Экологические проблемы их использования

Под охраной минеральных ресурсов понимают их рациональное, экономное использование, основыванное на долговременной хозяйственной и эколого-экономической стратегии.

В общей системе ресурсопотребления минеральные ресурсы всегда являлись первоисточником, основой развития промышленного производства. В то же время, именно с добычей и использованием полезных ископаемых сопряжен ряд наиболее острых и актуальных, с точки зрения рационализации природопользования, проблем. Эти проблемы могут быть условно разделены на две группы. К первой группе относятся те из них, которые обусловлены исчерпаемостью и практической невозобновимостью полезных ископаемых как природного ресурса, а следовательно, требуют рационального использования самого минерального сырья. Ко второй - те проблемы, которые определяются масштабами и глубиной воздействия на окружающую среду всех производств, так или иначе связанных с его добычей и переработкой.

Все эти проблемы тесно взаимосвязаны. Так, например, решение задачи рационального использования добытого минерального сырья будет способствовать и решению проблемы "нарушенных земель" в горнодобывающих районах за счет сокращения объемов добычи, а следовательно, уменьшению площадей, вновь вовлекаемых в разработку.

Решение проблемы рационального использования добываемых минеральных ресурсов связано, прежде всего, с повышением эффективности общественного производства, с его интенсификацией, развитием научно-технического прогресса, и может быть сведено к трем основным задачам: 1) уменьшение потерь в недрах при добыче, а также при последующей переработке полезных ископаемых, 2) увеличение комплексности использования добываемого сырья, 3) более рациональное использование уже изъятых и вовлекаемых в производство минеральных ресурсов.

I. Потери полезных ископаемых в недрах зависят от геологических особенностей месторождений, от способа добычи, а также от уровня культуры и организации производства. Так, в среднем во всех странах остается в земле или выбрасывается в отвалы 15-20% руд черных и цветных металлов, «плановые» потери при добыче нефти в среднем в мире составляют 56%, каменного угля – 40%, калийной соли и слюды – до 80%. Особенно велики потери при закрытом шахтном способе добычи. Решение этих проблем возможно за счет научного и экономически обоснованного выбора более рациональных систем разработки полезного ископаемого с максимальной экономически целесообразной полнотой отработки месторождения, снижения потерь в недрах за счет разубоживания, сокращения потерь при транспортировке и т.д.

Значительный процент добытого теряется при первичной обработке. Особенно велики потери при обогащении минерального сырья, на добычу которого уже затрачены значительные материальные средства. На этом этапе переработки полезных ископаемых теряется около трети добытого олова, более четверти железа, марганца, цинка, вольфрама, пятая часть калийных солей. Причем, по многим видам минерального сырья потери при обогащении в 2-3 и даже в 5 раз превышают потери при добыче.

II. Увеличение комплексности использования минерального сырья возможно за счет более полного извлечения сопутствующих компонентов из основной добываемой горной массы, а также полезных ископаемых из состава вскрышных, боковых и подстилающих пород. Большинство месторождений полезных ископаемых содержит ряд ценных компонентов, извлечение которых представляет немалую экономическую выгоду. Иногда сопутствующие вещества имеют самостоятельное значение, а их общая экономическая ценность нередко превышает ценность основного компонента. Так, очень эффективно, когда с железом добывают сопутствующие ему титан, ванадий и кобальт, вместе с медью – кадмий, селен и галий, вместе с нефтью – йод, бром, серу и т. д. Комплексное использование существенно расширяет сырьевую базу. Например, России в 90-ых годах за счет попутного извлечения выпускалось более 10% меди, свинца, цинка, и около 20% серной кислоты от общего объема производства их в стране. А на предприятиях цветной металлургии при производстве 11 основных цветных металлов попутно может извлекаться до 60 элементов, в том числе благородные металлы, висмут, индий, галлий, селен, теллур, кобальт и др. Однако эти возможности реализуются далеко не всегда, в большинстве случаев выделяют только один-два компонента, необходимые в текущий момент, а остальные не используют. Так, например, в России из попутного нефтяного газа можно было бы извлекать серу, гелий, этан и другие ценные элементы в весьма значительных объемах, однако, в 90-ые годы в факелах ежегодно впустую сжигалось более 15 млрд.м³ попутного нефтяного газа.

Экономически выгодно также использовать попутно извлекаемые горные породы, особенно при разработке месторождений открытым способом, при этом положительные результаты дает селективная выемка и складирование попутно добываемого сырья. Например, вскрышные, боковые и подстилающие породы в ряде случаев могут быть широко использованы для изготовления щебня, цемента, стекла, силикатного кирпича, огнеупоров, формовочных материалов, для фаянсовой промышленности и т. д. Это позволяет сократить добычу сырья на предприятиях промышленности строительных материалов, сохранить земли, которые были бы ими нарушены. Такие же результаты дает вовлечение в производство отходов обогатительных фабрик, металлургических шлаков, золы и др. Существуют расчеты, согласно которым за счет комплексного освоения месторождений полезных ископаемых возможно увеличение годового объема товарной продукции в минералодобывающих отраслях на 15% и более, снижение ее себестоимости на 20-30% и уменьшение удельных капиталовложений на 40-50%. При этом объем добычи горной массы можно было бы сократить на 15-30%.

III. Более рациональное использование уже изъятых и вовлекаемых в производство минеральных ресурсов – одна из основных возможностей их охраны. Из всего ныне добываемого сырья только очень небольшая его часть, всего несколько процентов, в итоге превращается в готовую полезную продукцию. Снижение удельного потребления минерального сырья на производство единицы продукции может быть достигнуто разными путями. В первую очередь – за счет снижения потерь. Сейчас более трети ценного сырья уходит в отходы при обогащении, последующей переработке и транспортировке. Например, по железу потери при обогащении превышают потери при добыче более чем в 7 раз, а по олову и вольфраму – в 5 раз. И хотя этот показатель систематически и в нарастающей степени снижался начиная с 50-ых годов XX-го столетия, однако технологии по производству многих цветных и черных металлов трудно назвать ресурсосберегающими.

Не менее весомая роль может принадлежать использованию вторичного сырья. Например, по существующим расчетам, общая масса изделий из металла, находящихся сейчас в обращении, составляет 3 – млрд.т. Из этого объема большая часть после вывода из эксплуатации может быть пригодна для повторного использования. Особый интерес к вторичным, т.е. ранее уже использованным ресурсам, связан с наметившимся истощением высокорентабельных месторождений руд черных и в особенности цветных металлов, с возрастанием цен на мировом рынке и необходимостью внедрения ресурсосберегающих технологий. По современным оценкам вторичная переработка цветных металлов может вернуть в использование более 1/5 мировой продукции меди и цинка, более 1/3 олова и алюминия и более 45% черных металлов. Основной путь использования вторичных ресурсов в черной и цветной металлургии – сбор, сепарация и переработка лома черных и цветных металлов. Кроме того, что при использовании вторичных ресурсов намного сокращаются потребности на извлечение и переработку первичного сырья, потребности в энергетических и других ресурсах, безусловная выгода заключается еще и в том, что происходит превращение отходов, загрязняющих среду обитания человека, в продукт, пригодный для дальнейшего использования. уменьшает объемы загрязняющих выбросов в окружающую среду. Экономический и экологический эффект этого вполне очевиден. Так, по имеющимся расчетам, 100 млн.т. лома позволяют сэкономить 200 млн.т. руды, 130 млн.т. угля, 40 млн.т. топлива. Использование металлического лома в сталелитейной промышленности уменьшает выбросы в атмосферу на 86%, в водные источники – на 76%, и объем отходов – на 97% по сравнению с производством металла из чугуна. Параллельно этому появляется возможность хотя бы частичного решения проблемы отходов. Свалки металлолома занимают огромные территории, а их масса, например, в Западной Европе, сопоставима с разведанными геологическими запасами.

Сейчас 1/3 всего мирового потребления свинца и алюминия приходится на долю вторичных ресурсов, а в некоторых государствах она существенно выше, например, доля вторичного свинца в Англии – 65%, вторичного алюминия в Германии – 40%. Причем повышение доли вторичного сырья по мере роста потребления металлов стало устойчивой тенденцией во второй половине XX века (табл. 4.6).

Таблица 4.6.

Увеличение доли вторичного металла в мировом потреблении.

Однако в современных условиях использование вторичных металлов часто тормозится в связи с проблемами сбора, транспортировки, хранения и переработки лома. Так например для стали, входящей как один из элементов во многие механизмы, стоимость всех этих процессов превосходит стоимость производимого продукта. Целесообразным считается сбор лома однородного и сразу в больших количествах. Именно поэтому восстановление цветных металлов хотя и экономически более выгодно, однако по техническим причинам оказывается более сложным, т.к. они редко применяются в чистом виде и в больших объемах.

Уровень использования в экономике вторичных металлов зависит от многих причин: наличия технологий переработки, стоимости энергии, рабочей силы, величины импорта, спроса, обеспеченности запасами металлических руд и др. Однако, как правило, просматриваются некоторые общие закономерности. Например, чем больше объемы потребления, тем выше доля рециклизованного сырья. При большей обеспеченности страны запасами руд доля вторичных ресурсов растет обычно медленнее. Интересно, что по мере роста потребления металлов увеличение вклада вторичного сырья сначала постепенно замедляется, а затем почти прекращается, что, очевидно, объясняется тем, что при увеличивающемся объеме ресурсопользования становится все сложнее поддерживать его за счет увеличения объемов рециклизации. Дешевле часто оказывается другой путь – расширение импорта.

Охране минеральных ресурсов способствует также и замена редкого минерального сырья синтетическими материалами. Металлы могут заменяться пластмассами, керамикой. Однако, производство самих синтетических материалов часто базируется на продуктах переработки минерального сырья, например, нефти, природного газа, угля и т.д., а также требует использования энергии. Поэтому создание синтетических материалов не дает возможности полностью отказаться от использования минеральных ресурсов, но может существенно снизить потребление некоторых наиболее дефицитных из них, которым найдена замена.

Хххххххххххххххххххххххххххххххххххххххх

Второй круг проблем, связанных с охраной минеральных ресурсов, составляют проблемы, определяемые масштабами и глубиной отрицательного воздействия на окружающую среду всех производств, так или иначе связанных с добычей и переработкой полезных ископаемых. Горнодобывающие производства, горнообогатительные комбинаты и металлургические заводы могут оказывать глубочайшее и всестороннее воздействие на природные комплексы. Современные масштабы этого воздействия позволяют отнести добычу и переработку полезных ископаемых к особо опасным видам хозяйственной деятельности.

При изъятии минерального сырья из недр в зоне ведения добычных работ прямому нарушению подвергаются практически все компоненты природной среды. Внедрение в горный массив происходит на глубину до нескольких сотен метров. Создание шахт, карьеров, отвалов, хвостохранилищ, коммуникаций и др. сопровождается нарушением почвенно-растительного покрова, природного рельефа, загрязняются поверхностные и подземные воды, воздушный бассейн и т.д., меняются геодинамические и гидрогеологические особенности функционирования природных комплексов, нарушаются все биогеоцинотические связи.

Отрицательное воздействие горнодобывающей промышленности на природную среду возникает не только как результат прямого изменения природных комплексов в процессе добычи, но и в ходе различных процессов - следствий. Именно эти косвенные нарушения и являются наиболее опасными и сложными. В отличие от первой группы нарушений, которые носят чисто техногенный характер, они происходят опосредовано через воздушный и водный каналы связи и обусловлены естественным созданием новых внутриландшафтных связей. Эти нарушения проявляются как в ходе горных работ, так и после их завершения. Именно они по площади своего распространения выходят далеко за пределы зоны непосредственного техногенного воздействия, что позволяет говорить о региональном характере изменений природной среды при горных работах. Например, на Курской магнитной аномалии радиус депрессионных воронок, образовавшихся в результате нарушения водного режима и изменения гидрогеологических условий в зоне добычи, составляет десятки километров. Это приводит к снижению уровня подземных вод, истощению почвенно-грунтовых и поверхностных вод в регионе. В свою очередь иссушение территории вызывает снижение продуктивности естественных и культурных фитоценозов, вплоть до усыхания растительности.

Нарушенные земли (или как их еще называют - бедленды) - это земли, которые, во-первых, утратили свою хозяйственную ценность, т.е. потеряли в ходе эксплуатации плодородие и не используются никакими отраслями хозяйства даже в качестве ресурса пространства, а во-вторых являются источниками отрицательного воздействия на окружающую среду в связи с нарушением почвенного покрова, гидрогеологического режима, рельефа и т.д. Они могут формироваться при разных видах хозяйственной деятельности, однако именно горная добыча характеризуется краткосрочностью землеиспользования, требует постоянной смены земельных отводов после выработки полезного ископаемого и завершения добычи, что и приводит к постоянному увеличению площади нарушенных земель. Так, например, каждый миллион тонн добытого угля влечет за собой появление в среднем 7,5 га нарушенных земель . При этом ежегодно теряется до 0,01 га плодородных угодий . Кроме того, по мнению специалистов, горнодобывающее производство развивается в 1,5 раза быстрее, чем другие отрасли промышленности, а срок удвоения объемов добычи сократился до 10-15 лет .\3\

Постоянный рост площади горнопромышленных бедлендов в настоящее время можно по праву считать одной из острейших экологических проблем современности.

Источником отрицательного воздействия на окружающие территории

серьезному нарушению подвергается прежде всего литогенная основа ландшафта.

растительный покров, животный мир, происходит

Большие изменения в поверхностном слое земной коры вызваны деятельностью горнодобывающей промышленности,. В настоящее время при горных разработках ежегодно перемещается около 100 млрд. т породы, а к 2000 году этот показатель должен увеличиться примерно в 6 раз. /3/ Способы добычи полезных ископаемых делятся на открытые и подземные (шахтные) разработки.

Во-первых, эти земли являются источниками ухудшения качества окружающей среды на близлежащих территориях. это может быть прямое воздействие, связанное с непосредственным внедрением техники в толщу горных пород и

Интенсивность воздействия работ по изъятию полезного ископаемого во многом определяется способом разработки.

покровского, новикова

Полезные ископаемые относятся к исчерпаемым ресурсам, скорость возобновления которых не сопоставима с продолжительностью человеческой жизни. Рост объема запасов связан с открытием новых месторождений и началом отработки тех залежей, которые ранее считались не рентабельными. В тоже время минеральное сырье - основа развития промышленного производства, без которого невозможно дальнейшее развитие. Это требует бережного, экономного использования имеющихся минеральных ресурсов и их охраны. Поэтому охрана минеральных ресурсов - необходимая составляющая элемент рационального использования всего природно-ресурсного потенциала любого региона.

способный внести существенные коррективы в оценки перспективного уровня обеспеченности тем или иным сырьем.

Таблица …

Экологичность основных видов топлива

Таблица …

Обеспеченность основными видами

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 398; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!