Экологические проблемы связанные с добычей полезных ископаемых

Экологические проблемы связанные с добычей полезных ископаемых

Минерально-сырьевые ресурсы есть основа экономического роста и независимости любого государства. В устойчивой экономической обстановке, обеспечивающей нормальную деятельность всех отраслей промышленности страны, потребление нерудных строительных материалов, как правило, имеет стабильный прогресс.

Наиболее важными для строительства являются такие нерудные строительные материалы как щебень, песок, гравий, известняк, гипс, ангидрит и др. Добыча их более чем в полтора раза превышает добычу всего вместе взятого рудного и энергетического сырья (табл. 1). Без этих материалов не обходится ни одна стройка, будь то дороги, дома, тоннели или просто ремонт в квартире. Добыча полезных ископаемых растет на 9,98 % в год [7, 5].

Таблица 1. Объемы и структура добычи полезных ископаемых [6]

Доля в общей добыче, %

Годовой объем добычи ПИ, млрд т/г

Годовой объем добычи пород, млрд т/г

Удельный объем добычи пород, т/г

Энергетическое в т.ч.

При этом согласно проведенному анализу рынка нерудных строительных материалов (НСМ) в РФ [2] интерес к нерудным строительным материалам возрастает с каждым годом, спрос и потребление будут неуклонно расти. Конъюнктура рынка благоприятна для освоения новых месторождений. Наиболее востребованными в последнее время становятся добываемые, как открытым, так и подземным способами гипс, ангидрит и известняк.

Подавляющее количество используемого нерудного сырья добывается открытым способом. При этом единственным действенным ограничителем остается лишь процесс изъятия земель сельскохозяйственного направления на поверхности террас под карьеры. Этот способ борьбы за экологию региона трудно назвать эффективным [7].

Открытый способ добычи полезных ископаемых оказывает наиболее негативное воздействие на экологическую обстановку в зоне ведения горных работ. В результате антропогенного воздействия на окружающую среду в зоне действия карьеров происходит заметное ухудшение экологических условий существования человека. Например, загрязнение воздуха, почв, донных отложений, природных вод, биоты и абиоты Земли.

Экспериментами [4] установлено, что основными видами воздействия открытой разработки месторождений общераспространенных полезных ископаемых выступает прямое уничтожение природных экосистем на локальных участках в пределах горного отвода. За пределами горного отвода основное воздействие обусловлено пылением и выбросами загрязняющих веществ от взрывов промышленных ВВ, двигателей дорожно-строительной техники и автотранспорта в границах санитарно-защитных зон разработок. Выявлен риск загрязнения и изменения химического состава подземных вод, подстилающего полезную толщу, в пределах площади отработки запасов и области стока к объектам местной разгрузки.

Тем не менее, сегодня не представляется возможным отказаться от использования открытых горных работ для добычи нерудного строительного сырья. В работе [5] показано, что кроме экономической целесообразности необходимо учитывать экологическую безопасность технологической цепочки добычи и переработки минерального сырья, т.е. неразрывность решения социально-экономических и природных задач. Однако необходимо помнить, что экономическое развитие в отрыве от экологии ведет к превращению Земли в пустыню, а примат экологии без экономического развития закрепляет нищету и несправедливость [6]. Применительно к вопросам добычи нерудного строительного сырья компромиссом может быть разделение полезных ископаемых по возможности их извлечения экологически более «щадящими» технологиями и определения подземного способа отработки как превалирующего. Необходимо, чтобы при принятии решения об освоении того или иного месторождения полезных ископаемых учитывать новые технологии и возможности, соблюдающие геоэкологические требования в регионе и районе ведения горных работ.

В материалах регионального совещания, проходившего в Горно-Алтайске [3], отмечен районный принцип специализации производства строительных материалов с учетом издержек на добычу, переработку и транспортировку. Подчеркивается, что при добыче щебня, песка, гравия необходимо ориентироваться на территорию компактно расположенных потребителей, образующих узлы сосредоточенного потребления, так как каждое такое предприятие имеет свой радиус экономического влияния, определяемый размещением существующего и потенциального спроса его продукции. Это правило действительно для большинства строительных материалов, исключая облицовочный камень, цемент, гипс, минеральную вату, стекло, где транспортная составляющая в стоимости продукции существенно меньше, чем в щебне, гравии и песке.

Проведенный анализ горно-геологических, экономических и горнотехнических условий отработки общераспространенных полезных ископаемых показал, что месторождения щебня, гравия, песка можно отрабатывать только открытым способом. Это связано с тем, что глубина залегания этих месторождений составляет 0-15 м, а ценность мала [2].

Однако большую часть месторождений гипса, ангидрита и известняка можно отрабатывать подземным способом с высокой рентабельностью. Данные месторождения, как правило, осадочного происхождения, глубина их залегания изменяется в диапазоне 50-400 м. При этом природная ценность гипсового сырья выше, нежели щебня или песка, а мощность пластов достигает 5-20 м. Разработка таких месторождений подземным способом может осуществляться с достаточно низкой себестоимостью добычи. Существуют системы разработки, использование которых позволит недропользователю получить доход не ниже, чем при открытой добыче, а с учетом затрат, характерных для открытых горных работ в северных регионах, на поддержание транспортных и инженерных коммуникаций, добычных уступов и т.д. в рабочем состоянии, в условиях продолжительных снежных зим, организацию постоянного искусственного освещения, длительных погодных актировок, а также на рекультивацию нарушенных земель, а то и выше. В этой связи следует иметь в виду, что доля затрат на природоохранные мероприятия в технологически развитых государствах (США, Япония, Франция и др.) составляет до 30-50 % от капитальных вложений на строительство промышленного объекта, что дает нам ориентир на дальнейшее развитие приоритетов при выборе технологий добычи полезных ископаемых.

На сегодняшний день экологическая обстановка в России находится на грани катастрофической. Необходимо ужесточить государственный контроль за проведением мероприятий по рекультивации нарушенных земель и охране окружающей среды горнодобывающими предприятиями.

Одновременно, возможно, для создания инвестиционной привлекательности подземной отработки месторождений нерудного сырья необходимо на государственном уровне создать определенный «положительный климат». Например, ввод «налоговых каникул» для предприятий, которые выбрали подземный способ отработки в условиях, когда открытый способ был выгоднее, либо существенное повышение платежей за нарушение, отчуждение и загрязнение земельных и водных ресурсов.

Существует реальная возможность снижения техногенного фактора экологической опасности реального добывающего предприятия, устранимого за счет замены применяемой технологии, либо частичного введения в технологию дополнительных мероприятий, таких как, например, снижение эксплуатационных потерь полезного ископаемого [1].

Необходимо постоянно помнить, что окружающая среда не есть что-то локальное, изолированное. Это оболочки земной коры, где формируются геохимические поля, находящиеся в постоянном взаимодействии друг с другом и подвергающиеся в той или иной степени влиянию антропогенных факторов. Последние, зачастую, действуют на фоне развивающихся природных экзогенных геологических процессов, что усугубляет экологическую обстановку.

Существующие тенденции в мировом сообществе показывают, что качество окружающей среды станет одним из ключевых факторов конкурентоспособности страны на мировой арене. В настоящее время по утверждению ученых Йельского и Колумбийского университетов (США), серьезные ухудшения в защите окружающей среды и здравоохранении в период с 2000 по 2010 год, а также негативные показатели экологической оценки привели к тому, что Россия достигла самых минимальных успехов в защите природы среди 132 стран. Эксплуатация Россией ее богатых природных ресурсов идет порой «без соблюдения базовых норм и правил», что влияет на качество воздуха и воды. В исследовании, проведенном “Financial Times” утверждается, что даже Китай и Индия со своими гигантскими выбросами оказались в рейтинге выше России.

Экологическая обстановка – есть качество окружающей среды, состояние которой в значительной мере определяет уровень здоровья населения. В последние годы наблюдается четкая тенденция усиления влияния неблагополучной экологической обстановки на здоровье населения и демографическую ситуацию в России. Государственное стимулирование добычи нерудного строительного сырья подземным способом позволит существенно снизить экологическую нагрузку на соответствующие районы ведения горных работ без потери экономической привлекательности региона.

Данные исследования проведены в рамках работы по гранту Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых – кандидатов наук (Конкурс – МК-2012) – МК-3749.2012.5.

Рецензенты:

Анушенков А.Н., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Подземная разработка месторождений», Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет», Институт горного дела, геологии и геотехнологий, г. Красноярск.

Гилёв А.В., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Горные машины и комплексы», Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет», Институт горного дела, геологии и геотехнологий, г. Красноярск.

Какие экологические проблемы связаны с добычей полезных ископаемых?

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.

Возникновение каких экологических проблем связано с открытой добычей железной руды или каменного угля, с добычей нефти

Ответ или решение 2

Экологические проблемы при добыче полезных ископаемых

При добыче каменного угля открытым способом возникает масса экологических проблем:

• в воздухе появляется много крупной пыли от угля и золы;
• портится почва, так как большую территорию земли раскапывают для добычи угля;
• загрязняется воздух и вода;
• возможны оползни плохо закрепленных откосов;
• оседание почв из-за образовавшихся пустот в земле.

При добыче железной руды открытым способом имеются следующие экологические проблемы:

• загрязнение воздуха продуктами переработки руды;
• загрязнение водоемов;
• высушивание местных водоемов из-за необходимости поступления большого количества воды для обработки руды;
• изменение ландшафта из-за большой площади раскопок;
• образование большого количества неотработанной земли;
• риск обвалов и оползней откосов.

Добыча нефти открытым способом создает следующие экологические проблемы:

• загрязнение территории, на которой производится добыча нефти;
• изменение ландшафта на территории, где нефть добывается;
• разлив сырой нефти по технологическим или аварийным причинам;
• нарушение природного баланса;
• загрязнение почвы.

Из вышеперечисленного можно сделать вывод о том, что добыча любых полезных ископаемых совсем не безобидное мероприятие для экологии, которое влечет большое количество вредных последствий для экологии. К счастью, люди понимают это и задумываются о мерах, которые можно предпринять для минимизации вредных последствий. Рассмотрим их подробнее.

Меры по охране окружающей среды

нужно максимально использовать отработанные породы (в них может быть огромное количество полезных ископаемых);

нужно совершенствовать технологии добычи полезных ископаемых в целях минимальной потери природных ресурсов;

рекультивация участков, на которых производилась добыча полезных ископаемых;

создание особых защитных зон около объектов по добыче полезных ископаемых;

максимальная подготовка почвы и извлечение ее полезных свойств перед разработкой месторождения (срезание чернозема и т.д.);

установка мощных очистительных сооружений при обработке полезных ископаемых.

Источники:

http://science-education.ru/ru/article/view?id=10500
http://musorish.ru/ekologicheskie-problemy-dobychey-iskopaemyh/
http://vashurok.ru/questions/vozniknovenie-kakih-ekologicheskih-problem-svyazano-s-otkritoy-dobichey-zheleznoy-rudi-il