Повреждение земли при добычи полезных ископаемых

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Повреждение земель. Горнопромышленный комплекс представляет собой опасный источник разрушения и загрязнения природной среды. Особенно хорошо это видно на примере крупномасштабных разработок. Типичные техногенные ландшафты сформировались в районе открытой разработки железных руд Курской магнитной аномалии (КМА), на территориях добычи нефти и природного газа в Западной Сибири, открытых разработках Канско-Ачинского буроугольного бассейна. Наибольших масштабов воздействия горнопромышленный комплекс приобретает в связи с авариями, разливами нефти, утечкой газа и т.д. Не случайно районы добывающей промышленности часто являются территориями экологического бедствия. Специфика воздействия горнодобывающего комплекса зависит от способа добычи (открытый или [61, с. 75] закрытый), добываемого ресурса, природных особенностей территории, где идет добыча [61, с. 76].

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) запыление 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 [61, с. 76].

По данным [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 [61, с. 76].

Выход чистой продукции из добываемого природного вещества может составлять лишь проценты и даже их доли от общей массы извлекаемого материала. Остальное остается на месте. Потери минеральных ресурсов происходят при добыче, обогащении, транспортировке, переработке. Из-за несовершенной техники и технологии в недрах остаются значительные запасы минерального сырья: нефти, угля, металлов, сгорает в факелах огромное количество попутных газов. При извлечении металлов из уже обогащенных руд потери составляют: при переработке меди — 6%, никеля — 15, угля (при подземном способе добычи) — 24, хромовых руд — 28, кобальта — 52, калийных солей — 63%. В результате некомплексной переработки уже добытого минерального сырья в отвалы идут многие ценные компоненты. Так, в процессе обогащения руд теряется более 1/3 олова, около 1/4 железа, вольфрама, молибдена, окислов калия, пятиокиси фосфора. Существующие в настоящее время технологии и методы добычи минеральных ресурсов приводят, с одной стороны, к большим потерям сырья, а с другой — к сильному изменению природной среды, формированию техногенных ландшафтов. Многочисленны отходы при добыче полезных ископаемых карьерным или шахтным способами. Они идут в отвалы, терриконы и занимают огромные территории в сотни тысяч гектаров. Чтобы, например, получить тонну цветного металла, надо переработать в среднем 100-200 т руды. Ежегодно эта отрасль дает 1,5 млрд. т отходов. Колоссальные объемы горной массы часто занимают плодородные земли (КМА), нарушают равновесие поверхностных слоев литосферы. Под их тяжестью начинается опускание или вспучивание земли, которое [61, с. 76] может привести к нарушению режима подземных вод, их самоизлиянию и заболачиванию значительных площадей. Результатом шахтной добычи являются многокилометровые подземные пустоты. Они приводят к опусканию больших площадей земной поверхности, просадке грунта, его смещению и деформации. Например, из-за выработки нефтяных и газовых скважин Апшеронский полуостров опустился на 2,5 м. В ряде случаев породы, попадающие в отвалы, содержат значительное количество вредных соединений. Они загрязняют почву, воды, воздух. Например, сульфидные рудные отвалы, выщелачиваясь, высвобождают кадмий и мышьяк. Мышьяк угнетает рост растений, а в более высоких концентрациях становится причиной их гибели. Он, как и кадмий, очень опасен для человека. Ртутные отходы вызывают многие серьезные заболевания [61, с. 77].

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 [61, с. 77].

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 [61, с. 77].

Характерным показателем испорченности земель является удельная величина поврежденных земель по отношению к общей площади той или иной территории. В настоящее время составлена карта, приведенная в настоящей книге в схематизированном виде (рис. 16). Как видно из этой карты, наиболее поврежденные земли находятся в Центральном районе Российской Федерации. Здесь в среднем испорчено более 600 га на каждые 1000 км2. Сравнительно высокие показатели поврежденности [61, с. 77] отмечаются также в южных частях европейской части России (от 100 до 600 га на 1000 км2). Северные территории европейской части России, Сибирь и Дальний Восток сравнительно мало испорчены (менее 100 га на 1000 км2). Однако не следует идеализировать картину, ибо именно здесь расположены наиболее перспективные и малоразработанные месторождения полезных ископаемых. Именно здесь следует ожидать очень больших величин изменения природной среды и появления техногенных ландшафтов, связанных с добычей полезных ископаемых [61, с. 79].

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 [61, с. 79].

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 [61, с. 79].

Рис. 16. Отношение величины нарушенных земель к общей площади (га/1000 км2) [61, с. 78].

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) [61, с. 79].

Выделяют следующие виды рекультивации: сельскохозяйственная, лесохозяйственная, рекреационная, водохозяйственная. Плодородные земли используют для сельскохозяйственной рекультивации, малопригодные — для лесохозяйственной. Некоторые [61, с. 79] карьеры могут использоваться под водохранилища, пруды, водоемы и т.д. К сожалению, рекультивация в России проводится недостаточно активно. Например, по данным [18], за 1999 г. рекультивировано 50,2 тыс. га поврежденных земель, что более чем на 10 тыс. га меньше, чем в 1998 г., и более чем в 2 раза меньше, чем в 1994 г. [61, с. 80].

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 [61, с. 80].

Вопросы и задания

1. Как повреждаются земли в процессе добычи полезных ископаемых?

2. Охарактеризуйте закономерности распространения поврежденных земель по территории России.

3. Что такое рекультивация, и какие ее виды вы знаете [61, с. 80]?