算,到1890年,水力采矿所带来的沙石,在这里一共掩埋了236925亩的农田,并损害了另外的85050亩。此外,采矿造成河水含沙量、含盐量的增加,以及河床的淤积,对萨克拉门托河及其支流中鱼类的生存造成很大的威胁。

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采矿的高压水枪

其次,水力采矿还对矿区的地表形态造成较大的改变。水力采矿把和缓的山坡切割成陡峭的深谷,这种峡谷有的只是窄窄的一道,有的则会非常开阔,深达数百英尺、长达数千英尺。1880年代,上文提到的北布鲁姆菲尔德矿业公司利用水力采矿在一个地方就移动了3058万立方米的土石,在矿区留下了一个1.6公里长、106米深的峡谷。当时的目击者称,呈现在眼前的这一巨大荒凉的圆穹形峡谷,大的足可以装下一个聚居区,而其深度连教堂的最高塔的塔尖也露不出头。除了令人触目惊心的峡谷,淘金所留下的矿渣像巨龙一样绵延在谷底,有的为植被所覆盖,有的至今依然裸露。

再次,水力采矿对西部植被的影响也不容小觑。为了获取山坡上的矿石,采矿者必须先将覆盖在矿石之上的土石和植被全部清除。另外,除了营区日常生活,像引水槽等水利采矿设施的修建,也会消耗大量木材。据估计,在1850年,在萨克拉门托河上大约有4704470亩的滨河林地,而到1952年则减至163897.7亩。森林如此大片的消失,虽然不完全是矿业开发所导致的,但毫无疑问,是淘金热拉开了包括加利福尼亚在内的西部山区森林破坏的大幕。由于水力采矿的破坏范围很广,因此植被难以再生,直到今天加利福尼亚还有很多这类矿区,仍然十分荒芜。随着森林的减少,生活于林中的鹿、狼和棕熊等动物也难觅踪迹。

水力采矿对环境破坏性较大,因而被陆续禁止。从19世纪末开始,露天采矿成为普遍的浅层采矿模式。露天采矿就是针对某些埋藏较浅的矿石,铲除覆盖于矿床之上的表土,然后动用大型机械,直接挖掘矿石的一种采矿方法。这种采矿模式同样对环境影响较大,露天采煤就是其中的一个典型。美国阿巴拉契亚山区埋藏着大量的优质煤炭,且埋藏较浅,适合露天开采。随着露天采煤业在阿巴拉契亚山区各州的陆续展开,它所造成的环境影响也日益被社会各界所关注,肮脏的溪流、丑陋的熔渣堆和被污染的空气,引起了人们严重的不满。露天采煤还对矿区的农田造成了破坏性影响,仅仅在阿巴拉契亚地区,受到露天烟煤开采影响的土地就达到449.2万亩,同时,矿区60%的溪流的上游受到采煤不同程度的污染,影响水生生物的生存。

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采矿者

除了表层采矿外,对于那些埋藏较深或者不适合大规模动土开采的矿藏资源,开采者则不得不采用地下采矿的方式。这种方式需要挖掘坑道,深入地下直接开采矿脉,因而所需要的资金投入和技术难度很大。

康斯托克矿区堪称深层采矿的典型。1859年,在康斯托克发现了较大的银矿矿脉,这是美国首次大规模发现银矿矿床,由此引发美国西部的采银热。从1873年到1882年的10年间,康斯托克总共生产了价值105168859美元的财富,在其产值的最高年份1876年,该矿区共生产了价值3800万美元的财富。随着采矿技术的改进和市场需求的增加,铜、铁、锌、铅等金属也逐渐采用地下采矿模式进行生产。其中最著名的当属比尤特的安纳康达铜矿,随着科技革命和市场上对铜的需求增加,这里发展成为美国最大的铜矿产地。

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安纳康达铜矿

虽然地下采矿比水力采矿在地表的工作面要小得多,但它同样对矿区的环境造成了严重的影响。虽然从地表看,深层采矿除了矿井出口外,对周围地貌没有多少直接变化,但每一个矿井都是一个地下迷宫,仅仅比尤特矿区的地下,就有上万英里的挖掘坑道。地下采矿还是木材消耗的大户,大规模的砍伐是造成西部山区原生森林消失的一个重要原因。像康斯托克矿区,在30年内总共消耗了227万立方米的木材。此外,地下采矿所产生的大量渣土,一般都堆在矿区附近,而其所含的一些矿物不经处理,会危害周围的环境。地下采矿如果操作不当,还有可能对地下水系造成破坏性影响。挖空地带如果处理不善,会引发地面塌陷,破坏地面的人工和自然环境。

矿冶业:环境污染的又一元凶

矿石开采对环境的破坏,还仅仅是矿业发展影响环境的一部分。接下来对矿石的冶炼和提纯,同样对环境造成巨大的破坏,甚至更为有毒和持久。矿石冶炼会大大改变冶炼厂周围的地貌,巨大的矿渣堆几乎成了冶炼厂的标志。随着技术的进步,可冶炼的矿石含量越来越低,因而所产生的矿渣也越来越多。比如杰克林在盐湖城附近开发的宾厄姆露天铜矿,在犹他州大盐湖的岸边堆积了20亿吨的矿渣。这些矿渣除了影响景观外,还存在着严重的环境隐患。有些矿渣中含有各种金属元素,随着雨水的冲刷,渗入周边的土地,对土地和水源造成污染。宾厄姆矿区的矿渣中含有硫化物,被扩散到周围的地下水中,造成附近超过199.43平方公里范围内的水井被污染,土壤和水体中铅、砷的含量,都超过人体所能承受的标准。直到今天,许多矿渣堆积地对周围的环境仍然是严重的威胁。人类社会过去不计环境代价的发展,欠下了巨额的环境债务,直到现在也未能偿还清楚。

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宾厄姆矿区

在矿石冶炼过程中,还要通过一些化学反应获取所需金属。在这个过程中,总有少量有毒化合物被有意或无意地排放到周围的土壤和水体中,对环境造成危害。当时普遍采用水银蒸馏的方法冶炼黄金,极易造成水银流失,不仅污染了周围的土地和水源,还对动植物的生长造成危害。如位于加州的“蓝石公司”,在19世纪60年代使用了3吨水银来提炼黄金,结果大约有11—25%的水银流失掉了。为了给矿区提供化学催化剂,加利福尼亚的博迪、犹他州的布里格姆都在19世纪90年代建立了许多化工厂,在生产中,这些工厂随便丢弃对人类和其他动植物生长有毒害作用的废弃物,这些物质渗入周边的土地和河流水系后,通过食物链的作用,最终在各种生物体内留下残余。这种影响并不会随着污染的终止而一同结束,它可能要持续相当长的时间,有的直到今天仍然对周围的环境造成威胁。在美国政府所设立的超级基金中,有十几个是专门应对采矿和冶炼所遗留的环境问题。

矿石冶炼还是造成空气污染的元凶。在初期,冶炼厂对于矿石中的硫、铅、汞、砷等有毒物质,几乎没有采取任何防护和回收措施,而是直接排放到空气中,从而使矿区周围充满有毒气体。比如科罗拉多州的里德维尔,是拥有15000人口的矿业城市,在19世纪70年代后期就因冶炼铅矿石所排出的有毒空气造成环境危机,严重地威胁着人们的健康。更为荒唐的是,在当时拥有6大冶炼厂的比尤特市,冶炼者竟然鼓吹,烟尘越浓,大家的经济实力也就越强大,比尤特人在烟尘最厚的时候,感觉最舒适。冶炼厂为了将烟雾扩散到更远的范围,开始修建高大的烟囱。安纳康达冶炼厂的烟囱,从最初的91.44米逐渐加高到178.3米。与此同时,冶炼厂也在社会的压力下积极研究脱硫装置,抓取烟尘中的有毒物质。当时的专家们都相信,科技的发展可以解决冶炼业空气污染的问题。卡特里尔研究的脱硫装置,能够抓取80%的污染物,但在1923年,他在瓦胡的冶炼厂每天排放至空气中的污染物仍多达25吨。直到20世纪后期,犹他的铜矿仍然是排污大户,它在1987年排放了71667.6吨的废弃物,1996年排放了4354.5吨污染物,是全美第14大污染源。

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里德维尔城镇

总之,采矿和冶炼业的发展给美国经济注入强大的动力,同时也严重损害了矿区的自然环境,在当时不计环境代价的发展观念的指导下,这些环境问题都被忽略了。然而,随着环境问题的日益严重和社会主流环境观念的转变,矿冶业的这种发展模式日益遭到人们的抗议和反对,美国的采矿冶炼业也在不断修正自己与环境和社会之间的关系。

(编辑:逍遥客)

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