Лекция 10. Тема « Экология ландшафта разработок полезных ископаемых».

План.

1. Ландшафт разработок полезных ископаемых.

2. Карьерно-отвальный ландшафт.

3. Каменоломный бедленд.

4. Терриконы.

5. Промышленный карст.

 

1. В современном процессе формирования рельефа человек является частью экзогенных факторов. Природные экзогенные факторы изменяют земную поверхность в течение длительного, но обозримого времени, подчиняясь общим для окружающей среды закономерностям: системности, ритмичности. Человек в течение короткого времени (дни, недели, год) создает новые формы рельефа. Рельефообразующая целенаправленная деятельность человека не подчинена общим закономерностям природы. Но созданные человеком в результате добычи полезных ископаемых как открытым, так и закрытым способами положительные (терриконы, отвалы) и отрицательные формы рельефа (карьеры, промышленный карст) в дальнейшем подвергаются воздействию экзогенных природных факторов. В свою очередь, вновь созданные формы рельефа, оказывают негативное влияние на все компоненты природного ландшафта: почвы, гидрологический режим, растительность, животный мир. Они начинают участвовать в геохимическом круговороте, изменяя его скорость, качественные и количественные характеристики. Поэтому можно говорить о возникновении антропогенных видов ландшафтов: карьерно-отвального ландшафта, каменоломного бедленда, терриконов, промышленного карста. Все вновь возникшие типы ландшафтов можно отнести к измененным и сильноизмененным ландшафтам с частично обратимыми и необратимыми изменениями естественных ландшафтов.

Добыча многих полезных ископаемых открытым (карьерным) способом приводит к образованию искусственных отрицательных форм рельефа различной формы и глубины.

2. Карьеры – выработанные в процессе открытых разработок месторождений полезных ископаемых пространства, характеризующиеся определенной площадью, глубиной, обводненностью, а также другими горномеханическими, геологическими и гидрологическими особенностями. Как правило, карьеры имеют крутые борта с уступами, высотой от 3 до 6,5м. Углы уступов откосов составляют 40-45º. По характеру нарушения и форме рельефа они могут быть террасированными, котлованообразными, западинообразными и другими. По глубине разработки их можно разделить на: глубокие, среднеглубокие и неглубокие.

При открытой и шахтной разработке месторождений создаются положительные формы рельефа в виде отвалов, которые состоят из неиспользованных, покровных пород. По характеру нарушения и форме рельефа отвалы различают: платообразные, близкие к уровню естественной поверхности, или средневысотные, платообразные террасированные и гребневидные. Свежие отвалы, которые еще не успели зарасти, да и старые, которые сложены токсичными породами, формируют оголенный тип местности. Эти отвалы, окрашенные в зависимости от состава пород, в разные тона, вносят дисгармонию в ландшафт и являются источником загрязнения окружающей среды.

3. Каменоломный бедленд – акультурный тип местности, возникающий на месте старых каменоломен. Он характеризуется сложной поверхностью – наличием неровных участков – днища карьера, останцев, наполовину разрушенных отвалов, иногда озер, бедной кустарниково-травянистой растительностью. От отвального типа ландшафта он отличается повышенной каменистостью, широким развитием плоских донно-карьерных урочищ, урочищ крутостенных обрывов, ограниченных небольшими участками отвальных комплексов. Длительное время здесь сохраняются абсолютно бесплодные, оголенные урочища. Длина такого типа ландшафта может быть внушительна - 200м и более метров.

4. К положительным формам рельефа антропогенного происхождения относятся терриконы, сложенные пустой горной породой, выданной на гора при добыче каменного угля шахтным способом. Линейные размеры этих новых форм рельефа бывают внушительных размеров - их высота нередко достигает 80м, протяженность -2 км.

Терриконы не только занимают определенную площадь, но и оказывают прямое негативное воздействие на окружающую среду. С 1 га поверхности террикона ветром сносится до 10 т пыли, водными потоками сносится около 35 т породы. В радиусе 500 метров от отвала почва утрачивает свои свойства до глубины 0,6 м. Деградация почвы и потеря плодородия наблюдается на расстоянии до 5 км. В ходе исследований, проведенных Макеевским НИИ, было выявлено, что горящий террикон за сутки выделяет в окружающую среду 150т двуокиси углерода, 10 т оксида углерода, 1,5 т двуокиси серы, 0,4т сероводорода, 0,1 т оксида азота.

Терриконы и отвалы изменяют радиационный фон. На угольных шахтах Луганской области образовалось более чем 100тыс. м³ отходов с техногенно - увеличенной природной радиоактивностью, радиационные характеристики которых мало чем отличающихся от отходов уранодобывающей и ураноперерабатывающей промышленностей.

5. Разработка полезных ископаемых сопровождается откачкой подземных вод и образованием пустот, что в последствии в сложных геологических условиях приводит к серьезным изменениям в ландшафте и возникновению экзогенных геологических процессов: оползней и техногенного карста. Значительное осушение водоносных горизонтов приводит к фильтрации воды вниз. Это способствует проникновению химических веществ в вертикальные карстовые трещины и разъеданию карбонатных пород углекислым газом и угольной кислотой.

В пределах депрессионной зоны водозаборов, вблизи накопителей кислых стоков (хвостохранилищ), гидроотвалов, на промышленных площадках может развиваться активная деформация дневной поверхности вследствие образования суффозионно-карстовых воронок и западин.

В классификации техногенного ландшафта у Милькова Ф. отсутствует такой тип антропогенного промышленного ландшафта, как подтопление, широко распространенный в районах закрытия шахт.

При разработке месторождений шахтным способом существенно деформируется земная поверхность, изменяется гидрографическая сеть, нарушается гидрологический режим водоносных горизонтов. Результатом нарушения природного динамического равновесия водного баланса территории возникает и развивается подтопление земель грунтовыми водами.

Подтоплению подвергаются антропогенные ландшафты, так как естественные, как правило, в местах добычи полезных ископаемых отсутствуют.

Например, в Краснодонском районе в результате закрытия шахты им. С. Тюленина подтоплению подверглось 129 га, из которых 48га защищены дренажной системой. Закрытие шахты «Центральная Ирмино» вызвало поднятие уровня грунтовых вод и подтопление территорий городов Первомайска, Теплогорска, села Калиново.

Огромная экологическая проблема возникает с изменением естественных и антропогенных ландшафтов бытовыми и промышленными отходами. Особенно такая проблема характерна для крупных городов.

Как правило, мусороперерабатывающие и мусоросжигающие заводы отсутствуют в крупных городах Украины и все бытовые отходы из населенных пунктов вывозятся на свалки. Как правило, под полигоны отводят естественные депрессии - овраги. Поверхностные воды, стекая по полигону, загрязняются различными токсичными веществами и попадают в водоем, к которому приурочен овраг. Проблемой населенных пунктов является возникновение стихийных свалок в антропогенных созданных ландшафтах, чаще всего такие свалки возникают в черте населенных пунктов и лесополосах.

Существенно возрастает и накопление отходов энергетического, угледобывающего, углеперерабатывающего, машиностроительного комплексов, которые используют не совершенные технологии.

 

Таблица. Экологические последствия создания промышленных ландшафтов

Основные факторы	Изменения
1.Добыча полезных ископаемых открытым способом	Изменение рельефа местности (карьерные выемки, отвалы); механическое загрязнение почв на месте карьера и под отвалами породы; изменение направления и скорости протекания всех химических процессов; извлечение на поверхность токсичных соединений; резкое снижение уровня грунтовых вод; частичное осушение почв; загрязнение атмосферного воздуха пылью; нарушение растительного покрова, уничтожение мелких животных, изменение видового состава растений и животных.
2.Добыча полезных ископаемых закрытым способом.	Изменение рельефа местности (терриконы, хвостохранилища, карст, оползни), оседание и сдвиг горных пород, подтопление территорий; химическое загрязнение почв, механическое загрязнение почв; истощение водоносных горизонтов и ухудшение качества подземных и поверхностных вод; снижение расхода малых рек; загрязнение атмосферного воздуха выбросами метана, оксидов углерода из горных выработок, газовыделение и горение отвалов, терриконов; газовые и нефтяные пожары, обогащение пыли рудными элементами; нарушение растительного покрова, гибель мелких животных под терриконами; изменение видового состава животных и растений.