Разрушение почв при добыче полезных ископаемых
При строительстве шахт происходит отчуждение земель и образование новых (техногенных) форм рельефа. Отвалы образуются и при работе горно-обогатительных фабрик. В качестве опосредованных воздействий при горных разработках могут быть следующие: снижение уровня грунтовых вод вследствие выборки пород и образования карьеров; изменение гидрохимического состава природных вод; выпадение пыли; усиление целого ряда эрозионных процессов; изменение водно-солевого режима почв; смена видового состава растительности.
Вредоносность образования отвалов особенно велика при добыче сырья открытым способом. При этом серьезными негативными последствиями выступают запыление атмосферы, увеличение дренированности и, наоборот, повышение УГВ, появление оползней, обвалов, заиление рек и ручьёв.
При подземной добыче полезных ископаемых существенное место принадлежит просадкам, провалам, значительным нарушениям гидрологического режима (снижение УГВ, иссушение поверхностных толщ почвогрунтов). Источником пыли служат терриконы с выработанной породой. В Украине этот вид нарушений наиболее распространен в промышленных регионах (Донбасс, Криворожье). В Крыму нарушение почв нередко наблюдается при добыче строительных материалов (рис. 7).
Рис. 7. Разрушение почвенного покрова при добыче строительного камня — ракушечника (Сакский район АРК, 2006 г. Фото автора)
Нарушенными считаются земли,которые утратили свою хозяйственную ценность или являются источником отрицательного влияния на окружающую среду в связи с изменением ПП, гидрологического режима и образованием техногенного рельефа в результате хозяйственной деятельности человека. Такие земли подлежат рекультивации.
Рекультивация – это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель, а также улучшение условий окружающей среды (Справочник по…,1983, с. 83).
К рекультивации относят также землевание, представляющее собой комплекс работ по снятию, транспортировке и нанесению плодородного слоя почв и потенциально плодородных пород на малопродуктивные угодья с целью их улучшения.
В Полесье рекультивации подлежат территории после выработки торфяников.
До начала работ по рекультивации земель необходимо изучить новую СПП с учетом наличия нарушенных, насыпных и других почвогрунтов, глубины котлованов и прочих техногенных объектов, степени трансформированности территории.
Ведущая роль в проектировании работ по рекультивации принадлежит проектным институтам по землеустройству. Проекты рекультивации разрабатываются в соответствии с целевым использованием нарушенных земель по нескольким направлениям – под сельскохозяйственные угодья, лесонасаждения, рекреационное, санитарно-гигиеническое, строительное, водохозяйственное, рыбоводческое и др. Каждое из этих направлений требует применения специфических приёмов.
Классификация нарушенных земель и целесообразные направления их рекультивации изложены в соответствующих ГОСТ-ах (ГОСТ 17.5.1.02-78; ГОСТ 17.6.1.03-78).
Экологические проблемы, связанные с рекультивацией нарушенных земель, касаются не только количества, но и качества субстратов – наполнителей. Необходимо предварительное определение степени их пригодности в качестве почвообразующих пород, выявление лимитирующих свойств и токсичности. Оценка пригодности огромных мусорных скоплений для заполнения пустот нарушенных земель ещё нуждается в проведении детальных экологических исследований.
Рекультивация земель для сельского хозяйства нередко требует нанесения плодородного слоя мощностью до 1 м, регулирования водного и питательного режимов, правильного подбора культур. Нанесение почвенного слоя не потребуется, если верхние слои горных пород представлены безвредными для растений субстратами (табл.9, породы 1-ой категории ).
В зависимости от свойств пород − при наличии вредных компонентов (определённых минералов, солей), проявлении сильной кислотности или щёлочности, отсутствии водопрочной структуры, образовании с поверхности твёрдой корки, другие отклонения качества в худшую сторону − всё это ограничивает возможности рекультивации, повышает её трудоёмкость и экономические затраты.
Рекультивацию земель проводят в два этапа: технический и биологический (Экологические основы…, 1985). Но прежде всего, ещё до начала разработок производят снятие, складирование и сохранение плодородного слоя и потенциально плодородных пород.
Таблица 9
Признаки пригодности почвообразующих пород в сельском хозяйстве (Н.И. Горбунов, Н.Е. Бекаревич, З.Н. Михайлов, с изменениями автора)
| Категории пород (степень пригодности) | Балл | Минералы | Соли, % | рН воодной | Подвижность Аl мг-экв/ 100г почвы | Обменный Na % от ЕКО | Содержание частиц <0,01мм,, % | Гумус, % | Водопрочная структура | Твердость корки, кг/см2 |
| I.Вполне пригодные (очень хорошие) | Смесь гидрослюд, монтмориллонита, вермикулита, хлорита, каолинита, кварца, смешаннослойных минералов | 0,0-0,1 | 5,5-8,3 | 0-2 | 0-10 | 20-45 | >1 | Хорошая | 0-10 | |
| 2.Пригодные (хорошие) | 70-50 | То же | 0,1-0,2 | 4,5-8,3 | 2-4 | 0-10 | 20-45 | < 1 | Удовлетворительная | 10-20 |
| 3.Пригодные (удовлетворительные), .необходимо улучшать | 30-20 | Преобладание монтмориллонита, кальцита, кварца, каолинита | 0,2-0,3 | 3,4-4,5, 8,3-9,0 | 5-10 | 15-25 | 5-10, 45-60 | <1 | Нет | 20-30 |
| 4.Непригодн.(неудовлетворительные), нуждаются в коренном улучшении | <
| Много пирита, гетита, галита, сульфатов, высокодисперсных глинистых минералов | 3-0,5 | 3,4-9,0 | >15 | >25 | 0-5 60-70 | – | – | > 30 |
На первом этапе восстанавливают прежние формы рельефа (насколько это возможно), выполняют планировочные работы, покрывают рекультивируемые поверхности плодородным слоем, строят дороги и гидротехнические сооружения.
На втором этапе выполняют комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на создание (восстановление) плодородия почв. До внедрения систем земледелия на восстанавливаемых землях выращивают многолетние травы 2-4 года с последующей запашкой фитомассы, с целью обогащения почвы органическим веществом.
Под облесение отводятся менее удобные, не столь мощные и плодородные технозёмы и подбираются растения не требовательные к эдафическим условиям. При создании лесных насаждений на этих землях в Украине используются в основном такие древесные породы как береза пушистая и бородавчатая (в северных районах страны) сосна обыкновенная, вяз, дуб, черная ольха, белая акация лох, облепиха.
Для добычи строительных материалов в Крыму используются преимущественно дерновые карбонатные маломощные каменисто-щебнистые почвы в комплексе с выходами на поверхность плотных известняков, то есть, земли для добывающей промышленности выделяются преимущественно низкопродуктивные, малопригодные для ведения земледелия, но большей частью пригодные для пастбищ. Потенциальное плодородие таких почв преимущественно (82% случаев) не превышает 20 баллов. Эти почвы характеризуются малой мощностью гумусового горизонта (менее 15 см, реже – до 20 см), карбонатностью с поверхности, скелетностью (от слабой до сильной), не большим содержанием гумуса (менее 3-х %). Более плодородные виды почв этого типа используются в земледелии. Доля дерновых карбонатных почв в ПП Крыма составляет около 10 %.
В процессе добычи полезных ископаемых и выемки труб ПП подвергается деструкции, перемещению в пространстве, гумусированная часть его перемешивается с вскрышными и почвообразующими породами и необратимо теряется. Образующиеся при выемке строительного сырья карьеры, глубиною более 3 м и длиною несколько сот метров, требуют при рекультивации огромной массы заполнителей, которых, как правило, поблизости нет. Засыпка карьеров остатками породы не позволяют выполнить рекультивацию нарушенных земель в предписанном порядке и восстановить хотя бы близкий к исходному состоянию рельеф и почвенный покров. Утрата большей части гумусированного слоя не позволяет сформировать плодородный горизонт даже в случае полной засыпки карьера.
Итак, интенсивное использование земельных участков для добычи полезных ископаемых влечёт за собой разрушение поверхностного слоя почвы, формирование горных выработок и отвалов вскрышных пород, нарушение гидрологического режима ландшафтов, разрушение целостности природной экологической системы.
В деле охраны и рекультивации нарушенных территорий могут быть полезными представления о природно-техногенных ландшафтах (Л.В. Моторина, 1985), сущность которых заключается в единстве структурно-функциональной организации рекультивируемых и сохранившихся территорий. Экологическое значение последних заключается в том, что они могут служить источником семян, участвовать в перераспределении загрязняющих веществ.
В современный период происходит становление концепции ландшафтно-экологического подхода к рекультивации земель, как общей проблеме оптимизации ландшафта.Появились такие новые разделынауки, как «промышленная ботаника», «индустриальная биогеоценология», «горная экология».
Дата публикования: 2015-11-01; Прочитано: 1538 | Нарушение авторского права страницы
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2020 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования
(0.003 с)…
Источник
Механические нарушения почв и почвенного покрова, связаны, как правило, с разработкой различного рода полезных ископаемых, строительством дорог, газо- и нефтепроводов, оросительных систем и т. д.
Однако самые грандиозные по своим масштабам нарушения возникают при добыче полезных ископаемых. Во-первых, эти нарушения носят прямой характер воздействия, что заключается в отчуждении земель, причем иногда на многие годы (например, разработка карьеров). Такое отчуждение сопровождается перемещением огромных почвенных масс. Отчуждение земель происходит при строительстве шахт, причем это сопровождается появлением новых форм рельефа. Отвалы образуются и при функционировании горно-обогатительных фабрик, например, при выплавке золота. Безвозвратное отчуждение земель происходит при использовании гидромониторов в ходе добычи россыпного золота, когда полностью уничтожаются почвы береговых экосистем. В ходе этого воздействия почвенный материал поступает в водные экосистемы и перестает активно участвовать в наземных экосистемах.
Не менее опасно и опосредованное воздействие механических нарушений. В их числе снижение уровня грунтовых вод вследствие выборки пород и образовании карьеров, изменение гидрохимического состава природных вод.
Существенным является выпадение пыли и усиление целого ряда эрозионных явлений, включая водную эрозию и дефляцию. Опосредованное воздействие заключается в изменении биоклиматических условий вследствие механического нарушения почвенного покрова. Причиной этих явлений может служить изменение растительного покрова, смена видового состава и характера рельефа.
Добыча полезных ископаемых играет исключительно важную роль в экономике нашей страны. На них приходится около 90% всей продукции тяжелой промышленности. Причем значительную долю в экспорте (свыше 70%) составляет минеральное сырье. Объем добываемого сырья составляет около 6,5 млрд. т.
При открытом способе добычи полезных ископаемых происходит отчуждение земель и образование отвалов. В России при добыче 1 млн. т. угля из шахт теряется 20-30 га, из угольных разрезов – 115 га. Так, в районе горных выработок в Кузбассе образовались многочисленные цепи глубоких (до 30 м провалов, тянущихся на протяжении более 50 км) общей площадью до 300 км2 и объемом провалов более 50 млн. м3.
Образование отвалов относится к одной из особенностей добычи сырья открытым способом. Так, ежегодно в отвалы поступает около 3 млрд. м3 породы. Только на предприятиях цветной металлургии отвалы занимают 1450 км2. В угольной промышленности насчитывается около 2100 породных отвалов. В цветной металлургии площади под карьерами и отвалами занимают от 60 до 90% территории; хвостохранилища в некоторых случаях занимают площади в 10-15 раз большие, чем промышленные объекты.
Серьезные негативные последствия добычи полезных ископаемых открытым способом связаны с запылением атмосферы (часто с токсичными веществами), увеличением дренированности территории и, наоборот, повышением уровня грунтовых вод, появлением оползней, обвалов, заиливаем рек и ручьев.
Подземная добыча полезных ископаемых также не обходится без нарушений. Среди них существенное место принадлежит просадкам, провалам, серьезным нарушениям гидрологического режима. Просадочные явления могут приводить к специфическому рельефу. Например, вокруг объединения “Тула-уголь” опускание территории вокруг терриконов привело к тому, что русла рек оказались выше окружающей местности. Терриконы с выработанной породой являются источником пыли.
В общем виде нарушения почвенного покрова при добыче полезных ископаемых можно разделить на 5 категорий:
● образование терриконов;
● образование выемок-карьеров и отвалов;
● карьеры без отвалов с изменением рельефа;
● нарушения почвенного покрова при строительстве дорог и коммуникаций;
● нарушения, связанные с добычей нефти.
Нарушенные участки оказывают неблагоприятные воздействия на прилегающие территории, по площади, превышающей в несколько раз площадь непосредственного нарушения.
В результате добычи полезных ископаемых, также как и при химическом загрязнении почв, образуется техногенный ландшафт. Это ландшафт, который формируется под влиянием интенсивного техногенного воздействия (воздействие кислых атмосферных осадков, аварийных разливов нефти и др.). Пре переходе природных ландшафтов к техногенным выделяют следующие стадии:
● накопление загрязняющих химических веществ до критического уровня;
● значительные изменения физических и химических свойств почв (сдвиги рН в неблагоприятную сторону, снижение ЕКО, потеря почвенной структуры);
● угнетение растительности;
● эрозия и дефляция;
● разрушение и смыв почвенных горизонтов
● образование техногенной пустыни.
Для использования нарушенных земель в хозяйственных целях необходимо их восстановление. Процесс восстановления нарушенных земель называется рекультивацией.
Восстановление территории осуществляется в четырех направлениях:
● для сельскохозяйственного использования;
● под лесные насаждения;
● под водоемы;
● жилищное и капитальное строительство.
Рекультивация обычно проходит в два этапа: технический и биологический.
На этапе технической рекультивации происходит восстановление прежних форм рельефа, насколько это возможно, а также строительство дорог и гидротехнических сооружений.
На этапе биологической рекультивации проводится комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, внесение биоактивных реагентов и полимеров, направленных на создание и восстановление плодородия почв.
Для восстановления почв рекомендована мощность почвенного слоя в 40-60 см для использования под зерновые культуры и травы; плодовых кустарников и деревьев – 1,5-2,0 и лесонасаждений – 2,5-3,0 м. На рекультивируемых землях необходимо вносить органические и минеральные удобрения в дозах на 20-30% выше, чем на старопахотных землях..
Например, после проведения рекультивации земель и применения удобрений в Болгарии, Венгрии, Румынии успешно выращивают кормовые, бахчевые, плодовые культуры. В Англии при рекультивации буроугольных и железорудных карьеров широко распространено создание сенокосов и пастбищ.
В России при рекультивации земель в пределах угольных бассейнов выгоднее выращивать технические, зерновые и зернобобовые культуры. Так, при увеличении плодородного слоя только на 10 см прибавка ячменя составляет 2,4 ц/га, а люцерны – 3,6 ц/га.
На рекультивационных землях неплохие результаты дает опыт лесопосадок.. Так, в Кузбассе на угольных отвалах лесные насаждения занимают до 80% всех рекультивированных земель. Обычно используют лиственницу, сосну, березу, кустарники, облепиху и др. На Украине основными породами являются дуб, вяз, черная ольха, белая акация и др.
Трудоемкими являются приемы рекультивации шламоотвалов обогатительных фабрик – обычно это разряд техногенных пустынь, также как, например, зоны различных медеплавильных и других комбинатов. Приемы рекультивации те же – технический и биологический. В итоге можно получить хорошие результаты, если нет постоянных выбросов отравляющих веществ, которые резко снижают результаты рекультивации даже в случае нанесения плодородного слоя и агротехнических мероприятий.
В конце рекультивации проводят бонитировку рекультивируемых земель и оценку их агропроизводственных условий..
Чрезвычайно важной является природоохранная роль рекультивации, которая снижает ущерб, причиняемый нарушенными землями окружающей среде.
Контрольные вопросы
1. В чем заключается прямое и опосредованное воздействие оказывают механические нарушения при добыче полезных ископаемых?
2. К чему приводит открытый способ добычи полезных ископаемых?
3. К чему приводит подземная добыча полезных ископаемых?
4. Назовите категории нарушения почвенного покрова при добыче полезных ископаемых.
5. Назовите стадии перехода природных ландшафтов к техногенным в результате разработки полезных ископаемых.
6. Как называется процесс восстановления нарушенных земель?
7. Какую мощность почвенного слоя необходимо создать на рекультивируемых землях для использования под зерновые культуры и травы, плодовые кустарники и деревья, лесные насаждения?
8. Какие культуры целесообразно выращивать в России при рекультивации земель в пределах угольных бассейнов?
Девегетация и дегумификация почв. Почвоутом-
Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 3178 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |
Источник
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.
( 4 оценки, среднее 4.75 из 5 )
Источник