Екологічні наслідки гірничо - видобувної діяльності людини

Реферат студентки ФПН – 2 Францевої Анастасії

Вступ

Гірничовидобувні комплекси як вельми суттєва частина господарських перетворень беруть у зміні балансу речовини, структури і енергії планетарних сфер виключно активну участь.

Природні зміни рельєфу і рельєфоутворюючих відкладів є передумовами виникнення екологічних і природоохоронних проблем. Найхарактерніші риси сучасного гірничого виробництва з точки зору екології :

— розробка сировини у таких масштабах і темпах, що ставиться під загрозу існування людини ( ріст вироблених просторів, просідання поверхні, вилучення земель під відвали, порушення гідрологічного режиму грунтових і підземних вод, їх мінералізація понад допустимого вмісту та ін. ).

концентрація гірничих підприємств і організацій у крупномасштабні комплекси. Наприклад, в Кансько – Ачинському вугільному басейні обсяг видобутку передбачається довести до декількох сотень мільйонів тонн вугілля на рік. Такого ще не було у світовій практиці. За останні 20 років у вугільній промисловості Росії число діючих вугільних шахт скоротилось майже у 2 рази, а середньодобовий видобуток вугілля на одну шахту зріс у 1,7 раза. Звичайно, створення гірничих підприємств – гігантів має ряд позитивних сторін : ріст механізації і автоматизації робіт, продуктивність праці, зниження питомих капітальних вкладень і собівартості видобутку. Але може виявитися, що надмірна концентрація виробництва призведе до такого порушення екологічного стану і забрудненню навколишнього природного середовища, що негативних наслідків буде неможливо не тільки запобігти, але й завбачити.

Територія України характеризується складними і різноманітними природними і інженерно - геологічними умовами. Багато районів відносяться до категорії техногенно навантажених. Дія різних галузей промисловості, сільського господарства, житлового будівництва, закритої і відкритої розробки родовищ корисних копалин на одиницю площі у 10 – 15 разів вище аналогічних показників у інших регіонах. Подальший неконтрольований і некерований розвиток і дія господарського комплексу на природні об’єкти вже у близькому майбутньому може призвести до незворотних змін середовища життя людини.

Найбільшого перетворення зазнають верхня частина літосфери, атмосфера і гідросфера, трансформується або знищується основа продуктивного ландшафту — грунтовий покрив. Наприклад, тільки в Криворізькому залізорудному басейні під кар’єрами і шахтами знаходиться більше 30 тис. га. В Україні під розробку корисних копалин відведено до 150 тис. га, хвостосховищами зайнято 40 тис. га, полями фільтрації і ставами  ( відстійниками ) – 30 тис. га.

Все більшої гостроти набувають питання повноти використання природних ресурсів, залучених у господарський обіг. Сьогодні тверді відходи складають 1,5 млрд. т / рік, у відвалах їх нагромаджено більше 10 млрд. т, а для їх складування зайнято більше 230 тис. га родючих сільськогосподарських земель. Крім того, у водні об’єкти щорічно скидається 20 млрд. куб. м стічних вод ( в тому числі 3,2 млрд / куб. м забруднених ).

Регіональна оцінка техногенної завантаженості території України не виконується у повній мірі. Складність її полягає у тому, що до теперішнього часу відсутні нормативи припустимої техногенної завантаженості території, показники потенційної здатності природного ( геологічного ) середовища до самовідновлення.

Встановлення поєднання інтенсивності, тривалості господарської дії, властивостей ландшафтів, їх перетвореності сприяє виробленню екологічних норм і прогнозів. П.Г. Шищенко пропонує розраховувати коефіцієнт антропогенної перетвореності за такою формулою : Кап = Σ ( ri ρі q ) n / 100, де r — ранг антропогенної перетвореності ландшафтів іm видом використання ; ρ — площа рангу, % ; q — індекс глибини перетвореності ландшафту ; n — кількість виділів у межах контуру ландшафтного регіону. Тоді Кап змінюється в межах

0 > Кап ≥ 10. Коефіцієнт різниться за ландшафтними регіонами ( табл. 1 ). Як бачимо з таблиці гірськопромислові землі займають майже ту ж площу, що і заповідні ( окрім Гірського Криму ), що є вкрай негативним показником для нормального функціонування навколишнього природного середовища. Найбільш змінені ландшафти Донецького ( К = 7,43 ), Придніпровського

( 7,52 ), Криворізького ( 7,60 ) районів, найменш — гірських районів Українських Карпат ( Полонинсько – Чорногорські Карпати — 2,88 ) і Криму

( Головний кряж — 3,27 ). На основі даного підходу складена карта антропогенної перетвореності ландшафтів. В Україні переважають Кап = 5,31. Це дуже висока напруженість природного середовища, яка потребує жорсткого нормування техногенних навантажень.

З табл. 1 ми бачимо, що площа гірничопромислових земель і заповідників практично не відрізняється ( тобто, заповідних територій недостатньо ), що є вкрай несприятливим чинником у формуванні навколишнього середовища.

Таблиця 1. Порівняння господарського використання і перетвореність  ландшафтних регіонів України

Ландшафтний регіон	Види і об’єкти землекористування, %
Площа, тис. кв. км	Гірничопромислові землі	Заповід ники
Україна	603,745	0,1	0,2
Лісова хвойно – широколистяна зона	91,486	0,0	0,2
Лісова широколистяна зона	43,767	0,0	0,0
Лісостепова зона	190,556	0,0	0,0
Степова зона	193,754	0,1	0,0
Сухостепова зона	44,312	0,1	0,8
Українські Карпати	34,054	0,0	0,4
Гірський Крим	5,824	0,0	12,4

Риси сучасного гірничого виробництва з боку екології

Недостатня повнота видобування перероблюваної сировини і комплексність використання мінерально-сировинних ресурсів на усіх стадіях освоєння надр. За теперішніх умов розвитку і темпів зростання гірничої промисловості недоліки в комплексному і більш повному використанні сировини стають неприпустимим марнотратством. Кожний відсоток втрат при досягнутих обсягах виробництва веде до щорічної втрати 4,5 мільйонів тонн залізної руди, 7 мільйонів тонн вугілля і сотень тисяч тонн кольорових металів. Останнім часом намітилась тенденція скорочення або стабілізації рівня втрат корисних копалин при видобутку, про що свідчать дані табл. 2.

Таблиця 2. Рівень видобування корисних копалин з надр

Корисні копалини	Видобування з надр, %
1970	1980	1985	1990
Вугілля	69,7	83,2	86,3	86,8
Залізні руди	90,2	94,6	95,3	94,6
Руди кольорових металів	91,2	91,7	92,5	93,3
Калійні солі	34,0	42,7	50,0	49,0
Азбестові руди	89,4	96,4	96,8	97,0

Проте на певних підприємствах рівень видобування запасів з надр досить низький. Наприклад, втрати мідних руд на рудниках Джезказганського гірничо -металургійного комбінату ( Казахстан ) складають 22 — 25 відсотків, досягаючи на нижніх горизонтах 35 –– 40 відсотків. Низький відсоток видобування з надр калійних солей і деяких інших корисних копалин.

Ще відчутніша шкода від втрат корисних компонентів при переробці : зазвичай втрати в процесі переробки мінеральної сировини у 2 – 3 рази вище втрат корисних копалин і компонентів при видобуванні. Наприклад, по залізних рудах середні втрати за 1982 рік склали : при видобування –– 5,1 %, а при переробці –– 26, тобто виявились у 5,1 раза більше перших. Для марганцевих руд це відношення досягло чотирьохкратної величини, для олов’яних руд –– 5,4, для мідних –– 1,8, для фосфоритів — 3,4. Тільки з хвостами збагачення у 1982 році пішло у відходи близько 35 мільйонів тонн заліза !

Суттєвий, а іноді вирішальний вплив на економіку гірничо - видобувних галузей справляє зниження якості мінеральної сировини. Приклад –– збільшення зольності енергетичного вугілля, яка з 1965 по 1982 рік зросла на 9,8 відсотка, а теплота згоряння знизилась на 13 відсотків. В результаті підвищення зольності кам’яного вугілля і антрациту зменшилась надійність роботи парових котлів, збільшились витрати на їх капітальний і технічний ремонт і вихід з ладу внаслідок зростання вмісту високоабразивної золи у вугіллі. Через низьку якість спалюваного вугілля впала проектна потужність теплових електростанцій. Збільшуються викиди золи в атмосферу, зростають площі землі під золовідвали, яких щорічно накопичується більше 100 мільйонів тонн. Народне господарство недоотримує декілька мільярдів кіловат - годин за рік.

Найбільш серйозною і крупною в сучасних умовах стала проблема комплексного використання відходів гірничого виробництва, які включають розкриті породи при відкритому способі розробки і відвали порід при освоєнні родовищ підземним способом, збалансовані і важкозбагачувані руди : хвости збагачення, порохи, кеки, шлаки, шлами металургійних заводів, зола теплових електростанцій. Щорічно накопичується близько 5 мільярдів тонн розкритих порід, 700 мільйонів тонн хвостів збагачення і 150 мільйонів тонн золи. З них в народному господарстві використовується в цілому не більше 2 – 4 відсотків, хоча значна частина цих відвалів придатна для виробництва різноманітних будівельних матеріалів.

В якості прикладу можна навести копальні тресту “Уралруда”, де накопичилась велика кількість відходів гірничопромислового виробництва. Вся ця маса цінної сировини практично не використовується. В той же час на Уралі діють майже 500 спеціальних кар’єрів для видобутку будівельних матеріалів. Вони часто розташовані безпосередньо поблизу кар’єрів гірничорудних і гірничо - хімічних підприємств. Собівартість будівельного щебеню, піску і гравію з відвальних порід залізорудних і вугільних кар’єрів в 2 – 4 рази нижче, ніж на спеціалізованих підприємствах, яких в країні нараховується декілька тисяч.

При величезних обсягах видобутку корисних копалин в надрах землі утворились великі пустоти — вироблені простори, правильне використання яких стає крупною народногосподарською проблемою. Здобутий досвід по створенню газосховищ, лікарень, захованню шкідливих речовин, розміщенню допоміжних і навіть основних виробництв ( наприклад, підземних заводів ) явно недостатній у порівнянні з наявними можливостями.

Різко посилюється шкідливий вплив гірничого виробництва на навколишнє природне середовище : атмосферу, гідросферу, тропосферу. Це наслідок не тільки збільшення масштабів видобування і переробки сировини, створення нових підприємств на нових площах, але й поступового акумулювання шкідливих впливів існуючих виробництв, що не мають, як правило, надійних і ефективних природоохоронних заходів і засобів.

Сумірність за масштабами виявлення і степеня дії на навколишнє середовище процесів і виробництв, створених рукою і волею людини, з природніми процесами, що протікають в природі. Прикладами тому є ядерні вибухи, масові вибухи на гірничих роботах при спорудженні гребель, насипів, перемичок, створення водосховищ при будівництві ГЕС, перевід частини стоку рік, ріст енергоозброєності, знеліснення земної поверхні.

Невизначеність і рухомість меж розповсюдження забруднювачів навколишнього середовища на планеті. Наприклад, води Дунаю, перетинаючи декілька держав, щорічно виносять у Середземне море 85 тисяч тонн ртуті, 1 тисячу тонн миш’яку та інші шкідливі речовини. З США в Канаду щорічно переноситься 2 – 3 мільйони тонн двоокису сірки. Італія ’експортує’ по повітрю більше 200 тисяч тонн сірки в Австралію і Швейцарію і 185 тисяч тонн — до колишньої Югославії. У Норвегію з півдня скидається з дощем 56 тисяч тонн сірки, тобто у 6 разів більше, ніж її виробляє сама країна.

Інтенсивний ріст відходів виробництва і споживання, що містять шкідливі для навколишнього середовища компоненти. Так, від гірничого виробництва на земній поверхні у світі вже накопичилося більше 1600 трильйонів кубометрів гірських порід і відходів переробки мінеральної сировини.

Наявність непередбачуваних великомасштабних аварійних ситуацій і явищ, що тягнуть за собою суттєве погіршення навколишнього природного середовища. З точки зору гірничого виробництва найвідчутнішим є розлив нафти з потерпілих аварію танкерів, на морських нафтовидобувних установках, з лопнутих нафтопроводів, свердловин, що розконсервувалися і т.п. Встановлено, що лише 1 тонна нафти утворює на поверхні води плівку площею від 3 до 12 квадратних кілометрів. А зараз щорічно тільки до морів і океанів надходить майже 9 мільйонів тонн нафти. Вона високотоксична, має низьку інтенсивність окислення у воді, а при 10˚ практично не розкладається. Водойми, заражені нафтою, повністю втрачають рибогосподарську цінність. У воді, що містить нафту у кількостях, менших ніж ГДК ( 0,05 міліграма на кубометр ) у 5 – 10 разів, вже гинуть ембріони риб, всі кормові організми — дафнії, молюски, гамаруси, утворюється неприємний запах. Для птаха достатньо плями нафти на грудях у 2 – 3 квадратних сантиметри, щоб вона загинула. Риби і кормові організми засвоюють своїми тканинами вуглеводні нафти, які здатні утворювати в живих клітинах канцерогени ( білкові комплекси ), які переходять в організм людини.

Гравітаційні процеси, викликані гірничою діяльністю людини :

— розробка корисних копалин впливає на селевиявлення через скид у селеві річища відвалів гірських виробок. Наприклад, виникнення селя на потоці Білоїв в с. Ділове ( Закарпаття ) було зумовлене наявністю великої кількості пухкого уламкового матеріалу в техногенних селевих вогнищах — відвалах мармурового кар’єру. Цей сель,