Влияние добычи полезных ископаемых на окружающую среду. Влияние добычи полезных ископаемых на экологию

"Сланцевая революция", очевидно, всерьез овладевает умами политиков и бизнесменов всего мира. Пальму первенства в этой сфере держат американцы, но, по-видимому, есть вероятность, что и остальной мир вскоре к ним присоединится. Конечно, есть государства, где практически не ведется добыча сланцевого газа - в России, например, к этому начинанию основной процент политических и бизнес-элит относится довольно скептически. При этом дело не столько в факторе экономической рентабельности. Важнейшее обстоятельство, которое может повлиять на перспективы такой отрасли, как добыча сланцевого газа, - последствия для экологии. Сегодня мы изучим данный аспект.

Что такое сланцевый газ?

Но для начала - небольшой теоретический экскурс. Что такое сланцевый полезное ископаемое, которое добывается из особого вида минералов - Основной метод, с помощью которого ведется добыча сланцевого газа, последствия которой мы сегодня, руководствуясь позициями экспертов, изучим - фрекинг, или гидроразрыв пласта. Устроен он примерно так. В земные недра вводится в почти горизонтальном положении труба, а одно из ее ответвлений выводится на поверхность.

В процессе фрекинга в газохранилище нагнетается давление, которое способствует выходу сланцевого газа наверх, где он и собирается. Наибольшую популярность добыча упомянутого полезного ископаемого приобрела в Северной Америке. По подсчетам ряда экспертов, рост выручки в рамках этой индустрии на рынке США за последние несколько лет составил несколько сотен процентов. Однако безусловный экономический успех в аспекте освоения новых способов добычи "голубого топлива" может сопровождаться огромными проблемами, связанными с добычей сланцевого газа. Носят они, как мы уже сказали, экологический характер.

Вред экологии

То, на что США и другим энергетическим державам следует, по мнению экспертов, обратить особое внимание, работая в такой сфере как добыча сланцевого газа, - последствия для экологии. Самую главную угрозу для окружающей среды таит в себе основной метод извлечения полезного ископаемого из недр земли. Речь идет о том самом фрекинге. Он, как мы уже сказали, представляет собой подачу в земной пласт воды (под очень большим давлением). Подобного рода воздействие способно оказать выраженное негативное влияние на окружающую среду.

Реагенты в действии

Технологические особенности фрекинга - это не единственный характера. Текущие методы добычи сланцевого газа предполагают использование нескольких сотен разновидностей химически активных, и в потенциале токсичных, веществ. Что это может означать? Дело в том, что разработка соответствующих месторождений требует задействования больших объемов пресной воды. Плотность ее, как правило, меньше той, что свойственна подземным водам. И потому легкие слои жидкости, так или иначе, могут со временем подняться на поверхность и достигнуть зоны смешения с питьевыми источниками. При этом в них, вероятно, будут содержаться токсичные примеси.

Более того, возможен вариант, при котором легкая вода будет возвращаться на поверхность загрязненной не химическими, а вполне природными, но все-таки вредными для здоровья человека и экологии веществами, которые могут содержаться в глубинах земных недр. Показательный момент: известно, что планируется добыча сланцевого газа на Украине, в районе Карпат. Однако эксперты одного из научных центров провели исследование, в ходе которого выяснилось: слои земли в тех регионах, которые, как предполагается, содержат в себе сланцевый газ, характеризуются повышенным содержанием металлов - никеля, бария, урана.

Просчет технологии

К слову, ряд экспертов из Украины призывает обратить внимание не столько на проблемы добычи сланцевого газа в аспекте использования вредных веществ, сколько на недостатки в применяемых газовиками технологий. Представители научной среды Украины в одном из своих докладов на экологическую тематику выдвинули соответствующие тезисы. Какова их сущность? Выводы ученых, в целом, сводятся к тому, что добыча сланцевого газа на Украине может нанести значительный ущерб плодородности почв. Дело в том, что при тех технологиях, что задействуются для изоляции вредных веществ, некоторые материалы будут располагаться под пахотным грунтом. Соответственно, что-то вырастить над ними, в верхних слоях почвы, будет проблематично.

Украинские недра

Есть в среде украинских экспертов также и опасения по поводу возможного расходования запасов питьевой воды, которые могут являть собой стратегически значимый ресурс. Вместе с тем, уже в 2010 году, когда сланцевая революция только набирала обороты, украинские власти выдали лицензии на проведение разведывательных работ по сланцевому газу компаниям уровня ExxonMobil и Shell. В 2012 году было осуществлено бурение поисковых скважин в Харьковской области.

Это могло свидетельствовать, полагают эксперты, о заинтересованности украинских властей в освоении "сланцевых" перспектив, вероятно, с целью снизить зависимость от поставок голубого топлива из РФ. Но сейчас неизвестно, считают аналитики, каковы дальнейшие перспективы работы в этом направлении (в силу известных политических событий).

Проблемный фрекинг

Продолжая рассуждение о недостатках технологий добычи сланцевого газа, можно обратить внимание также и на другие примечательные тезисы. В частности, при фрекинге могут использоваться некоторые вещества Они задействуются как жидкости разрыва. При этом частое их использование может приводить к значительному ухудшению степени проницаемости пород для водных потоков. Для того чтобы избежать этого, газовики могут использовать воду, в которой используются растворимые химические производные веществ, близких по составу к целлюлозе. А они несут серьезную угрозу здоровью человека.

Соли и радиация

Были прецеденты, когда присутствие химических веществ в водах в районе сланцевых скважин было зафиксировано учеными не только в расчетном аспекте, но также и на практике. Проанализировав воду, стекавшуюся в очистные сооружения в Пенсильвании, эксперты обнаружили намного более высокий, чем в норме, уровень содержания солей - хлоридов, бромидов. Некоторые из веществ, обнаруженных в воде, могут вступать в реакцию с атмосферными газами - например, озоном, в результате чего могут образовываться токсичные продукты. Также в некоторых слоях недр, расположенных в районах, где добывается сланцевый газ, американцы обнаружили радий. Который, соответственно, радиоактивен. Не считая солей и радия, в водах, которые концентрируются в районах, где применяется основной способ добычи сланцевого газа (фрекинг), учеными были обнаружены различного рода бензолы, толуол.

Законная лазейка

Некоторые юристы отмечают, что вред экологии, наносимый американскими газодобывающими компаниями "сланцевого" профиля, имеет едва ли не законную природу. Дело в том, что в 2005 году в США был принят правовой акт, по которому метод фрекинга, или гидроразрыва пласта, был выведен из-под мониторинга Агентства по охране окружающей среды. Это ведомство, в частности, следило за тем, чтобы американские бизнесмены действовали в соответствии с предписаниями Закона о защите питьевой воды.

Однако, с принятием нового правового акта, предприятия США получили возможность действовать вне зоны контроля Агентства. Стала возможной, отмечают эксперты, добыча сланцевой нефти и газа в непосредственной близости от подземных источников питьевой воды. И это невзирая на то, что Агентство в одном из своих исследований пришло к выводу, что источники продолжают загрязняться, и не столько в процессе фрекинга, сколько через некоторое время после завершения работ. Аналитики считают, что закон был принят не без политического давления.

Свобода по-европейски

Ряд экспертов акцентирует внимание на том, что не только американцы, но также и европейцы не желают понимать, чем опасна добыча сланцевого газа в потенциале. В частности, Еврокомиссия, разрабатывающая источники права в различных сферах экономики ЕС, даже не стала создавать отдельного закона, регулирующего вопросы экологии в данной отрасли. Ведомство ограничилось, подчеркивают аналитики, всего лишь изданием рекомендации, фактически ни к чему не обязывающей энергетические компании.

Вместе с тем, по замечаниям экспертов, европейцы пока не слишком стремятся к скорейшему началу работ по добыче голубого топлива на практике. Не исключено, что все те дискуссии в ЕС, что связаны со "сланцевой" тематикой, - всего лишь политические спекуляции. И на деле европейцы, в принципе, не собираются осваивать добычу газа нетрадиционным методом. По крайней мере, в ближайшем будущем.

Жалобы без удовлетворения

Есть сведения, что в тех районах США, где идет добыча сланцевого газа, последствия экологического характера уже дали о себе знать - и не только на уровне промышленных исследований, но и в среде обычных граждан. Американцы, живущие по соседству со скважинами, где применяется фрекинг, стали замечать, что вода из-под крана сильно потеряла в качестве. Они пытаются выразить протест против добычи сланцевого газа в своей местности. Однако их возможности, как полагают эксперты, несопоставимы с ресурсами энергетических корпораций. Схему бизнесы реализуют достаточно простую. При возникновении претензий со стороны граждан они формируют наняв экологов. В соответствии с этими документами, питьевая вода должна быть в полном порядке. Если жителей не устраивают эти бумаги, то газовики, как сообщается в ряде источников, выплачивают им в досудебном порядке компенсации взамен подписания договоров о неразглашении сведений о подобных сделках. В результате чего гражданин теряет право сообщать что-то прессе.

Вердикт не обременит

Если же судебные процессы все же инициируются, то решения, выносимые не в пользу энергетических компаний, на деле не являются сильно обременительными для газовиков. В частности, по некоторым из них корпорации обязуются поставлять за свой счет гражданам питьевую воду из экологически чистых источников или же устанавливать для них очистное оборудование. Но если в первом случае пострадавшие жители, в принципе, могут быть довольны, то во втором - как полагают эксперты - особого повода для оптимизма может и не быть, поскольку некоторые все же могут просачиваться через фильтры.

Власти решают

В среде экспертов бытует мнение, что интерес к сланцу в США, равно как и во многих других странах мира, в большей степени политический. Об этом, в частности, может свидетельствовать тот факт, что многие газовые корпорации поддерживаются правительством - особенно в таком аспекте, как налоговые льготы. Экономическую же состоятельность "сланцевой революции" эксперты оценивают неоднозначно.

Фактор питьевой воды

Выше мы рассказали о том, что украинские эксперты ставят под сомнение перспективы добычи сланцевого газа в своей стране, во многом в силу того фактора, что технология фрекинга может потребовать расходования большого количества питьевой воды. Надо сказать, что подобные опасения высказывают и специалисты из других государств. Дело в том, что и без сланцевого газа уже сейчас наблюдается во многих регионах планеты. И вполне вероятно, что подобная ситуация в скором времени может наблюдаться и в развитых странах. А "сланцевая революция", понятное дело, будет только способствовать ускорению этого процесса.

Неоднозначный сланец

Есть мнение, что добыча сланцевого газа в России и других странах не осваивается совсем или, по крайней мере, не происходит в таком темпе, как в Америке, как раз таки по причине рассмотренных нами факторов. Это, прежде всего, риски загрязнения окружающей среды токсичными, а иногда и радиоактивными, соединениями, имеющими место быть при фрекинге. Также это вероятность истощения резервов питьевой воды, которая может в скором времени даже в развитых странах стать ресурсом, по степени значимости не уступающим голубому топливу. Разумеется, в расчет берется также и экономическая составляющая - среди ученых нет единого мнения по вопросам рентабельности сланцевых месторождений.

Недра

Недра - это верхняя часть земной коры, в пределах которой возможна добы-ча полезных ископаемых. Недра содержат минераль­ные ресурсы - основу ведущих отраслей мирового хозяйства.

Совокупность полезных ископаемых, заключенных в недрах составляет поня-тие «минеральные ресурсы», которые являются ос­новой для развития важнейших отраслей промышленности (энер­гетика, черная и цветная металлургия, химическая промышлен­ность, строительство).

На территории России известно несколько тысяч месторожде­ний топливно-энергетического комплекса, нерудного сырья и под­земных вод. Вместе с тем после распада СССР возникла проблема создания собственной сырьевой базы марганце-вых, хромитовых, фосфоритовых руд, каолина, крупные месторождения которых на территории страны практически отсутствуют. При нали­чии сырьевой базы не добы-ваются титан, ртуть. Значительная доля свинцового, цинкового, сурьмяного, ниобиевого, редкоземельного и другого сырья ранее перерабатывалась в бывших союзных рес­публиках. Оттуда в Россию поступали железный концентрат, глино­зем, молибден, фосфатное, серное, калийное сырье, полупродукты некоторых цветных и редких металлов.

Прогнозные ресурсы практически всех видов минерального сы­рья в целом по стране весьма значительны , но реализация их тре­бует систематических инвестиций в геологическое изучение недр.

По оценкам ресурс российских недр, а также то, что на поверхность нашей страны, составляет в денежном выражении 140 трлн. долларов. Для сравне­ния: это более 2000 современных национальных годовых бюджетов. Полезных ископаемых разведано пока на 29 трлн. долларов.

Сокращение ассигнований на геолого-разведочные рабо­ты в последние годы привело практически к прекращению поисков отсутствующих в России полезных ископаемых, а также работ по компенсации погашенных запасов, расширению и улучшению минерально-сырьевой базы страны. В результате прирост запасов практически по всем видам полезных копаемых оказался ниже, чем было необходимо для компенсации поглощенных запасов, даже при уменьшившейся добыче.

Распределение месторождений на территории России весьма равномерно. Наибольшим валовым минерально-сырьевым потенциалом обладают Дальний Восток и Приморье (месторождения цветных, редких, благородных металлов, бора). Несмотря на относительно низкую долю разведанных запасов от общего потенциала (минеральных ресурсов (3%), в регионе добывается практически все: олово, сурьма, алмазы, бор, более половины золота, свинца, пла­викового шпата, треть вольфрама от всей добычи по России.

Важную роль в общероссийском балансе добычи играют мес­торождения железных руд Курской магнитной аномалии, нефти Поволжья, вольфрама и молибдена Северного Кавказа.

Считается, что бедны ми­неральными ресурсами Центральный и Волго-Вятский районы. Однако это не означает отсутствия достаточного количества полезных ископаемых, они просто могут находится в глубоких горизонтах.

В Печенгском районе близ города Никель, где сосредоточены большие запасы никелевых руд. До этого здесь было пробурено свыше миллиона метров разве­дочных скважин, но на большую глубину они не уходили. Счита­лось, что месторождения никелевых руд располагаются недалеко от поверхности - на глубине 100 м. Кольская скважина 12262 м на глубине 1600-1800 м вскрыла рудное тело с промышленным содержанием меди и никеля. Одно это оправдало все затраты на ее создание. При Дальнейшем бурении получены новые данные. На глубине 10-10,25 км на Кольской сверхглубокой вскрыты новые элементы гранитного слоя, где есть никель, медь, золото, причем с промышленным со­держанием. С 1998 г. скважина работает в режиме геологической лаборатории мирового класса.

Вся сырьевая минеральная база охватывает глубины до 4 км. Эти запасы быстро истощаются. Глубокое бурение позволяет следить за глубинами Земли и лучше понять, как образуются запасы полезных ископаемых.

Вторжение в недра может оказывать иногда весьма ощутимое воздействие на природу. В ряде случаев выводятся из пользования сельскохозяйственные угодья, причиняется вред лесам, меняются гидрогеологический режим районов, рельеф местности и движе­ние воздушных потоков, загрязняются отходами производства поверхность земли, воздушный и водный бассейны.

На месте открытых разработок уничтожаются растительность животные, почва, переворачиваются, на глу­бину сотен метров многовековые геологические напластования Породы, вынесенные из глубин на поверхность, могут оказаться не только биологически стерильными, но и токсичными для рас­тений и животных. Большие территории превращаются в безжизненные пространства - ин­дустриальные пустыни. Подобные земли, выбывая из хозяйствен­ного использования, становятся опасными очагами загрязнения.

Существенные изменения, вносимые в природные ландшафты промышленностью, часто не могут быть восстановлены самой приро­дой в обозримо короткие сроки , особенно на территориях с экстремаль­ными условиями (районы вечной мерзлоты и засушливые области).

При переработке полезных ископаемых подавляющая часть до­бываемой горной массы идет в отвалы.

На протяжении многих лет на высоком уровне сохраняются потери в недрах при подземном способе добычи угля (23,5%), в том числе и коксующегося (20,9%), хромовой руды (27,7%), ка­лийных солей (62,5%).

Значительный ущерб несет государство от потерь ценных ком­понентов и некомплексной переработки уже добытого минераль­ного сырья. Так, в процессе обогащения руд теряется более трети олова и около четверти железа, вольфрама, молибдена, окислов калия, пятиокиси фосфора из фосфоритной руды.

Неудовлетворительно используется при добыче нефтяной газ, которого в России (в основном в Тюменской области) только в 1991 г. сожжено в факелах более 10 млрд. м 3).

В настоящее время горнопромышленный комплекс превратил­ся в один из самых крупных источников нарушения и загрязнения окружающей среды. Спектр влияния загрязнителей, образующихся в результате деятельности предприятий горнодобывающей промышленности на биосферу, настолько широк, что в ряде районов вызывает непредсказуемые эффекты, губительно влияющие на состояние растительного и животного мира.

Вo многих случаях добытое минеральное сырье используется некомплексно, не подвергается глубокой переработке . Особенно это касается ценных попутных компонентов, запасы которых по­гашаются из недр пропорционально добыче запасов основных по­лезных ископаемых, но извлечение их из недр руд значительно отстает от добычи основных полезных ископаемых. Потери проис­ходят в основном на стадии обогащения руд и металлургического передела из-за несовершенства применяемых или отсутствия не­обходимых технологий .

Под влиянием горных разработок происходят существенные из­менения природных ландшафтов. В районах добычи полезных иско­паемых образуется специфический рельеф , представленный ка­рьерами, терриконами, отвалами , хвостохранилищами и другими техногенными образованиями. При подземном способе добычи про­исходит снижение массива горных пород в сторону вырабатываемо­го пространства, образуются трещины, разрывы, провалы, воронки и оседания земной поверхности, на больших глубинах в горных вы­работках проявляются горные удары, выбросы и лучения пород, выделение метана, сероводорода и других токсичных газов, внезап­ные прорывы подземных вод, особенно опасные в карстовых райо­нах и в зонах крупных разломов . При открытом способе отработки месторождений полезных ископаемых развиваются оползни, осы­пи, обвалы, сели и другие экзогенные геологические процессы.

Отходы горнодобывающих предприятий загрязняют почву, под­земные поверхностные воды, атмосферу, отрицательно влияют на растительный и животный мир, исключают значительные площа­ди земель из сельскохозяйственного оборота, строительства и дру­гих видов хозяйственной деятельности. Вместе с тем значительная часть отходов горнодобывающих производств содержит ценные ком­поненты в концентрациях, достаточных для промышленного из­влечения, и служит хорошим сырьем для производства разнооб­разных строительных материалов. Однако их использование с этой целью не превышает 6-7%. Повышение использования отходов гор­нодобывающих и металлургических производств, может дать большой экономический эффект.

При горнодобывающих работах изменяется гидрогеологический режим территории. В большинстве случаев снижается уровень грун­товых вод, происходит иссушение не только мест проведения гор­ных работ, но и прилегающих к ним территорий. Образуется так называемая «депрессионная» воронка осушения , диаметр которой в несколько раз превышает размеры участка горных работ. В отдельных случаях (при перекрытии поверхностных водостоков или оседании поверхности земли после подработки) возможно и заболачивание и (подтопление) территории. Иссушение районов проведения работ вызывает обмеление и даже исчезновение малых рек.

Ежегодно в реки сбрасываются сотни миллионов кубометров недостаточно очищенных или совсем неочищенных вод из шахт обогатительных фабрик и карьеров, не говоря уже о других промышленных предприятиях. Эти воды несут миллионы тонн твер­дых взвешенных частиц. В результате многие реки превращаются , в сущности, в сточные коллекторы , в которых течет уже не вода, а углистая суспензия .

Прямым следствием подземных горных работ становится усыхание лесов в подработанных шахтами местах. Старые деревья не могут перестроиться на более сухой режим водного питания. К тому же происходящие при осадке кровли смещения грунтовой толщи приводят к разрыву корней.

Загрязнение атмосферного и водного бассейнов в угледобывающих районах частично также связано с нарушениями и нерекультивируемыми землями, хотя основными источниками загрязнения яв­ляются технологические процессы добычи и обогащения угля, хи­мические препараты.

Атмосфера загрязняется пылью при буровзрывных, вскрышных, транспортно-погрузочных работах, от ветровой эрозии отва­лов горной породы. Достаточно сказать, что только при одном сред­нем по мощности взрыве в воздух выбрасываются сотни кубометров пылегазового облака, содержащего десятки тонн пыли. С незакреп­ленных растительностью породных отвалов ветром сдувается в не­которых случаях до 200 т пыли с 1 га.

Горнодобывающие работы вызывают настоящую «цепную ре­акцию» негативных изменений в окружающей среде. Разрушается почвенный покров, исчезает растительный и животный мир, на­рушается гидрологический и температурный режим не только в местах добычи, но и на прилегающих территориях, происходит загрязнение вод продуктами эрозии, а воздушного бассейна пылью и газами. Это существенно ухудшает экологические усло­вия окружающей среды или применительно к человеку - сани­тарно-гигиенические условия жизни.

Специфические изменения окружающей среды происходят при хозяйственном освоении северных районов. Нарушение условий теплообмена приводит к развитию криогенных физико-геологических процессов, таких, как термокарст, криогенное пучение, термоэро­зия и др.

На недра криолитозоны приходится большая часть (более 60%) наших запасов углеводородного сырья. Они сконцентрированы в нескольких гигантских месторождениях, среди которых выделяся Медвежье, Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, а также месторождения полуострова Ямал и др.

Техногенному воздействию при строительстве и эксплуатации объектов газовой промышленности подвергается весь комплекс природных условий: мерзлотный ландшафт, толщи пород, почвенный слой, снежный покров, подземные воды, атмосферный воз­дух, а также флора и фауна.

Наиболее ощутимый ущерб испытывает геологическая среда и, прежде всего, верхний горизонт криолитозоны. Нарушения ра­стительности, почвенного и снежного покрова на большой пло­щади создают благоприятные условия для интенсивного развития эрозионных процессов.

Активизация хозяйственной деятельности человека в Западно-Сибирской тундре приводит к ускорению естественного процесса отступления северной границы лесов в результате заболачивания ровных участков. Вследствие этого увеличиваются тундроподобные территории, климат становится более суровым. При строительстве дорог, линий электропередачи и других объектов возле жилых по­селков вырубаются леса.

Большой ущерб природной среде наносит применение в теплый период тяжелого гусеничного транспорта . Гусеницы тракторов и вез­деходов разрывают дернину, что ведет к протаиванию многолетнемерзлого слоя, развитию эрозии и термокарста. В отдельных рай­онах тундры достаточно расчистить грунтовую площадку, чтобы через несколько лет она превратилась в озеро . Поэтому для работы в условиях Крайнего Севера применяют новые типы транспорт­ных средств с низким удельным давлением на грунт, высокой про­ходимостью и грузоподъемностью, не нарушающих почвенно-растительный покров. Известно, что следы тяжелой техники сохраняют­ся в тундре в течение 30-40 лет.

Интенсивное освоение нефтяных и газовых месторождений тю­менского севера оказывает значительное воздействие на природную среду региона. Добыча нефти и газа приводит к заметному нарушению экологического равновесия, загрязнению окружающей среды. Это относится к воздушному и водному бассейнам, недрам, растительному и животному миру.

Особенно легко нарушается природное равновесие в условиях Крайнего Севера. Уничтоженный автомашиной ягель восстанавли­вается лишь через несколько десятилетий , тракторный след на веч­ной мерзлоте постепенно превращается в глубокий овраг. Освоение богатейшего газоконденсатного месторождения, разведка новых залежей углеводородов, строительство трубо­проводов, появление вахтовых и трассовых поселков превратили полуостров Ямал в район интенсивной индустриализации.

Горнопромышленный комплекс - один из крупнейших ис­точников нарушенных земель и загрязнения окружающей среды в России. В 7 из 15 районов с крайне неблагополучной экологичес­кой обстановкой концентрируется крупное добывающее производ­ство, а в 5 - добыча совмещена с переработкой минерального сырья. В некоторых районах Урала и Кузбасса высокая загрязнен­ность и деградация природной среды достигли критических значе­ний. Причинами нарушения экологического равновесия на полови­не изъятых для промышленного использования площадей стали добыча и отчасти геологоразведочные работы. Под них отчужда­ются обширные площади пахотных земель и экологически уязви­мых тундровых и таежных угодий . Возникновение карьерных впа­дин, провалов и депрессий в районах подземных разработок, а также отвалов и отстойников приводит к необратимым ландшаф­тным изменениям, а нарушение гидрогеологического режима - к образованию депрессионных воронок в окрестностях крупных карьеров, рудников и шахт.

При добыче и переработке полезных ископаемых происходит масштабное воздействие человека на природную среду. Возникающие при этом экологические проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых, требуют всестороннего изучения и незамедлительного решения.

Чем характеризуется добывающая отрасль?

В Российской Федерации широко развита добывающая отрасль, ведь на территории страны расположены месторождения основных видов полезных ископаемых. Эти скопления минеральных и органических образований, находящиеся в земных недрах, эффективно применяются, обеспечивая жизнедеятельность людей и производство.

Все полезные ископаемые можно разделить на три группы:

• твердые , подразделяющиеся на: уголь, руды, нерудные материалы и др.;
• жидкие , основными представителями этой категории являются: пресная, минеральная вода и нефть;
• газообразные , к которым относится природный газ.

В зависимости от назначения производится добыча полезных ископаемых следующих видов:

• рудных материалов (железных, марганцевых, медных, никелевых руд, бокситов, хромитов и благородных металлов);
• строительных материалов (известняка, доломита, глины, песка, мрамора, гранита);
• нерудных ресурсов (яшмы, агата, граната, корунда, алмазов, горного хрусталя);
• горно-химического сырья (апатитов, фосфоритов, поваренной и калийной соли, серы, барита, бром- и йодсодержащих растворов;
• топливно-энергетических материалов (нефти, газа, угля, торфа, горючих сланцев, урановых руд);
• гидроминерального сырья (подземных пресных и минерализированных вод);
• минеральных образований океана (рудоносных жил, пластов континентального шельфа и железомарганцевых включений);
• минеральных ресурсов морской воды.

На долю российской добывающей промышленности приходится четверть мирового объема добычи газа, 17% добываемой в мире нефти, 15% – каменного угля, 14% – железной руды.

Предприятия добывающей промышленности стали крупнейшими источниками загрязнения природной среды. Вещества, которые выбрасываются горнодобывающим комплексом, оказывают губительное воздействие на экосистему. Проблемы негативного воздействия добывающей и перерабатывающей промышленностей стоят очень остро, так как затрагивают все сферы жизни.

Как влияет отрасль на земную поверхность, воздух, воду, флору и фауну?

Масштабы развития добывающей отрасли поражают: при пересчете объемов добычи сырья на одного жителя планеты получится примерно 20 тонн ресурсов. Но лишь десятая часть из этого количества приходится на конечные продукты, а все остальное является отходами. Развитие горнодобывающего комплекса неминуемо ведет к негативным последствиям, основными из которых являются:

• истощение сырьевых ресурсов;
• загрязнение окружающей среды;
• нарушение естественных процессов.

Все это приводит к серьезным экологическим проблемам. Можно посмотреть на отдельных примерах на то, как влияют на окружающую среду различные виды добывающих производств.

На месторождениях ртути происходит нарушение ландшафта, образуются отвалы. При этом происходит рассеивание ртути, являющейся токсичным веществом, губительно влияющей на все живое. Аналогичная проблема возникает на разработке залежей сурьмы. В результате работ остаются скопления тяжелых металлов, загрязняющих атмосферу.

При добыче золота используются технологии для отделения благородного металла от минеральных примесей, сопровождающиеся выделением в атмосферу ядовитых компонентов. На отвалах месторождений руд урана наблюдается присутствие радиоактивного излучения.

Чем опасна добыча угля:

• деформацией поверхности и углесодержащих пластов;
• загрязнением воздуха, воды и почвы в районе расположения карьера;
• выбросом газа и пыли при выносе пустых пород на поверхность;
• обмелением и исчезновением рек;
• затоплением брошеных карьеров;
• образованием депрессионных воронок;
• обезвоживанием, засолением слоя почвы.

На территории, расположенной вблизи от рудника, происходит создание антропогенных форм (оврагов, карьеров, терриконов, отвалов) из отходов сырья, которые могут простираться на десятки километров. На них не могут расти ни деревья, ни другие растения. А стекающая с отвалов вода с токсическими веществами наносит вред всему живому на больших прилежащих площадях.

На месторождениях каменной соли происходит образование галитовых отходов, переносимых осадками в водоемы, служащие для снабжения жителей ближайших населенных пунктов питьевой водой. Вблизи разработок магнезитов происходит изменение кислотно-щелочного баланса почвы, приводящее к гибели растительности. Изменение химического состава почвы приводит к мутациям растений – изменению окраски, уродливости и т. д.

Происходит и загрязнение земель сельскохозяйственного назначения. При транспортировке полезных ископаемых пыль может разлетаться на большие расстояния и оседать на почве.

Со временем земная кора истощается, снижаются запасы сырья, падает содержание полезных ископаемых. Вследствие этого возрастают объемы добычи и количество отходов. Одним из путей выхода из сложившейся ситуации является создание искусственных аналогов природных материалов.

Защита литосферы

Одним из методов, позволяющих защитить земную поверхность от губительного воздействия горнодобывающих предприятий, является рекультивация земли. Частично решить экологическую проблему можно с помощью заполнения отходами разработок образовавшихся выемок.

Поскольку во многих породах содержится не один вид полезных ископаемых, необходимо оптимизировать технологии, производя добычу и переработку всех имеющихся в руде компонентов. Такой подход не только окажет положительное влияние на состояние окружающей среды, но и принесет немалый экономический эффект.

Как сохранить окружающую среду?

На современном этапе развития промышленных технологий необходимо предусматривать мероприятия по охране окружающей среды. В приоритете находится создание малоотходных или безотходных производств, способных значительно уменьшить губительное воздействие на экологию.

Мероприятия, помогающие решить проблему

При решении проблемы защиты окружающей среды важно использовать комплексные мероприятия: производственные, экономические, научно-технические, социальные.

Улучшить экологическую ситуацию можно с помощью:

• более полного извлечения ископаемых из недр;
• применения промышленностью попутного нефтяного газа;
• комплексного использования всех компонентов пород;
• мероприятий по очистке вод при подземных разработках;
• применения шахтных сточных вод в технических целях;
• использования отходов в других производствах.

Во время добычи и переработки минерально-сырьевых ресурсов необходимо использовать современные технологии, позволяющие сократить выбросы вредных веществ. Несмотря на затратность применения передовых разработок, вложения оправданы улучшением экологической ситуации.

В ходе добычи и переработки полезных ископаемых происходит большой геологический круговорот, в который вовлекаются различные системы. Вследствие этого оказывается большое воздействие на экологию региона добычи, и такое воздействие влечет за собой негативные последствия.

Масштабы добычи полезных ископаемых велики – в расчете на одного жителя Земли в год добывается до 20 тонн сырья, из которых менее 10% переходит в конечный продукт, а остальные 90% – отходы. Кроме того при добыче происходит значительная потеря сырья примерно 30 – 50%, что говорит о неэкономности некоторых видов добычи, особенно открытого способа.

Россия является страной с широко развитой добывающей отраслью, имеет месторождения основных сырьевых ресурсов. Вопросы негативного влияния добычи и переработки сырья очень актуальны, поскольку эти процессы затрагивают все сферы Земли:

• литосферу;
• атмосферу:
• воду;
• животный мир.

Влияние на литосферу

Любой способ добычи предусматривает выемку руды из земной коры, что приводит к образованию полостей и пустот, нарушается целостность коры, увеличивается трещиноватость.

В результате этого растет вероятность обвалов, оползней, разломов близлежащей к руднику территории. Создаются антропогенные формы рельефа:

• карьеры;
• отвалы;
• терриконы;
• овраги.

Такие атипичные формы имеют большие размеры, высота может достигать 300 м, а протяженность 50 км. Насыпи образуются из отходов переработанного сырья, на них не растут деревья и растения – это просто километры непригодной территории.

В ходе добычи каменной соли, при обогащении сырья, образуются галитовые отходы (на одну тонну соли приходится три–четыре тонны отходов), они твердые и нерастворимые, а дождевые воды переносят их в реки, которые часто используются для обеспечения питьевой водой населения близлежащих городов.

Решить экологические проблемы, связанные с возникновением пустот, можно путем заполнения отходами и переработанным сырьём оврагов и выемок в земной коре, образованных в результате добычи. Также необходимо совершенствовать технологию добычи, чтобы сокращать выемку пустой породы, это может в значительной мере уменьшить количество отходов.

Многие породы содержат несколько видов полезных ископаемых, поэтому возможно совмещать добычу и переработку всех компонентов руды. Это не только экономически выгодно, но и благоприятно повлияет на окружающую среду.

Еще одним негативным последствием, связанным с добычей полезных ископаемых является загрязнение ими близлежащих сельскохозяйственных почв. Это происходит во время транспортировки. Пыль разлетается на многие километры и оседает на поверхности почвы, на растениях и деревьях.

Многие вещества могут выделять токсины, которые затем попадают в пищу животным и человеку, отравляя организм изнутри. Часто вокруг магнезитовых месторождений, которые активно разрабатываются, наблюдается пустошь в радиусе до 40 км, почва меняет щелочно-кислотный баланс, и растения перестают расти, а близлежащие леса погибают.

В качестве решения этой проблемы экологи предлагают размещать перерабатывающие сырье предприятия вблизи места добычи, это также позволит сократить транспортные расходы. Например, располагать электростанции вблизи угольных месторождений.

Ну и, наконец, добыча сырья значительно истощает земную кору, с каждым годом уменьшаются запасы веществ, руды становятся менее насыщенными, это способствует большим объемам добычи и переработки. Как следствие – рост объемов отходов. Решением этих проблем может стать поиск искусственных заменителей природных веществ и их экономное потребление.

Добыча соли шахтным способом

Влияние на атмосферу

Колоссальные экологические проблемы оказывает добыча полезных ископаемых на атмосферу. В результате процессов первичной обработки добытых руд в воздух выбрасываются большие объёмы:

• метана,
• оксидов
• тяжелых металлов,
• серы,
• углерода.

Созданные искусственные терриконы постоянно горят, выбрасывая в атмосферу вредные вещества – угарный газ, углекислый газ, сернистый газ. Такое загрязнение атмосферы приводит к увеличению уровня радиации, изменению температурных показателей и увеличение или уменьшения осадков.

Во время добычи в воздух попадает большое количество пыли. Ежедневно на прилегающие к карьерам территории падает до двух килограмм пыли, в итоге почва остается погребенной под полуметровым слоем на долгие годы, а часто навсегда, и, естественно, теряет свое плодородие.

Решением данной проблемы является использование современного оборудования, снижающего уровень выбросов вредных веществ, а также использование шахтного способа добычи вместо открытого.

Влияние на водную среду

В результате добычи природного сырья сильно истощаются водоемы как подземные, так и поверхностные, осушаются болота. При добыче угля осуществляется откачка подземных вод, которые располагаются вблизи месторождения. На каждую тонну угля приходится до 20 м 3 пластовых вод, а при добыче железных руд – до 8 м 3 воды. Откачка вод создает такие экологические проблемы, как:

Кроме нефтяных пятен на поверхности воды, есть и другие угрозы для озер и рек

• образование депрессионных воронок;
• исчезновение родников;
• высыхание малых рек;
• исчезновение ручьев.

Поверхностные воды страдают от загрязнений в результате осуществления процесса добычи и переработки ископаемого сырья. Так же как и в атмосферу, в воду попадает большое количество солей, металлов, токсических веществ, отходов.

В результате этого гибнут микроорганизмы, живущие в водоемах, рыба и прочая живность, человек использует загрязненную воду не только для своих хозяйственных нужд, но и в пищу. Предотвратить экологические проблемы, связанные с загрязнением гидросферы можно путем сокращения сбросов сточных вод, уменьшения расходов воды при добыче продукции, заполнением образованных пустот водой.

Этого можно добиться, совершенствуя процесс добычи сырья, использованием новых разработок в области машиностроения для добывающей отрасли.

Влияние на животный и растительный мир

Во время активной разработки крупных месторождений сырья радиус загрязнений близлежащих почв может составлять 40 км. Почва подвержена различным химическим изменениям, в зависимости от вредности перерабатываемых веществ. Если в землю попадает большое количество токсических веществ, на ней гибнут и не растут деревья, кустарники и даже трава.

Следовательно, нет пищи для животных, они либо гибнут, либо ищут новые места для обитания, происходит миграция целых популяций. Решением этих проблем должно быть снижение уровня выбросов вредных веществ в атмосферу, а также компенсационные меры по восстановлению и очищению загрязненных территорий. К компенсационным мерам относится удобрение почв, высадка лесов, организация пастбищ.

При разработке новых месторождений, когда снимается верхний слой грунта – плодородный чернозем, его можно транспортировать и распределять на бедных, истощенных местах, вблизи уже неактивных рудников.

Видео: Загрязнение окружающей среды

Общая экономическая нагрузка на экологические системы упрощенно зависят от трех факторов: численности населения, среднего уровня потребления и широкого применения различных технологий. Уменьшить степень ущерба, наносимого окружающей среде обществом потребителей, можно изменив сельскохозяйственные модели, транспортные системы, методы городского планирования, интенсивность потребления энергоресурсов, пересмотрев существующие промышленные технологии и т.п.

Извлечение полезных ископаемых из недр Земли влияет на все ее сферы. Воздействие добычи полезных иско­паемых на литосферу проявляется в следующем:

1) создание антропогенных форм рельефа: карье­ров, отвалов (высотой до 100-150 м), терриконов и т.д. Террикон - конусообразный отвал отходов обогащения. Объем террикона достигает нескольких десятков миллионов м 8 , высота - 100 м и больше, площадь освоения -десятков гектаров. Отвал - насыпь, образуемая в результате размещения вскрышных пород на специ­ально отведенных площадях. В результате открытой добычи полезных ископаемых образуются карьеры глубиной более 500 м;

2) ативизация геологических процессов (карст, ополз­ни, осыпи, оседание и сдвижение горных пород). При подземной добыче полезных ископаемых обра­зуются проседания и провалы. В Кузбассе цепь провалов (до 30 м глубиной) тянется на про­тяжении более 50 км;

4) механическое нарушение почв и их химическое загрязнение.

В мире суммарная площадь нарушенных горными ра­ботами земель превышает 6 млн. га. К этим землям сле­дует присовокупить сельскохозяйственные и лесные угодья, на которые горнопромышленное производство ока­зывает негативное воздействие. В радиусе 35-40 км от действующего карьера урожайность сельскохозяйственных культур снижается на 30% по сравнению со средним уровнем.

Верхние слои литосферы в пределах территории Беларуси испытывают интенсивное воздействие в результате проведения инженерно-геологических исследований и геологоразведочных работ на различные виды полезных ископаемых. Необходимо отметить, что только с начала 50-х годов XX в. пробурено около 1400 разведочных и эксплуатационных скважин на нефть (глубиной до 2,5-5,2 км), более 900 скважин на камен­ную и калийную соли (глубиной 600-1500 м), более 1000 скважин геологических объектов, имеющих особую эстетическую и рекреационную ценность.

Проведение сейсмических исследований с применением буровзрывных работ, плотность которых особенно высока в пределах Припятского прогиба, вызывает наруше­ние физико-химических свойств почвы, загрязнение грунтовых вод.

Добыча полезных ископаемых воздействует на состо­яние атмосферы:

1) происходит загрязнение воздуха выбросами метана, серы, оксидов углерода из горных выработок, в результате горения отвалов и терриконов (выделение оксидов азота, углерода, серы), газовых ине­фтяных пожаров.

Более 70% терриконов Кузбасса и 85% отвалов Дон­басса относятся к горящим. На расстоянии до нескольких километров от них в воздухе значительно повышены кон­центрации S0 2 , С0 2 , СО.

В 80-е гг. XX в. в Рурском и Верхнесилезском бас­сейнах на каждые 100 км 2 площади ежедневно выпадало 2-5 кг пыли. Вследствие запыленности атмосферы интен­сивность солнечного сияния в Германии уменьшилась на 20%, в Польше - на 50%. Почва на прилегающих к ка­рьерам и шахтам полях оказывается погребенной под сло­ем пыли толщиной до 0,5 м и на долгие годы теряет свое плодородие.

Влияние добычи полезных ископаемых на гидросферу проявляется в истощении водоносных горизонтов и в ухудшении качества подземных и поверхностных вод. В результате исчезают родники, ручьи, многие малые реки.

Сам процесс добычи может быть улучшен за счет применения химических и биологических методов. Это под­земное выщелачивание руд, использование микроорганизмов.

Авария на Чернобыльской АЭС привела к радиоактивному загрязнению значительной части минерально-сырьевых ресурсов страны, оказавшихся в зоне ее негативного воздействия. По данным исследований, в зоне радиоактивного загрязнения оказались 132 месторождения минера­льно-сырьевых ресурсов, в том числе 59 разрабатываемых. Это, главным образом, месторождения глины, песков и песчано-гравийных смесей, цементного и известкового сырья, строительного и облицовочного камня. В зону загрязнения попали также Припятский нефтегазоносный бассейн и Житковичское месторождение бурого угля и горючих сланцев.

В настоящее время на каждого жителя Земли ежегод­но добывается около 20 т сырьевых ресурсов. Из них несколько процентов переходит в конечный продукт, а остальная масса превращается в отходы. Большинство месторождений полезных ископаемых являются комплексными и содержат несколько компонен­тов, извлечение которых экономически выгодно. В место­рождениях нефти попутные компоненты - газ, сера, йод, бром, бор, в газовых месторождениях - сера, азот, гелий. Месторождения калийных солей содержат обычно силь­вин, и галит. В настоящее время наблюдается постоянное и доволь­но существенное снижение количества металлов в добы­ваемых рудах. Количество железа в добывае­мых рудах снижается в среднем на 1% (абсолютный) в год. Поэтому для получения того же количества цветных и черных металлов через 20-25 лет потребуется более, чем в 2 раза увеличить количество добытой и перерабо­танной руды.

Похожая информация.