Как восстановить природу после добычи полезных ископаемых
В ходе добычи и переработки полезных ископаемых происходит большой геологический круговорот, в который вовлекаются различные системы. Вследствие этого оказывается большое воздействие на экологию региона добычи, и такое воздействие влечет за собой негативные последствия.
Отрицательные последствия добычи полезных ископаемых
Масштабы добычи полезных ископаемых велики – в расчете на одного жителя Земли в год добывается до 20 тонн сырья, из которых менее 10% переходит в конечный продукт, а остальные 90% – отходы. Кроме того при добыче происходит значительная потеря сырья примерно 30 – 50%, что говорит о неэкономности некоторых видов добычи, особенно открытого способа.
Россия является страной с широко развитой добывающей отраслью, имеет месторождения основных сырьевых ресурсов. Вопросы негативного влияния добычи и переработки сырья очень актуальны, поскольку эти процессы затрагивают все сферы Земли:
- литосферу;
- атмосферу:
- воду;
- животный мир.
Влияние на литосферу
Любой способ добычи предусматривает выемку руды из земной коры, что приводит к образованию полостей и пустот, нарушается целостность коры, увеличивается трещиноватость.
В результате этого растет вероятность обвалов, оползней, разломов близлежащей к руднику территории. Создаются антропогенные формы рельефа:
- карьеры;
- отвалы;
- терриконы;
- овраги.
Такие атипичные формы имеют большие размеры, высота может достигать 300 м, а протяженность 50 км. Насыпи образуются из отходов переработанного сырья, на них не растут деревья и растения – это просто километры непригодной территории.
Список городов пострадавших от последствий промышленного производства
В ходе добычи каменной соли, при обогащении сырья, образуются галитовые отходы (на одну тонну соли приходится три–четыре тонны отходов), они твердые и нерастворимые, а дождевые воды переносят их в реки, которые часто используются для обеспечения питьевой водой населения близлежащих городов.
Решить экологические проблемы, связанные с возникновением пустот, можно путем заполнения отходами и переработанным сырьём оврагов и выемок в земной коре, образованных в результате добычи. Также необходимо совершенствовать технологию добычи, чтобы сокращать выемку пустой породы, это может в значительной мере уменьшить количество отходов.
Многие породы содержат несколько видов полезных ископаемых, поэтому возможно совмещать добычу и переработку всех компонентов руды. Это не только экономически выгодно, но и благоприятно повлияет на окружающую среду.
Еще одним негативным последствием, связанным с добычей полезных ископаемых является загрязнение ими близлежащих сельскохозяйственных почв. Это происходит во время транспортировки. Пыль разлетается на многие километры и оседает на поверхности почвы, на растениях и деревьях.
Таблица образования галитовых отходов при добывании каменной соли
Многие вещества могут выделять токсины, которые затем попадают в пищу животным и человеку, отравляя организм изнутри. Часто вокруг магнезитовых месторождений, которые активно разрабатываются, наблюдается пустошь в радиусе до 40 км, почва меняет щелочно-кислотный баланс, и растения перестают расти, а близлежащие леса погибают.
В качестве решения этой проблемы экологи предлагают размещать перерабатывающие сырье предприятия вблизи места добычи, это также позволит сократить транспортные расходы. Например, располагать электростанции вблизи угольных месторождений.
Ну и, наконец, добыча сырья значительно истощает земную кору, с каждым годом уменьшаются запасы веществ, руды становятся менее насыщенными, это способствует большим объемам добычи и переработки. Как следствие – рост объемов отходов. Решением этих проблем может стать поиск искусственных заменителей природных веществ и их экономное потребление.
Добыча соли шахтным способом
Влияние на атмосферу
Колоссальные экологические проблемы оказывает добыча полезных ископаемых на атмосферу. В результате процессов первичной обработки добытых руд в воздух выбрасываются большие объёмы:
- метана,
- оксидов
- тяжелых металлов,
- серы,
- углерода.
Созданные искусственные терриконы постоянно горят, выбрасывая в атмосферу вредные вещества – угарный газ, углекислый газ, сернистый газ. Такое загрязнение атмосферы приводит к увеличению уровня радиации, изменению температурных показателей и увеличение или уменьшения осадков.
Промышленность и транспорт основные источники загрязнения атмосферы
Во время добычи в воздух попадает большое количество пыли. Ежедневно на прилегающие к карьерам территории падает до двух килограмм пыли, в итоге почва остается погребенной под полуметровым слоем на долгие годы, а часто навсегда, и, естественно, теряет свое плодородие.
Решением данной проблемы является использование современного оборудования, снижающего уровень выбросов вредных веществ, а также использование шахтного способа добычи вместо открытого.
Влияние на водную среду
В результате добычи природного сырья сильно истощаются водоемы как подземные, так и поверхностные, осушаются болота. При добыче угля осуществляется откачка подземных вод, которые располагаются вблизи месторождения. На каждую тонну угля приходится до 20 м3 пластовых вод, а при добыче железных руд – до 8 м3 воды. Откачка вод создает такие экологические проблемы, как:
Кроме нефтяных пятен на поверхности воды, есть и другие угрозы для озер и рек
- образование депрессионных воронок;
- исчезновение родников;
- высыхание малых рек;
- исчезновение ручьев.
Поверхностные воды страдают от загрязнений в результате осуществления процесса добычи и переработки ископаемого сырья. Так же как и в атмосферу, в воду попадает большое количество солей, металлов, токсических веществ, отходов.
В результате этого гибнут микроорганизмы, живущие в водоемах, рыба и прочая живность, человек использует загрязненную воду не только для своих хозяйственных нужд, но и в пищу. Предотвратить экологические проблемы, связанные с загрязнением гидросферы можно путем сокращения сбросов сточных вод, уменьшения расходов воды при добыче продукции, заполнением образованных пустот водой.
Этого можно добиться, совершенствуя процесс добычи сырья, использованием новых разработок в области машиностроения для добывающей отрасли.
Влияние на животный и растительный мир
Во время активной разработки крупных месторождений сырья радиус загрязнений близлежащих почв может составлять 40 км. Почва подвержена различным химическим изменениям, в зависимости от вредности перерабатываемых веществ. Если в землю попадает большое количество токсических веществ, на ней гибнут и не растут деревья, кустарники и даже трава.
Почва не пригодная для выращивания растений, загрязненная деятельностью промышленной добычи
Следовательно, нет пищи для животных, они либо гибнут, либо ищут новые места для обитания, происходит миграция целых популяций. Решением этих проблем должно быть снижение уровня выбросов вредных веществ в атмосферу, а также компенсационные меры по восстановлению и очищению загрязненных территорий. К компенсационным мерам относится удобрение почв, высадка лесов, организация пастбищ.
При разработке новых месторождений, когда снимается верхний слой грунта – плодородный чернозем, его можно транспортировать и распределять на бедных, истощенных местах, вблизи уже неактивных рудников.
Видео: Загрязнение окружающей среды
В процессе природопользования неизбежно снижается уровень природно-ресурсного потенциала за счет истощения природных ресурсов, а также снижения ценности территории с точки зрения обеспечения благоприятных условий существования. При прочих равных условиях в случае нерационального природопользования процесс истощения происходит во много раз быстрей, чем при соблюдении мер по сохранению компонентов окружающей природной среды. Основной задачей природообустройства является максимально полное и максимально быстрое восстановление природно-ресурсного потенциала, сниженного в процессе эксплуатации компонентов окружающей природной среды.
К сожалению, во многих случаях полное восстановление природноресурсного потенциала невозможно. Такие случаи возникают, например, когда на территории производится добыча полезных ископаемых или природопользование связано с потреблением исчерпаемых невозобновимых природных ресурсов. Например, в ходе недропользования происходят изъятие и перемещение полезных ископаемых. Следовательно, чтобы восстановить первоначальный уровень природно-ресурсного потенциала территории, необходимо вернуть все изъятые материальные объекты, что совершенно невозможно, особенно в тех случаях, когда речь идет о добыче таких ресурсов, как каменный уголь, нефть, газ, которые в процессе использования перестают существовать.
Если природопользование не связано с физическим изъятием и необратимым изменением компонентов окружающей природной среды, то восстановление первоначального уровня природно-ресурсного потенциала в принципе возможно, хоть и сопряжено порой со значительными материальными и временными затратами. Восстановление природно-ресурсного потенциала на первоначальном уровне возможно, например, при использовании биотических ресурсов (древесина, охотничьи ресурсы, водные биотические ресурсы). Такие ресурсы способны восстанавливаться со скоростью, сопоставимой со скоростью их потребления. Если в процессе изъятия биотических ресурсов не превышаются естественные восстановительные способности популяций, то за сравнительно короткое время состояние таких ресурсов полностью восстанавливается на исходном уровне, а также при определенных условиях может превысить исходный уровень. Для восстановления и преумножения биотического компонента природно-ресурсного потенциала территории создаются различные ООПТ, проводятся мероприятия по искусственному увеличению численности объектов растительного и животного мира. Примером таких мероприятий может быть искусственное зарыбление водоемов, мероприятия по лесовосстановлению, различного рода содействие восстановлению численности природных популяций животных.
Большой проблемой в связи с ростом сельскохозяйственного производства является истощение плодородного слоя почвы, что также приводит к общему снижению величины природно-ресурсного потенциала территории. Проблема заключается в том, что верхний плодородный слой почвы хоть и может восстанавливаться, но скорость этого процесса весьма мала и в большинстве случаев значительно уступает скорости уменьшения мощности плодородного слоя. Считается, что в благоприятных для этого условиях 1 см плодородного слоя почвы образуется в среднем за 100 лет, т.е. по 1 мм за год. Почва образуется за счет жизнедеятельности растений и микроорганизмов. При этом процессы синтеза органических веществ должны преобладать над процессами минерализации. В результате синтеза органических веществ живыми организмами на поверхности так называемой материнской породы со временем образуется слой мертвой органики, который в силу естественных процессов перемешивается с минеральными частицами материнской породы, приводя к образованию почвы. Таким образом, почва представляет собой верхнюю часть земной коры, граничащую с атмосферой и сложенную как минеральными, так и органическими компонентами. Мощность почвы зависит от состава материнской породы и от климатических факторов, что, в свою очередь, определяет видовой состав и продуктивность обитающих на поверхности растительных сообществ и, соответственно, поступление органических веществ, например перегной. Чтобы ускорить поступление перегноя и, соответственно, увеличить скорость почвообразования, необходимо создать наилучшие условия для развития растительного покрова. Для этого проводят в первую очередь гидротехнические мелиорации, обеспечивающие оптимальный водно-воздушный режим в корнеобитаемом слое, а также при необходимости вносят недостающие элементы минерального питания растений. Все это способствует ускорению процессов почвообразования и восстановлению природно-ресурсного потенциала территории.
Зачастую снижение значения природно-ресурсного потенциала связано с нарушениями ландшафтов, которые бывают вызваны как антропогенными, так и естественными причинами. Среди антропогенных причин нарушения целостности и эстетического облака ландшафтов могут быть такие, как прокладка транспортных путей, создание линейных объектов инфраструктуры, добыча полезных ископаемых открытым способом, сельскохозяйственное освоение территории, строительство населенных пунктов, возведение гидротехнических сооружений и многие другие. Естественные факторы возникновения ландшафтных нарушений могут быть связаны с проявлениями тектонической активности, с вулканической деятельностью, климатическими изменениями и с целым рядом прочих естественных факторов. Наиболее масштабными ландшафтными нарушениями сопровождается добыча полезных ископаемых В результате, как правило, резко снижается рекреационная ценность территории, утрачиваются оздоровительные и культурные качества ландшафта. Это приводит к падению доходов от туризма и к росту заболеваемости населения. Восстановление таких нарушений осуществляется методами рекультивации. Например, практикуется выполаживание откосов карьеров и отвалов горных выработок. При этом уменьшается величина перепадов высот на восстанавливаемой территории, улучшаются условия транспортной доступности и гидрологический режим, интенсифицируются процессы восстановления растительного покрова и самоочищения загрязненных территорий и акваторий. На нарушенных ландшафтах практикуются методы ландшафтного дизайна. Ландшафтный дизайн предусматривает придание территории высоких эстетических качеств, а также благоустройство территории, например прокладку пешеходных дорожек. Как правило, ландшафтный дизайн проводится при организации природных парков, а также в зеленых зонах населенных пунктов. Восстановление первоначального облика ландшафта и придание ему более высоких по сравнению с первоначальным уровнем эстетических качеств является мощным инструментом сохранения и повышения природно-ресурсного потенциала территории путем компенсации утраты одних составляющих природно-ресурсного потенциала ростом других его составляющих. В этом случае общий уровень природно-ресурсного потенциала территории, сниженный за счет истощения запасов полезных ископаемых, восстанавливается путем увеличения эстетической, рекреационной и культурно-оздоровительной значимости территории.
Значение природно-ресурсного потенциала может снижаться за счет загрязнения компонентов окружающей природной среды. Загрязнение почв может приводить к снижению их плодородия, а также быть причиной развития эрозии. Следовательно, удаление из почвы загрязнителей повышает сельскохозяйственную ценность территории и, соответственно, значение природно-ресурсного потенциала в целом.
Аналогичная ситуация наблюдается и с загрязнением водных объектов, в результате которого также снижается общий уровень природноресурсного потенциала территории, так как водные ресурсы являются важнейшей его составляющей. Загрязнение водных объектов хоть и не истощает водные ресурсы количественно, но приводит к качественному истощению водных ресурсов. В свою очередь, качественное истощение водных ресурсов приводит к существенному количественному и качественному сокращению водных биоресурсов, снижению эстетической и культурно-оздоровительной ценности водных объектов. Примером может служить Ладожское озеро, качество воды в котором в 1980-х гг. существенно ухудшилось из-за сбросов функционировавшего на его берегу Приозерского целлюлозно-бумажного комбината. Лишь его закрытие позволило стабилизировать ситуацию и несколько улучшить состояние водного объекта. Тем не менее восстановление исходного уровня природно-ресурсного потенциала Ладожского уровня не произошло из-за множества новых источников загрязнения. Из-за загрязнения воды и развития промышленного рыболовства резко сократились рыбные запасы Ладоги, что сделало одно из крупнейших озер Европы менее привлекательным для туризма и отдыха, а также привело к существенному спаду в рыбной отрасли региона.
Из всего сказанного можно сделать вывод, что основными причинами снижения уровня природно-ресурсного потенциала являются нерациональное использование природных ресурсов, разрушение природных ландшафтов и загрязнение окружающей природной среды.
Восстановление общего уровня природно-ресурсного потенциала возможно в основном за счет возобновимых природных ресурсов, усиления тех его составляющих, которые могут компенсировать утрату невосполнимых компонент природно-ресурсного потенциала, т.е. применением компенсационных механизмов природообустройства. Среди наиболее перспективных направлений восстановления и увеличения природно-ресурсного потенциала можно назвать методы рекультивации и мелиорации. Исчерпание минерально-сырьевой базы может быть в значительной мере компенсировано ростом продуктивности сельскохозяйственных угодий, продуктивности естественных биоценозов, повышением рекреационной и культурно-оздоровительной ценности ландшафта. В связи с этим компенсационный механизм восстановления и увеличения природно-ресурсного потенциала можно считать одним из наиболее перспективных.
Добыча полезных ресурсов неизменно приносит пользу людям и причиняет вред окружающей среде. Стоит рассмотреть, какие экологические проблемы возникают вследствие этого процесса.
Загрязнение атмосферного воздуха
Влияние добычи полезных ископаемых на окружающую среду всегда было негативным по причине загрязнения природных ресурсов. Из добываемого сырья по делу используется только 5%, остальная часть превращается в отходы. Они возвращаются в природу и наносят ей непоправимый ущерб.
Добыча минеральных ресурсов и горных пород приводит к выбросам в атмосферу углекислого газа, пыли, углеводородов и других химических соединений.
Это происходит за счет применения взрывчатых веществ на месторождениях. После взрывов в карьерах растет уровень запыленности атмосферы. Это неблагоприятно действует на солнечную радиацию, температуру воздуха и осадки.
Отвалы горных шахт или терриконы оказывают серьезное влияние на нижние слои воздуха. Их высота может достигать 80 метров, объем — до 1 миллиона куб. м. В России большое скопление терриконов отмечается на территории Челябинской области в районах активной добычи угля.
Породы, входящие в его состав, включают частицы углерода и серный колчедан, он же пирит, при разложении которого происходит выделение теплоты. Это приводит к возгоранию обвалов. Они могут гореть, не затухая, несколько месяцев подряд. При сгорании выделяется множество вредных газов и химических соединений, тем самым сильно загрязняя атмосферу.
В металлургической промышленности тоже образуется много отходов. На переработку отправляется в среднем 25% от их общего количества, остальная часть выбрасывается. В таких отходах содержится много токсических веществ, они способны мигрировать на большие дистанции — до 200 км.
При обработке железных руд выделяются вредные газы, которые, при попадании в атмосферу, вызывают парниковый эффект и кислотные осадки.
Особенно загрязненный атмосферный воздух наблюдается в районах, специализирующихся на черных металлах.
Для решения проблемы загрязнения атмосферы можно добывать минеральные ресурсы с использованием шахтного метода. Он подразумевает под собой закрытую, подземную разработку месторождений и добычу при помощи постройки шахт.
Деструкция почвенного слоя
Негативное влияние на состояние почв оказывает разработка полезных ископаемых. Все способы извлечения ресурсов заключаются в выемке сырья из земной коры. По этой причине в ней образуются полости, нарушается целостность. При строительстве шахт или карьеров для открытого метода добычи ресурсов часто происходит отчуждение земель на долгие годы. Это приводит к возникновению антропогенных форм рельефа на территориях в районе разработок — обвалам, оползням, карьерам.
При строительстве карьеров слой чернозема снимают и сбрасывают в отвалы. Таким образом, почва становится непригодной для хозяйственного использования. В Белгородской области, в районе Лебединского горно-обогатительного комбината, было уничтожено около 6 миллионов га плодородной земли. Мероприятия, направленные на ее восстановление, не смогли компенсировать такой серьезный урон. Чтобы решить эту проблему, необходимо организовывать транспортировку чернозема и его распределение на бесплодных местностях рядом с истощенными рудниками.
Еще одно негативное последствие добычи полезных ресурсов — загрязнение сельскохозяйственных территорий. Чаще это происходит в процессе транспортировки ископаемых. Пыль распространяется на большие площади и осаживается в почвах и на растениях. Особенно такие выбросы высоки при горнодобыче. В результате образуются техногенные аномалии, где содержание железа и цинка в почве превышает норму в 2-3 раза. На местах сильного запыления земли запрещено разбивать пастбища, рекомендуется отступить на расстояние 8-10 км от карьеров.
Вредные вещества, проникающие в почвы, бывают токсичны. Они попадают сначала в растительность, затем в организм человека с пищей. Рядом с месторождениями магнезита в радиусе 30 км образовывается пустошь — живые существа погибают из-за смены кислотно-щелочного состава почв в таких местах.
Постоянная добыча полезных ископаемых приводит к регулярному уменьшению их запасов и истощению недр земли. В составе руд наблюдается снижение металлов, из-за чего увеличиваются объемы добычи. Как итог, наблюдается рост отходов, вредящих литосфере.
Загрязнение водного пространства
Один из результатов добычи полезных ресурсов — истощение и осушение водоемов, их загрязнение. На месторождениях каменной соли образуются галитовые отходы — побочный продукт производства хлорида калия. С осадками они попадают в водоемы, которые используют для подачи питьевой воды в близлежащие населенные пункты.
При добыче угля на территориях, расположенных вблизи месторождений, всегда откачиваются подземные воды. По этой причине происходят следующие вещи:
- воронкообразное понижение уровня подземных вод — возникает после их откачки;
- пересыхание родников и небольших рек;
- исчезновение ручьев.
Предприятия угольной промышленности также сбрасывают много сточных вод. В результате их функционирования истощаются запасы подземных водных ресурсов из-за осушения и использования месторождений угля.
Поверхностные водоемы загрязняются сбросами неочищенных сточных вод с карьеров и шахт. В них попадают соли, токсические вещества, отходы и металлы.
По причине загрязнения водного пространства исчезают целые экосистемы. Погибают микроорганизмы, рыба и прочие обитатели водоемов. Для людей тоже существует определенный вред — зараженная вода используется в бытовых целях. Чтобы снизить уровень загрязнения водных ресурсов, необходимо уменьшить количество сточных вод, усовершенствовать систему их очистки.
Влияние на флору и фауну
Деятельность горнодобывающей отрасли связана с образованием отходов. В их составе встречаются горные породы, обедненные руды и химические вещества. При извлечении из-под земли, они вступают в химические реакции, не поддающиеся контролю. В результате это может привести к серьезным последствиям для экологии.
В местах добычи пропадают растения, нарушается привычная среда обитания живых существ. Не все животные и насекомые способны адаптироваться к перемене условий, в результате чего они покидают эти места или погибают. С учетом бурного развития добывающей деятельности человека это станет большой проблемой в вопросах охраны природы и ее обитателей.
При освоении месторождений минеральных ресурсов из-за нарушения растительного покрова разрушаются пастбища, что приводит к дефициту пищи для скота. Процесс разработки мест добычи ресурсов подразумевает загрязнение пылью и сточными водами больших территорий радиусом до 30 км. Вредные вещества, при попадании на землю, уничтожают все живое на своем пути. После этого перестает расти трава, деревья, кустарники. В результате в поисках пищи мигрируют целые популяции.
Для компенсации вреда, причиненного человеком флоре и фауне, необходимо удобрять почвы, регулярно высаживать леса и организовывать пастбища вдали от мест разработок.
Отсутствие мер по решению проблем, возникающих при добыче полезных ресурсов, усугубляет ситуацию. Экологическая обстановка определяет не только качество окружающей среды, но и состояние здоровья людей. При серьезных масштабах ущерба, нанесенного человечеством природе, еще существует возможность вернуть ей первоначальный вид.
( 6 оценок, среднее 4.83 из 5 )