Нарушение земель при добыче полезных ископаемых

Механические нарушения почв и почвенного покрова связаны, как правило, с разработкой различного рода полезных ископаемых, строительством дорог, газо- и нефтепроводов, различного рода коммуникаций. Деградационные процессы наблюдаются также на пастбищах.

Масштабы деградации вследствие перечисленных видов антропогенных воздействий настолько велики и сам характер нарушений столь разнообразен, что возникает необходимость последовательного изучения различных типов нарушений, их классификации, установления закономерностей воздействия на почвы и окружающую среду в целом. Одновременно встают задачи сведения к минимуму механических нарушений и проблемы рекультивации земель, восстановления нормального функционирования почв и экосистем.

Нарушения почв при добыче полезных ископаемых

Самые грандиозные по своим масштабам нарушения возникают в промышленности, энергетике и при добыче полезных ископаемых. Во всех случаях нарушений последействия могут носить разнообразный характер, но в своей принципиальной основе они сводятся к следующим. Во-первых, эти нарушения приводят к отчуждению земель, причем иногда на многие годы или столетия. Это, прежде всего, земли занятые под строениями гражданского или промышленного характера. Обширные пространства между ними могут быть в функциональном отношении доведены до фонового уровня при правильной рекультивации. Значительное отчуждение земель возможно в процессе разработки карьеров при открытой добыче полезных ископаемых. Отчуждение земель происходит при строительстве шахт; причем это сопровождается появлением новыхформ рельефа. Отвалы образуются и при функционировании горно-обогатительных фабрик.

Не менее опасно и косвенное воздействие механических нарушений. В их числе снижение уровня грунтовых вод вследствие выборки пород и образования карьеров, изменение гидрохимического состава природных вод. Существенным является выпадение пыли и усиление целого ряда эрозионных явлений, включая водную эрозию и дефляцию. Причиной этих явлений может служить изменение растительного покрова, смена видового состава и характера рельефа.

Белгородская область сейчас и на перспективу ориентирована на развитие горно-рудной промышленности. Влияние предприятий этой отрасли существенно осложняет экологическую обстановку. Разработка руд стала вторжением в природный комплекс территории, вызвав ряд острейших конфликтов природного, экономического и социального характера.

В настоящее время только площадь прямого нарушения земель карьерами в Губкинском и Старооскольском районах области по некоторым данным достигает 16 тыс. га (Петин и др., 2002). Наращиваются темпы добычи железной руды в Яковлевском руднике.

Крупной проблемой рационального использования минеральных ресурсов является более полное использование вскрышных пород Лебединского и Стойленского ГОКов. Складированные в отвалах десятки и сотни млн. т породы представляют собой техногенные месторождения. Проблема утилизации глин, песков, мела, мергелей с отвалов требует срочного решения. Кроме того, продолжается складирование окисленных железистых кварцитов, для которых пока не выработано экономичной технологии обогащения.

Массовая разработка мела, песка, глины малыми карьерами, которых в области насчитывается более 300, хотя и не приводит к появлению антропогенного рельефа большого площадного распространения, но значительно усиливает агрессивность экзогенных процессов – оползневых, обвально-осыпных, просадочных, эрозионных и др.

Таким образом, добыча полезных ископаемых приводит к нарастанию пересеченности рельефа; он становится менее благоприятным для проживания и хозяйственной деятельности населения.

Разработка полезных ископаемых влияет на воздушный бассейн. К примеру, для предварительного разрушения железистых кварцитов и вмещающих скальных пород проводятся взрывные работы. На них расходуются десятки тысяч т взрывчатых веществ. В то же время только один массовый взрыв в карьере может рассеивать в радиусе 3-4 км до 800 т пыли и до 700 м3 газов. К выбросам пыли при взрывах добавляется и пыление незадернованных отвалов.

По данным НИИ КМА, вокруг промышленной площади Лебединского ГОКа на удалении 150 и 300 м ежегодно оседает пыли соответственно 607 и 469 кг/га. Средние многолетние выбросы пыли и вредных газов оцениваются примерно в 30 тыс. т/год (Петин и др., 2002).

По другим данным ежегодные выбросы от деятельности АО “Оскольский электромеханический комбинат” составляют 28,7 тыс. т. На расстоянии 1; 2; 3 и 4 км от промышленной площадки данного комбината на 1 га земли оседает соответственно 401, 226, 97 и 47 кг пыли, содержащей значительное количество тяжелых металлов (Путятина, Колесников, 2010).

Кроме того, промышленные разработки оказывают влияние на поверхностные и подземные воды. Потребности области в воде покрываются главным образом за счет подземных вод. При добыче руды необходимо пройти слои водоносных горизонтов. В результате такой технологии запасы подземных вод на территории Лебединского и Стойленского карьеров истощены в радиусе около 200 км2, а их уровень понизился до 200-250 м, образуя депрессионную воронку. Меньшее по площади, но более крупное по глубине понижение уровня подземных вод (до 500 м) отмечено на Яковлевском руднике. В результате происходит нарушение водного баланса территории, ее обезвоживание.

Другое направление влияния добычи руды на поверхностные и подземные воды – накопление отходов обогащения (пульпы) в хвостохранилищах ГОКов. Из-за фильтрации воды из хвостохранилищ под ними образовался купол высотой 25 м, в котором повышена минерализация воды вследствие загрязнения.

Разработка полезных ископаемых оказывает прямое влияние на почвы. Закладка карьера начинается с того, что снимается черноземный слой и складируется около карьера в отвалы. Так почва исключается не только из хозяйственного использования, но и из природного комплекса. По некоторым данным в области складировано более 5,9 млн. м3 плодородного слоя почв. Комплекс мероприятий по восстановлению продуктивности нарушенных земель значительно отстает от необходимого объема их проведения.

При горнодобыче повышаются выбросы пыли в атмосферу и все загрязняющие воздух вещества выпадают на почву. В таких условиях формируются техногенные аномалии, где содержание железа, меди и цинка в почвах выше зональных в два-три раза. В пределах зоны запыления почв не рекомендуется использовать растительность на корм скоту в радиусе 5-7 км от карьеров.

Влияя на все компоненты природного комплекса, горнодобыча приводит к формированию нового типа ландшафта. Идет “цепная реакция”: добыча руды – изменение рельефа – изменение состава воздуха – изменение водного баланса территории и ухудшение свойств подземных вод – нарушение почвенного покрова – изменение растительного и животного мира – трансформация ландшафта лесостепи в антропогенный ландшафт с господством карьерно-отвальных комплексов. Иногда этот ландшафт приобретает вид “бедленда” – “дурных земель”, т.е. местность становится полностью непригодной для хозяйственной деятельности.

Специфика расположения Лебединско-Стойленской группы КМА привела к тому, что горнодобывающие предприятия непосредственно примыкают к участку “Ямская степь” заповедника “Белогорье” и отчасти находятся в его охранной зоне.

Горнопромышленный комплекс представляет собой опасный источник разрушения и загрязнения природной среды. Особенно хорошо это видно на примере крупномасштабных разработок. Типичные техногенные ландшафты сформировались в районе открытой разработки железных руд Курской магнитной аномалии (КМА), на территориях добычи нефти и природного газа в Западной Сибири, открытых разработках Канско-Ачинского буроугольного бассейна. Наибольших масштабов воздействия горнопромышленный комплекс приобретает в связи с авариями, разливами нефти, утечкой газа и т.д. Не случайно районы добывающей промышленности часто являются территориями экологического бедствия. Специфика воздействия горнодобывающего комплекса зависит от способа добычи (открытый или закрытый), добываемого ресурса, природных особенностей территории где идет добыча.

Выделяют следующие основные направления воздействия отраслей добывающей промышленности на природу и человека; а) повреждение земель, образование антропогенных форм рельефа; б) изменение водного баланса территории; в) запыление атмосферы, связанное с взрывными работами при открытой добыче; г) изменение всего ландшафта, образование так называемых техногенных ландшафтов, характеризующихся почти полным отсутствием почвенного покрова, растительности, микроорганизмов.

По данным Государственного доклада «О состоянии окружающей среды Российской Федерации в 1999 г.», за один 1999 г. испорчено 29,2 тыс. га. Всего по состоянию на 1 января 2000 г. площадь земель, поврежденных при добыче полезных ископаемых в России, составляет 269,5 тыс. га, в том числе в результате деятельности цветной металлургии 156,5 тыс. га, угольной промышленности 110,5 тыс. га, при торфоразработках 92,5 тыс. га. Остальные земли испорчены добывающими отраслями: газовой и нефтедобывающей промышленностью, черной металлургией, промышленностью строительных материалов.

Выход чистой продукции из добываемого природного вещества может составлять лишь проценты и даже их доли от общей массы извлекаемого материала. Остальное остается на месте. Потери минеральных ресурсов происходят при добыче, обогащении, транспортировке, переработке. Из-за несовершенной техники и технологии в недрах остаются значительные запасы минерального сырья; нефти, угля, металлов, сгорает в факелах огромно; количество попутных газов. При извлечении металлов из уже обогащенных руд потери составляют: при переработке меди — 6%, никеля — 15. угля (при подземном способе добычи) — 24, хромовых руд — 28, кобальта — 52, калийных солей — 63%. В результате некомплексной переработки уже добытого минерального сырья в отвалы идут многие ценные компоненты. Так, в процессе обогащения руд теряется более 1/3 олова, около 1/4 железа, вольфрама, молибдена, окислов калия, пятиокиси фосфора. Существующие в настоящее время технологии и методы добычи минеральных ресурсов приводят, с одной стороны, к большим потерям сырья, а с другой — к сильному изменению природной среды, формированию техногенных ландшафтов. Многочисленны отходы при добыче полезных ископаемых карьерным или шахтным способами. Они идут в отвалы, терриконы и занимают огромные территории в сотни тысяч гектаров. Чтобы, например, получить тонну цветного металла, надо переработать в среднем 100—200 т руды. Ежегодно эта отрасль дает 1,5 млрд т отходов. Колоссальные объемы горной массы часто занимают плодородные земли, нарушают равновесие поверхностных слоев литосферы. Под их тяжестью начинается опускание или вспучивание земли, которое может привести к нарушению режима подземных вод, их самоизлиянию и заболачиванию значительных площадей. Результатом шахтной добычи являются многокилометровые подземные пустоты. Они приводят к опусканию больших площадей земной поверхности, просадке грунта, его смещению и деформации. Например, из-за выработки нефтяных и газовых скважин Апшеронский полуостров опустился на 2,5 м. В ряде случаев породы, попадающие в отвалы, содержат значительное количество вредных соединений. Они загрязняют почву, воды, воздух. Например, сульфидные рудные отвалы, выщелачиваясь, высвобождают кадмий и мышьяк. Мышьяк угнетает рост растений, а в более высоких концентрациях становится причиной их гибели. Он, как и кадмий, очень опасен для человека. Ртутные отходы вызывают многие серьезные заболевания.

Часто при добыче проводится обогащение полезных ископаемых; при этом происходит первичная переработка минерального сырья для получения пригодных для дальнейшей переработки продуктов, В результате обогащения полезных ископаемых получают концентраты, поступающие в дальнейшую переработку, а также отходы обогащения — так называемые хвосты. Хвосты могут быть как газообразные, так и жидкие. Газообразные выбрасываются в атмосферу. Жидкие хвосты сбрасывают в хвостохранилища, которые специально для этого создают. Они представляют собой замкнутые или полузамкнутые бассейны. Полузамкнутые хвостохранилища создают с помощью возведения земляной или сделанной из другого материала плотины, через которую частично инфильтруется жидкость. Помимо того что хвостохранилища могут занимать ценные земли, они также могут содержать большое количество вредных химических веществ, которые поступают в окружающую среду.

Характерным показателем испорченности земель является удельная величина поврежденных земель по отношению к общей площади той или иной территории. В настоящее время составлена карта, приведенная в настоящей книге в схематизированном виде (рис. 16). Как видно из этой карты, наиболее поврежденные земли находятся в Центральном районе Российской Федерации. Здесь в среднем испорчено более 600 га на каждые 1000 км2. Сравнительно высокие показатели поврежденности отмечаются также в южных частях европейской части России (от 100 до 600 га на 1000 км2). Северные территории европейской части России, Сибирь и Дальний Восток сравнительно мало испорчены (менее 100 га на 1000 км2). Однако не следует идеализировать картину, ибо именно здесь расположены наиболее перспективные и малоразработанные месторождения полезных ископаемых. Именно здесь следует ожидать очень больших величин изменения природной среды и появления техногенных ландшафтов, связанных с добычей полезных ископаемых.

Дата добавления: 2015-02-12; просмотров: 1629 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Читайте также:

Рекомендуемый контект:

Поиск на сайте:

© 2015-2020 lektsii.org – Контакты – Последнее добавление

Механические нарушения почв и почвенного покрова, связаны, как правило, с разработкой различного рода полезных ископаемых, строительством дорог, газо- и нефтепроводов, оросительных систем и т. д.

Однако самые грандиозные по своим масштабам нарушения возникают при добыче полезных ископаемых. Во-первых, эти нарушения носят прямой характер воздействия, что заключается в отчуждении земель, причем иногда на многие годы (например, разработка карьеров). Такое отчуждение сопровождается перемещением огромных почвенных масс. Отчуждение земель происходит при строительстве шахт, причем это сопровождается появлением новых форм рельефа. Отвалы образуются и при функционировании горно-обогатительных фабрик, например, при выплавке золота. Безвозвратное отчуждение земель происходит при использовании гидромониторов в ходе добычи россыпного золота, когда полностью уничтожаются почвы береговых экосистем. В ходе этого воздействия почвенный материал поступает в водные экосистемы и перестает активно участвовать в наземных экосистемах.

Не менее опасно и опосредованное воздействие механических нарушений. В их числе снижение уровня грунтовых вод вследствие выборки пород и образовании карьеров, изменение гидрохимического состава природных вод.

Существенным является выпадение пыли и усиление целого ряда эрозионных явлений, включая водную эрозию и дефляцию. Опосредованное воздействие заключается в изменении биоклиматических условий вследствие механического нарушения почвенного покрова. Причиной этих явлений может служить изменение растительного покрова, смена видового состава и характера рельефа.

Добыча полезных ископаемых играет исключительно важную роль в экономике нашей страны. На них приходится около 90% всей продукции тяжелой промышленности. Причем значительную долю в экспорте (свыше 70%) составляет минеральное сырье. Объем добываемого сырья составляет около 6,5 млрд. т.

При открытом способе добычи полезных ископаемых происходит отчуждение земель и образование отвалов. В России при добыче 1 млн. т. угля из шахт теряется 20-30 га, из угольных разрезов – 115 га. Так, в районе горных выработок в Кузбассе образовались многочисленные цепи глубоких (до 30 м провалов, тянущихся на протяжении более 50 км) общей площадью до 300 км2 и объемом провалов более 50 млн. м3.

Образование отвалов относится к одной из особенностей добычи сырья открытым способом. Так, ежегодно в отвалы поступает около 3 млрд. м3 породы. Только на предприятиях цветной металлургии отвалы занимают 1450 км2. В угольной промышленности насчитывается около 2100 породных отвалов. В цветной металлургии площади под карьерами и отвалами занимают от 60 до 90% территории; хвостохранилища в некоторых случаях занимают площади в 10-15 раз большие, чем промышленные объекты.

Серьезные негативные последствия добычи полезных ископаемых открытым способом связаны с запылением атмосферы (часто с токсичными веществами), увеличением дренированности территории и, наоборот, повышением уровня грунтовых вод, появлением оползней, обвалов, заиливаем рек и ручьев.

Подземная добыча полезных ископаемых также не обходится без нарушений. Среди них существенное место принадлежит просадкам, провалам, серьезным нарушениям гидрологического режима. Просадочные явления могут приводить к специфическому рельефу. Например, вокруг объединения “Тула-уголь” опускание территории вокруг терриконов привело к тому, что русла рек оказались выше окружающей местности. Терриконы с выработанной породой являются источником пыли.

В общем виде нарушения почвенного покрова при добыче полезных ископаемых можно разделить на 5 категорий:

● образование терриконов;

● образование выемок-карьеров и отвалов;

● карьеры без отвалов с изменением рельефа;

● нарушения почвенного покрова при строительстве дорог и коммуникаций;

● нарушения, связанные с добычей нефти.

Нарушенные участки оказывают неблагоприятные воздействия на прилегающие территории, по площади, превышающей в несколько раз площадь непосредственного нарушения.

В результате добычи полезных ископаемых, также как и при химическом загрязнении почв, образуется техногенный ландшафт. Это ландшафт, который формируется под влиянием интенсивного техногенного воздействия (воздействие кислых атмосферных осадков, аварийных разливов нефти и др.). Пре переходе природных ландшафтов к техногенным выделяют следующие стадии:

● накопление загрязняющих химических веществ до критического уровня;

● значительные изменения физических и химических свойств почв (сдвиги рН в неблагоприятную сторону, снижение ЕКО, потеря почвенной структуры);

● угнетение растительности;

● эрозия и дефляция;

● разрушение и смыв почвенных горизонтов

● образование техногенной пустыни.

Для использования нарушенных земель в хозяйственных целях необходимо их восстановление. Процесс восстановления нарушенных земель называется рекультивацией.

Восстановление территории осуществляется в четырех направлениях:

● для сельскохозяйственного использования;

● под лесные насаждения;

● под водоемы;

● жилищное и капитальное строительство.

Рекультивация обычно проходит в два этапа: технический и биологический.

На этапе технической рекультивации происходит восстановление прежних форм рельефа, насколько это возможно, а также строительство дорог и гидротехнических сооружений.

На этапе биологической рекультивации проводится комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, внесение биоактивных реагентов и полимеров, направленных на создание и восстановление плодородия почв.

Для восстановления почв рекомендована мощность почвенного слоя в 40-60 см для использования под зерновые культуры и травы; плодовых кустарников и деревьев – 1,5-2,0 и лесонасаждений – 2,5-3,0 м. На рекультивируемых землях необходимо вносить органические и минеральные удобрения в дозах на 20-30% выше, чем на старопахотных землях..

Например, после проведения рекультивации земель и применения удобрений в Болгарии, Венгрии, Румынии успешно выращивают кормовые, бахчевые, плодовые культуры. В Англии при рекультивации буроугольных и железорудных карьеров широко распространено создание сенокосов и пастбищ.

В России при рекультивации земель в пределах угольных бассейнов выгоднее выращивать технические, зерновые и зернобобовые культуры. Так, при увеличении плодородного слоя только на 10 см прибавка ячменя составляет 2,4 ц/га, а люцерны – 3,6 ц/га.

На рекультивационных землях неплохие результаты дает опыт лесопосадок.. Так, в Кузбассе на угольных отвалах лесные насаждения занимают до 80% всех рекультивированных земель. Обычно используют лиственницу, сосну, березу, кустарники, облепиху и др. На Украине основными породами являются дуб, вяз, черная ольха, белая акация и др.

Трудоемкими являются приемы рекультивации шламоотвалов обогатительных фабрик – обычно это разряд техногенных пустынь, также как, например, зоны различных медеплавильных и других комбинатов. Приемы рекультивации те же – технический и биологический. В итоге можно получить хорошие результаты, если нет постоянных выбросов отравляющих веществ, которые резко снижают результаты рекультивации даже в случае нанесения плодородного слоя и агротехнических мероприятий.

В конце рекультивации проводят бонитировку рекультивируемых земель и оценку их агропроизводственных условий..

Чрезвычайно важной является природоохранная роль рекультивации, которая снижает ущерб, причиняемый нарушенными землями окружающей среде.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается прямое и опосредованное воздействие оказывают механические нарушения при добыче полезных ископаемых?

2. К чему приводит открытый способ добычи полезных ископаемых?

3. К чему приводит подземная добыча полезных ископаемых?

4. Назовите категории нарушения почвенного покрова при добыче полезных ископаемых.

5. Назовите стадии перехода природных ландшафтов к техногенным в результате разработки полезных ископаемых.

6. Как называется процесс восстановления нарушенных земель?

7. Какую мощность почвенного слоя необходимо создать на рекультивируемых землях для использования под зерновые культуры и травы, плодовые кустарники и деревья, лесные насаждения?

8. Какие культуры целесообразно выращивать в России при рекультивации земель в пределах угольных бассейнов?

Девегетация и дегумификация почв. Почвоутом-

Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 3311 | Нарушение авторских прав

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |