Влияние добычи полезных ископаемых на ландшафт
Наиболее сильное влияние на природный ландшафт оказывают открытые, или карьерные, разработки полезных ископаемых, площадь которых постоянно растет. При современной технике глубина карьера может достигать 800 м, ширина карьерного поля — до 5 км, а для размещения вскрытых горных пород, отсыпаемых в отвалы, требуются площади, составляющие много тысяч гектаров. Предполагается, что к концу столетия удельный вес открытой добычи возрастет до 75—80%. Так как при открытых разработках создаются новые, принципиально отличные от прежних сочетания форм рельефа и поверхностных рыхлых пород, играющих главную роль в почвообразовании, можно утверждать, что происходит коренное изменение естественного ландшафта.
Полностью нарушается фундамент ландшафта — на поверхности оказываются новые глубинные породы с незначительной степенью выветренности и, как правило, низкой биогенностью. Происходит коренное изменение направления и скорости протекания всех химических процессов. Замедленные химические процессы, характерные для глубинных горных пород, при перемещении на поверхность резко меняют свой характер, что зачастую сопровождается образованием подвижных соединений, токсичных для растительности [5].
Как правило, такое полное преобразование состава поверхностных горных пород ландшафта является неблагоприятным, и по воздействию на биоценозы и почвы первоначальных ландшафтов открытые разработки могут быть приравнены к геологическим катастрофам. Частичное или полное уничтожение первичной растительности и почв вызывает резкое снижение биологической продуктивности ландшафтов.
Изменение химического равновесия в среде при горных разработках приводит к возникновению геохимических аномалий антропогенного происхождения, когда в горнопромышленных районах наблюдаются повышенные концентрации отдельных элементов и их соединений. Площади геохимических аномалий имеют тенденцию к увеличению по мере развертывания горнотехнических работ. В районах, где горные разработки ведутся на небольших территориях, такие аномалии могут не повлиять на общий круговорот веществ. Но при разработке ресурсов бассейнового распространения, площади залегания которых составляют сотни и тысячи квадратных километров, могут происходить региональные нарушения геохимического круговорота.
В районах обширных геохимических аномалий часто бывает угнетена растительность, плохо чувствует себя скот и наблюдаются другие отрицательные явления. В зависимости от природных факторов (климата, особенностей рельефа, почв, водного режима) и антропогенных (длительности добычи ископаемого, размеров месторождения, уровня технологии и культуры производства) их влияние может прослеживаться на расстоянии от 5—10 до 40—50 км. В результате горных разработок к 1980 г. на поверхность земли было вынесено более 1600 млрд м3 новых пород. Объемы пород, изымаемых человеком при горных разработках и образующихся естественным путем в результате накопления речных наносов, соответственно 40 и 13 млрд м3 в год.
Накопление на сравнительно ограниченных участках поверхности земли таких огромных масс твердого вещества вызывает изменение рельефа. Новый, техногенный рельеф характеризуется прежде всего изменением высотных отметок отдельных элементов, их строения, а также возникновением новых форм — карьеров, отвалов, терриконов, насыпных и намывных поверхностей и т.п. Одни из этих форм образуются в результате антропогенной денудации, т.е. разрушения и сноса горных пород. Как правило, это отрицательные формы рельефа. Другие — в результате процесса антропогенной аккумуляции, т.е. накопления твердого материала. Отвалы, образующиеся, например, при добыче каменного угля, по своим линейным размерам и по объему заключенных в них пород приближаются к таким природным образованиям, как небольшие сопки, холмы, кряжи.
Особенности возникающих форм техногенного рельефа определяются главным образом условиями залегания месторождения, которые диктуют применение той или иной системы вскрышных работ, и способами перемещения отработанных и пустых пород.
В зоне формирования нового рельефа усиливаются денудационные и стоковые процессы, возникают новые циклы эрозии.
Вогнутые формы рельефа становятся зонами аккумуляции, их поверхностный слой часто оказывается в условиях повышенного увлажнения. Неблагоприятным последствием активизации процессов смыва и размыва в обстановке пересеченного неорельефа является интенсивное заиливание водоемов.
Горные разработки приводят к серьезным изменениям и гидрологического режима территории. Сами карьеры расходуют огромное количество воды. Например, один из крупнейших карьеров в Северо-Чешском буроугольном бассейне потребляет 3,2 млн м3 воды в год, что составляет 0,7 м3 на 1 т добытого угля. Поэтому в районах действующих карьеров наблюдается истощение почвенно-грунтовых и поверхностных вод, которое прослеживается на площади, равной 25-кратной ширине карьера, в обе его стороны.
В равнинных областях часто возникает заболачивание.
И, наконец, в районах с большим числом шахт в реки сбрасываются миллионы кубических метров шахтных вод. По некоторым данным, доля шахтных вод в реках отдельных горнопромышленных районов доходит до 55—70%, т.е. значительно превышает объем грунтового и атмосферного питания.
Одним из наиболее неблагоприятных последствий добычи и переработки полезных ископаемых является загрязнение природной среды — почвогрунтов, природных вод, атмосферы — продуктами выветривания глубинных пород и промышленными выбросами, терриконов и пр.
Источник
Добыча полезных ископаемых в горном деле приводит к искажению ландшафта и уничтожению растительности, подземные выработки в Рурском бассейне привели к опусканию пород на глубину до 24 м, вследствие чего возникло низинное заболачивание, и пришлось вновь регулировать стоки рек и ручьев. Потребовалось создавать насыпи и плотины, углублять русла рек, строить новые насосные станции и мосты. В итоге на западе Рурской области образовался водораздельный ландшафт, вода из которого отводится 90 откачивающими воду станциями (водораздел р. Эмшер). Устье Эмшера при его впадении в Рейн пришлось дважды (в 1906—1910 и в 1949 гг.) перемещать ближе к северу. В крупнейшем карьере по добыче бурого угля («Рейнбраун») в р-не Нижнерейнской бухты д обывается уголь из богатейшего месторождения Европы.
Угледобыча конфликтует с хозяйством, использующим плодородные лёссовые почвы, с высокой плотностью населения и с транспоргной сетью. Нагрузки на территорию возникают в социальном секторе (до 1990 г. были переселены 30 000 чел.) и заключаются в опасности возникновения землетрясений, в выбросах пыля, которые пытаются уменьшить, устанавливая обрызгивающие спрееры на роторных экскаваторах, в повышенном уровне шумов при эксплуатации многокилометровых транспортере и вследствие снижения уровня фунтовых вод (заболачивание). В зоне карьера уровень грунтовых вод опускают до 500 м с помощью колодезных галлерей. Если не дренировать горизонты грунтовых вод, вода стечет в карьер, и его откосы начнут обрушиваться.
Оседание грунта, проблемы с грунтовыми водами
1300 дренажных колодцев дают 1,2 млрд грунтовых вод из которых 13% используется в градирняхтеплостанции, работающей на буром угле, 3% — как питьевая вода и 2% — для нужд карьера Рейнбраун. Остальную часть грунтовых вод со значительным содержанием солей спускают в каналы и реки. Грунтовую воду приходится последовательно откачивать с нескольких горизонтов, т. к. в нижних горизонтах она находится под давлением.
Заболачивание приводит к значительным потерям воды в верхних и близких к ним водотоках (утечки). При добыче 1 т бурого угля откачивают 10—16 м3 грунтовой воды. Падение уровня грунтовых вод ощущают территории, отдаленные от карьера на 25— 30 км. Водоснабжение этих территорий нарушается (насосные станции). Ручья и влажные места пересыхают, дубы и ясени проявляют феномен устойчивости засухе. Урожаи культурных растений с относительно высоким водопотреблением (сахарная свекла, клевер, луговые травы) становятся меньше.
Для растений, предпочитающих сухие места (зерновые), достаточно естеств. осадков.
Так как слои рыхлых горных пород (щебень, пески, глины) при обезвоживании дают усадку, вследствие горных разработок грунт оседает, о пускается. Это приводит к повреждениям зданий, водопроводов и схем канализации. Цель рекультивации земель — восстановление и возврат лесному и хоз-ву потерянных посевных площадей и лесопарков. При рекультивации площадей ценного лёсса теряется при проведении мелиорационных работ. При мокром способе рекультивации смесь воды с лёссом (пульпа) земснарядом распределяется по поверхности земли с наращиванием толщины слоя по возможности до 2 м; а при сухом способе лёсс привозится самосвалами й разравнивается. В доставленном лёссе жизнь почти угасла, содержание гумуса уменьшилось с 2— 3 до 0,5%, содержание питательных компонентов незначительное, а структура почвы неустойчивая. Мелкие частички почвы сплывают в пустоты и их закупоривают, на поверхности скапливается запрудная вода. Даже активное разрыхление рекультивированных почв повышает общий объем пор только на короткое время. Удовлетворительные урожаи снимаются только при чрезмерном удабривании.
Способы лесохоз. рекультивации:
- используется естеств. последовательность развития (сукцессия) —длится 150— 200 лет;
- через 15—20 лет пионерные растения разрежаются и вместо них высаживаются запланированные конечные виды;
- запланированные конечные виды деревьев высаживаются в первичную почву, состоящую из смеси щебня с песком с добавлением 20% лёсса («лесная щебенка»).
Саженцы тополя, посаженные по схеме 6×6 м, должны создавать ветрозащиту.
И в этом случае «внутренняя эрозия» приводит к уплотнению почвы с нарушением ее аэрации. Корни слабеют. Рекультивации озер также сопряжена с проблемами. Мелкие озера (< 20 м) накапливают недостаточное кол-во кислорода, требуемого для перегнивания органики до конца лета. Приток вод, просачивающихся с интенсивно удобряемых береговых рекультивированных полей, чрезмерно эвтро-фирует озера. Очень часто ветрозащищенное положение и небольшие размеры озера приводили к недостаточной перемешиваемое воды весной и осенью.
Чтобы достичь необходимого уровня грунтовых вод, закачивали воду в течение многих лет. Работающие на буром угле электростанции Рейнбрауна производят 7—8 млн т/год золы с содержанием сульфатов 5—7%, которой засыпают выработанные блоки карьеров. Местами концентрация сульфатов в грунтовых водах превышает 1000 мг/л. При исследовании баланса между полезной породой, из которой извлекается уголь, и перемещаемой в отвалы пустой вскрышной породой, обнаружено, что после закрытия карьера остается огромный дефицит массы. При добыче 1 т бурого угля перемещается 3—5 м3 вскрышной породы.
В карьере Гамбах в процессе угледобычи из 2,7 млрд м3 вскрышной породы V, ее перемещается в отвалы, из них — в верхний насыпной отвал (Софийская высота) за пределами карьера. Дефицит массы в 5 млрд т ничем не покрыт.
Также рекомендуем прочитать:
- Влияние человека на ландшафт
- В условиях научно-технического прогресса города оказывают все большее влияние
- Влияние внешних условий на интенсивность образования выбросов дождевых червей на поверхность почвы
- Влияние двуокиси углерода и водородных ионов на сродство гемоглобина к кислороду и кислородную емкость крови
- Влияние дождевых червей на перемешивание земли и вынос ее на поверхность
- Влияние дождевых червей на проветривание и дренаж почв
- Влияние дождевых червей на структуру и химический состав почв
- Влияние животного населения на растительные сообщества глубоко осветили А. Г. Воронов и М. С
- Влияние избытка двуокиси углерода на систему обеспечения кислородного режима организма
- Влияние изменений температуры на вегетативные процессы у морских рыб
- Влияние измененного газового режима водоема на жизнедеятельность рыб
- Влияние измененного гидробиологического режима водоема на жизнедеятельность рыб
- Влияние измененного гидрохимического режима водоема на жизнедеятельность рыб
- Влияние измененного температурного режима водоема на жизнедеятельность рыб
- Влияние светового голодания на жителей крайнего Севера и Заполярья
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