Экологические основы природопользования

Лекция № 6

Тема: Проблемы использования полезных ископаемых

и энергетических ресурсов.

План

2. Проблемы использования полезных ископаемых.

Земля - благодатная планета с огромными и разнообразными природными ресурсами. Основная масса проблем, с которой сталкивается человечество, связана не с нехваткой ресурсов как таковых, а с их неразумной и неэффективной эксплуатацией.

Все используемые человеком природные ресурсы чаще всего разделяют на три категории:

1). невозобновимые,

2). ограниченно возобновимые ,

3). неограниченно возобновимые.

К невозобновимым ресурсам относятся прежде всего полезные ископаемые: нефть, уголь, природный газ, уран (энергетические ресурсы и сырьё для химической промышленности), руды многих металлов, фосфаты, как основа фосфорных удобрений, и минеральное сырьё, используемое в строительстве. Потребление всех этих ресурсов во второй половине XX века очень быстро росло, и геологические запасы многих из них сильно истощены. К подобным веществам можно отнести и такие металлы, как золото и ванадий. В силу своей огромной способности к рассеянию эти металлы дороги, хотя их содержание в литосфере и гидросфере сравнительно велико . Проблема состоит в наличии месторождений, где концентрация металла достаточно велика, чтобы его добыча была экономически целесообразна. В силу наличия больших прогнозных запасов по многим металлам геологоразведка ведётся просто по мере необходимости, поэтому даже при малых сроках обеспеченности нет оснований ожидать возникновения кризисной ситуации по этим ресурсам.

Сохранению многих ресурсов полезных ископаемых способствует многократное использование получаемых материалов. Прежде всего, это относится к переделу металлов. В промышленно развитых странах сбор и переплавка металлического лома играют всё большую роль. Примерно 50 % стали, около 40 % алюминия и до 70 % меди и свинца в промышленно развитых странах используется повторно, и тенденция к росту вторичного использования постоянно растёт.

2. Проблемы использования полезных ископаемых.

Солнечное излучение является источником почти всей энергии, используемой и биосферой, и цивилизацией. Только около 1%" используемой человеком энергии поступает от других источ ников - за счёт добычи и сжигания угля, нефти, природного газа и урана. При этом месторождения угля, нефти и газа - это тоже солнечная энергия, когда-то аккумулированная растениями. До сих пор развитие цивилизации основывалось на освоении всё новых источников энергии и характеризовалось непрерывным ростом её потребления как удельным на душу населения, так и в абсолютных цифрах. До середины XX века дрова и уголь были основными источниками энергии. Начиная с этого времени, в мировом энергетическом балансе всё большую роль играют нефть, газ, а в конце XX века и атомная энергия.

Потребление ископаемых энергетических ресурсов в таких гигантских объёмах ставит перед человечеством ряд насущных и трудных вопросов:

На какое время хватит этих ресурсов и каковы последствия их истощения?

Можно ли их заменить и чем?

Как экономить энергию?

Как решить проблемы загрязнения окружающей среды?

Это комплекс взаимосвязанных проблем, требующих системного подхода, но, к сожалению, до сих пор слишком часто решаемых порознь. Дело в том, что по мере истощения месторождения стоимость добычи растёт. Истратив очень много ресурсов, можно, например, извлечь из Земли и 99 % нефти, но нефть эта окажется дороже золота. При современных технологиях для нефтяных месторождений коэффициент извлечения редко больше 50-60 %.

3. Проблемы использования энергетических ресурсов.

Таким образом, вопрос об эффективной замене тепловой углеводородной энергетики - одна из главных и неотложных проблем, стоящих перед человечеством. При рассмотрении этой проблемы необходимо учитывать, что в настоящее время только четверть ресурсов идут на производство электроэнергии. Остальные используются непосредственно для производства высокотемпературного тепла в промышленности, отопления и приготовления пищи в быту и коммунальном секторе, в качестве горючего на транспорте и в сельском хозяйстве.

Существуют два взаимодополняющих способа решения проблемы исчерпания ископаемых ресурсов: снижение потребления энергии (уменьшение энергоёмкости производства и сбыта) и отыскание альтернативных источников получения энергии.

Первичные источники энергии включают гидроэлектростанции, ветровые, гелиоэлектрические, геотермальные станции и т. д. К категории дров отнесены все виды биомассы, используемые в качестве топлива, - сами дрова, хворост, солома, кизяк, торф и пр.; 1 ЭДж (Эксаджоуль) = 1018 Дж

На пути радикального снижения энергоёмкости развитые страны стоят уже более трёх десятилетий. За это время:

1. разработаны технологии строительства «тёплых домов», в которых удалось в несколько раз снизить потери тепла через стены и окна, что привело к снижению расхода тепла на отопление;

2. модернизация теплоэлектростанций привела к росту коэффициента полезного действия паротурбинных и газотурбинных установок в среднем с 35 до 42 %;

3. у автомобилей и сельскохозяйственной техники в среднем на 25 % снизился расход горючего;

4. сократился удельный расход энергии (на единицу продукции) в энергоёмких отраслях промышленности;

5. ламповая электроника (усилители, измерительная аппаратура, телевизоры, телефонная и радиоаппаратура) полностью заменилась полупроводниковой и интегральными схемами, что привело к сокращению удельного расхода энергии более чем в 100 раз;

6. началось массовое применение экономичных светильников с увеличенным в 10 раз сроком службы и 5-кратным увеличением светоотдачи на 1 Вт потребляемой мощности по сравнению с обычными лампами накаливания.

К сожалению, большинство из перечисленных новшеств пока получило распространение только в наиболее богатых и развитых странах .

Наряду с бытовыми гелиоэнергетическими системами, получившими уже значительное распространение в богатых регионах с солнечным и жарким климатом, в этих регионах уже построен целый ряд промышленных предприятий, работающих на солнечной энергии.

Основной принципиальный недостаток гелиоэнергетики - зависимость от уровня инсоляции, которая распределяется по поверхности Земли весьма неравномерно. Поэтому в регионах, лежащих выше 45-50° широты, а также в регионах с большой облачностью она оказывается практически малоприменимой.

Трезво оценивая совокупные возможности гидроэнергетики, гелиоэнергетики и ветровых электростанций, нельзя не заметить, что они способны покрыть в самом лучшем случае не более половины потребностей человечества в тепле и электроэнергии. Использование горючих ископаемых для производства энергии должно сокращаться, так как эти ценные ресурсы весьма ограничены, а их сжигание ведет к экологической и климатической глобальной катастрофе.

Следовательно, у человечества нет альтернативы использованию атомной энергии для покрытия возникающего энергетического дефицита. Современная атомная энергетика за малыми исключениями использует реакторы, в которых топливом, служит уран-235 (U235). Этот изотоп урана составляет только 0,7 % природного урана, остальное - практически полностью уран-238 (U238), в котором цепная реакция деления не развивается и который ядерным топливом служить не может. При делении ядер U233 высвобождается много энергии, превращающейся в высокотемпературное тепло. Чтобы цепная реакция пошла, необходимо, чтобы хотя бы один нейтрон, вылетевший при делении ядра U235, попал в такое же ядро и был этим ядром захвачен.

Вероятность захвата нейтрона возрастает, если скорость нейтрона мала. Между тем нейтроны, вылетающие из делящегося ядра U235, имеют очень большую скорость (более 10б м/с) - это быстрые нейтроны. Поэтому природный уран подвергают обогащению, увеличивая концентрацию U235 примерно до 2,5-3 %, а сами тепловыделяющие элементы помещают в среду-замедлитель нейтронов, в качестве которой используют воду или графит. Такой реактор называют реактором на тепловых нейтронах, так как замедленные нейтроны движутся со скоростями теплового движения молекул (порядка 103 м/с). Часть нейтронов захватывается ядрами атомов U238, которые после двух бета-распадов превращаются в атомы плутония-239 (Ри239). Реакторы на тепловых нейтронах требуют для своей работы минимального обогащения урана и поэтому нашли широкое применение.

Плутоний Ри239, подобно U23\ обеспечивает самоподдерживающуюся цепную реакцию, а потому может использоваться в качестве ядерного топлива. Таким образом, обеспечив превращение U23S в Ри239, можно использовать и U238 для получения энергии. Однако в реакторах на тепловых нейтронах количество образующегося Ри239 составляет только около 70 % от «сгоревшего» U235.

Следовательно, продолжение строительства атомных электростанций с реакторами на тепловых нейтронах - тупиковый путь, ведущий к относительно быстрому истощению запасов ядерного горючего, так как запасы урана-235 очень невелики (табл. 5.2). Но ядерная технология позволяет получать ядерное горючее с избытком, превращая уран-238 в плутоний путём его облучения интенсивным потоком нейтронов в реакторах на быстрых нейтронах. Такие реакторы требуют большей степени обогащения ядерного топлива, но обеспечивают наработку 1,3 кг плутония из U238 на каждый кг израсходованного плутония (рис. 5.24). Поэтому эти реакторы называются реакторами-размножителями (или бридерами от английского breeder - заводчик).

Таким образом, реальная возможность обеспечить себя практически неограниченными энергетическими ресурсами и при этом избежать экологического кризиса состоит в комбинации атомной энергетики, использующей реакторы-размножители, с гидро- и гелиоэнергетикой.

Рассмотренные методы получения энергии позволяют получать энергию в виде электрического тока и тепла. Однако эти виды энергии не поддаются длительному хранению, а аккумуляторы, как термические, так и электрические, дороги и очень громоздки. Поэтому существует и до сих пор не решена проблема горючего для транспорта и сельскохозяйственной техники, альтернативного нефтепродуктам.

В качестве одного из вариантов решения этой проблемы предлагается применение в качестве топлива водорода, для получения которого путём электролиза воды должна использоваться электроэнергия. Водород сжигается в топливных элементах, непосредственно преобразующих химическую энергию в электрический ток, питающий электропривод транспортного средства. Помимо того, что водород чрезвычайно взрывоопасен, это означает, что человечеству потребуется, по меньшей мере, удвоение установленной мощности электростанций, так как энергопотребление транспорта равно производству электроэнергии для иных нужд. Точно та же ситуация возникнет, если удастся изобрести лёгкие и сверхъёмкие электрические аккумуляторы или использовать в качестве горючего для топливного элемента, например, магний или алюминий (сведения о подобных разработках появлялись в печати). Это означает гигантские дополнительные капиталовложения в энергетику и в создание целой новой отрасли промышленности для производства водорода или его заменителей. Кроме того, при этом принципиальной перестройке должна подвергнутся как сама автомобильная промышленность, так и вся сфера обслуживания автотранспорта.

Существует, однако, альтернатива столь разорительному пути. Нефть - это набор углеводородов, продукт химической трансформации когда-то существовавшей биомассы. Все необходимые компоненты присутствуют и в растительной биомассе сегодня, отсюда прямая возможность получения транспортного горючего из биомассы растений .

Растительная биомасса - самый древний вид топлива, до сих пор широко используемый во всём мире в виде дров, древесного угля, древесных отходов, хвороста, кизяка и обычной соломы. Значительные объёмы бытового мусора, сжигаемого на мусоросжигательных предприятиях, также входят в этот список. Ещё один вид превращения биомассы в высококачественное топливо получил последнее время широкое распространение в Китае и Индии. Растительные и другие органические остатки, в том числе нечистоты, собирают в замкнутые метан-танки, где под действием бактерий идут процессы превращения биомассы в биогаз, состоящий в основном из метана. Твёрдые остатки от процесса используются как удобрение. Эта технология хороша в странах с тёплым и жарким климатом, так как при низких температурах она почти не работает.

Наиболее перспективное использование растительной биомассы для производства автомобильного горючего - это получение этилового и метилового спиртов (этанола и метанола) путём брожения и перегонки. Для этой цели могут использоваться древесные и сельскохозяйственные отходы, городские стоки и т. д. Полученные спирты обходятся дешевле бензина и могут применяться в современных автомобилях при минимальном переоборудовании, а в смесях с бензином - без всякого переоборудования. Первый опыт в этом направлении был осуществлён и накоплен в Бразилии, где 2/3 автомобильного топлива - это этиловый спирт (этанол), и 90 % производимых автомобилей могут работать на чистом этаноле. Около 10 % высококачественного бензина в США содержат до 15 % этанола. Дизельные двигатели прекрасно работают на смеси метанола (метилового спирта) с обычным дизельным топливом.

Таким образом, человечество располагает достаточными ресурсами, чтобы избежать энергетического голода и одновременно отвести от себя угрозу экологической катастрофы, но для этого народы и правительства должны существенно пересмотреть свои взгляды и своевременно и целенаправленно строить новую энергетическую политику.

КУРСОВАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ: РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Пермь 2007

ВВЕДЕНИЕ

1. 1. Классификация полезных ископаемых
   2. Распределение и запасы минерального сырья в мире и России
   3. Использование недр человеком
   4. Обзор добычи нефти и газа за 2005 год
2. ОХРАНА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
   1. Основные направления по рациональному использованию и охране недр
   2. Правовые основы охраны и рационального использования недр
   3. Государственный мониторинг геологической среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Недра в узком смысле слова - это верхняя часть земной коры, в которой при современном уровне развития техники добываются полезные ископаемые. Недра земли богаты полезными ископаемыми, которые издавна используются человеком и составляют основу ведущих отраслей мирового хозяйства. Совокупность полезных ископаемых, заключенных в недрах, составляет понятие «минеральные ресурсы», которые являются основой для развития важнейших отраслей промышленности (энергетика, черная и цветная металлургия, химическая промышленность, строительство). На территории России известно несколько тысяч месторождений топливно-энергетического комплекса, нерудного сырья и подземных вод. Вместе с тем после распада СССР возникла проблема создания собственной сырьевой базы марганцевых, хромитовых, фосфоритовых руд, крупные месторождения которых на территории страны практически отсутствуют. При наличии сырьевой базы не добываются титан, ртуть. Прогнозные ресурсы практически всех видов минерального сырья в целом по стране весьма значительны, но реализация их требует систематических инвестиций в геологическое изучение недр.

Большинство месторождений полезных ископаемых содержит ряд компонентов, извлечение которых представляет немалую экономическую выгоду для народного хозяйства. Иногда сопутствующие вещества имеют самостоятельное значение, а общая экономическая ценность их нередко превышает ценность основного компонента. Комплексное использование минеральных ресурсов существенно сокращает потери ископаемых и расширяет сырьевую базу, представляет большую экономическую выгоду.

На территории России запасы полезных ископаемых составляют Единый государственный фонд. В настоящее время отношения пользования Государственным фондом недр регулируется законом РФ «О недрах» и «Об охране окружающей среды». Непрерывный рост потребления минерального сырья в народном хозяйстве вызывает настоятельную необходимость бережного и хозяйственного использования богатств наших недр. От того, как будут использоваться эти богатства, во многом зависит успешное развитие экономики, рост материального благосостояния и культурного уровня жизни населения. Улучшение использования минерального сырья - одно из важнейших условий снижения материальных затрат в народном хозяйстве. Оно способствует совершенствованию структуры производства, повышает отдачу основных фондов.

Курсовая работа состоит из двух основных частей, а также введения и заключения, вторая часть работы содержит 3 таблицы. Цель курсовой работы - проанализировать запасы полезных ископаемых и их рациональное использование, как охраняются недра в нашей стране. Задачи данной работы:

Выявить, как распространяются полезные ископаемые;

Определить основные направления по охране недр.

Произвести обзор добычи нефти и газа за 2005 год.

При написании работы были использованы различные источники, в частности: закон Российской Федерации, постановление Правительства РФ, учебные пособия, научная литература, статьи из периодических изданий.

1. ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ И ИХ РАСПРОСТРАНЕНИЕ

1. Классификация полезных ископаемых

Полезные ископаемые - горная порода, непосредственно используемая в народном хозяйстве, и природные минеральные образования, из которых могут быть извлечены минералы, ценные для различных отраслей. Природными ресурсами для основных видов продукции горных предприятий служат полезные ископаемые, которые делятся на металлические, неметаллические и горючие. Классификация полезных ископаемых:

Топливо-энергетические (нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф, урановые руды и т.д.);

Рудные ресурсы (железная и марганцевая руда, бокситы, хромиты, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные, сурьмяные руды, руды благородных металлов);

Природные строительные материалы и нерудные полезные ископаемые (известняк, доломит, глина, песок, мрамор, гранит, яшма, агат, горный хрусталь, гранат, корунд, алмазы);

Горно-химическое сырье (апатиты, фосфориты, поваренная и калийная соль, сера, барит, бром, йодсодержащие растворы);

Гидроминеральные ресурсы (подземные, пресные и минерализованные воды);

Минеральные ресурсы океана (рудоносные жилы, пласты континентального шельфа и железомарганцевые конкреции на глубинах 3-6 км);

Минеральные ресурсы морской воды (железо, свинец, уран, золото, натрий, хлор, бром, магний, поваренная соль, марганец).

Согласно Конституции РФ недра являются государственной собственностью и предоставляются в пользование организациям в целях геологического изучения, добычи полезных ископаемых, строительства подземных сооружений различного назначения специальным разрешением в виде лицензии и оформляются на основании акта, удостоверяющего горный отвод и определяющего размеры выделенного участка недр. Потребителями полезных ископаемых является железорудная промышленность, цветная металлургия, угольная промышленность, промышленность горно-химического сырья и строительных материалов. Продукция рудников и карьеров - природное минеральное сырье, называемое рудой. Руда - это горная порода, содержащая металлы и их соединения или неметаллические материалы (асбест, барит, сера, алмазы, слюда и т.д.) в количестве и виде пригодном для их извлечения при современном состоянии техники. Продукция угольных шахт - уголь, которым по химическим и технологическим свойствам подразделяется на бурый, каменный, антрацит, горючие сланцы. Помимо этого, каменный уголь делится еще на десять классов - марок. Основанная продукция горных предприятий промышленности нерудных материалов: щебень, гравий, песок, песчано-гравийная смесь, бутовый камень.

В настоящее время большинство добываемых полезных ископаемых в своем природном виде не соответствует требованиям потребителей в отношении качества. Продукция горных предприятий соответствующего качества и в достаточном количестве получается после обогащения. В стране ведутся государственные кадастры природных ресурсов как определенный свод данных: земельный, месторождений полезных ископаемых, лесной, животного мира, водный.

1.2 Распределение и запасы минерального сырья в мире и России

Полезные ископаемые, вовлеченные в сферу общественного производства, называют в настоящее время минеральными и топливно-энергетическим сырьем. Минеральные ресурсы подразделяются на горючие, металлические и неметаллические. Минеральные ресурсы относят к категории невозобновляемых природных ресурсов. Горючие ископаемые иногда считают восстановимыми ресурсами, поскольку в течение длительного геологического времени они способны возобновляться. Однако скорость их восстановления несоизмеримо мала по сравнению со скоростью их извлечения из недр и интенсивностью использования человеком.

Крупные запасы основных полезных ископаемых распределены следующим образом: нефть - Саудовская Аравия, Кувейт, Ирак; природный газ - Россия, Иран, Объединенные Арабские Эмираты; каменный уголь - Китай, США, Россия; железная руда - Бразилия, Россия, Китай; бокситы - Гвинея, Бразилия, Австралия; медные руды - Чили, США, Заир; Марганцевые руды - ЮАР, Австралия, Габон (9; с.50). Разведанные запасы железа на Земле оцениваются в 100 млрд.т. Основные запасы железа сосредоточены в Америке (47,8%), Африке (15,9%), Австралии и Океании (15,7%). Разведанные запасы фосфоритов, оценивающиеся в 40-50 млрд.т, размещены в Африке (62%), Америке (29,1%), и Азии (5,9%). Запасы алюминия оцениваются в 20-25 млрд.т, размещены они в Африке (59,4%), Америке (19%), Австралии и Океании (11,6%). Мировые запасы нефти и газа составляют соответственно 136094 млн.т и 141026 млрд.м³ (18; с.39). Основные запасы нефти сосредоточены на Ближнем Востоке (65,7%), в Америке (16,2% в том числе в США 3,3%) и Африке (6,1%); запасы газа - в Восточной Европе (40,2%, в том числе в России 39,2%), в Америке (10%) и Африке (6,9%).

Минерально-сырьевую базу отечественной промышленности (энергетики, топливной, химической, строительной, черной и цветной металлургии) составляют месторождения с разведенными и с достаточной точностью оцененными запасами. В России открыто и разведено около 20 тысяч месторождений полезных ископаемых, из которых примерно 37% введены в промышленное освоение. Месторождения России содержат свыше 10% мировых разведанных запасов нефти, примерно одну треть мировых запасов газа, 12% угля, 28% железных руд, значительную часть разведанных запасов цветных и редких металлов. По количеству разведанных запасов золота, платиноидов и платины Россия занимает второе место в мире, алмазов и серебра - первое (16; с.93).

Распределение месторождений на территории России весьма неравномерное. Наибольшим валовым минерально-сырьевым потенциалом обладают Дальний Восток и Приморье (месторождения цветных, редких, благородных металлов, бора). Несмотря на относительно низкую долю разведанных запасов от общего потенциала минеральных ресурсов (3%), в регионе добывается практически все: олово, сурьма, алмазы, бор, более половины золота, свинца, плавикового шпата, треть вольфрама от всей добычи по России. Важную роль в общероссийском балансе добычи играют месторождения железных руд Курской магнитной аномалии, нефти Поволжья, вольфрама и молибдена Северного Кавказа. Бедны минеральными ресурсами Центральный и Волго-Вятский районы. Важнейшие месторождения угля: Тунгусский, Ленский, Канско-Ачинский, Кузнецкий, Печорский угольные бассейны.

Полученные в результате добычи и последующей переработки минеральное сырье и минерально-сырьевые продукты составляют основную статью российского экспорта. Наиболее критическая ситуация возникла в России в конце 90-х годов, когда воспроизводство минерально-сырьевой базы серьезно ухудшилось. Во-первых, сократились объемы добычи (особенно по нефти и газу), во-вторых, не происходило прироста запасов, а ранее созданный поисково-разведочный задел постоянно таял. Природно-ресурсный потенциал Росси использовался неэффективно. Основные причины были таковы:

Несбалансированная микроэкономическая и инвестиционная политика в области природопользования, приводящая к интенсивному использованию естественных богатств, диспропорциям между добывающими инфраструктурными комплексами;

Несовершенное законодательство, порождающее противоречия в сфере природопользования;

Неразвитость рыночных механизмов и государственного регулирования в сфере природопользования в новых условиях;

Недоучет ассимиляционного потенциала природной среды как экономической ценности при определении альтернатив развития страны и регионов.

1.3 Использование недр человеком

Человек использует недра, добывая полезные ископаемые. В последнее время недра становятся средой временного обитания человека (метро, бомбоубежища, шахты, штольни). В старых выработках организуют подземные хранилища продуктов. Отработанные пространства в месторождениях каменной соли используются для лечения астмы, аллергии и некоторых других заболеваний. Возможно, в дальнейшем в недрах будут строить жилые помещения, уже теперь строят метро, многоэтажные подземные гаражи, торговые центры и т.д. Человек получает 36% энергии за счет сжигания нефти, по 24% - за счет сжигания газа и угля, 6% - на атомных электростанциях (АЭС), 5% - за счет гидроресурсов, 5% - при сжигании древесины и торфа (3; с.186). Источники получения энергии постоянно меняются в зависимости от изменения ресурсов, научно-технического прогресса, экономических затрат.

Интенсивность добычи полезных ископаемых постоянно нарастает. Если за последние 25 лет население Земли увеличилось на 50%, то потребление угля возросло в 2 раза, железной руды - в 3, нефти и газа - почти в 6 раз. Деятельность людей становится мощным геологическим фактором. Подсчитано, что за шесть последних лет XX столетия из недр Земли добыто 8,3 млрд.т руд и горючих ископаемых (5; с.95). Объемы добываемых руд сравним с объемом ежегодного стока рек. Известно, что в Мировой океан ежегодно выносится около 15 млрд.т твердых частиц.

Темпы роста производства и потребления минеральных ресурсов за период с 1980 по 2005гг. составили 650-1100% в развитых странах и 310% в развивающихся. Происходит резкий рост потребления энергоресурсов: за указанный период оно выросло с 4-5 до 8-9 млн.т условного топлива в год. По прогнозам специалистов к концу 2010 года потребление энергоресурсов возрастет до 13-14 млн.т условного топлива в год (14; с.22). Сейчас в горнодобывающей промышленности объем перерабатываемой горной массы составляет около 30-32 млрд.м³ в год. Наибольший объем добычи приходится на железную руду.

Таким образом, перспектива нехватки сырьевых ресурсов - реальная опасность для человечества, а энергетический голод не выдумка скептиков: некоторые страны уже испытывают недостаток энергетических ресурсов. Поэтому охрана недр становится важнейшей проблемой всего человечества.

1.4 Обзор добычи нефти и газа за 2005 год

В 2005 году добыча нефти в России увеличилась на 2,5 % по сравнению с 2004г. и составила 9,4 млн. баррелей/сутки (470,2 млн. тонн). При этом темпы роста оказались самыми низкими за последние 5 лет (15; с.24).Это вызвало у некоторых экспертов опасения, что добыча нефти в России достигла пиковых значений. Однако данная точка зрения спорна. Основной причиной искажения результатов 2005 года стало сокращение объемов производства бывшими и нынешними дочерними предприятиями ЮКОСа, включая Юганскнефтегаз после смены собственника в конце 2004 года. Без учета данных этих компаний объем добычи нефти в России мог увеличиться на 6% по сравнению с 2004 годом, что представляется весьма значительным результатом. Также отмечено ускорение темпов роста производства во втором полугодии 2005г., притом, что в декабре добыча достигла рекордной отметки в 9,4 млн. баррелей/сутки (на 3,6% выше среднего показателя первого полугодия 2005г), создав хорошую основу для дальнейшего роста производства в 2006 году. Это хорошо видно из таблицы 1.

Таблица 1. Добыча нефти в 2004-2006гг., тыс.баррелей/сутки

Компания			Изменение, %	(прогноз)	Изменение, %
Роснефть
Сургутнефтегаз
Газпром+Сибнефть+50% Славнефти
Сибнефть
Татнефть
Славнефть
Русснефть
Башнефть
ЮКОС и Юганскнефтегаз
Всего, без учета ЮКОСа и Юганскнефтегаза

Так, прогнозируемый рост добычи нефти на 2006 год составляет 4,4%. Поэтому российская нефтяная отрасль еще далека от той точки развития, когда истощение резервной базы ограничит рост производства. Среди крупнейших российских нефтяных компаний самые высокие темпы роста добычи продемонстрировала ТНК-ВР, которая увеличив объем добычи на 7,53% по сравнению с 2004 г., сумела опередить Сургутнефтегаз, лидировавший по данному показателю на протяжении первых 11 месяцев 2005г. Это подчеркивает высокую эффективность ТНК-ВР и подтверждает теорию о том, что западные технологии извлечения нефти и методы восстановления запасов могут с успехом использоваться в России, особенно на наиболее истощенных месторождениях. Однако возможности современных технологий улучшать производственные показатели ценой относительно небольших затрат ограничены. Сургутнефтегаз также добился высоких темпов роста добычи, прежде всего благодаря широкомасштабным работам по разработке новых месторождений. Однако данная компания, в отличие от большинства других производителей нефти, использует более консервативный подход к добыче, поэтому в настоящее время демонстрирует низкие темпы, вызванные естественным истощением запасов, по сравнению с компаниями, практикующим более агрессивный подход к извлечению нефти. Добыча нефти ЮКОСа и Сибнефти, скорее всего, продолжит сокращаться ввиду использования этими компаниями более агрессивных методов восстановления запасов на протяжении предыдущих лет, а так же в связи с «предбанкротным» состоянием ЮКОСа и сменой собственника Сибнефти. Капиталовложения ЛУКОЙЛа в объеме 4 млрд. долл. в 2005 году и планируемые вложения в размере 4,5 млрд. долл. в 2006 году позволят компании поддерживать высокие темпы роста. Можно предположить, что в 2006 году ЛУКОЙЛ продемонстрирует увеличение добычи на 4-5%.

Производство газа в России в 2005 году увеличилось на 1% по сравнению с предыдущим годом - до 640 млрд. куб.м (15; с.26). Наибольший вклад в увеличение совокупного показателя внесла Роснефть, увеличившая добычу газа на 39% по сравнению с 2004 г. - до 13 млрд.куб.м (таблица 2). Рост производства Роснефти частично обусловлен приобретением Юганснефтегаза, который в 2005 году произвел 1,3 млрд.куб.м газа. Однако большая часть этих объемов (на 3,6 млрд.куб.м) представляет собой органический рост в результате увеличения использования попутного газа. Объем добычи природного газа Газпромом повысился всего на 0,5% по сравнению с 2004г. - до 547 млрд.куб.м. Здесь следует отметить, что если бы не приобретение у НОВАТЭКа компании «Пугаздобыча» в конце 2004 г., объем добычи Газпрома сократился бы на 1,9%. Это лишний раз доказывает наличие системной проблемы у монополии в связи со значительной истощенностью существующих запасов. Что касается НОВАТЭКа, то его объем добычи природного газа в 2005 г. составил 25,3 млрд.куб.м, повысившись на 23% по сравнению с 2004 годом (если предположить, что компания полностью владела тремя крупнейшими месторождениями в 2004г.).

Таблица 2. Добыча газа в России в 2005 г., млрд. куб.м.

Компания			Изменение, %
	Нет свед.		Нет свед.
Сургутнефтегаз
Роснефть
Сибнефть
Всего, нефтяные компании
Всего, Россия

2. ОХРАНА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

2.1 Основные направления по рациональному использованию и охране недр

Под охраной недр понимается научно обоснованное рациональное и бережное использование полезных ископаемых, максимально полное, технически доступное и экономически целесообразное их извлечение, утилизация отходов, ликвидация урона, нанесенного естественным природным ландшафтам. Основные мероприятия по охране недр базируются на ресурсосбережении: предотвращение потерь при добыче, транспортировке полезных ископаемых, при их обогащении и переработке, использовании готовой продукции.

Значительные потери полезных ископаемых и ущерб окружающей среде происходят при разработке месторождений подземным способом. При этом потери угля (остается в недрах) составляют 20-45%, руд цветных и черных металлов 15-25%, горно-химического сырья 20-60%, при открытом способе разработки полезных ископаемых потери снижаются до 12% (8; с.167). Исключительно открытым способом добываются стройматериалы (песок, глина, щебень, гравий) и россыпные ископаемые. Однако обратной стороной открытого способа разработки полезных ископаемых являются нарушения естественных природных ландшафтов. Например, при извлечении 1 млн. т. угля шахтным способом отвалы занимают 8 га, а при открытом - нарушенные земли занимают 30 га и более. Чрезвычайно велики потери полезных ископаемых из-за несовершенства технологий извлечения. Сейчас доля извлеченной нефти по отношению к разведанным запасам составляет 50-60%, потери же попутного газа - 20 млрд. т. в год (он сжигается в факелах) просто потрясают воображение.

В мероприятия по охране недр входит комплексное использование ресурсов, которое предусматривает при добыче одного полезного ископаемого более полное извлечение сопутствующих компонентов. Ликвидация системы валовой выемки, своевременное разделение руд, их сортировка во время добычи позволяют сохранить ценные компоненты сырья, что дает большой экономический эффект. Таким образом, основные мероприятия по охране недр на стадии добычи минерального сырья сводятся к совершенствованию технологии его разведки, расчета запасов, добычи с применением ряда правовых и экономических регламентирующих механизмов.

Значительные потери полезных ископаемых происходят при их транспортировке к местам переработки и использованию. Например, на территории России в 2005 году эксплуатировалось 378 тыс. км промысловых трубопроводов, на которых за год случилось более 40 тысяч прорывов. В Западной Сибири свыше 100 тыс. км промысловых трубопроводов с 35-летним стажем работы нуждаются в замене. В результате за 2005 год разлилось 2650 тонн нефти из магистральных труб и 1438 тонн нефтепродуктов (19; с.36).

Комплексное, наиболее полное извлечение и использование химических элементов позволяет сохранить месторождение, не тратить дополнительные средства на переработку отходящих газов, пыли и промышленных стоков. Пыль, задержанная фильтрами, представляет собой высококачественное сырье; нефть и масла, собираемые в отстойниках нефтеперерабатывающих заводов, на ремонтных, транспортных и других предприятиях, рафинируются и используются в народном хозяйстве. Можно сделать вывод, что комплексное использование и бережное расходование минерального сырья при его добыче, транспортировке и переработке неразрывно связано с охраной окружающей природной среды. Преобразование малоцелевых горных предприятий и перерабатывающих заводов в многоцелевые, отказ от отраслевого подхода к разработке минеральных ресурсов - это одновременно и сбережение минерального сырья и ресурсов. Необходим постоянный и строгий контроль лицензионных соглашений за соблюдением режима эксплуатации месторождений, организацией и ведением мониторингом силами разработчика, за рекультивацией и реабилитацией ландшафтов.

Для охраны недр существенное значение имеет использование полезного ископаемого строго по его назначению. Еще Д.И. Менделеев говорил: «Нефть - не топливо, топить можно и ассигнациями» (9; с.108). И если нефть или коксующиеся угли используются в качестве топлива - это растранжиривание минеральных ресурсов. Резервом в экономии минеральных ресурсов являются: более полное использование вторичного сырья и побочной энергии, замена дефицитных металлов менее дефицитными материалами. Так, современная металлургическая промышленность может работать на 40% и более на вторичном сырье. Это сырье может дать почти половину объема выплавляемой стали. Вторичная переработка лома цветных металлов потенциально может давать ежегодно 1/5 мировой продукции меди, более 1/3 алюминия, около 1/5 цинка (17; с.5). Конечно, рост добычи топлива и производства энергии связан с существенным повышением капиталовложений, которые идут не только на добычу и разведку, но и на мероприятия по охране окружающей среды. Однако игнорирование их в угоду сиюминутной прибыли оборачивается, как правило, негативными последствиями, на ликвидацию которых затрачивается значительно больше средств, чем на их предотвращение.

Еще одним резервом сбережения, использование которого сохранит недра. Является применение искусственных заменителей дефицитного минерального сырья. Металл с успехом может быть заменен пластмассами, деревом и даже камнем. Судя по темпам производства пластмасс, полимеры в скором времени превзойдут металлы. Минеральное топливо может быть заменено геотермальной энергией термальных подземных вод. Например, в Венгрии тепличное хозяйство, животноводческие комплексы и даже некоторые жилые помещения обогреваются за счет геотермальных подземных вод.

2.2 Правовые основы охраны и рационального использования недр

Правовой основой охраны и рационального использования недр России служат государственные законы, правительственные постановления, ведомственные нормативно-правовые акты, определяющие порядок и характер проведения горно-геологических работ, эксплуатации месторождений полезных ископаемых, рекультивации и реабилитации природно-территориальных комплексов. Важное значение для бережного использования и охрану недр имеют международные договоры и соглашения нашей страны с другими странами, соответствие российских правоохранительных требований международным.

Международная правовая охрана недр действует сейчас на следующих принципах: недра имеют государственные границы и являются общим достоянием человечества. Должны соблюдаться свобода исследований и меры по сохранению недр и их компонентов, запрещается национальное присвоение недр и их компонентов. Отдается приоритет международному сотрудничеству и выполнению международных соглашений (конвенций) и обязательств, соблюдению международной ответственности всех государств за сохранение недр.

Юридической основой охраны и рационального использования недр является природоохранное законодательство. Оно представляет собой совокупность нормативно-правовых актов, определяющих порядок и условия охраны и использований недр, деятельность государственных и общественных организаций, права и обязанности недропользователей и их ответственность ха охрану недр. Закон «О недрах» регулирует отношения, возникающие в процессе изучения, использования и охраны недр территории РФ, ее континентального шельфа и морской исключительной экономической зоны, а также отходов горнодобывающего и связанных с ним перерабатывающего производств, торфа и иных специфических минеральных ресурсов. Закон содержит правовые и экономические основы комплексного рационального использования и охраны недр, обеспечивает защиту интересов государства и граждан РФ, а также прав пользователей недр. Основными требованиями по рациональному использованию и охране недр являются:

Соблюдение установленного законодательством порядка предоставления недр в пользование и недопущение самовольного пользования недрами;

Обеспечение полноты геологического изучения рационального комплексного использования и охраны недр;

Проведение государственной экспертизы и государственный учет запасов полезных ископаемых, а также участков недр, используемых в целях, не связанных с добычей полезных ископаемых;

Обеспечение наиболее полного извлечения из недр запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов;

Охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископаемых и промышленную ценность месторождений или осложняющих их разработку;

Предотвращение загрязнения недр при проведении работ, связанных с пользованием недрами;

Соблюдение установленного порядка консервации и ликвидации предприятий по добыче полезных ископаемых и подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых;

Достоверный учет извлекаемых и составляемых в недрах запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов при разработке месторождений полезных ископаемых.

В случае нарушения требований право на пользование недрами может быть ограничено, приостановлено или прекращено специально на то уполномоченными государственными органами в соответствии с законодательством.

В 1998 году правительство РФ утвердило «Положение о государственном контроле за геологическим изучением, рациональным использованием и охраной недр». Задачей государственного геологического контроля является обеспечение соблюдения всеми пользователями недр установленного порядка пользования недрами, законодательства и утвержденных в установленном порядке стандартов (норм и правил) в области геологического изучения, использования и охраны недр. Министерство природных ресурсов РФ осуществляет государственный геологический контроль непосредственно через подразделения центрального аппарата Министерства, ведающего вопросами государственного геологического контроля, и отделы государственного геологического контроля территориальных органов государственного управления фондом недр. Министр природных ресурсов РФ по должности является главным государственным инспектором РФ по геологическому контролю. Основные законодательные и нормативные акты, регламентирующие охрану недр, приведены в таблице 3. Эффективность этих законодательных актов полностью зависит от контроля за их выполнением.

Таблица 3. Основные законодательные и нормативные акты, регламентирующие охрану недр России

	Наименование документа	Дата утверждения
	Закон Российской Федерации «О недрах»
	Положение о порядке лицензирования пользования недрами
	Инструкция по применению «Положение о порядке лицензирования пользования недрами» к участкам недр, предоставляемым для добычи подземных вод, а также других полезных ископаемых, отнесенных к категории «лечебных».	Утверждена приказом Роскомнедр № 70 от 28 апреля 1994г. Зарегестрирована в Министерстве юстиции РФ 26 мая 1994г.
	Закон Российской Федерации «О ставках отчислений на воспроизводство минерально-сырьевой базы»
	Порядок использования отчислений на воспроизводство минерально-сырьевой базы и освобождения пользователей недр от указанных отчислений
	Закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды»
	Закон Российской Федерации «Об экологической экспертизе»	Принят Государственной Думой 19 июля 1995г. Утвержден Президентом РФ 23 ноября 1995г.(№174-ФЗ)
	Положение о порядке проведения государственной экологической экспертизе
	Базовые нормативы платы за выбросы, сбросы загрязняющих веществ в окружающую природную среду и размещение отходов
	Положение о порядке и условиях взимания платежей за право пользования недра, акваторией и участниками морского дна
	Инструкция о порядке и сроках внесения в бюджет платы за право на пользование недрами
	Положение о государственном контроле за геологическим изучением, рациональным использованием и охраной недр
	Положения о территориальных комиссиях по запасам полезных ископаемых Комитетам РФ по геологии и использованию недр
	Положение о Федеральном горном и промышленном надзоре в России
	Инструкция о порядке проведения государственной экспертизы геологических материалов территориальными комиссиями по запасам полезных ископаемых
	Положение о лицензировании отдельных видов деятельности, связанных с геологическим изучением и использованием недр

2.3 Государственный мониторинг геологической среды

Важным элементом рационального использования и охраны недр является Государственный мониторинг геологической среды (ГМГС). Под ГМГС понимается федеральная система наблюдений, оценки, контроля и прогноза состояния геологической среды на территории России. Организацией, на которую возложены координация и проведение всей региональной политики управления и регулирования в сфере изучения, воспроизводства, рационального использования и охраны природных недр, является Министерство природных ресурсов (МПС) России. Основой ведения Государственного мониторинга геологической среды является государственная наблюдательная сеть, насчитывающая 18,3 тыс. пунктов наблюдения. Основными функциями ГМГС являются:

Слежение за состоянием геологической среды;

Прогноз его изменения под воздействием природных и антропогенных факторов;

Информационное обеспечение недропользователей данными о состоянии геологической среды;

Ведение банка данных ГМГС.

Госгортехнадзором России совместно с МПР России определен порядок взаимодействия в вопросах рационального использования и охраны недр. Важным элементом системы ведения мониторинга является Государственный банк цифровой геологической информации и информации о недропользовании в России (ГБЦГИ). Он подготавливает цифровые структурированные данные о геологическом строении недр, протекающих в них процессах и находящихся в них полезных ископаемых. Там же находятся данные по использованию и развитию минерально-сырьевой базы России, по добыче, транспортировке, экспорту, потреблению, по экономике и конъюнктуре рынка минерального сырья и другие данные, необходимые для разработки стратегии рационального использования и охраны недр. Основным видом информации, формируемой на базе данных мониторинга геологической среды, является Государственный кадастр месторождений и проявлений полезных ископаемых.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нельзя дальше мириться с парадоксом, когда при наличии колоссальных сырьевых ресурсов их постоянно не хватает. Такое положение является следствием того, что и сегодня наша страна в расчете на единицу национального дохода продолжает слишком много расходовать топлива, электроэнергии, металла, и это вынуждает выделять все новые средства для наращивания сырьевой и топливно-энергетической базы. Важно расширять требования к переработке минерального сырья. Повышение комплексности, полноты и качества извлечения из недр полезных ископаемых, ликвидация необоснованных потерь при их добыче, обогащении и переработке имеют огромное экономическое значение, так как позволяют повысить производство продукции на действующих предприятиях, в ряде случаев исключают надобность строительства новых предприятий, значительно повышают эффективность общественного производства.

Как видно из первой части данной курсовой работы в 2005 году российская нефтяная промышленность продемонстрировала успешные результаты. Несмотря на относительно слабые показатели 2005 года, отмечено повышение объемов добычи нефти (без учета ЮКОСа) на 6% по сравнению с предыдущим годом и ускорение темпов роста производства во втором полугодии. Это позволяет прогнозировать увеличение производства нефти в последующие годы, что является весьма впечатляющим результатом для второй в мире страны - производителя нефти. Что касается Газпрома, то объемы добычи на основных месторождениях концерна в 2005 году продолжили снижение; если бы не недавнее приобретение нового дочернего предприятия, объем добычи по итогам года снизился бы примерно на 1,9%. Это представляется весьма тревожной тенденцией в долгосрочной перспективе.

По прогнозам специалистов, при сохранении современных тенденций добычи, потребления и использования новых месторождений запасы полезных ископаемых истощатся примерно через 70-140 лет. Поэтому рациональное комплексное освоение ресурсов способно сохранить природные богатства для будущих поколений, защитить интересы народов нашей страны. Перспектива нехватки сырьевых ресурсов - реальная опасность для человечества, а энергетический голод не выдумка скептиков: некоторые страны уже испытывают недостаток энергетических ресурсов. Поэтому охрана недр становится важнейшей проблемой, стоящей перед человечеством. Необходим постоянный и строгий контроль лицензионных соглашений, за соблюдением режима эксплуатации месторождений, организацией и ведением мониторинга силами разработчика, за рекультивацией и реабилитацией ландшафтов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ФЗ «О недрах». Принят съездом народных депутатов РФ 21 февраля 1992г. Изменения и дополнения приняты Государственной Думой 8 февраля 1995г.;

2. Положение «О государственном контроле за геологическим изучением, рациональным использованием и охраной недр». Утверждено постановлением Правительства РФ № 542 от 9 сентября 1998г.;

3. Реймерс Н.Ф. Природопользование. - М.: Мысль, 1998. - С. 185-188;

4. Касьяненко А.А. Контроль качества окружающей среды. - М.: Изд-во РУДН, 1993. - 124 с.;

5. Красилов В.А. Охрана природы: Принципы, проблемы, приоритеты. - М.: Наука, 2003. - С. 94-95;

6. Новиков Ю.В. Охрана окружающей среды. - М.: Высшая школа, 2002. - 263 с.;

7. Оуэн О.С. Охрана природных ресурсов. - М.: Колос, 1999. - С. 326-340;

8. Константинов В.М. Охрана природы: Учебное пособие для студентов высш. учебных заведений. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. - 167 с.;

9. Константинов В.М., Чемдзе Ю.Б. Экологические основы природопользования. - М.: Мастерство, 2002. - С. 45-54;

10. Баландин Р.К., Бондарев Л.Г. Природа и цивилизация. - М.: Мысль, 1999. - 370 с.;

11. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология и природопользование в России. - М.: Финансы и статистика, 1998. - С. 324-328;

12. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. Учебное пособие. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2003. - С. 285-311;

13. Беденков А.Р., Петраш А.И., Полищук Ю.М. К разработке единой концепции рационального освоения минеральных ресурсов. - Томск: Томский научный центр СО РАН, 1999. - С. 2-5;

14. Милов В. Может ли Россия стать энергетической сверхдержавой?// Вопросы экономики. 2006. - № 9. - С. 21-23;

15. Лукашев Д. Обзор рынка нефти и газа за 2005 год// Рынок ценных бумаг. 2006. - № 2. - С. 23-26;

16. Поляков В. Сырьевая ориентация России//Мировая экономика и международные отношения. 2006. - № 1. - 93с.;

17. Козырев В.С. Некоторые итоги цветной металлургии России и стран СНГ//Цветные металлы. 2006. - № 7. - С. 5-6;

18. Фокина Е. Топливно-энергетический комплекс//Профиль. 2006. - № 18. - С. 38-40;

19. Новиков Ю. Как сберечь минеральные ресурсы России?// Вопросы экономики. 2007. - № 1. - С. 35-36;

20. Экономика и жизнь.// 2006. - № 23. - 3с.;

21. Аргументы и факты//2007. - № 7. - С. 2-3.

Такие показатели начинают разрабатываться не только для выявления избыточного количества загрязняющих веществ, но и для установления дефицита в питьевой воде жизненноважных (эссенциальных) химических элементов. В частности, такой показатель в отношении селена имеется для стран ЕЭС.

Нормативный подход является начальным шагом оценки состояния воды, позволяющим быстро и с небольшими затратами определить приоритетные загрязнители и выработать практические рекомендации по снижению или прекращению негативных последствий загрязнения воды.

Однако он не учитывает проявлений синергизма и антагонизма при совместном воздействии загрязняющих веществ. Это особенно касается случаев, когда эти вещества присутствуют в концентрациях, приближающимся к значениям ПДК, и такая вода употребляется длительное время. Установлено, что долговременный эффект низких доз может иметь более пагубное влияние на популяцию водных организмов, чем острое, но кратковременное токсическое воздействие. Кроме того, каждый водоем уникален из-за больших различий в химическом составе, скорости перемешивания, температурного режима, вертикальной зональности водной массы и других характеристик. К существенным недостаткам нормативного подхода относится недостаточность экспериментальных наблюдений при установлении значений ПДК

Строгому соблюдению качества используемых водоисточников согласно нормативным показателям в настоящее время уделяется повышенное вни - мание во всех развитых странах. В США в 1974 году принят специальный закон о безопасности питьевой воды.

Надежные оценка и прогноз состояния водной системы являются очень сложной задачей ввиду того, что на эту систему воздействуют многочисленные и изменчивые во времени природные и антропогенные факторы, а в водной среде происходят сложные физико-химические и микробиологические процессы.

Для понимания таких процессов, необходимо учитывать донные отложения, которые принимают активное участие в химическом обмене «вода-осадок». Это особенно актуально в случае подтока в водную среду глубинных флюидных компонентов. О широком распространении и высокой интенсивности такого подтока свидетельствуют мощные и протяженные залежи газогидратов в донных осадках шельфов , накопление ртути и других тяжелых металлов в илах озер. Газогидратный слой обнаружен в донных отложениях озера Байкал.

Установлена важная роль в химических реакциях, происходящих в воде, соединений углерода, серы, азота и фосфора, окислительно-восстановительного потенциала, микроорганизмов. Например, биогенные процессы (биофильтрация) определяют поведение в озере Байкал и терригенных, и биогенных компонентов .

Наилучшим способом получения эмпирических данных о процессах в водной среде является гидрогеохимическое картирование с последующим обоснованием сети мониторинга. Информация, полученная в результате длительных режимных наблюдений, служит основой для прогноза состояния водной системы во времени .

В настоящее время для целей экологического прогнозирования широко применяется компьютерное моделирование гидрогеохимических процессов загрязнения поверхностных и подземных вод с использованием высококачественных программ . Это позволяет вовлечь в сферу изучения огромные массивы данных и получить качественно новую информацию.

Более надежный экологический прогноз дает изучение в лабораторных условиях модельных экологических систем с участием живых организмов.

Перспективным направлением оценки и прогноза состояния водных систем является подход, заключающийся в выяснении их ответных реакций на поступление загрязняющих веществ в течение длительного времени. Искусственное постепенное подкисление небольшого озера в северо-западной экологически чистой части провинции Онтарио (Канада) в течение 8 лет показало, что трудно обнаруживаемые необратимые изменения в цепочке экологических взаимодействий внутри водоема происходили уже в самой начальной стадии негативного воздействия .

Этот подход считается наиболее прямым и эффективным методом прогноза изменения состояния всей водной экосистемы в ответ на химическое, физическое и биологическое воздействия. Именно он будет вносить основной вклад в создание научной базы, необходимой для регулирования поведения экосистем.

В последние годы в развитых странах для оценки и прогноза состояния окружающей среды и ее компонентов стала широко применяться концепция экологического риска. Основные принципы и критерии, лежащие в основе ее методологии, - идентификация риска, оценка воздействия загрязнения на население, биосферу и окружающую среду, оценка доза - ответ, управление риском и определение путей его уменьшения, выяснение условий приемлемости риска, разработка методов и способов контроля.

Оценка и прогноз состояния водных систем, загрязняющихся под воздействием природных или антропогенных процессов, заметно различаются. Управление такими природными процессами, как современная вулканическая и флюидная активность Земли, по существу невозможно. Поэтому усилия должны быть направлены главным образом на минимизацию негативных последствий.

Рациональное водопользование в Российской Федерации должно включать выработку стратегии водозащитных мер на всей территории, разработку и реализацию долгосрочной программы охраны питьевых вод от загрязнения и истощения с учетом региональных природных и социально-экономических особенностей. Министерство природных ресурсов РФ разработало проект Программы по рациональному использованию и охране водных ресурсов, исходя из концепции перехода страны к устойчивому развитию . Под устойчивым развитием водного хозяйства понимается такое состояние водных объектов, гидротехнических сооружений и эксплуатационных мероприятий, при котором гарантируются надежное обеспечение населения и народного хозяйства Российской Федерации качественной водой в необходимом количестве и режиме, стабильное воспроизводство водных ресурсов, восстановление и охрана водных объектов, предупреждение и ликвидация последствий вредного воздействия вод, восстановление и сохранение устойчивости водных экосистем.

Угроза устойчивому развитию водного хозяйства в Российской Федерации определяется действием нескольких отрицательных факторов . Во-первых, на европейскую часть России, где проживает большинство населения и сосредоточен основной промышленный, сельскохозяйственный потенциал, приходится менее 8% общего объема речного стока. Во-вторых, качество воды ухудшается и ежегодно увеличивается число водных объектов с высоким и очень высоким уровнем загрязнения. Около половины населения России использует питьевую воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества, а в ряде регионов (низовья Волги, Южный Урал, Кузбасс) загрязнение воды достигло уровня, опасного для здоровья. Положение усугубляется старением основных производственных фондов и низким технологическим уровнем водного хозяйства, нестабильностью финансового состояния предприятий-водопользователей, несовершенством хозяйственно-экономического механизма.

В качестве практических мер решения проблем рационального водопользования предлагается:

– учет всех источников загрязнений и уровня очистки сбросных вод;

– разработка методов моделирования последствий загрязнения поверхностных и подземных вод по всем направлениям их использования:

– экономическое стимулирование разработок и внедрений водооборотных схем с минимально возможной долей естественного водозабора;

– расширять практику эксплуатации мелких водозаборов, позволяющую снизить отрицательное воздействие водозабора на все элементы гидросферы и в целом на окружающую среду ;

– реализация наиболее эффективных, экономичных и своевременных профилактических мероприятий, учитывающих сложные процессы в водных экосистемах.

35 Средства защиты воды . Меры по защите водных объектов от промышленных загрязнений включают:

♦ применение безводных и маловодных технологий и замкнутых циклов водоснабжения ;

♦ предотвращение или снижение загрязнения воды, забираемой из природных источников;

Водообеспечение потребителей воды может быть прямоточным, последовательным и оборотным. При прямоточном водоснабжении вся забираемая вода за исключением безвозвратных потерь (испарение, пролив, включение в продукцию) после проведения технологического процесса возвращается в водоем. При последовательной схеме вода, поступающая из источника водоснабжения, многократно используется в нескольких процессах.

Наиболее перспективный путь уменьшения потребления свежей воды и сведения к минимуму сброса стоков в водоемы - внедрение оборотных и замкнутых систем водоснабжения. Оборотную воду используют в теплообменных аппаратах для отведения избыточного тепла, для промывки деталей, изделий, а также в качестве растворителя или реакционной среды.

В зависимости от целевого назначения оборотного водоснабжения возможны схемы с охлаждением, с очисткой оборотной воды и комбинированные схемы с одновременной очисткой и охлаждением воды.

Для предотвращения коррозии, биологического обрастания трубопроводов и аппаратуры часть оборотной воды выводят из системы, добавляя свежую воду из водоема или очищенные сточные воды (продувочная вода). Кроме того, некоторая часть воды теряется на охладительных установках - градирнях (испарение с поверхности, разбрызгивание). Для компенсации безвозвратных потерь воды осуществляют подпитку системы из открытых водоемов и подземных источников водоснабжения. Количество добавляемой воды, как правило, не превышает 5-10% от ее количества, циркулирующего в системе. Применение оборотного водоснабжения позволяет уменьшить потребление свежей воды в промышленных производствах в 10-50 раз.

В замкнутой (бессточной) системе вода используется в производственных процессах многократно без очистки или после соответствующей обработки, исключающей образование каких-либо отходов и сброс сточных вод в водоем. Замкнутые системы технически сложнее, но они в наибольшей степени соответствуют принципам безотходного производства. Их следует вводить на реконструируемых и вновь строящихся предприятиях.

Замкнутая система водоснабжения обеспечивает экономию свежей воды во всех производствах, максимальную рекуперацию сточных вод и практически исключает загрязнение окружающей среды .

Различные методы очистки сточных вод (рис. 10.8) подразделяют на рекуперационные и деструктивные . Первые предусматривают извлечение из промышленных сточных вод ценных веществ и дальнейшую их переработку. При деструктивных методах очистки загрязнители разрушаются путем окисления или восстановления с последующим удалением разрушенных продуктов из воды в виде газов или осадков. Механическая очистка служит предварительным этапом очистки производственных сточных вод. Удаление взвешенных примесей достигается отстаиванием, фильтрованием или циклонированием. Отстаивание производят в отстойниках (рис. 10.9, А), песколовках, осветлителях различных конструкций. При отстаивании отделяются и осадки, и всплывшие примеси - жиры, масла, нефтепродукты, которые удаляют с помощью нефтеловушек. Для интенсификации осаждения взвешенных частиц вода подвергается действию центробежной силы в открытых или напорных гидроциклонах и центрифугах. Конструктивная схема гидроциклона (рис. 10.9, Б) аналогична схеме циклона для очистки газов.

Фильтрование применяют для выделения из сточных вод тонкодисперсных примесей твердых или жидких веществ. Распространены два основных типа фильтров: зернистые я микрофидьтры. В зернистых фильтрах воду пропускают через насадки из несвязных пористых материалов (антрацит, песок, мраморная крошка и др.). Фильтрующие элементы микрофильтров изготавливают из сеток с ячейками размером от 40 до 70 мкм и из сплошных пористых материалов. Для очистки сточных вод от масло-продуктов широко используют пенополиуретан, который обладает большой маслопоглотительной способностью.

Химическую очистку используют для удаления растворимых примесей из сточных вод перед спуском их в водоем или городскую канализацию, иногда до или после биологической очистки, а также в замкнутых системах водоснабжения. Основные методы химической очистки: нейтрализация, окисление и восстановление. Нейтрализации подвергают сточные воды, содержащие кислоты или щелочи с целью приведения реакции среды близкой к нейтральной (рН = 6,5 - 8,0). Нейтрализацию проводят смешиванием кислых и щелочных сточных вод, добавлением реагентов, фильтрованием сточных вод через нейтрализующие материалы. Осваивается способ нейтрализации щелочных вод дымовыми газами, содержащими СО2 , SО2 , NO2 , что позволяет одновременно проводить эффективную очистку от вредных компонентов и самих газовых выбросов.

Окисление применяют для обезвреживания сточных вод от токсичных примесей (цианидов, растворенных соединений мышьяка и др.), извлечение которых нецелесообразно либо невозможно другими способами. В качестве окислителей при очистке сточных вод используют газообразный и сжиженный хлор, кислород воздуха, озон и другие реагенты. Озон, являясь сильным окислителем, способен разрушать в водных растворах органические вещества и другие примеси. Озонирование применяется для очистки сточных вод от нефтепродуктов, фенола, сероводорода, цианидов и других примесей. Одновременно обеспечивается устранение привкусов, запахов, обесцвечивание и обеззараживание воды. К преимуществам озонирования (по сравнению с хлорированием) относится и возможность получения озона непосредственно на очистных сооружениях в озонаторах, где он образуется из кислорода воздуха под действием электрического разряда.

Биологическая очистка сточных вод играет главную роль в освобождении воды от органических и некоторых минеральных загрязнений. Она сходна с природным процессом самоочищения водоемов. Биоочистка осуществляется сообществом организмов, которое состоит из различных бактерий, водорослей , грибков, простейших, червей и др. Процесс очистки основан на способности этих организмов использовать растворенные примеси для питания, роста и размножения.

Под действием микроорганизмов могут протекать два процесса - окислительный (аэробный) и восстановительный (анаэробный). В аэробных процессах микроорганизмы, культивирующиеся в активном иле либо в биопленке, используют растворенный в воде кислород. Для их жизнедеятельности необходимы постоянный приток кислорода и температура 20-30"С. Анаэробная очистка протекает без доступа кислорода, основной процесс здесь - сбраживание ила. Эти методы применяют для очистки от органики сильно концентрированных сточных вод и для обезвреживания осадков,

Биологическая очистка сточных вод может проходить в естественных условиях (на полях орошения, полях фильтрации, биологических прудах) и в искусственных сооружениях - аэротенках и биофильтрах разной конструкции. Биологическую очистку производственных сточных, вод проводят обычно. в искусственных условиях, где процессы очистки протекают с большей скоростью.

Аэротенк представляет собой разделенный перегородками на отдельные коридоры железобетонный резервуар, который оборудован устройствами для принудительной аэрации. Процесс очистки в аэротенке идет по мере пропускания через него аэририруемой смеси сточной: воды и активного ила, состоящего из живых организмов и твердого субстрата (отмершей части водорослей и различных твердых остатков). За несколько часов основная масса органики перерабатывается. Из аэротенка смесь обработанной сточной воды и активного ила поступает во вторичный отстойник. Осевший на дно активный ил отводится в резервуар насосной станции, а очищенная сточная вода поступает либо на дальнейшую доочистку, либо дезинфицируется. В процессе биологического окисления происходит прирост биомассы активного ила. Избыток его направляется в сооружения по обработке осадка, а основная часть в виде циркуляционного активного ила снова возвращается в аэротенк.

В биофильтрах сточная вода фильтруется через слой кусковой загрузки, в качестве которой используют щебень, гравий, .шлак, керамзит, пластмассу, металлическую сетку и другие материалы, на поверхности которых образуется биологическая пленка, выполняющая те. же функции, что и активный ил. Она адсорбирует и перерабатывает органические вещества, находящиеся в сточных водах. Окислительная мощность биофильтров увеличивается при подаче в них сжатого воздуха в направлении, противоположном фильтрованию.

В процессе биологической очистки сточных вод образуется большая масса осадков, которые необходимо утилизировать либо обезвредить и изолировать. С этой целью применяют уплотнение активного ила, обезвоживание, термическую обработку и другие операции. После обезвреживания осадки можно использовать в качестве органо-минеральных удобрений или компонента некоторых материалов. При внесении обработанного ила на поля существуют количественные ограничения, обусловленные присутствием в иле токсичных ионов металлов и следовых количеств токсичных органических соединении. Разработаны технологии рекуперации активного ила, с помощью которых получают белково-витаминные продукты, кормовые дрожжи и технические витамины для комбикормовой промышленности .

Эффективная очистка промышленных и коммунально-бытовых сточных вод представляет одну из наиболее актуальных инженерно-экологических проблем. Она усложняется использованием общих систем канализации для бытовых и промышленных стоков, широким применением гидросмыва экскрементов человека и животных, смешиванием продуктов их жизнедеятельности с растворами стиральных порошков, шампуней и других СПАВ; Даже при очистке сточных вод биологическим методом из них извлекается не более 90% органических веществ и всего лишь 10-40% неорганических соединений.

Существующие процессы биологической очистки сточных вол позволяют разрушать только относительно простые органические соединения, степень очистки от неорганических и сложных органических веществ гораздо ниже. Это приводит к необходимости получения новых штаммов микроорганизмов, пригодных для очистки специальных промышленных стоков: Уже есть множество примеров использования селекционированных штаммов для улучшения очистки сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, фенолы, цианиды и другие токсичные загрязнители.

Физико-химические методы используют для глубокой очистки сточных вод, удаления из них тонкодисперсных взвешенных частиц (твердых и жидких) и растворимых примесей. По сравнению с другими методами очистки они имеют ряд преимуществ и область их применения в последние годы постоянно расширяется. К этой группе методов относятся: коагуляция, флотация, сорбция, ионный обмен, экстракция, гиперфильтрация, электрохимическая очистка, эвапорация, десорбция, дезодорация, дегазация и другие.

К ним примыкают электрохимические методы очистки сточных вод, включающие процессы анодного окисления и катодного восстановления, электрокоагуляцию, электрофлотацию и электродиализ. Все эти процессы происходит при пропускании через сточную воду постоянного электрического тока. Электрохимическая очистка позволяет извлекать из сточных вод растворимые и взвешенные примеси без использования химических реагентов, обеспечивает возможность автоматизации технологического процесса очистки, упрощает эксплуатацию очистных сооружений. Основной недостаток электрохимических методов - большое потребление электроэнергии.

При проектировании очистных сооружений промышленных предприятии необходимо выбрать эффективные методы и схемы очистки сточных вод. Наиболее рациональным считается сочетание оборотных систем водоснабжения, методов локальной и общей очистки. Локальная очистка позволяет извлечь из стоков разных производств наиболее ценные компоненты, а также вещества, затрудняющие общую очистку. Воды, очищенные от характерных для данного производства примесей, проходят вторую ступень очистки в общезаводских очистных сооружениях. В общем стоке можно использовать нейтрализующие, коагулирующие и другие свойства, компонентов локальных стоков.

Производственные сточные воды разделяют или объединяют в потоки по преобладающим загрязнителям с учетом мест образования и количества стоков. При отсутствии резко выраженных видов загрязнений все производственные сточные воды объединяют в один поток, устанавливая на входе очистных сооружений специальные емкости - коллекторные усреднители.

Перспективным направлением водообеспечения и зашиты водных объектов от загрязнения является создание межотраслевых водохозяйственных систем, учитывающих взаимосвязанное развитие технологий производства, водопользования, обработки и утилизации отводимых вод (Кухарь и др., 1989). В представленной на рис. 10.10 схеме предусматриваются оборотное и повторное использование вод, локальная и общая очистка стоков на предприятиях промышленности и энергетики. Часть промышленных сточных вод, прошедших локальную очистку, и стоки коммунального хозяйства обрабатываются совместно на централизованных (региональных, городских) очистных сооружениях. Межотраслевые водохозяйственные системы позволяют использовать очищенные бытовые и промышленные сточные воды для орошаемого земледелия, а тепло сбросных вод электроэнергетики - для интенсификации сельскохозяйственного производства (например, обогрева теплиц) и рыбного хозяйства . При этом одновременно решаются и природоохранные проблемы, так как экономятся водные ресурсы, уменьшается сброс сточных вод в водоемы.

37. Недра. Понятие о недрах. Классификация полезных ископаемых . Особенности добычи и использования полезных ископаемых в недрах и Мировом океане. Опасные тенденции возрастания использования минеральных и углеводородных ресурсов.

Под недрами понимают верхнюю часть земной коры, в пределах которой осуществляется добыча полезных ископаемых.

Полезные ископаемые - горная порода, непосредственно используемая в народном хозяйстве, а также природные минеральные образования, из которых могут быть извлечены минералы, ценные для различных отраслей.

Для основных видов продукции горных предприятий природными ресурсами служат полезные ископаемые, которые делятся на горючие, металлические и неметаллические.

Классификация полезных ископаемых:

топливно-энергетические - нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф, урановые руды и т. д.;

рудные ресурсы - железная и марганцевая руда, бокситы, хромиты, медные, свинцово-цинковые, никелевые, вольфрамовые, молибденовые, оловянные, сурьмяные руды, руды благородных металлов и т. д.;

Комплексным минеральным сырьем является твердое минеральное топливо - уголь, горючие сланцы. В нем различаются горючая часть (88-60 %) и балласт (12-40 %). Горючая часть содержит углерод, водород , а также примеси кислорода и азота, серу. В органической горючей части во многих случаях присутствует пирит (марказит). Балласт состоит из смеси минералов окиси кремния, глинозема, карбонатов (извести), а также сульфатов, железа, никеля, хрома, ртути и редких металлов.

Многие из этих компонентов балластной части легко возгоняются при сжигании и вместе с дымовыми газами поступают в атмосферу. При сжигании такого топлива на крупных тепловых электростанциях, а также при производстве кокса большое внимание уделяется предварительному извлечению этих соединений в процессе обогащения, например, серного колчедана. Так, с разреза «Кимовский» и угольных шахт «Мосбасса» (Тульская область) ежегодно отправляется на обогащение более 2 млн. т угля, содержащего до 10 % примеси серного колчедана (пирита).

На углеобогатительной фабрике уголь из разреза или шахты проходит специальное обогащение, что позволяет получать твердое топливо - товарный угольный концентрат, не содержащий вредных примесей серы (серного колчедана), глину для производства кирпича на местном кирпичном заводе. Пиритный концентрат является ценным сырьем для производства серной кислоты.

Пользование недрами для разработки месторождений полезных ископаемых требует применения наиболее рациональных эффективных методов извлечения из недр основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых. Наряду с расширением масштабов применения открытого способа добычи угля, руд черных и цветных металлов, агрохимического сырья большое внимание уделяется совершенствованию систем подземной добычи, В результате значительно повысилось извлечение запасов, что позволило существенно увеличить производство минерального сырья при экономии трудовых и капитальных затрат. Например, сквозное извлечение железа с 1960 по 1980 гг. увеличилось с 68,2% до 73,7%, а апатитов - с 84 до 87,8%, калийных солей - с 26,8 до 32,7%. Сквозное извлечение угля увеличилось за этот период с 69,7 до 81,4 процента. С 60-х годов XX в, развиваются и мощности по обогащению железной руды: производство концентрата с содержанием железа более 65% только в период с 1965 по 1975 год увеличилось в 63,5 раза, а производство железорудных окатышей - нового вида железорудной продукции - увеличилось за этот же период в 40 раз. Десятки миллионов тонн угля теряются в отвальных породах, которые образуются на разрезах и шахтах.

Уголь в отвальных породах может служить надежной базой обеспечения местных потребностей в топливе. В нашей стране на Коркинском разрезе (Челябинская область) более 30 лет работает гидравлический крутонаклонный сепаратор, позволяющий извлекать из отвальных углистых пород разреза ежегодно более 250 тысяч тонн угля. В настоящее время такие установки работают в Подмосковном бассейне и других. Применение установок на угольных разрезах и шахтах позволяет существенно снизить себестоимость добываемого угля и повысить степень извлечения угля из недр при добыче. При разработке месторождений в 90-х годах XX в. увеличилась степень извлечения руды из недр. С помощью открытого способа добычи цветных металлов извлекается около 70% полезных ископаемых. На рудниках и шахтах при подземном способе добычи широко используются системы закладки выработанного пространства. Применение закладочных комплексов позволяет враз снизить потери руды в недрах, улучшить качество добываемого сырья, в несколько раз снизить трудовые затраты. В результате ежегодные безвозвратные потери руды цветных и редких металлов в недрах снизились на 1,5 миллиона тонн. Значительные резервы имеются для повышения качества и производительности работ в связи с применением прогрессивных методов добычи - кучного и подземного выщелачивания, позволяющих отрабатывать запасы бедных, забалансовых руд, хвостов обогащения.

Отмеченные направления совершенствования разработки месторождений полезных ископаемых требуют создания специализированных высокопроизводительных машинных комплексов, широкого внедрения автоматизации и телемеханизации, решения сложных задач совершенствования технологических процессов добычи на комплексной основе.

Охрана недр.

Почвозащитные мероприятия должны проводиться в комплексе. Комплексность определяется мелиоративно эффективным и экономически целесообразным сочетанием четырех групп почвозащитных мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических. Организационно-хозяйственные мероприятия включают установление правильного сочетания и взаимоувязанного размещения на местности необходимых организации территории (границ, полей, дорог и т. д.) и остальных грех 1рупп почвозащитных мероприятий с учетом природно-экономических условий хозяйства.

Агротехнические почвозащитные мероприятия проводятся во всех зонах и при любых природно-экономических условиях и подразделяются на следующие подгруппы.

Проблемы при добыче. Добыча и обогащение медно-молибденовой руды приводит к техногенным изменениям окружающей среды. Разработка руды открытым способом на большинстве месторождений нарушает естественный ландшафт. При этом возникают крупные антропогенные осыпи и обширные карьеры. А в связи с высокой токсичностью ионов меди и ее соединений, наблюдается картина старого медного рудника близ города Бьютт, штат Монтана, США - самое токсичное озеро в мире.

С хвостохранилищ сдувается пыль, переносимая ветрами на расстояние до 6 км. Пыль оседает на поверхности растений, забивая устьица листьев и хвои, что приводит к их угнетению.

Пути решения экологических проблем.

Оседание пыли на поверхности почв улучшает их свойства, потому что минеральные частицы пыли облегчают аэрацию верхних горизонтов почв, снижают кислотность и поставляют питательные вещества (фосфор и микроэлементы).

В Полярном альпийском ботаническом саду Кольского филиала РАН проводятся работы по подбору трав для высевания на хвостовом хранилищах, чтобы прекратить выдувание пыли с их поверхности. А также переход на менее токсичные. И изменение методов обогащения апатитовых руд. Посадка лесополос для защиты от пыли.

В заключение можно сказать следующие, что при добыче и переработке медно-молибденовых руд, в принципе, как и в любой горнодобывающей деятельности много минусов, а именно:

• 1. При добыче снятия вскрыши, разработке карьеров в свою очередь приводят к опустошению и деградации земли;
• 2. При переработке образуются отходы, которые занимают большие территории;
• 3. Образование пыли, которое поднимается в результате добычи и транспортировки, которая в свою очередь ведет к образованию болезни, которая называется «силикоз»;
• 4. Использование флотореагентов.

Конечно же, есть пути решения этих проблем, насаждение лесополос для задержки пыли, использование электрофильтров при выбросе пыли из комбината. Внедрение новых технологий добычи и переработки. И замена флотационных методов обогащения на более экологичные: магнитная и электрическая сепарация и гравитационные методы.

Во время добычи полезных ископаемых (в том числе каменной соли) шахтным способом нередко случаются обвалы. Нарушение технологий добычи может привести к экологической катастрофе.

Важной проблемой являются отходы добычи, переработки и обогащения. При переработке и обогащении сырья в калийной промышленности образуются твердые галитовые отходы, которые поступают в отвалы. На 1 тонну KCl образуется 3-4 тонны отходов, кроме основного компонента NaCl (90%), они содержат MgCl2, Br и нерастворимые вещества. Природные отвалы в районе Березников и Соликамска ежегодно пополняются на миллионы тонн. В результате добычи и обогащения калийных, магниевых и натриевых солей происходят засоление природных экосистем и земельных угодий. Соленые сточные воды через притоки поступают в р. Каму, которая является источником питьевой воды г. Пермь с миллионным населением и других близлежащих городов.

В настоящее время разработкой Соликамских месторождений занимается компания «Уралкалий». Для снижения негативного влияния на окружающую среду компания ежегодно утверждает и реализует программу природоохранных мероприятий. «Уралкалий» последовательно снижает сбросы сточных вод, уменьшает удельный расход воды на тонну продукции, сокращает вредные выбросы в атмосферу и увеличивает объемы использования отходов производства.

Можно предложить комплексное решение проблем, связанных с добычей, и переработкой солей. В целях улучшения экологической ситуации предприятиям следует отказаться от хранения солевых отходов на поверхности литосферы и постепенно перейти к их складированию в выработанных пространствах. Также необходимо совершенствовать технологию горных работ путем сокращения выемки из шахт галита и пустой породы.

Галитовые отходы можно использовать для получения поваренной соли, что из-за высоких расходов на транспорт возможно только для предприятий, расположенных вблизи разрабатываемых калийных месторождений. Перспективным направлением также является метод комплексного использования сырья: извлечение побочных компонентов - Mg, Br, использование отходов для получения технической соли и других продуктов.

Подводя итог, можно сказать, что на сегодняшний день существует достаточно современных технологий, чтобы снизить негативное воздействие на окружающую среду. Предприятия не должны экономить на экологическом состоянии окружающей среды вне зависимости от способа добычи полезных ископаемых.

Открытый способ добычи полезных ископаемых оказывает наиболее негативное воздействие на экологическую обстановку в зоне ведения горных работ. В результате антропогенного воздействия на окружающую среду в зоне действия карьеров происходит заметное ухудшение экологических условий существования человека. Например, загрязнение воздуха, почв, донных отложений, природных вод, биоты и абиоты Земли.

Экспериментами установлено, что основными видами воздействия открытой разработки месторождений общераспространенных полезных ископаемых выступает прямое уничтожение природных экосистем на локальных участках в пределах горного отвода. За пределами горного отвода основное воздействие обусловлено пылением и выбросами загрязняющих веществ от взрывов промышленных ВВ, двигателей дорожно-строительной техники и автотранспорта в границах санитарно-защитных зон разработок. Выявлен риск загрязнения и изменения химического состава подземных вод, подстилающего полезную толщу, в пределах площади отработки запасов и области стока к объектам местной разгрузки.

Загрязнение почвенно-растительного покрова тяжелыми металлами, бенз(а)пиреном, нефтепродуктами и сложными органическими веществами связано с выбросами промышленных предприятий и транспорта. Обычно зоны значительного загрязнения имеют небольшую площадь вдоль автодорог, вблизи промышленных предприятий и аэродромов. Загрязнение и подкисление почв также бывает связано с трансграничным переносом тяжелых металлов, оксидов серы и азота.

Антропогенные воздействия обычно влияют на все компоненты геосистемы. На состоянии земель отрицательно сказывается снижение площади, занятой естественными растительными формациями, замещаемыми агроценозами. Распашка приводит к уничтожению растительности, изменению составляющих водного баланса; за счет увеличения доли поверхностного стока усиливаются эрозионные процессы, изменяется структура почвы, ухудшаются ее водно-физические свойства. Тяжелыми металлами загрязняются не только почвы, но и произрастающая на них растительность, через которую они попадают в организм животных и человека, вызывая заболевания. Состояние земельных ресурсов связано с состоянием всего природного комплекса, так как «почвы – это зеркало ландшафта».

Экологические проблемы земельных ресурсов:

1. Почвенная эрозия
2. Переувлажнение земель
3. Загрязнение тяжелыми металлами
4. Переуплотнение
5. Истощение (дегумификация)
6. Подкисление
7. Осолонцевание
8. Деградация

Несмотря на то что леса являются возобновляемым ресурсом, скорость их вырубки слишком высока и не покрывается скоростью воспроизводства. Ежегодно уничтожаются миллионы гектаров лиственных и хвойных лесов. Тропические леса, в которых обитает более 50 % существующих на Земле видов, раньше покрывали 14 % планеты, а теперь только 6 %. Лесные массивы Индии сократились по площади с 22 до 10 % за последние полвека. Уничтожаются хвойные леса центральных районов России, массивы лесов на Дальнем Востоке и в Сибири, а на месте вырубок возникают болота. Вырубают ценные сосновые и кедровые леса.

Сжигание лесов вызывает загрязнение воздуха окисью углерода, его выбрасывается больше, чем поглощается. Также при сведении лесов поступает в воздух углерод, скапливающийся в почве под деревьями. Это вносит примерно четвертую часть в процесс создания парникового эффекта на Земле. Многие территории, оставшиеся без леса в результате вырубки или пожаров, становятся пустыней, так как утрата деревьев приводит к тому, что тонкий плодородный слой почвы с легкостью вымывается осадками. Опустынивание вызывает огромное число экологических беженцев – этнических групп, для которых лес являлся главным или единственным источником существования. Множество обитателей лесных территорий исчезает вместе со своим домом.

Разрушаются целые экосистемы, уничтожаются растения незаменимых видов, используемых для получения лекарств, и многие ценные для человечества биоресурсы. Больше миллиона биологических видов, живущих в тропических лесах, находится под угрозой исчезновения. Эрозия почвы, развивающаяся после вырубки, приводит к наводнениям, так как ничто не может задержать потоки воды. К потопам приводит нарушение уровня подземных вод, так как гибнут корни деревьев, питающиеся ими. Например, в результате обширной вырубки лесов у подножия Гималаев стал страдать от больших наводнений каждые четыре года Бангладеш. Ранее наводнения происходили не чаще двух раз в сто лет.
В настоящее время в городах проживает более половины населения Земли. Для большинства стран Европейского Союза этот показатель составляет около 70%, и, по оценкам, к 2030 г. может достичь 80%. В России численность городского населения превышает 72%, на Северо-западе страны, и в Центральном Федеральном округе достигает 90%, для Свердловской области этот показатель составляет 84%.

При этом современный город с его мощной социально-экономической и инженерно-технической инфраструктурой становится одним из главных виновников деградации окружающей среды. Города дают 80% всех выбросов в атмосферу и 3/4 глобального объёма загрязнений. Все города мира ежегодно производят до 3 млрд. т твёрдых отходов, (для сравнения – ежегодно в мире выплавляется около 1,5 млрд т стали, производится примерно 2 млрд т зерна). При этом загрязняющее воздействие больших городских агломераций прослеживается на расстоянии 50-ти километров от них. Соответственно, они изменяют естественную среду, формируя антропогенный ландшафт обширных территорий.

Основными источниками загрязнения городской среды являются автотранспорт, промышленные предприятия. Отдельная группа проблем связана с бытовыми и прочими отходами и их утилизацией. Так например в США в 2011 г. было произведено около 250 млн. т бытовых отходов из них полной утилизации было подвергнуто 34,7 %, или около 87 млн т. (В России по официальным данным ежегодно производится около 63 млн т – перерабатывается около 10%).

Экологические проблемы городов, главным образом наиболее крупных из них, связаны с чрезмерной концентрацией на сравнительно небольших территориях населения, транспорта и промышленных предприятий, с образованием антропогенных ландшафтов, очень далеких от состояния экологического равновесия.

Темпы роста населения мира в 1.5-2.0 раза ниже роста городского населения, к которому сегодня относится 40% людей планеты. За период 1939 - 1979 гг. население крупных городов выросло в 4, в средних - в 3 и малых – в 2 раза.

Социально-экономическая обстановка привела к неуправляемости процесса урбанизации во многих странах. Процент городского населения в отдельных странах равен: Аргентина - 83, Уругвай - 82, Австралия - 75, США - 80,Япония - 76, Германия - 90, Швеция - 83. Помимо крупных городов миллионеров быстро растут городские агломерации или слившиеся города. Таковы Вашингтон - Бостон и Лос-Анжелес - Сан-Франциско в США; города Рура в Германии; Москва, Донбасс и Кузбасс в СНГ.

Круговорот вещества и энергии в городах значительно превосходит таковой в сельской местности. Средняя плотность естественного потока энергии Земли - 180 Вт/м2, доля антропогенной энергии в нем - 0.1 Вт/м2. В городах она возрастает до 30-40 и даже до 150 Вт/м2 (Манхэттен).

Над крупными городами атмосфера содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. При этом 60-70% газового загрязнения дает автомобильный транспорт. Более активная конденсация влаги приводит к увеличению осадков на 5-10%. Самоочищению атмосферы препятствует снижение на 10-20% солнечной радиации и скорости ветра.

При малой подвижности воздуха тепловые аномалии над городом охватывают слои атмосферы в 250-400 м, а контрасты температуры могут достигать 5-6 (С. С ними связаны температурные инверсии, приводящие к повышенному загрязнению, туманам и смогу.

Города потребляют в 10 и более раз больше воды в расчете на 1 человека, чем сельские районы, а загрязнение водоемов достигает катастрофических размеров. Объемы сточных вод достигают 1м2 в сутки на одного человека. Поэтому практически все крупные города испытывают дефицит водных ресурсов и многие из них получают воду из удаленных источников.

Водоносные горизонты под городами сильно истощены в результате непрерывных откачек скважинами и колодцами, а кроме того загрязнены на значительную глубину.

Коренному преобразованию подвергается и почвенный покров городских территорий. На больших площадях, под магистралями и кварталами, он физически уничтожается, а в зонах рекреаций - парки, скверы, дворы – сильно уничтожается, загрязняется бытовыми отходами, вредными веществами из атмосферы, обогащается тяжелыми металлами, обнаженность почв способствует водной и ветровой эрозии.

Растительный покров городов обычно практически полностью представлен “культурными насаждениями” - парками, скверами, газонами, цветниками, аллеями. Структура антропогенных фитоценозов не соответствует зональным и региональным типам естественной растительности. Поэтому развитие зеленых насаждений городов протекает в искусственных условиях, постоянно поддерживается человеком. Многолетние растения в городах развиваются в условиях сильного угнетения.