“ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ”

(“Вплив на навколишнє середовище гірничого виробництва ”)

Виконав:

Рецензент:

Київ - 2001

Зміст

Геологічне середовища і взаємодія з ним людського суспільства.

Приповерхнева частина земної кори є одним з найважливіших компонентів глобальної соціоекосистеми. З одного боку, вона є мінерально-сировинною базою для виробничої діяльності, а з другого, - місцем існування усієї господарської діяльності людства.

Гірські породи верхньої частини літосфери, що перебувають під впливом інженерно-господарської діяльності людей, називають геологічним середовищем.

З розвитком людського суспільства антропогенний вплив змінює природні геологічні процеси, перетворює їх на антропогенні (інженерно-геологічні) процеси, які пошкоджують навколишнє середовище.

В середині ХХ ст. людина, за визначенням В. І. Вернадського, стала найбільшою геологічною силою на нашій планеті, господарська діяльність людей порушила планетарний геологічний кругообіг речовин і почала викликати інженерно-геологічні процеси, сумірні з природними і навіть потужніші за них.

Геологічне середовище є важливою частиною навколишнього середовища, з ним щільно пов’язані інші природні компоненти глобальної соціоекосистеми.

Геологічне середовище використовується людством у трьох напрямах:

як джерело мінеральної сировини, необхідної для народного господарства;
як місце нагромадження відходів виробництва;
як основа для будівництва різноманітних будівель та інженерний споруд.

Тому найбільш негативно впливають на геологічне середовище гірничовидобувна і будівельна промисловість. Тільки 10 % мінеральної сировини, що людина добуває з надр планети, перетворюється на готову продукцію, решта 90 % забруднює біосферу. Процес цей, на жаль, безперервно прискорюється. За 80 років від початку нашого сторіччя з надр Землі добуто більше корисних копалин, ніж за всю історію цивілізації. Через кожні 15 років об’єм видобутих корисних копалин подвоюється. До 1962 р. на поверхні землі накопичився 861 млрд. тонн техногенних (тобто перероблених і перевідкладених людською діяльністю) геологічних відкладів. За три останні десятиріччя ця цифра потроїлася. Для порівняння варто нагадати, що природним шляхом поверхневими текучими водами на нашій планеті щорічно відкладається лише 13 млрд. тонн уламкових порід.

При нераціональному використанні геологічного середовища руйнується не лише це середовище, а й пов’язані з ним інші компоненти біосфери: ґрунтовий та рослинний покрив, поверхневі підземні води тощо. При цьому мають місце не лише процеси механічного руйнування та засмічення навколишнього середовища, але й його геохімічного забруднення. Адже хімічні елементи в товщі нашої планети розподілені нерівномірно. Живі організми пристосувалися до тих елементів, які найбільш поширені в приповерхневих шарах земної кори. Однак людська діяльність піднімає з глибин Землі величезні маси ендогенних мінералів, збагачених рідкісними для поверхні хімічними елементами – важкими металами, радіонуклідами тощо, навіть незначні концентрації яких небезпечні для живих організмів. Внаслідок видобутку, збагачення та переробки корисних копалин, нагромадження пустої породи та відходів виробництва відбувається концентрація цих шкідливих елементів на значних площах, що призводить до тяжких захворювань і навіть масової загибелі рослин, тварин і людей.

Розглянемо основні фактори руйнування геологічного середовища та пов’язаних з ними інших компонентів навколишнього середовища нераціональною господарською діяльністю.

Пошкодження геологічного та всього природного середовища відбувається при пошуках корисних копалин – на стадії геологорозвідувальних робіт. Сучасні свердловини можуть досягати глибини кількох кілометрів. Надглибока свердловина на Кольському півострові має глибину 12 км. При бурінні таких свердловин на поверхню Землі піднімаються великі об’єми гірських порід, які захаращують і забруднюють околиці місце розташування свердловин. Наприклад, при глибині свердловини 5 км об’єм розбурених і піднятих на поверхню порід сягає 800 м ³. Залишені у вигляді відвалів ці техногенні відклади розмиваються дощовими й талими водами і забруднюють навколишню територію шкідливими для живих організмів сполуками.

При бурінні свердловин часто використовують бурові розчини, до складу яких входять водорозчинні солі, органічні речовини та різноманітні обважнювачі, які забруднюють не лише земну поверхню в місцях буріння свердловин, а й підземні водоносні та водопроникні горизонти. Коли свердловини досягають нафто- або газоносних пластів, нерідко відбуваються викиди нафти і газу, які забруднюють грунти і воду, а при самозагорянні – атмосферне повітря. Атмосфера інтенсивно забруднюється також у процесі бурових робіт. При бурінні глибоких свердловин кількість вихлопних отруйних газів двигунів бурових установок сягає близько 260 000 м ³ на добу.

Поверхневі розвідувальні виробки: шурфи, канави тощо активізують ерозійні процеси, стимулюють яроутворення, яке вилучає із сільськогосподарської сфери значні площі родючих земель. Крім того, в місцях проведення геологорозвідувальних робіт грунтоворослинний покрив, як правило, сильно пошкоджується транспортними засобами, забруднюється нафтопродуктами, засмічується виробничими та побутовими твердими відходами.

При видобутку корисних копалин діють ті самі фактори руйнування середовища, як і при геологорозвідувальних роботах, але в значно більших масштабах. На нафтопромислах грунти забруднюються на глибину 25 см і більше. При підземному видобутку твердих корисних копалин підземні гірські виробки (штреки, штольні тощо), як правило, залишаються незабутованими (тобто незаповненими) відпрацьованою породою і над ними починається осідання земної поверхні. Що захоплює великі території. Це осідання часто супроводжується заболочуванням земель, яке виводить їх частково або повністю зі сфери природокористування. Крім того, при видобутку та збагаченні твердих корисних копалин на поверхні Землі накопичуються величезні маси гірських порід, позбавлених корисних копалин, але все ще збагачених ендогенними мінералами. Ці нагромадження техногенних відкладів у вигляді териконів або відвалів вилучають із природного кругообігу значні площі, псують навколишні ландшафти, а при розмиванні дощовими й талими водами забруднюють навколишнє середовище шкідливими для живих організмів хімічними елементами. Особливо небезпечні нагромадження радіоактивних порід.

При видобутку корисних копалин відкритим способом геологічне середовище порушується виїмками гірських порід – кар’єрами, площа яких може досягати десятків квадратних кілометрів, а глибина – сотень метрів. Щоб запобігти затопленню кар’єру, з метою пониження рівня підгрунтових вод кар’єр оточують колом гідрогеологічних свердловин, з яких безперервно викачують воду. Якщо у навколишніх товщах гірських порід містяться легкорозчинні відклади (вапняки, гіпси, ангідрити, кам’яна сіль тощо), такі відкачки сприяють розчиненню їх і утворенню глибинних карстових порожнин, які стають причиною виникнення карстових провалів на прилеглих до кар’єру територіях.

Руйнування геологічного і усього навколишнього середовища відбувається при видобутку сірки методом її підземної виплавки. При цьому в надра землі, що містять поклади самородної сірки, через свердловини закачують під тиском гарячу воду, яка виплавляє сірку і виносить її на земну поверхню. Збагачені сіркою водні розчини насичують нею приповерхневі товщі пористих осадових порід і перетворюють земну поверхню на значних площах на просякнутий сіркою бедленд, позбавлений усього живого.

Геохімічне забруднення навколишнього середовища відбувається також в місцях розташування металургійних і хімічних заводів та інших підприємств, що перероблюють мінеральну сировину. Тверді, рідкі та газоподібні відходи виробництва інтенсивно забруднюють на прилеглих територіях грунти, рослинність, поверхневі і підземні води та атмосферне повітря. Потужними джерелами забруднення навколишнього середовища виступають також гідровідстойники, шлаконакоплювачі тощо.

Спалювання горючих копалин – каустобіолітів: кам’яного та бурого вугілля, торфу, нафти, газу, горючих сланців – веде до збільшення концентрації вуглекислого газу в атмосфері, потепління клімату і посилення геохімічної діяльності річок. Крім того, в багатьох каустобіолітах присутня в них чи інших кількостях сірка, внаслідок чого в атмосферу щорічно поступає близько 150 млн. тонн сірчистого газу – основного компоненту кислотних дощів.

Значний негативний вплив на геологічне середовище має будівництво та експлуатація різноманітних будівель та інженерних споруд. Під тиском цих будівель та споруд малостійкі гірські породи можуть деформуватися і осідати. На підрізаних та навантажених будівлями схилах часто виникають обвали і зсуви значних мас гірських порід. Ці процеси також мають місце внаслідок підрізок схилів під час прокладання автомобільних та залізничних шляхів, газо- й нафтопроводів, ліній високовольтних електропередач тощо. Особливо небезпечне будівництво шляхопроводів та трубопроводів через гірські системи. Раніше в Україні через Українські Карпати без достатнього врахування місцевих умов було прокладено 11 таких трас, що пошкодило геологічне середовище і зруйнувало навколишні природні екосистеми на великих площах.

Суттєво порушують геологічне середовище і штучно викопані підземні порожнини: тунелі. Гірничі виробки тощо. Під час експлуатації будівель та споруд нерідко, внаслідок несправності водогінної системи або скидання рідких стоків, відбувається замочування й просідання лесових порід.

У зв’язку з широкомасштабним руйнуванням господарською діяльністю геологічного середовища все більш актуальною стає проблема його раціонального використання. Воно полягає, з одного боку, у максимально повному вилученні і використанні мінеральної сировини при видобутку, збагаченні та переробці корисних копалин, а з другого – у зведенні до мінімуму шкоди, яку завдають ці процеси навколишньому середовищу.

Максимально повне використання мінеральної сировини може бути досягнуто застосуванням нових прогресивних технологій, які дозволятимуть комплексно використовувати родовища корисних копалин, максимально повно добувати з вміщуючих порід і покривних товщ корисні речовини, і, крім основного для даного родовища виду мінеральної сировини, добувати та використовувати супутні види. Іншим шляхом, що веде до тієї ж мети, є максимально повна утилізація залишкової породи, шлаків, шламів та інших відходів гірничодобувної та переробної промисловості для потреб будівництва, сільського господарства тощо.

Заходи щодо запобігання негативного впливу на оточуюче середовище

Що стосується мінімізації шкоди, яку завдає господарська діяльність геологічному і всьому навколишньому середовищу, то вона неможлива без підвищення загальної виробничої культури і суворого виконання всіх природоохоронних правил та норм.

Зокрема, на місці та в околицях ведення геологорозвідувальних та гірничовидобувних робіт слід уникати засмічення території побутовими та виробничими відходами, крім місць, спеціально відведених для нагромадження їх; здійснювати повний збір відходів буріння по кожному виду окремо; обов’язково засипати розвідувальні гірські виробки; оснащувати транспортні засоби гумовими гусеницями та пневмокатками, які завдають значно меншої шкоди грунтово-рослинному покриву; скидати у водойми шахтні та бурові води лише після повного очищення їх; переходити до безвибухових методів проходження гірських виробок; застосовувати мікробіологічні препарати для очищення ґрунтів від забруднень нафтопродуктами тощо.

Необхідно здійснювати рекультивацію земель на місці відпрацьованих відкритим способом родовищ корисних копалин. Це поняття охоплює весь комплекс робіт, спрямованих на відновлення родючості й народногосподарської цінності порушених земель. У вузькому розумінні рекультивація – це відновлення шару ґрунту, попередньо знятого з ділянок, де передбачається його механічне руйнування або сильне забруднення. Для того щоб уникнути осідання земель над підземними виробками при видобутку корисних копалин закритим способом, необхідно забутовувати їх після відпрацювання відходами видобутку мінеральної сировини (пустою породою). Ці заходи, крім основного ефекту, допомагають також запобігати додатковому забрудненню навколишнього середовища звалищами відпрацьованої гірської породи на поверхні Землі.

Щоб уникнути руйнування геологічного середовища при будівництві, необхідно обов’язково виконувати весь комплекс інженерно-геологічних розвідувань, щоб, залежно від конкретних інженерно-геологічних умов, правильно визначити характер фундаменту, висотність та інші особливості проектованих будівель та споруд.

Наприкінці цього реферату я ще кілька слів добавити персонально від себе (а не з різної літератури).

Коли я був у Донбасі (м. Червоноармійськ, Донецька обл.) мене дуже вразили огромні терикони відпрацьованої породи. Десятки метрів заввишки, сотні метрів у діаметрі!!! Піраміда Хеопса може здатися не сильно великою якщо її порівняти з деякими териконами!!! Уся ця порода дуже забруднює навколишнє середовище. Я не навіть можу себе уявити яке ВЕЛИКЕ забруднення дають відвали відпрацьованої радіоактивної породи (м. Кіровоград)!!! Це ж декілька Чорнобилів разом, тільки розтягнуті у часі на багато років.