Как влияет добыча ископаемых на природу. Экологические последствия добычи полезных ископаемых. Мероприятия, помогающие решить проблему

В общем технологии добычи полезных ископаемых обусловливают такие виды нарушений окружающей среды:

геомеханические - растрескивание пород в результате проведения взрывов, изменение рельефа местности, вырубка лесов, деформация земной поверхности;

гидрологические - изменение запасов, режима движения, качества и уровня грунтовых вод, вынос в водоемы вредных веществ с поверхности и недр земли;

химические - изменение состава и свойств атмосферы и гидросферы (подкисление, засоление, загрязнение воды и воздуха);

физико-механические - загрязнение окружающей среды пылью, изменение свойств почвенного покрова и прочее;

Шумовое загрязнение и вибрация почвы.

Причинами гидрологических нарушений являются:

Зарегулирования, как форма нарушения проявляются в виде водоемов и водоканалов. Вызвано необходимостью осушения поверхности над месторождением,

Заболачивание наблюдается вокруг отвалов с площадью более 200 га,

Затопление характерно для случаев, когда производство имеет избыток воды и полностью ее в водооборота не использует. Воды сбрасываются на землю, в водотоки и водоемы, происходит затопление дополнительных площадей земли. В другом месте в связи с этим может возникнуть истощение,

Осушение - происходит через дренаж грунтовых подземных вод выработками и скважинами. У каждого карьеру депрессионная воронка грунтовых вод достигает диаметра 35 - 50 км,

Заводнения возникает в случае захоронения жидких отходов производства.

Влияние добычи полезных ископаемых открытым способом

В местах открытых разработок происходит вырубка лесов, нарушение растительности и вывод из пользования больших площадей сельскохозяйственных угодий в результате проведения вскрышных работ и складирования пород на поверхности земли. Так, объем вскрышных работ (снятие пород покрывающих и вмещающих тело полезного ископаемого) на карьерах угольной промышленности составляет 848 млн.м3 / год, железорудных - 380, стройматериалов - 450 Глубина рудных карьеров достигла 450 -500 м, угольных 550 - 600 м (на Криворожском железорудном месторождении - 800 м). Влияние открытых горных разработок на окружающую среду запечатлен на рис.4.4.

Рис. 4.4. Влияние открытых горных разработок на окружающую среду

Карьеры часто достигают глубины 400 - 600 м, и соответственно большое количество горных пород вывозится на поверхность. Площади, занятые отвалами, в несколько раз превышают площадь карьеру. Глубинные, в основном токсичные, слои породы выгружаются на поверхность отвалов. Это препятствует росту растений, а после дождей воды, которые стекают с отвалов, отравил реки и почвы. Ориентировочно можно считать, что для открытой добычи 1 млн. Т / год полезных ископаемых требуется около 100 га земельных угодий. Например, на земельных отводах 5 ГОК Кривбасса общей площадью более 20 тыс. Га ежегодно складируется почти 84 млн. М3 вскрышных пород и более 70 млн. Тонн хвостов обогатительных фабрик. Происходят не только нарушение почвенно-растительного покрова на обширных территориях, но и нарушается поверхность земли как горными выработками, так и отвалами. В Украине наибольшие нарушения природной среды произошли на Криворожье, здесь загублено более 18 тыс. Га земли (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Космический снимок Криворожский железорудный карьеров

Изменения, обусловленные нарушением поверхности, негативно сказываются на ее биологических, эрозионных и эстетических характеристиках. Именно на открытых разработках месторождений всего проявляется геотоксикологические влияние горного производства на человека. Снижается продуктивность сельскохозяйственных угодий. Так в районе Курской магнитной аномалии вблизи карьеров в радиусе 1,5-2 км урожайность полей снизилась на 30-50% вследствие ощелачивания почв к pH = 8, рост в них вредных примесей металлов и сокращение питания водой.

В процессе разработки месторождений открытым способом к основным источникам загрязнения относится проведение массовых взрывов, эксплуатация горнодобывающей техники и автомобилей. Массовые взрывы на карьере относятся к периодическим источников загрязнений, так как проводятся обычно раз в 2 недели. Заряд взрыва достигает 800 - 1200т, а количество взорванной им горной массы - 6 млн.т. В атмосферу выбрасывается около 200 - 400 т пыли. Считается 1 т. Взорванной взрывчатого вещества дает 40м3 СО2, кроме этого выделяются оксиды азота.

Практически все горные работы сопровождаются пылеобразованием. Так, в процессе перемещения породы экскаватором интенсивность пылевыделения составляет 6,9 г / с, в процессе погрузки угля роторным экскаватором - 8,5 г / с. Постоянно действующими источниками пылеобразования являются автомобильные дороги. В некоторых карьерах на их долю приходится 70 - 90% всей пыли. Значительные количества пыли поступают в атмосферу в процессе погрузочно-разгрузочных работ. Интенсивность пылевыделения в процессе выемки угля экскаватором составляет 11,65 г / с, в процессе погрузки в железнодорожные вагоны - 1,15 г / с. Из-за использования большого количества транспортных средств, больших территорий под разрезами, а также мощных массовых взрывов загрязнения атмосферы при условии открытой добычи значительно больше, чем при подземного способа.

Гидромеханизированные разработки полезных ископаемых вызывают значительные масштабы загрязнения гидросферы, поскольку все гидромеханизированные технологии связаны с использованием воды, ее загрязнением и возвращением воды в загрязненном состоянии в общую гидрологическую сеть. В результате наблюдается загрязнение рек и водоемов мутными водами, которые образуются в процессе гидромеханизированных разработок полезных ископаемых, рыба оставляет водохранилища и значительные площади водоемов исключаются из нерестилищ, а пойма теряется. Потерянные площади восстанавливаются для нереста примерно через 10 - 15 лет после окончания разработок. Но учитывая то, что подавляющее большинство месторождений отрабатывается в течение 25 - 50 лет, площади загрязненного водосбора исключаются из воспроизводства рыбных запасов на 45 - 70 лет. Для ведения горных работ и промывки песков и других пород используют разное количество воды и загрязняется она в неодинаковой степени, что в разной степени влияет на величину разбавления и потери полезных ископаемых, особенно в случае разбавления их породами, содержащими тонкодисперсную глину, которую трудно выделить и осадить с мутной воды, сбрасываемой из промывных установок.

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.

Минеральные ресурсы - полезные ископаемые, которые образуются естественным образом в земной коре. Они могут иметь органическое и неорганическое происхождение.

Были идентифицированы более двух тысяч минералов, и большинство из них содержат неорганические соединения, образованные различными комбинациями восьми элементов (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, и Mg), которые составляют 98,5% от коры Земли. Мировая промышленность зависит от около 80 известных минералов.

Месторождением полезных ископаемых является скопление твердых, жидких или газообразных минералов, в или над земной корой. Минеральные ресурсы являются невозобновляемыми и исчерпаемыми природными ресурсами, а также могут обладать металлическими (например железо, медь и алюминий), а также неметаллическими свойствами (например, соль, гипс, глина, песок, фосфаты).

Минералы представляют собой ценные . Это чрезвычайно важное сырьё для многих базовых отраслей экономики, которое являются основным ресурсом для развития. Управление минеральными ресурсами должно тесно интегрироваться с общей стратегией развития, а при эксплуатации полезных ископаемых следует руководствоваться долгосрочными целями и перспективами.

Минералы обеспечивают общество всеми необходимыми материалами, а также дорогами, автомобилями, компьютерами, удобрениями и т.д. Спрос на полезные ископаемые растет во всем мире по мере роста населения, а добыча минеральных ресурсов Земли ускоряется и возникают экологические последствия.

Классификация минеральных ресурсов

Карта минеральных ресурсов мира

Роль минеральных ресурсов

Минеральные ресурсы играют важную роль в экономическом развитии стран мира. Есть регионы богатые минералами, однако неспособные их добывать. Другие регионы, добывающие ресурсы, имеют возможность расти с экономической точки зрения и получать ряд преимуществ. Значение минеральных ресурсов можно объяснить следующим образом:

1. Промышленное развитие

Если минеральные ресурсы могут быть извлечены и использованы, промышленность, в которой они используются будет развиваться либо расширяться. Бензин, дизельное топливо, железо, уголь и т.д. необходимы для промышленности.

2. Занятость населения

Наличие минеральных ресурсов создает рабочие места для населения. Они позволяют квалифицированным и неквалифицированным кадрам иметь возможность трудоустройства.

3. Развитие сельского хозяйства

Некоторые минеральные ресурсы служат основой для производства современного сельскохозяйственного оборудования, техники, удобрений и т.д. Они могут быть использованы для модернизации и коммерциализации сельского хозяйства, которые помогают развивать аграрную отрасль экономики.

4. Источник энергии

Существуют различные источники энергии, такие как бензин, дизельное топливо, природный газ и т.д. Они могут обеспечить необходимой энергией промышленность и населенные пункты.

5. Развитие собственной независимости

Развитие минерально-сырьевой отрасли позволяет создать больше рабочих мест с высоким качеством продукции, а также независимость отдельных регионов и даже стран.

6. И многое другое

Минеральные ресурсы являются источником иностранной валюты, позволяют зарабатывать на развитии транспорта и связи, увеличивать экспорт, поставки строительных материалов и т.д.

Минеральные ресурсы океанов

Океаны покрывают 70% поверхности планеты и задействованы в огромном количестве различных геологических процессов, ответственных за формирование и концентрацию минеральных ресурсов, а также являются хранилищем для многих из них. Следовательно, океаны содержат огромное количество ресурсов, которые в настоящее время являются основными потребностями человечества. Ресурсы в настоящее время добывается из моря или районов, которые раньше были в его пределах.

Химические анализы показали, что морская вода содержит около 3,5 % растворенных твердых веществ и более шестидесяти идентифицированных химических элементов. Извлечение растворенных элементов, а также добыча твердых полезных ископаемых, почти всегда экономически затратная, так как учитывается географическое расположение объекта (транспортировка), технологические ограничения (глубина океанических бассейнов) и сам процесс добывания необходимых элементов.

На сегодняшний день, основными минеральными ресурсами, получаемыми из океанов являются:

• Соль;
• Калий;
• Магний;
• Песок и гравий;
• Известняк и гипс;
• Железомарганцевые конкреции;
• Фосфорит;
• Металлические осадки, связанные с вулканизмом и вентиляционными отверстиями на дне океанов;
• Золото, олово, титан и алмаз;
• Пресная вода.

Добыча многих минеральных ресурсов из глубин океанов, является слишком затратной. Тем не менее, рост населения и истощение легко доступных наземных ресурсов, несомненно, приведет к более широкой эксплуатации древних месторождений и увеличения добывания непосредственно из вод океанов и океанических бассейнов.

Добыча минеральных ресурсов

Целью добычи минеральных ресурсов является получение полезных ископаемых. Современные процессы горнодобывающей промышленности включают поиск минералов, анализ потенциальной прибыли, выбор метода, непосредственная добыча и переработка ресурсов, а также окончательная рекультивация земель по завершению работ.

Добыча полезных ископаемых, как правило, создает негативное воздействие на окружающую среду, как в ходе горных работ, так и по их окончанию. Следовательно, большинство стран мира приняли правила, направленные на снижение вредного воздействия. Безопасность труда уже давно является приоритетной, а современные методы значительно уменьшили количество несчастных случаев.

Особенности минеральных ресурсов

Первой и самой основной характеристикой всех минералов является то, что они встречаются в природе. Минералы не производятся под влиянием человеческой деятельности. Тем не менее, некоторые минералы, такие как алмазы, могут быть изготовлены человеком (они называются синтезированными алмазами). Однако, такие искусственные алмазы классифицируются как минералы, потому что отвечают их основным пяти характеристикам.

Помимо того, что они формируется благодаря естественным процессам, твердые минеральные вещества стабильны при комнатной температуре. Это означает, что все твердые минералы, которые встречаются на поверхности Земли, не изменяются в форме при нормальной температуре и давлении. Эта характеристика исключает воду в жидком состоянии, однако включает ее твердую форму - лед - в качестве минерала.

Минералы также представлены химическим составом или структурой атомов. Атомы, которые содержатся в минералах расположены в определенном порядке.

Все минералы обладают фиксированным или переменным химическим составом. Большинство минералов состоят из соединений или различных комбинаций кислорода, алюминия, кремния, натрия, калия, железа, хлора и магния.

Образование минералов является непрерывным процессом, однако очень длительным (уровень потребления ресурсов превышает скорость формирования) и требует наличия многих факторов. Поэтому минеральные ресурсы относятся к невозобновляемым и исчерпаемым.

Распределение минеральных ресурсов неравномерное по всему миру. Это объясняется геологическими процессами и историей формирования земной коры.

Проблемы использования минеральных ресурсов

Горнодобывающая промышленность

1. Пыль, появляющаяся в процессе добычи, вредит здоровью и вызывает заболевания легких.

2. Добыча некоторых токсичных или радиоактивных минералов несет угрозу жизни людей.

3. Взрыв динамита при ведении горных работ очень рискованный, так как высвобождающие газы чрезвычайно ядовитые.

4. Подземные горные работы является более опасным, чем наземные, поскольку существует высокая вероятность несчастных случаев, связанных с обвалами, наводнением, недостаточной вентиляцией и т.д.

Быстрое истощение минералов

Повышение спроса на минеральные ресурсы вынуждает добывать все большее количество полезных ископаемых. В результате чего увеличивается потребность в энергии и появляется больше отходов.

Разрушение почвы и растительности

Почва - это самый ценный . Проведение горных работ способствует полному разрушению почвы и растительности. К тому же, после экстракции (получения минералов), все отходы сбрасываются на землю, что также влечет за собой деградацию.

Экологические проблемы

Использование минеральных ресурсов привело ко многим экологическим проблема, среди которых:

1. Превращение продуктивных земель в горные и промышленные районы.

2. Добыча минералов и процесс экстракции являются одними из главных источников загрязнения воздуха, воды и почвы.

3. Добыча включает в себя огромное потребление энергетических ресурсов, таких как уголь, нефть, природный газ и т.д., которые в свою очередь являются невозобновляемыми источниками энергии.

Рациональное использование минеральных ресурсов

Не секрет, что запасы минеральных ресурсов на Земле стремительно сокращаются, поэтому необходимо рационально использовать существующие дары природы. Люди могут экономить минеральные ресурсы за счет использования возобновляемых ресурсов. Например, при использовании гидроэлектроэнергии и солнечной энергии, в качестве источника энергии, можно сохранить полезные ископаемые, такие как уголь. Минеральные ресурсы также могут быть сохранены за счет рециркуляции. Хорошим примером является переработка металлолома. Кроме того, использование новых технологических методов добычи и подготовка шахтеров, сберегает минеральные ресурсы и сохраняет жизни людей.

В отличие от других природных ресурсов, минеральные ресурсы являются невозобновляемыми, и они неравномерно распределены по планете. Для их формирования требуются тысячи лет. Одним из важных путей сохранения некоторых минералов является замещение дефицитных ресурсов на обильные. Полезные ископаемые, для получения которых требуется большое количество энергии, должны перерабатываться.

Добыча минеральных ресурсов оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую среду, в том числе уничтожает места обитания многих живых организмов, загрязняет почву, воздух и воду. Эти негативные последствия могут быть сведены к минимуму за счет сохранения минерально-сырьевой базы. Полезные ископаемые оказывают все большее влияние на международные отношения. В тех странах, где были обнаружены минеральные ресурсы, их экономика значительно улучшилась. Например, нефтедобывающие страны Африки (ОАЭ, Нигерия и т.д.) считаются богатыми из-за прибыли, полученной от нефти и ее продуктов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

В процессе добычи и переработки полезных ископаемых человек влияет на большой геологический круговорот. Во-первых, человек переводит залежи полезных ископаемых в другие формы химических соединений . Во-вторых, человек распределяет по земной поверхности, извлекает из недр бывшие геологические аккумуляции. В настоящее время на каждого жителя земли ежегодно добывается около 20 т сырьевых ресурсов. Из них 20% переходит в конечный продукт, а остальная масса превращается в отходы. Теряется до 50-60% полезных компонентов.

Воздействие добычи полезных ископаемых на литосферу :

1 - создание карьеров, отвалов;

1 - происходит загрязнение воздуха метаном, серой, оксидов углерода в результате газовых и нефтяных пожаров ;

2 - возрастает запыленность атмосферы в результате горения отвалов при взрывах в карьерах, что влияет на количество солнечной радиации, температуру, атмосферные осадки;

3 - истощение водоносных горизонтов, ухудшение качества подземных и поверхностных вод.

Для рационального использования за-пасов невосполнимого минерального сырья необходимо:

1 - как можно более полно извлекать их из недр (обводне-ние нефтеносных пластов значительно увеличивает отдачу нефти; закачивается вода. Она увели-чивает межпластовое давление, в результате чего более легкая нефть устремляется в добывающие скважины),

Охрана насекомоядных птиц и рыжих лесных муравьев - это одновременная охрана леса от вредителей.

Часто в природе складываются отношения противоположного характера, когда охрана одного объекта приносит вред другому. Например, охрана лося местами приводит к его перенаселению, а это наносит ощутимый ущерб лесу из-за повреждения подроста. Значительный вред растительности некоторых национальных парков Африки приносят слоны, в избытке населяющие эти территории. Поэтому охрана каждого природного объекта должна быть соотнесена с охраной других природных компонентов. Следовательно, охрана природы должна быть комплексной.

Охрана и использование природы - это на первый взгляд два противоположно направленных действия человека. Однако противоречия между этими действиями нет. Это две стороны одного и того же явления - отношения человека к природе. Поэтому вопрос, который иногда задают, - охранять природу или использовать ее - не имеет смысла. Природу надо использовать и охранять. Без этого невозможен прогресс человеческого общества. Природу необходимо охранять в процессе ее рационального использования. Важно разумное соотношение ее использования и охраны, что определяется количеством и распределением ресурсов, экономическими условиями страны, региона, социальными традициями и культурой населения.