Разрушение ландшафта при добыче полезных ископаемых
Наиболее сильное влияние на природный ландшафт оказывают открытые, или карьерные, разработки полезных ископаемых, площадь которых постоянно растет. При современной технике глубина карьера может достигать 800 м, ширина карьерного поля — до 5 км, а для размещения вскрытых горных пород, отсыпаемых в отвалы, требуются площади, составляющие много тысяч гектаров. Предполагается, что к концу столетия удельный вес открытой добычи возрастет до 75—80%. Так как при открытых разработках создаются новые, принципиально отличные от прежних сочетания форм рельефа и поверхностных рыхлых пород, играющих главную роль в почвообразовании, можно утверждать, что происходит коренное изменение естественного ландшафта.
Полностью нарушается фундамент ландшафта — на поверхности оказываются новые глубинные породы с незначительной степенью выветренности и, как правило, низкой биогенностью. Происходит коренное изменение направления и скорости протекания всех химических процессов. Замедленные химические процессы, характерные для глубинных горных пород, при перемещении на поверхность резко меняют свой характер, что зачастую сопровождается образованием подвижных соединений, токсичных для растительности [5].
Как правило, такое полное преобразование состава поверхностных горных пород ландшафта является неблагоприятным, и по воздействию на биоценозы и почвы первоначальных ландшафтов открытые разработки могут быть приравнены к геологическим катастрофам. Частичное или полное уничтожение первичной растительности и почв вызывает резкое снижение биологической продуктивности ландшафтов.
Изменение химического равновесия в среде при горных разработках приводит к возникновению геохимических аномалий антропогенного происхождения, когда в горнопромышленных районах наблюдаются повышенные концентрации отдельных элементов и их соединений. Площади геохимических аномалий имеют тенденцию к увеличению по мере развертывания горнотехнических работ. В районах, где горные разработки ведутся на небольших территориях, такие аномалии могут не повлиять на общий круговорот веществ. Но при разработке ресурсов бассейнового распространения, площади залегания которых составляют сотни и тысячи квадратных километров, могут происходить региональные нарушения геохимического круговорота.
В районах обширных геохимических аномалий часто бывает угнетена растительность, плохо чувствует себя скот и наблюдаются другие отрицательные явления. В зависимости от природных факторов (климата, особенностей рельефа, почв, водного режима) и антропогенных (длительности добычи ископаемого, размеров месторождения, уровня технологии и культуры производства) их влияние может прослеживаться на расстоянии от 5—10 до 40—50 км. В результате горных разработок к 1980 г. на поверхность земли было вынесено более 1600 млрд м3 новых пород. Объемы пород, изымаемых человеком при горных разработках и образующихся естественным путем в результате накопления речных наносов, соответственно 40 и 13 млрд м3 в год.
Накопление на сравнительно ограниченных участках поверхности земли таких огромных масс твердого вещества вызывает изменение рельефа. Новый, техногенный рельеф характеризуется прежде всего изменением высотных отметок отдельных элементов, их строения, а также возникновением новых форм — карьеров, отвалов, терриконов, насыпных и намывных поверхностей и т.п. Одни из этих форм образуются в результате антропогенной денудации, т.е. разрушения и сноса горных пород. Как правило, это отрицательные формы рельефа. Другие — в результате процесса антропогенной аккумуляции, т.е. накопления твердого материала. Отвалы, образующиеся, например, при добыче каменного угля, по своим линейным размерам и по объему заключенных в них пород приближаются к таким природным образованиям, как небольшие сопки, холмы, кряжи.
Особенности возникающих форм техногенного рельефа определяются главным образом условиями залегания месторождения, которые диктуют применение той или иной системы вскрышных работ, и способами перемещения отработанных и пустых пород.
В зоне формирования нового рельефа усиливаются денудационные и стоковые процессы, возникают новые циклы эрозии.
Вогнутые формы рельефа становятся зонами аккумуляции, их поверхностный слой часто оказывается в условиях повышенного увлажнения. Неблагоприятным последствием активизации процессов смыва и размыва в обстановке пересеченного неорельефа является интенсивное заиливание водоемов.
Горные разработки приводят к серьезным изменениям и гидрологического режима территории. Сами карьеры расходуют огромное количество воды. Например, один из крупнейших карьеров в Северо-Чешском буроугольном бассейне потребляет 3,2 млн м3 воды в год, что составляет 0,7 м3 на 1 т добытого угля. Поэтому в районах действующих карьеров наблюдается истощение почвенно-грунтовых и поверхностных вод, которое прослеживается на площади, равной 25-кратной ширине карьера, в обе его стороны.
В равнинных областях часто возникает заболачивание.
И, наконец, в районах с большим числом шахт в реки сбрасываются миллионы кубических метров шахтных вод. По некоторым данным, доля шахтных вод в реках отдельных горнопромышленных районов доходит до 55—70%, т.е. значительно превышает объем грунтового и атмосферного питания.
Одним из наиболее неблагоприятных последствий добычи и переработки полезных ископаемых является загрязнение природной среды — почвогрунтов, природных вод, атмосферы — продуктами выветривания глубинных пород и промышленными выбросами, терриконов и пр.
В работе [58] приводятся следующие основные направления воздействия отраслей добывающей промышленности на природу и человека: а) повреждение земель, образование антропогенных форм рельефа; б) изменение водного баланса территории; в) за-пыление 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.[ …]
Поданным [18], 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.[ …]
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.[ …]
Кроме уже рассмотренных видов повреждений происходит и преобразование среды, связанное со строительством промышленных и гражданских зданий и сооружений, создаются для различных целей водохранилища, прокладываются автомобильные и железные дороги, способные выдержать грузопотоки, связанные с транспортировкой полезных ископаемых от места добычи к месту их обогащения и дальнейшей переработки. Возводится бесчисленное количество других видов вспомогательных коммуникаций.[ …]
Оптимизация добычи полезных ископаемых и рекультивация поврежденных земель. Чрезмерная деградация земель в процессе добычи полезных ископаемых является результатом нерационального природопользования. Изменить ситуацию возможно лишь при использовании новых подходов к ведению хозяйства, эксплуатации ресурсов, при введении принципов рационального природопользования. Это подразумевает применение системы разработанных мер и принципов, которые помогают решить задачу управления природопользованием и охраной окружающей среды. Авторы учебника «Экономическая и социальная география России» [58] приводят следующие группы этих мер и принципов: экологические, экономические, правовые, санитарно-гигиенические, демографические, этнические.[ …]
Для восстановления испорченных ландшафтов необходимо проведение рекультивации, т. е. искусственного восстановления поврежденных земель. Технический этап рекультивации начинается со снятия и складирования плодородного слоя, который помещают в бурты и хранят до окончания всех работ. Впоследствии его наносят на выровненную поверхность. Биологический этап рекультивации включает внесение удобрений, орошение, посев многолетних трав, сельскохозяйственных культур, посадку деревьев, кустарников. Порядок работ определяется видом и проектом рекультивации.[ …]
По типу проведения работ на поврежденных территориях выделяют следующие виды рекультивации: сельскохозяйственную (создание сельскохозяйственных угодий), лесохозяйственную (создание лесных насаждений), рыбохозяйственную (разведение рыбы), водохозяйственную (создание водоемов различного назначения), рекреационную (организация объектов отдыха), санитарно-гигиеническую (биологическая или техническая консервация поврежденных земель), строительную (приведение испорченных земель в состояние, пригодное для промышленного и гражданского строительства).[ …]
Кроме этого, излишнего повреждения земель можно избежать за счет полноты и комплексности использования минеральных ресурсов, использования вторичных ресурсов, новых материалов и видов топлива, а также политики ресурсосбережения.[ …]
Вернуться к оглавлению
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: 3366 | 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 |