Экологические проблемы горнорудных районов России

РЕФЕРАТ 

ПО  ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОГРАФИИ

НА  ТЕМУ: 

« ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

ГОРНОРУДНЫХ РАЙОНОВ РОССИИ» 
 
 

ВЫПОЛНЕН

СТУДЕНТКОЙ ГГФ

ГР. 130853

ТЮФАНОВОЙ М. А. 
 
 

Белгород 2011 

Содержание: 

Введение………………………………………………3

1. Основные проблемы минерально-сырьевого комплекса России………………………………..…………………..4
2. Изменение ландшафта (геологической среды) на горнорудных         объектах…………………….………….8
3. Промышленное загрязнение атмосферы…………...…10

Заключение…………………………...………………12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

      На  всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор как появилось высоко-индустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объем этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы – той части планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.                                      

      Наиболее  масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете.

Не вызывает сомнений и значение химического  загрязнения почвы пестицидами  и её повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние  на процессы, происходящие в биосфере.

      Развитие  промышленности и транспорта, увеличение населения, проникновение человека в космос, интенсификация сельского хозяйства (применение удобрений и средств защиты растений), развитие нефтеперерабатывающей промышленности, захоронение опасных химических веществ на дне морей и океанов, а также отходов атомных электростанций, испытания ядерного оружия - все это источники глобального и увеличивающегося загрязнения природной среды – земли, воды, воздуха.

      Все это результат великих изобретений  и завоеваний человека. 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Основные проблемы минерально-сырьевого комплекса России

Созданная в стране минерально-сырьевая база играет важную роль в минерально-сырьевом комплексе мира, В России открыто и разведано около 20 тыс. месторождений полезных ископаемых, из которых более трети введены в промышленное освоение. Крупные и уникальные месторождения (около 5%) содержат почти 70% запасов и обеспечивают 50% добычи минерального сырья. Месторождения России содержат свыше 10% мировых разведанных запасов нефти, одну треть - газа, 11% - угля, 26% - железных руд, значительную часть разведанных запасов цветных и редких металлов. По объему разведанных запасов никеля, платиноидов и платины, алмазов, ряда других полезных ископаемых Российская Федерация занимает первое-третье место в мире. Имеются крупные запасы апатитов, калийных солей, плавикового пшата и других неметаллических минеральных ресурсов.

Даже  в условиях экономического кризиса  и спада добычи полезных ископаемых из недр России ежегодно извлекается: 9-10% мировой добычи нефти, порядка четверти всего газа, 5-7% угля, 7-8% товарных железных руд, 12-20% никеля и кобальта, более 10% вольфрама, значительная часть других цветных и редких металлов, золота, серебра, платиноидов и платины, алмазов, до 6% фосфорного концентрата, 12% калийных солей от всего объема полезных ископаемых, добываемых мировым сообществом.

По наиболее проработанным экспертным оценкам, валовая ценность разведанных, и оцененных запасов полезных ископаемых в ценах мирового рынка составляет порядка 30 трлн.долл. США (в том числе извлекаемой ценности разведанных и оцененных запасов основных групп полезных ископаемых - более 19 трлн. долл. США). Из них около трех четвертей приходится на нефть, газ, уголь.

К активным запасам полезных ископаемых, промышленная разработка которых в современных экономических условиях целесообразна, относятся запасы: железных руд -85% (в том числе 56% в сфере деятельности действующих горнорудных предприятий), меди - 70 (47), свинца - 73 (62), никеля 61 (61), бокситов -52 (33), титана - 68 (2), олова - 38 (37), вольфрама - 16 (16), молибдена -50 (23), ниобия - 32(17), тантала - 41 (20), фосфоритов - 21 (16), апатитов - 53 (52), угля - 70 (42, включая резервные участки).

Существенные  коррективы в общую оценку обеспеченности страны минеральными ресурсами вносит переоценка месторождений по критериям рыночной экономики. В прошедшие годы наряду с месторождениями высококачественных руд было детально разведано и включено в Государственный баланс значительное число месторождений с низкокачественными рудами, или расположенных в удаленных районах, или со сложными горнотехническими условиями, из-за чего их разработка в рыночных условиях становится нерентабельной.

В то же время, состояние сырьевых баз многих горнодобывающих регионов России и действующих предприятий-недрополъзователей заметно ухудшилось в связи с истощением запасов, снижением их качественных и экономических характеристик, усложнением условий отработки в результате длительной и интенсивной эксплуатации. Качество руд ряда месторождений не обеспечивает их рентабельную отработку из-за низкого уровня применяемых технологий.

С учетом мировой конъюнктуры минерального сырья, резкого возрастания стоимости энергоносителей, материалов и транспортировки такие месторождения полезных ископаемых выпадают из перечня объектов, подлежащих промышленному освоению, что фактически приводит к сокращению балансовых запасов полезных ископаемых (иногда до 30% от учтенных Государственным балансом).

Напряженная ситуация с минерально-сырьевой базой обозначилась прежде всего в важнейших традиционных нефтегазо- и горнодобывающих регионах страны: в Западной Сибири, в регионе Урало-Поволжья, Республике Коми, регионе Северного Кавказа. Недостаточна обеспеченность активными запасами апатитовых руд на Кольском полуострове, богатых медно-никелевых руд в Норильском районе, россыпного золота в Якутии, Магаданской области, Сибири и на Урале, сурьмы в Якутии, железных руд на Урале и в Западной Сибири, бокситов на Урале и др. Без достаточной сырьевой базы, на оперативных, практически ежегодно приращиваемых запасах, работают свинцово-цинковые рудники в Читинской области. Приморье и на Северном Кавказе; оловянные - в Хабаровском и Приморском краях; вольфрамовые - в Республике Бурятия и Приморском крае, не обеспечен собственной сырьевой базой ряд медеплавильных заводов Урала,

В условиях слабой сырьевой обеспеченности и низких экономических показателей разработки оставшихся и оперативно наращиваемых запасов предприятия переходят к селективной отработке богатых руд, что еще более ухудшает ситуацию, сокращая сроки действия добывающих производств и приводя к крупным потерям средних и бедных по качеству руд. В то же время в стране длительное время не осваиваются уже разведанные крупные месторождения минерального сырья.

Важнейшим элементом устойчивости минерально-сырьевой базы и функционирования минерально-сырьевого комплекса России в целом является сбалансированное соотношение между уровнями добычи и приростами запасов полезных ископаемых, обеспеченностью запасами определенных категорий и прогнозными ресурсами. Начиная с 1991 г., добыча абсолютного большинства видов минерального сырья в стране обеспечивается в основном созданным ранее заделом запасов. За счет использования поискового задела прошлых лет в этот же период получены практически все приросты запасов, которые, однако, не полностью компенсируют погашение запасов при добыче. Это привело к тому, что в общей структуре запасов по большинству полезных ископаемых существенно возросла доля разведанных и подготовленных к отработке запасов, тогда как доля оцененных запасов и прогнозных ресурсов снизилась. Если учесть, что предварительно оцененные запасы и прогнозные ресурсы определяют поисково-разведочный задел и, следовательно, реальные возможности развития минерально-сырьевой базы, то создавшееся положение является весьма тревожным фактором. При наличии таких серьезных проблем с минерально-сырьевой базой России недопустимо расточительное некомплексное ее использование. В настоящее время недостаточная комплексность добычи и переработки полезных ископаемых приводит к потерям до 30-50% учтенных в недрах запасов. Наиболее значимы потери попутного газа и серы при добыче нефти, что, кроме прямых экономических потерь, оказывает отрицательное влияние на окружающую среду. Крупные потери "имеют место на стадии добычи и переработки руд. При этом в отвалах предприятий разубоживаются и безвозвратно теряются многие ценные компоненты, содержащиеся в добываемых рудах.

Реализация  минерально-сырьевого потенциала России зависит от ряда проблем, связанных как с состоянием минерально-сырьевой базы, так и с положением в минерально-сырьевом комплексе страны в целом.

Основными проблемами минерально-сырьевого комплекса  России являются:

• острый дефицит в России отдельных видов минерального сырья (марганцевые и хромовые руды, титан, цирконий, уран, высококачественные бокситы, самородная сера, каолин и бентониты, барит и некоторые другие);
• нерентабельность освоения значительного числа разведанных месторождений при их переоценке по критериям рыночной экономики и неизбежное в связи с этим уменьшение балансовых запасов полезных ископаемых, учитываемых Государственным балансом;
• неконкурентоспособность по целому ряду причин значительного количества отечественных месторождений минерального сырья, особенно руд черных, цветных и редких металлов в сравнении с зарубежными аналогами; низкая обеспеченность разведанными запасами отдельных добывающих предприятий, особенно в старых, давно освоенных горнорудных районах;
• неблагоприятное географическое размещение разведанных месторождений отдельных видов минерального сырья, что требует для их освоения крупных капитальных вложений и ухудшает экономические показатели разработки;
• низкие темпы подготовки к разработке новых месторождений, взамен отрабатываемых, и ввода новых мощностей;
• низкие темпы подготовки экологически защищенных подземных вод для питьевого водоснабжения;
• недостаточная комплексность в использовании минерального сырья при его добыче и переработке;
• истощение поисково-разведочного задела прошлых лет, снижение доли предварительно оцененных запасов в общем балансе разведанных и прогнозных запасов;
• потеря государством контроля за эффективным использованием стратегических ресурсов в связи с массовой приватизацией предприятий комплекса;
• утрата государственного контроля над уровнями прироста запасов, созданием новых ресурсных возможностей в традиционно добывающих и новых районах по всем видам стратегических полезных ископаемых, а полученные уровни прироста по нефти, газу, железным рудам, бокситам, меди, никелю, золоту, редким металлам, свинцу, цинку, молибдену не обеспечивали простого воспроизводства;
• отсутствие дифференцированного подхода государства к регулированию производства минеральных ресурсов заведомо разной ликвидности и разобщение предприятий, ранее входивших в единые отраслевые системы, способствовало отнесению значительной части разведанных запасов к разряду нерентабельных, доля которых достигла 30% от всего количества разведанных запасов;
• прекращение на большинстве горнодобывающих предприятий обновления основных фондов (возраст 70% машин превысил 10 лет, что в 2 раза хуже, чем в развитых странах);
• увеличение диспропорции между сырьевым и производящим готовую продукцию секторами отечественной промышленности в связи с увеличенными объемами экспорта минерального сырья по сравнению с уровнем его внутреннего потребления;
• наличие тенденции формирования зависимости России от конъюнктуры мировых рынков сырья;
• резкое снижение объемов инвестиций в геологическое изучение и промышленное освоение ресурсов недр в связи с общей макроэкономической ситуацией в стране и несовершенством налоговой системы;
• резкое сокращение финансируемых государством геологоразведочных работ и ликвидация целевого источника финансирования выполнения работ по воспроизводству минерально-сырьевой базы (ставок ВМСБ).;
• отсутствуют долгосрочные (2025, 2050 гг.) прогнозы потребления минеральных ресурсов, являющихся основой развития национальной экономики. Темпы роста экспорта минерального сырья опережают темпы внутреннего потребления.

В стадию падающей добычи перешли уникальные и крупные месторождения, определяющие структуру добычи. Недопустимо сокращены поисковый задел, объемы надежно локализованных перспективных запасов углеводородного сырья. Растет первичное потребление минеральных ресурсов в производстве ВВП.

Исчерпание  разведанных запасов эксплуатируемых месторождений может вызвать обвальное выбытие действующих в настоящее время горнодобывающих мощностей, а в условиях остановки горнодобывающих (в большей части градообразуюших) предприятий соответствующие субъекты Российской Федерации (добычные регионы) могут уже в ближайшем будущем стать объектами геополитической экспансии транснациональных корпораций.

Отсутствует эффективная система отраслевых стандартов осуществления мониторинга  и контроля за разработкой месторождений. Несовершенство отраслевых правил учета экономических результатов нефтегазодобычи в зависимости от особенностей применяемых технологических процессов и, соответственно, форм государственного контроля за условиями недропользования не обеспечивает баланса государственных и корпоративных интересов. Нечетко определены зоны ответственности федерального центра, субъектов Российской Федерации и недропользователей за результаты научных и региональных геологических исследований, поисков, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Налоговое и административное законодательство не стимулирует полноту и качество отработки месторождений полезных ископаемых, эффективное использование разведанных запасов, что в результате часто приводит к неэффективному использованию компаниями-недропользователями находящихся в пользовании запасов полезных ископаемых.

2. Изменение ландшафта (геологической среды) на горнорудных объектах

1. Отходы  вскрышных и вмещающих  пород при добыче и обогащении фигурально можно выразить астрономической цифрой объемов горных пород, вынесенных из недр на поверхность. Только в Свердловской области всего за 1995-1998г.г. при эксплуатации месторождений отходы составили более 500 млн. т. (табл. 2.1). трудно представить себе какие громаднейшие пустоты образуются в земной коре в результате выноса пород при разработке месторождений во всем мире.
2. Техногенный ландшафт (ТЛ) в окрестностях горнорудных предприятий обусловлен вынесенным на поверхность отвалами пустых горных пород, ТЛ представляет собой чередование терриконов, отвалов с карьерами, шахтами и др. горнотехническими сооружениями, образующих перепады высот до 50 и более метров. Весьма неблагоприятная экологическая обстановка ТЛ приводит к появлению фактически опустыненных земель. К проблеме размещения вынесенных пород стали, относится серьезно лишь в последние десятилетия, в связи с необходимостью рекультивации значительных площадей опустыненных земель. Во многих крупных городах области наличие таких земель создает большие проблемы при планировании работ по реструктуризации городских территорий применительно к требованиям сегодняшнего дня. Особенно остро проблемы рекультивации касаются городов, расположенных в западной горнопромышленной части области - г.г. Ревда, Кировград, Кушва, Красноуральск. Дегтярск и др.
3. Горнорудные отвалы как очаги токсических ореолов чаще всего характерны для месторождений медноколчедановых и полиметаллических руд в связи с обычным присутствием в пустых породах иногда в значительном количестве сульфидных минералов - пирита, пирротина, халькопирита, сфалерита. В условиях свободной аэрации и проникновения атмосферных осадков в породах - отвалов и шламохранилищ происходит образование сернокислых растворов, и при соответствующих условиях (достаточное увлажнение, уклон местности и др.) агрессивные кислотные растворы могут нарушать почвенные экосистемы на значительном расстоянии от отвалов.
4. Рудничные воды: нарушение гидродинамического режима и химического состава подземных, грунтовых и поверхностных вод. При подземной разработке, как и при эксплуатации крупных водозаборов, происходит образование обшорных депрессионных воронок, в результате чего нарушается гидродинамический режим поверхностных стоков. Депрессионные воронки чаще всего обуславливают инверсии естественной разгрузки подземных и грунтовых вод с чем связаны отрицательные изменения ландшафта. При этом также обновляются и резко интенсифицируются просадочные карстово-суффозионные процессы. Исключительно водопонижением еще до производства горных работ при сооружении метрополитена объяснятся деформации в здании цирка, в сооружениях по трассе перегона станция «Уральская» - станция «Динамо» и в районе автовокзала г. Екатеринбурга.

Заключая  характеристику отрицательного воздействия  захоронений промотходов, следует упомянуть т.н. могильники-захоронения отходов с особо опасными или радиоактивными соединениями. Их влияние на среду практически сведено к нулю, поскольку могильники обычно располагаются на значительной глубине от поверхности, сами отходы надежно изолируются от вмещающих геоло2.2. Содержание некоторых тяжелых металлов в отвалах месторождений медных и полиметаллических руд (1998г.)

3. Промышленное загрязнение  атмоферы

      В основном существуют три основных источника  загрязнения атмосферы: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих  источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений – теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности. Отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних.

      Так, поступающий в атмосферу сернистый  газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида  с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки.

      Основными вредными примесями  являются следующие:

      а) Оксид углерода.  Получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В Воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы, и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

      б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд. Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65% от общемирового выброса.

      в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида. Конченым продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Листовые пластинки растений произрастающих на расстоянии менее 1 км от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

      г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара; коксохимические, нефте-перерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

      д) Окислы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту, нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу составляет 20 млн т/год.

      е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений – фтороводорода или пыли фторида кальция и натрия. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

      ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примеси молекул хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на одну  тонну чугуна выделяется кроме 2,7 кг сернистого газа и 4,5кг пылевых частиц определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

      Аэрозольное загрязнение атмосферы Аэрозоли – это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии  твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет 1 – 5мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб.км. пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной деятельности людей. Сведения о некоторых источниках техногенной пыли приведены ниже. 

      К атмосферным загрязнителям относятся  углеводороды – насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они подвергаются  различным превращениям, окислению, полимеризации. Взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы и часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия – расположение слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушным массам и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются подслоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной  из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

      Фотохимический  туман (смог) – представляет собой  многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения называемые в совокупности фотооксидантами.

      Фотохимический  смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии.  
 

                            Заключение.

      Охрана  природы – задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Снова и снова  мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями. Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим надежные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о взаимодействии важных экологических факторов, если разработаем новые методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.