Охрана недр включает в себя
максимально полное использование разрабатываемых
месторождений, что позволяет не начинать
разработку новых. Полнота выработки служит
характеристикой рациональности работы
добывающего предприятия.
Преимущество отдается открытым
способам добычи полезных ископаемых,
при которых месторождения разрабатываются
с более высоким КПД. Наиболее полной выработке
месторождений способствует использование
сопутствующих компонентов. Так, рационально
одновременно с железом добывать сопутствующие
ему титан, ванадий, молибден, кобальт,
вместе с медью – кадмий, селен, галлий,
вместе с нефтью – иод, бром, серу. Применяемая
ранее добыча только одного металла на
месторождении полиметаллических руд
считается сейчас нерациональной.
Большое значение в сохранении
месторождений полезных ископаемых имеет
использование в промышленности вторичного сырья. Так,
существенное увеличение производства
металлов может быть достигнуто благодаря
сбору и использованию металлолома. Общая
масса изделий из металла, которые сейчас
находятся в обращении, составляет 6 млрд т.
Многие изделия сравнительно быстро изымаются
из обращения из-за технического износа
и морального старения. Подсчитано, что
20–25% металла, заключенного в них, может
сравнительно быстро вновь использоваться
в производстве, а еще 40–45% – через более
долгий срок. Общие запасы потенциального
металлолома таковы, что могут долгое
время полностью удовлетворять промышленность
в сырье. При этом 1 т чугунного или стального
лома может сберечь 3,5 т минерального сырья,
2 т железной руды, 1 т кокса и 0,5 т известняка.
Для сокращения потерь
при транспортировке сырья все чаще переходят
на использование трубопроводов и контейнеров.
Газопроводы и нефтепроводы постепенно
вытесняют другие средства доставки газа
и нефти по суше.
Одним из путей сохранения полезных
ископаемых служит использование попутных энергетических
ресурсов. Например, мало используется
тепло, образующееся при сжигании топлива
на цементных заводах, в мартеновских
печах. Оно в этих производствах теряется
и рассеивается вместе с отходящим паром.
Экономия ископаемых энергетических
ресурсов возможна также при переходе
на использование альтернативных
источников энергии – геотермальных
вод, энергии солнца, ветра и морских приливов.
Важное значение имеет замена
редкого минерального сырья синтетическими
материалами. Металлы во многих случаях
успешно заменяют пластмассами.
Охрана природной среды при разработке
полезных ископаемых
Добыча полезных ископаемых
сопровождается существенными изменениями окружающей природной среды из-за создания отвалов, терриконов,
карьеров, появления провальных воронок,
загрязнения воздуха, воды, почвы. Отвалы
образуются из пустой породы, которую
поднимают из недр вместе с рудой и углем
и после сортировки сваливают вблизи шахт
и штолен. Порода, сложенная в терриконы
и содержащая остатки каменного угля,
часто самовозгорается. Поэтому терриконы
дымят в течение многих лет, дополнительно
загрязняя окружающую среду. Когда месторождения
разрабатывают открытым способом, в карьере,
вынутые породы покрывают большие площади
плодородных земель, занятых ранее полями,
лугами, лесами. Рекультивация – восстановление промышленно
нарушенных территорий – предусмотрена
законом. Предприятия, добывающие минеральные
ресурсы, обязаны еще до начала работ обеспечить
возможности для восстановления нарушенного
ландшафта. В районах добычи угля шахтным
способом ликвидируют терриконы, используя
породу для строительства дорог, фундаментов
домов. Это приносит двойную пользу: сохраняется
естественный ландшафт и снижаются затраты
на строительство из-за использования
дешевого сырья. На месте бывших терриконов
разбивают парки, сажают леса. Остающиеся
пустые породы используют для заполнения
выработанных шахт и штолен.
После прекращения
открытой выработки поверхности отвалов
выравнивают, делают террасы на стенках
карьеров, а токсичные и бесплодные породы
покрывают почвой, на которой могут жить
растения. Часто используют плодородные
почвы, которые были удалены отсюда в начале
разработки месторождения. Рекультивированные
участки используют для посадки лесов,
создания зон отдыха.
15. Торфяно-болотные
экосистемы. Их роль в биосфере
Болото представляет собой сложную экосистему,
основными компонентами которой выступают
вода, растительность, торф. Специалисты
рассматривают болото как группу взаимосвязанных
биогеоценозов, характеризующихся обильным
увлажнением, специфической влаголюбивой
растительностью и торфообразованием.
Условия обитания растений здесь отличны
от условий лесов и лугов. Для болот характерны
постоянное или периодическое обильное
увлажнение, недостаточная аэрация, бедность
азотно-минерального питания, постоянное
нарастание торфяного субстрата.
Болота есть почти во всех природных зонах.
Травяные болота, например, встречаются
во всех зонах европейской части России
– от тундр до полупустынь. Полигональные
и бугристые болота распространены в тундрах,
верховые сфагновые болота – в хвойно-лесной
(таежной) зоне. Характер распространения
болот, их размеры, конфигурация, видовой
состав и структура растительного покрова,
мощность и строение торфяных залежей
обусловлены главным образом климатом
и геоморфологическими условиями.
Наибольшие площади торфяных болот в европейской
части России сосредоточены на севере
и северо-западе хвойно-лесной (таежной)
зоны. Господствующее положение занимают
выпуклые олиготрофные торфяники, для
развития которых здесь сложились наиболее
благоприятные условия: значительное
преобладание осадков над испарением,
довольно высокая относительная влажность
воздуха, близость к поверхности грунтовых
вод и бедность их элементами минерального
питания, равнинность территории, а также
длительная история развития поверхностных
образований. Эта зона характеризуется
интенсивным торфонакоплением и составляет
основную часть торфяных запасов России.
Верховые болота имеют выпуклую форму
поверхности, что отражается в их названии.
В создании такой формы главенствующую
роль играют сфагновые мхи, основные торфообразователи.
В зависимости от характера поверхности
и превышения центра болота над окраинами
выделяют слабо, резко, полого- и плоско-выпуклые
сфагновые болота. Микроформы на олиготрофных
болотах представлены кочками, грядами,
мочажинами, озерками. Их сочетания образуют
всевозможные морфологические типы комплексов:
грядово-мочажинные, грядово-озерковые,
грядово-озерные.
Структура растительного покрова олиготрофных
выпуклых болот довольно сложна. Неоднородность
условий увлажнения, питания, характерный
микрорельеф обусловили его комплексность
и пестроту сложения.
Наряду с верховыми болотами в европейской
тайге представлены и сфагновые переходные
болота. Самые крупные из них встречаются
в средней и южной тайге (Архангельская,
Вологодская, Ленинградская области, юг
Карелии). Они размещаются в депрессиях
водоразделов, в речных долинах и особенно
характерны для озерных котловин. В их
питании, помимо атмосферных осадков,
участвуют слабоминерализованные грунтовые
и весенние паводковые воды. Растительность
и торфяная залежь этих болот еще недостаточно
полно изучены.
По всей тайге широко распространены травяные
эвтрофные болота. Они приурочены к поймам
рек, речным плесам, берегам озер, а также
к депрессиям различного происхождения
на водоразделах, где имеется выход грунтовых
вод. Торфяные залежи низинного типа значительно
варьируют по глубине и составу. В залежах
наиболее распространены осоковый, осоково-хвощевый
и осоково-гипновые торфа. Преобладающая
часть болот имеет площадь менее 10 га,
но известны и крупные, площадью свыше
10 тыс. га (Вологодская область). Поверхность
болот, ровная или кочковатая, часто наклонена
в сторону водоема.
Болота – это устойчивые экологические
системы. Их устойчивость обеспечивается
сложностью и значительным количеством
входящих в них компонентов и взаимосвязей.
Болота важны не только для живущих в них
организмов: зверей и птиц, рыб и насекомых,
растений, грибов и лишайников. Они играют
первостепенную роль для тех, кто проводит
лишь часть своей жизни на болотах.
В болотах гнездятся и кормятся многие
птицы: тетерева, глухари, рябчики, белая
куропатка, питающиеся ягодами на торфяниках.
Болота – основные места, где держатся
утки, гуси, лысухи, журавли, кулики, цапли
и другие птицы.
На лесных реках с заболоченными берегами
любят селиться бобры, перегораживая русло
реки плотинами, что увеличивает влажность
в окружающих экосистемах. По некоторым
данным для полноценного восстановления
лесов исходного типа, которые вырубил
человек, необходима деятельность бобров
и наличие болотистых участков. Кроме
бобров, в поймах живут другие пушные звери
– норка, ондатра. А медведи, лоси, олени,
кабаны, косули приходят на торфяники
в поисках ягод.
Если уничтожить болота, погибнут не только
растения и животные болот, но и многие
из тех животных, которые обитают поблизости.
Для болот характерна не только разнообразная
фауна, но и уникальная флора. Растения
болот активно поглощают энергию Солнца
и в процессе фотосинтеза создают огромную
биомассу, которую может использовать
человек.
Болота важны и для поддержания водного
уровня в смежных биоценозах. Полное осушение
болота может погубить близлежащий район.
Если близко море, морская вода потом вторгнется
в подземные воды, используемые в качестве
питьевой воды в городах, расположенных
на побережье.
Множество малых рек, ручьев и притоков
крупных рек берут свое начало в верховых
болотах, и если болота осушить, реки лишатся
питающих их истоков. Даже в том случае,
когда болота не делятся водой с реками,
они замедляют поверхностный сток воды,
выпадающей на Землю в виде осадков, и
это очень важно, так как вода должна стекать
по земле как можно медленнее, чтобы предотвратить
эрозию. После кампании по осушению болот,
которая проводилась в 20 – 30 гг. в Советском
союзе, каждое жаркое лето в Подмосковье
начинают гореть торфяники. Основной причиной
этого стало нарушение хрупких гидрологических
циклов.
В последние годы болота стали объектом
пристального внимания ученых. Это неудивительно,
ведь болота представляют собой не только
уникальные экологические системы, но
и ценные месторождения полезных ископаемых.
Освоение болот идет очень стремительно.
Открытие богатейших залежей нефти и газа
в заболоченных районах Сибири и Крайнего
Севера, разработки торфа, также как и
увеличение площадей пахотных земель
– все это требует осушения болот. При
этом возникает угроза их полного уничтожения.
Но как природный ландшафт, болота составляют
неотъемлемую часть биосферы. Как было
отмечено выше, они играют основную роль
в гидрологическом балансе ряда местностей.
При этом до сих пор многие аспекты функционирования
болотных экосистем остаются неизвестными.
Поэтому болота как тип растительного
сообщества требуют не только всесторонней
охраны, но и фундаментального исследования.
Особенно актуальны такие исследования
в России – ведь по суммарной площади
болотных угодий наша страна занимает
первое место в мире.
^ 16. Рекультивация
нарушенных земель в горном и торфяном
производстве
Преобразование нарушенных в результате
производственной деятельности земель
в состояние, пригодное для использования
их в народном хозяйстве, предотвращение
их отрицательного воздействия на прилегающие
ландшафтные комплексы, охрана этих комплексов,
оптимизация сочетания техногенных и
природных ландшафтов достигается рекультивацией
нарушенных земель.
Термин «рекультивация» употребляется
в земельном законодательстве, в ряде
директивных и нормативных документов
и зафиксирован ГОСТ 17.5.1.01-83 «Охрана природы.
Рекультивация земель. Термины и определения»
для определения комплекса работ, направленных
на восстановление продуктивности и народнохозяйственной
ценности нарушенных земель, а также на
улучшение условий окружающей среды.
Рекультивация относится к мероприятиям
восстановительного характера, направленным
на устранение последствий воздействия
промышленного производства на окружающую
среду, в первую очередь на земли, и рассматривается
как основное средство их воспроизводства.
Восстановлению нарушенных земель должны
предшествовать работы по геолого-почвенному
обследованию нарушаемой и восстанавливаемой
территории и обоснованию направления
рекультивации.
Проект рекультивации земель, нарушенных
горным производством, должен разрабатываться
в строгом соответствии с представленными
техническими условиями.
Согласно ГОСТ 17 5.1.01-83 выделяются следующие
направления рекультивации:
сельскохозяйственное - с целью создания на нарушенных землях сельскохозяйственных угодий:
лесохозяйственное - с целью создания лесных насаждений различного типа;
рыбохозяйственное - с целью создания в понижениях техногенного рельефа рыбоводческих водоемов,
водохозяйственное - с целью создания в понижениях техногенного рельефа водоемов различного назначения;
рекреационное - с целью созлания на нарушенных землях объектов отдыха:
санитарно-гигиенические - с
целью биологической или технической
консервации нарушенных земель, оказывающих
отрицательное воздействие на окружающую
среду, рекультивация которых для использования
в народном хозяйстве экономически неэффективна
или нецелесообразна в связи с относительной
кратковременностью существования и последующей
утилизацией этих объектов (техногенных
образований);
строительное - с целью приведения
нарушенных земель в состояние, пригодное
для промышленного и гражданского строительства.
Выбор направления рекультивации земель
осуществляется с учетом следующих факторов:
природных условий района (климат,
почвы, геологические, гидрогеологические
и гидрологические условия, растительность,
рельеф, определяющие геосистемы или ландшафтные комплексы);
агрохимических и агрофизических
свойств пород и их смесей в отвалах, гидроотвалах, хвостохранилищах;
хозяйственных, социально-экономических
и санитарно-гигиенических условий в районе
размещения нарушенных земель;
срока существования рекультивированных земель и возможности их повторных нарушений;
технологии производства комплекса
горных и рекультивационных работ;
требований по охране окружающей
среды;
планов перспективного развитая территории района горных разработок;
состояния ранее нарушенных
земель, т.е. состояния техногенных ландшафтов карьерно-отвального типа, степени и интенсивности их самозарастания.
В связи с необходимостью восполнения
сельскохозяйственных угодий, особенно
в густонаселенных районах, где производство
сельскохозяйственной продукции имеет
большое народнохозяйственное значение,
предпочтение при прочих равных условиях
отлается сельскохозяйственному направлению
рекультивации нарушенных земель.
Лесохозяйственная рекультивация выполняется
в тех случаях, где сельскохозяйственная
рекультивация в силу природных или хозяйственных
факторов нецелесообразна, где требуется
воспроизводство лесов, как из хозяйственных
потребностей, так и по необходимости
улучшения состояния окружающей среды,
создания рекреационных зон в промышленных
районах или зашиты земель от эрозии
Карьерные выемки, глубокие прогибы и
провалы, засыпка которых технически невыполнима
и экономически не оправдана, могут быть
использованы под водоемы различного
назначения, для создания рекреационных
зон, а также размещения различных промышленных
и гражданских объектов.
Санитарно-гигиеническая рекультивация
биологическими или техническими методами
выполняется при необходимости консервации
нарушенных земель (техногенных образований
– отвалов пустых пород, отходов обогащения
и переработки, временных складов минерального
сырья и пр.), оказывающих отрицательное
воздействие на окружающую среду, в следующих
случаях:
если приведение нарушенных земель в состояние,
пригодное для использования в народном
хозяйстве, экономически неэффективно:
если направление использования этих
земель в народном хозяйстве временно
не установлено;
если породы, выполняющие эти техногенные
образования, подлежат переработке или
использованию в качестве вторичного
ресурса;
если эти техногенные объекты подлежат
переформированию или перемещению.
Целесообразность использования нарушенных
земель для промышленного и гражданского
строительства устанавливается на основе
региональных схем землеустройства и
рекультивации земель, генеральных планов
застройки территорий, результатов инженерно-геологических
изысканий на территории нарушенных земель
и соответствующих
Таким образом, как отмечает В.А. Овчинников,
рекультивация является многоцелевым
мероприятием с природоохранной, природо-восстановительной,
хозяйственно-восстановительной и территориально-планировочной
функциями.
Подход к рекультивированным землям как
к одному из видов продукции горных предприятий,
производство которой планируется и контролируется,
в значительной степени определяет эффективность
и качество горного производства в целом,
существенно снижает его негативное воздействие
на окружающую среду, имеет огромное социальное
и экономическое значение.
Горное предприятие выполняет технический
этап рекультивации, который включает:
планировку поверхности нарушенных
земель (грубую и чистовую);
выполаживание или террасирование откосов отвалов и бортов карьерных выемок;
ликвидацию последствий усадки
отвалов;
противоэрозионные мероприятия;
снятие, транспортирование,
складирование (при необходимости) и нанесение
на рекультивируемые земельные участки почвенно-растительного слоя и (или) пригодных (плодородных и потенциально плодородных) пород;
комплекс мелиоративных мероприятий
(при необходимости), направленных на улучшение
химических и физических свойств пород
и их смесей, слагающих поверхностный
слой рекультивируемых земель;
строительство гидротехнических
и мелиоративных сооружений, дорог, прокладку
прочих инженерных коммуникаций.
Анализ опыта рекультиванионных работ
на горных предприятиях, проектных решений
по рекультивации и их практической реализации,
комплекс выполненных исследований позволили
выделить следующие основные направления
технического прогресса в области рекультивации:
включение работ по рекультивации
в технологическую цепь горного производства
и использование на этих работах основного
горного оборудования;
сокращение объема планировочных
работ (грубой и чистовой планировки) за
счет компактной укладки пород в
отвалы и создание более спокойного рельефа
их поверхности: использование средств
гидромеханизации для подачи на поверхность
отвала рекультивационного слоя и почв;
селективные разработка и складирование
вскрышных пород в отвалы с укладкой пород,
пригодных для биологических рекультивации,
на поверхность отвалов;
сокращение объема работ по
снятию и восстановлению плодородного
почвенного слоя на рекультивируемых площадях за счет использования вскрышных порол и отходов переработки с благоприятными агрофизическими и агрохимическими составами и свойствами;