Специфика воздействия объектов промышленности на ландшафт и недр. Специфика воздействия объектов промышленности на ландшафт и недра
 Скачать 202.75 Kb.
|
|
Специфика воздействия объектов промышленности на ландшафт и недра Добывающая отрасль промышленности включает в себя комплекс промышленных мероприятий по разведке месторождений, добыче полезных ископаемых из недр земли и их первичной обработке (обогащению). На сегодняшний день добыча полезных ископаемых становится все труднее. Это обуславливается большей глубиной залегания, сложными условиями добычи и низким содержанием ценного вещества в породе. Современные масштабы добывающей промышленности характеризуются не только интенсивностью использования природных ресурсов, но и количеством промышленных отходов, и воздействием на окружающую среду [1]. Ландшафт — природный географический комплекс, в котором все основные компоненты: рельеф, климат, воды, почвы, растительность и животный мир — находятся в сложном взаимодействии, образуя единую неразрывную систему [2]. Недрами называют верхнюю часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых. Являясь естественным фундаментом земной поверхности, недра активно влияют на окружающую природную среду. В этом заключается их главная экологическая функция. Основное природное богатство недр — минерально-сырьевые ресурсы, т. е. совокупность полезных ископаемых, заключенных в них. Добыча (извлечение) полезных ископаемых с целью их переработки — главная цель пользования недрами. Недра — источник не только минеральных ресурсов, но и огромных энергетических запасов. Экологическое состояние недр определяется, прежде всего, силой и характером воздействия на них человеческой деятельности. В современный период масштабы антропогенного воздействия на земные недра огромны. Только за один год на десятках тысяч горнодобывающих предприятий мира извлекается и перерабатывается более 150 млрд т горных пород, откачиваются миллиарды тонн кубических метров подземных вод, накапливаются горы отходов. Разработка недр оказывает вредное воздействие практически на все компоненты окружающей природной среды и ее качество в целом (рис. 1).  Рис. 1 Негативные изменения в окружающей природной среде при освоении недр [3]. Поскольку значительное негативное воздействие на ландшафт и недра оказывает горнодобывающая промышленность и нефтедобывающая промышленность, рассмотрим их влияние подробнее. Нарушение земной поверхности при разработке месторождений в горнодобывающей промышленности Нарушения земной поверхности, непосредственно связанные с производством горных работ, ограничиваются в основном площадями горных отводов и территориями, выделяемыми для размещения отходов производства. Существует несколько классификаций форм ландшафтных нарушений земной поверхности. По одной из классификаций нарушения делятся на траншеи, карьеры, отвалы (при открытых разработках) и впадины, провалы и отвалы породы (при подземных разработках). Отметим, что помимо перечисленных нарушений земной поверхности, значительные земельные участки занимаются отвалами сухих хвостов обогащения и хвостохранилищами. По другой классификации рассматривают физическое, химическое и механическое нарушение земель. Физическое нарушение земель (ландшафта) характеризуется деформацией поверхности в результате воздействия горных работ, ухудшением структуры почвенного слоя из-за его обезвоживания или заболачивания, изменением природного ландшафта. Химическое нарушение земель обусловлено их загрязнением кислыми шахтными водами, шламами, хвостами, высокоминерализованными рудничными и карьерными водами. Механическое загрязнение земель вызывается пылевыми выбросами технологических производств, загрязнением земель отвалами, хвостохранилищами. Все изменения земной поверхности отрицательно сказываются на ее биологических, эрозийных и эстетических характеристиках. Нарушения приводят к гибели или деградации растительного покрова; ухудшению качества или вообще потере плодородного почвенного слоя; к таким изменениям форм рельефа, что участки поверхности становятся малопригодными для продуктивного использования в сельском и лесном хозяйстве, а также для других целей. Результатом появления впадин и выемок на земной поверхности является изменение водных режимов и, как следствие, заболачивание местности. Лишенная растительного покрова поверхность земли подвергается интенсивной водной и ветровой эрозии. Открытые разработки месторождений характеризуются наиболее обширными ландшафтными нарушениями, причем значительная часть их представляется в виде отвалов вскрышных пород, располагаемых за пределами карьерных полей. Влияние размеров и количества карьеров Рассмотрим возможности сокращения нарушения поверхности карьерными выработками при разработке месторождений стройматериалов. Одной из особенностей этих месторождений является их широкое распространение (глины, пески, гравий обнаруживаются почти повсеместно). В связи с этим около населенных пунктов, промышленных предприятий и строек возникает огромное количество карьеров разной, преимущественно малой, производственной мощности. При замене карьеров небольшой производительности меньшим количеством укрупненных карьеров помимо многих технических и организационных преимуществ достигается и значительное сокращение нарушаемых площадей земной поверхности. Влияние расположения и количества отвалов При открытой разработке месторождений расположение вскрышных пород внутри контура карьерного поля является оптимальным в отношении снижения площадей нарушаемых земель. При расположении отвалов вскрышных пород за пределами контура карьерного поля могут быть выделены два варианта: 1) расположение отвалов на землях, непригодных для сельского и лесохозяйственного производства (овраги, балки, впадины и провалы, образовавшиеся вследствие подземной разработки месторождений, заболоченные земли и др.); 2) расположение отвалов на землях, ранее используемых в сельском или лесном хозяйстве или для других целей. Первый вариант в отношении рационального землепользования предпочтительнее второго. Однако этот вариант целесообразен в тех случаях, когда непродуктивные земли располагаются на относительно небольших расстояниях от выработок, и затраты на транспортировку горных пород не являются чрезмерными. Количество породных отвалов Оказывает довольно существенное влияние на размеры площади нарушаемых земель. В общем случае при одинаковых количествах пород, отсыпаемых в большее число отвалов, увеличивается площадь нарушаемой поверхности. Исключением является размещение пород на непригодных землях, при котором увеличение числа отвалов может оказаться весьма целесообразным, если засыпают несколько оврагов. В случае расположения отвалов на продуктивных землях порода, выдаваемая из подземных горных выработок, обычно отсыпается в один отвал, а на земельных отводах карьеров, наоборот, чаще сооружается несколько отвалов. Количество их определяется в основном экономичностью транспортирования вскрышных пород, при этом возможность сокращения площадей земельного отвода за счет уменьшения количества отвалов, как правило, не рассматривается. Снижение нарушений подрабатываемой поверхности Мероприятия по снижению или исключению деформаций земной поверхности в результате подземной разработки месторождений связаны с повышением потерь полезных ископаемых или значительным удорожанием добычных работ. В связи с этим они реализуются практически только в тех случаях, когда участки земной поверхности необходимо сохранять в связи с расположением на них городов, промышленных предприятий, газопроводов, водоемов и ценных лесных массивов [4]. Влияние горного производства на недра Воздействие горного производства на недра проявляется в проведении горных выработок, извлечении полезных ископаемых, вскрышных и вмещающих пород, осушении или обводнении месторождений (или участков), сбросе сточных вод, захоронении отходов производства. В результате этого воздействия изменяется напряженно деформированное состояние массива горных пород, снижается качество полезных ископаемых, образуются потери минерального сырья, происходит возгорание полезных ископаемых и вмещающих пород, загрязнение недр, в них развиваются карстовые процессы. Изменение напряженно-деформированного состояния массива горных пород. Известно, что массив горных пород характеризуется определенным напряженно деформированным состоянием. Выделяют три тектонические формации, отличающиеся определенными особенностями формирования поля напряженности: районы древних кристаллических щитов, районы отложения осадочных пород на кристаллических платформах; районы современной тектонической активности. Потери минерального сырья. Одно из наиболее значительных воздействии горного производства на недра — неполное использование содержащихся в них минеральных ресурсов. Выделяют два вида потерь при переработке полезных ископаемых: технологические и организационные. Снижение качества полезных ископаемых. При эксплуатации месторождений полезных ископаемых происходит снижение качества сырья (по сравнению с природным). При этом уменьшается содержание полезного компонента в добытой горной массе, увеличивается его влажность, привносятся вредные компоненты из вмещающих пород и др. Карстовые процессы в массиве горных пород. Осушение месторождений, намеченных к разработке, может значительно интенсифицировать карстовые процессы. В карстовых пустотах, образующихся при выщелачивании легкорастворимых пород (карбонатов, сульфатов, солей и др.), накапливается большое количество подземных вод, способных прорываться в горные выработки и представляющих опасность при разработке месторождений. При наличии карстовых полостей возникает угроза попадания в них людей, горного оборудования и транспортных средств. Загрязнение недр происходит в основном за счет захоронения в них отходов промышленного производства. Возгорание полезных ископаемых и вмещающих пород. Усложнение горно-геологических условий разработки связано, в частности, с вовлечением в эксплуатацию месторождений полезных ископаемых и вмещающих пород, склонных к самовозгоранию [5]. Влияние нефтедобывающей промышленности на природные ландшафты Нефть и ее добыча стала неотъемлемой частью нашего с вами общества. Нефтепромыслы занимают сотни, а то и тысячи, квадратных километров площади, буквально, во всех природных зонах нашей планеты. Воздействия же на природную среду давно приобрели не локальный, а региональный характер. Ведь, если подумать, то сразу становится понятно, что помимо многочисленных локальных участков, где распространено загрязнение почв и грунтов и значительных по площади разрушений связанных с механическим воздействием, также выделяются и серьезные изменения качественного состава отдельных компонентов ландшафта, притом на региональном уровне. Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленности (НП) являются одними из ключевых в построении нашего с вами государства, поэтому и влияние на природную среду она оказывает максимальное. Несмотря на соблюдение всех экологических норм и предписаний, НП привносит с собой очевидные нарушения в природную среду. Техногенные воздействия на природную среду, промыслами в большинстве своём не заметны при поверхностном взгляде. Но если углубиться, то сразу видно многообразие этих воздействий. К примеру, на территории промыслов функционируют различные комплексы, для получения нефти. Каждый из этих комплексов связан с другими по средствам трубопроводов, энергосистем, транспортных путей и прочими функциями определяющими организацию работ на предприятии. В результате на значительной по площади территории возникают различного рода неблагоприятные экологические ситуации, которые несут изменения не только в пространстве, но и во временных промежутках. Стоит также отметить интенсивность и формы преобразования природных систем, так как этот термин определяет физический состав и количество вводимых в природную среду антропогенных элементов. Наиболее опасными и требующими пристального внимания являются: 1. Загрязнение природных сред техногенными потоками, разными по качеству и составу; 2. Изменение нормального режима функционирования природных систем; 3. Разрушение отдельных компонентов природных комплексов и ландшафта в целом. В сущности, техногенные воздействия на ландшафты делятся на 2 категории: 1) Механические разрушение ландшафтов, связанное с физическим действием на него. Такие действия могут производится транспортом, бурильными установками, средствами для пересечения шпунта и т.д. 2) Геохимическая трансформация и последующее разрушение природных систем, так можно выделить замену нефти на воду в пластах, закачку геохимически активных жидкостей, попадание в среду продуктов нефтедобычи. Все эти техногенные нагрузки вызывают разнообразные изменение в ландшафтах и составляющих их компонентах, что приводит к сильным изменениям в экосистемах. Все эти экосистемы, в зависимости от показателя устойчивости и динамики ландшафта, имеют различные свойства. Для примера можно рассмотреть южнотаежные ландшафты (рис. 2). Как видно из карты, при взаимодействии техники с природным ландшафтом естественный мезорельеф принимает обособленную форму, выраженную в техногенных включениях в ландшафт.  Рис. 2. Особенности природного и техногенного мезо- и микрорельефа в элювиальных южнотаежных ландшафтах А — рельеф исходных ландшафтов: 1 — прикорневые микроповышения; 2 — микропонижения или потяжины; 3 — слабонаклонная водораздельная поверхность; Б — техногенные модификации рельефа: 4 — техногенные отрицательные формы (амбары и ловушки для сбора загрязнителей); 5 — западины, возникающие при работе тяжелой техники; 6 — техногенные положительные формы (валы, насыпи); 7 — вторичные замкнутые отрицательные формы (западины, усадки грунта); 8 — промоины, ложбины стока. Из этой карты видно, что техногенная перестройка природных систем сопровождается дезинтеграцией грунтовых масс и изменениями условий стока, а также активизирует и процессы рельефообразования, а это в свою очередь предопределяет наличие вторичных форм рельефа, таких как: промоины, осадки, оползни и овраги. Нужно сказать, что возникает необходимость оценки форм изменений природной среды, а также разработка большого числа методологических и теоретических задач. Кратко можно сказать, что в методологические проблемы входят, разработка принципов оценки урона окружающей среды, в то время как в теоретические включают принципы типизации основных нарушений, а также их анализ. Все это занимает достаточно большое количество времени и денежных ресурсов, однако все крупные компании стремятся минимизировать воздействие на природную среду. И не маловажным является понятие вариабельности природного потенциала нормального функционирования ландшафта. Суть этого принципа заключается в том, что одинаковые загрязнители в разных природных обстановках ведут себя совершенно по-разному. Где то они становятся инвертными, а где то подвергаются активным изменениям вплоть до полного уничтожения. Конечно, минимизация техногенного воздействия возможна и при эволюции и доработке технических систем, а также технологической дисциплины, но при учете природного потенциала нормального функционирования ландшафта на территории, устойчивость геосистем будет более приспособлена к различных видим нагрузок. В заключении хотелось бы сказать, что влияние промыслов нефти на природную среду имеет растущий характер, и связан он с нашим активным потреблением [6]. Методы и средства снижения техногенного воздействия на ландшафт и почву. В целях предотвращения ущерба окружающей среде, связанного с ее загрязнением, предусматриваются специальные мероприятия, направленные на предотвращение или уменьшение негативных последствий механического воздействия на почвенно-растительный покров или его химического загрязнения. Основные приемы в решении данной проблемы сводятся к снижению до минимума числа и размеров промышленных площадок, дорожных путей, сокращению, локализация и утилизация отходов производства. В нефтедобывающей промышленности — применение кустового бурения, наклонно-направленных скважин и безамбарной технологии позволяет сократить общее число дорог, трубопроводов и размеры буровых площадок, отказаться от строительства амбаров-отстойников [7]. Список использованной литературыhttps://greenologia.ru [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://greenologia.ru/eko-problemy/vozdejstvie-promyshlennosti.html – Дата доступа: 05.03.2021. Дерябин, В.А. Экология : учебное пособие / В.А. Дерябин, Е.П. Фарафонтова. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2016. – 136 с. https://helpiks.org [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://helpiks.org/9-42779.html – Дата доступа: 06.03.2021. https://ekolog.org [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://ekolog.org/books/39/3_5.htm – Дата доступа: 07.03.2021. Певзнер М.Е. и др. Горное дело и охрана окружающей среды: учеб. для вузов./ Певзнер М.Е., Малышев Л.А., Мельков А.Д., Ушань В.П./ – 3-е изд., стер. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2001. – 300 с. Влияние нефтедобывающей промышленности на природные ландшафты/ А.М. Романенко// Вестник науки и образования – 2020. – № 11 (89), – с. 61-64. Акинин Н.И. Промышленная экология. Принципы, подходы, технические решения: учебное пособие / Н. И. Акинин. – Изд. 2-е, испр. и доп. – Долгопрудный : Интеллект, 2011. – 310 с. |