книги2 / geokniga-ekologo-ekonomicheskaya-i-socialnaya-effektivnost-geotehnologicheskih-metodov

Отметим, что эта матрица имеет седловую точку, равную нулю, что означает, что минимаксной функцией решения будет d8 . Очевидно, что это не

будет разумной стратегией, так как с учетом чрезмерной осторожности она всегда предполагает принятие решения a2 , т. е. не разрабатывать месторождение. Оптимальной стратегией статистика, представляющего добывающую промышленность, будет байесовская функция решения. На основе исходных геологических исследований, приведших к открытию месторождения, или с помощью дополнительных исследований можно принять разумное априорное распределение состояний природы . Предположим, что на основе геологических исследований можно принять следующее распределение :

Сравнивая значения байесовского риска, устанавливаем, что

проблему эксплуатации обнаруженных месторождений, будет функция решения d2 , определяемая как d2 (x1 ) a1; d2 (x2 ) a1 и d2 (x3 ) a2 .

Следовательно, оптимальной стратегией руководства добывающей промышленности будет решение a1 об эксплуатации новых месторождений, когда дополнительные геологические исследования дают результат x1 (малая

101

глубина залегания пластов) или x2 (в среднем умеренная глубина). Если, однако, геологические исследования дают результат x3 (в среднем глубокое залегание пластов), то оптимальной стратегией будет решение a2 о неразработке новых месторождений ввиду ее экономической неэффективности.

Обобщая вышесказанное применительно к связи горно-промышленной деятельности человека с окружающей средой, можно отметить, что каждый из двух отмеченных участников «игры» последовательно реагирует на действия другого ответным ходом, целью которого каждый раз является погашение неблагоприятных для тебя результатов очередных действий партнера.

Такая модель взаимодействий выглядит следующим образом:

наличные природные условия оказывают влияние на техникоэкономические показатели горного предприятия;

человек предпринимает ответные действия для снижения отрицательной части этих влияний;

добычные работы горного предприятия оказывают неблагоприятное воздействие на окружающую природную среду;

эти изменения природной среды в свою очередь отрицательно сказываются на здоровье и качестве жизни человека;

человек изыскивает средства по снижению либо недопущению этих неблагоприятных для него изменений природной среды.

Таким образом, связь горно-промышленной деятельности человека с окружающей средой рассматривается как их обоюдное активное взаимодействие: будучи зависимым в своей деятельности от природы, человек одновременно оказывает на нее свое воздействие, а его результаты позднее вновь ощущает на себе.

Данная методологическая схема служит полезным инструментом выявления и устранения возможных «горячих точек» программы и действий по недопущению экологически опасных ситуаций [77, С.33].

Ключевым требованием понятия «экологическая безопасность» является сохранение устойчиво безопасного состояния системы на протяжении достаточного длительного перспективного периода. При этом важным условием устойчивой экологической безопасности и экономической эффективности производства является разумное сочетание интересов нынешнего и последующих поколений человечества.

Нынешнее поколение не вправе, экономя средства, необходимые для борьбы с отходами и прочими загрязнителями воздушного и водного бассейнов, оставить своим наследникам запредельно загрязненные воздух и воду. Не вправе оно и допускать неограниченно большие потери запасов минерального сырья в недрах.

Сказанное выше имеет особое значение для отраслей минеральносырьевого комплекса.

102

воздействия на природную среду в целом или на ее отдельные компоненты. По расчетам специалистов, антропогенная нагрузка на природную среду удваивается каждые 10-15 лет [89, С.19].

Загрязнение природной среды - это поступление в природную среду веществ (твердых, жидких, газообразных), биологических агентов, различных видов энергии в количествах и концентрациях, превышающих естественный для живых организмов уровень.

Существует несколько подходов к классификации загрязнений (рис.17).

1.По происхождению различают природное и антропогенное загрязнение.

Природное загрязнение – это загрязнение окружающей среды, возникающее без участия человека или как результат его отдаленного косвенного влияния на природу.

Антропогенное загрязнение – любое загрязнение, вызванное деятельностью человека.

2.По объектам загрязнения различают: загрязнение вод, атмосферы, почвы, ландшафта.

3.По продолжительности и масштабу распространения различают загрязнение временное и постоянное; локальное, региональное, трансграничное и глобальное.

4.По источникам и видам загрязнителей различают следующие виды загрязнения: физическое, химическое, биологическое, биотическое, механическое.

Физическое загрязнение – загрязнение, проявляющееся в отклонениях от нормы ее температурно-энергетических, волновых, радиационных и других физических свойств. Этот вид загрязнения может быть представлен различными формами:

а) тепловое (термальное) загрязнение характеризуется периодическим или длительным повышением температуры среды выше естественного уровня; характерно для воздушной и водной сред;

б) световое загрязнение связано с периодическим или продолжительным превышением уровня естественной освещенности местности за счет использования источников искусственного освещения; характерно для индустриальных центров, больших городов, агломераций;

в) шумовое загрязнение характеризуется превышением уровня естественного шумового фона; основной его источник – технические устройства, транспорт и т.п. Оно приводит к утомляемости человека, стрессовым состояниям, развитию нервно-психических заболеваний, при достижении уровня шума 90 децибел возможна потеря слуха. Даже относительно невысокое, но продолжительное шумовое загрязнение природных экосистем ведет к их изменению (переселение отдельных видов, нарушению процессов воспроизводства и т.п.);

г) радиоактивное загрязнение связано с превышением естественного радиационного фона и уровня содержания в природной среде радиоактивных элементов и веществ (одновременно может рассматриваться и как химическое

104

загрязнение). Основными источниками являются ядерные установки, испытания, аварии, искусственные трансурановые элементы, продукты деления ядер радиоактивных изотопов и т.п. Оно относится к числу особо опасных загрязнений для человека, животных и растений вследствие негативного влияния повышенных доз радиации на генетический аппарат и биологические структуры организмов;

д) электромагнитное – форма физического загрязнения окружающей среды, связанная с нарушением ее электромагнитных свойств; основные источники – линии электропередачи (ЛЭП), теле- и радиоустановки и пр.; относится к особо опасным загрязнениям.

Химическое загрязнение – загрязнение окружающей среды, формирующееся в результате изменения ее естественных химических свойств или при поступлении в среду химических веществ, не свойственных ей, а также в концентрациях, превышающих фоновые (естественные). Основными источниками загрязнения являются промышленность, транспорт, сельское хозяйство.

Среди химических веществ особое место занимают вещества 1-го класса опасности, чрезвычайно опасные или высокотоксичные, для которых установлены минимальные значения присутствия в окружающей среде. К ним относятся бериллий, ванадий, кобальт, никель, цинк, хром, свинец, ртуть и некоторые другие тяжелые металлы, металлорганические соединения, нефтеотходы, цианистые соединения, пестициды, радиоактивные элементы.

К числу высокоопасных веществ, синтезированных человеком, относится группа диоксидинов, которые обладают мощным мутагенным, канцерогенным, эмбриотоксическим действием. Диоксидины обладают также способностью к биоаккумуляции; вызываемые ими различные отклонения в развитии человека могут передаваться по наследству [89, С.22].

Биологическое загрязнение - это привнесение в экосистемы нехарактерных для них видов живых организмов, негативно влияющих на здоровье человека и его хозяйственную деятельность. Этот вид загрязнения возникает в результате случайного естественного заноса чуждых для данной территории организмов, однако он чаще связан с деятельностью людей (в результате механического привнесения чуждых видов и создания биотехнологических продуктов). Биологическому загрязнению способствует изменение естественных условий мест обитания в результате физических, химических воздействий.

Особо опасным считается биологическое загрязнение среды возбудителями инфекционных и паразитарных болезней человека и животных, а также вредителями и конкурентами сельскохозяйственных растений.

Форма биологического загрязнения — микробиологическое загрязнение связано с массовым размножением микроорганизмов на антропогенных или измененных человеком природных субстратах.

Биотическое загрязнение — это нежелательное с точки зрения человека превышение в среде (почве, воде, воздухе) содержания определенных видов биогенов или появление новых для данной территории их видов. Основными

105

источниками данного вида загрязнения являются смыв в водоемы минеральных и органических удобрений, накопление в среде нечистот, выделений, отмерших организмов, поступление искусственно синтезированных органических веществ [89, С.23].

Механическое загрязнение — это загрязнение окружающей среды относительно инертными в физико-химическом отношении бытовыми и производственными отходами.

5.3Масштабы и конкретные формы проявления вредного влияния горного производства на окружающую среду

Производство и потребление минерально-сырьевых и топливноэнергетических ресурсов очень природоемки. Горнодобывающие отрасли, эксплуатируя минеральные ресурсы недр, затрагивают своей деятельностью и все другие виды природных ресурсов — земельные, водные, лесные, загрязняют воздух. Предприятия нефтяной и угольной промышленности, черной и цветной металлургии, теплоэнергетики, нефтехимической и строительной промышленности порождают отходы и вредные выбросы, которые по своему воздействию на природную среду занимают одно из главных мест. Не зря в связи с увеличением добычи полезных ископаемых, когда количество отходов стало расти гораздо быстрее, чем выход продукции, отходы горного производства рассматриваются как особая проблема. Такое положение возникло из-за снижения содержания полезных ископаемых в рудах разрабатываемых месторождений, увеличения зольности углей, усложнения горно-геологических условий разработки месторождений, несовершенства применяемых технологий, что, в свою очередь, привело к увеличению отвалов вскрышных пород, некондиционных руд, полупродуктов и отходов переработки минерального сырья.

С другой стороны, в последнее время усилилось в неблагоприятную сторону и обратное влияние природной среды на эти виды производств, все в большей степени стали сказываться ухудшение горно-геологических условий, ограниченность некоторых высококачественных видов сырья, дефицит водных и других природных ресурсов. И, наконец, для всех предприятий и отраслей минерально-сырьевого комплекса возник и получил широкий размах специфический — природоохранный вид деятельности, который по своему значению порой сопоставим с их прямой производственной деятельностью и требует больших денежных затрат.

Без учета этих взаимодействий нельзя правильно решить многие вопросы эффективного использования минерального сырья. Так, уже в настоящее время необходимо знать, в какой степени высокие темпы будущего развития минерально-сырьевого и топливно-энергетического комплексов повлияют на окружающую среду; будет ли и в какой мере экологический фактор сдерживать это развитие; какие меры следует предпринять для достижения равновесия между производством и окружающей средой.

106

В теоретических и научно-практических работах последних лет [90-95] разработаны общие принципы и концепции природопользования. Принятые за основу рассматриваемых ниже положений, они сводятся к следующему:

-экономический рост может и должен быть совмещен с дальнейшим улучшением качества окружающей среды;

-решающая роль в этом принадлежит техническому прогрессу, который призван одновременно способствовать и росту производства, и расширению возможностей обеспечения ресурсами, и сокращению вредных воздействий на окружающую среду;

-в свете реализации Госпрограммы форсированного индустриальноинновационного развития страны особая роль отводится созданию и внедрению инновационных (ресурсосберегающих), безотходных и малоотходных, безаварийных технологических процессов.

Исходя из этих общих принципов, перед отраслями, прямо либо косвенно связанными с минеральным сырьем, стоит ряд крупных научных и практических задач, в частности, перед технологами — задача создания экологически чистых, безотходных и ресурсосберегающих технологий и видов новой техники; перед горняками — поиск и внедрение систем разработки и техники, обеспечивающих наиболее полное извлечение полезных ископаемых,

ит.п. Экономистам предстоит решить задачи оценки взаимосвязей производства и окружающей среды, определения ущербов от потерь природных ресурсов и загрязнений, оценки эффективности природоохранных мероприятий и, наконец, оценки самих производственных решений с учетом экологических последствий.

Все стадии добычи и использования минерально-сырьевых ресурсов сопровождаются многочисленными экологическими последствиями. В процессе геологической разведки, эксплуатации месторождений, при обогащении и потреблении минерального сырья происходит изъятие больших земельных площадей, водные источники загрязняются сточными водами шахт, обогатительных фабрик и заводов, загрязняется атмосфера. Наиболее характерные виды экологических последствий указаны в табл. 7.

Масштабы и конкретные формы проявления этих последствий весьма различны. Рассмотрим их подробнее применительно к горнодобывающим предприятиям.

Известно, что основным объектом деятельности горнодобывающих предприятий являются геологические ресурсы полезных ископаемых в недрах. Горное предприятие непосредственно переводит эти ресурсы из стадии пассивного потенциала в стадию доступного для использования минерального сырья. Вместе с тем в процессе производства часть природных запасов уходит в потери, которые уменьшают этот потенциал. Таким образом, главным природным ресурсом, с которым имеют дело горнодобывающие предприятия, являются запасы минерального сырья. При этом связи здесь двусторонние. С одной стороны, горные предприятия обеспечивают народное хозяйство необходимым минеральным сырьем, с другой – извлекая это сырье из недр, они допускают его потери.

107

Потери минерального сырья возникают на всех стадиях промышленного освоения и использования запасов. Часть потерь обусловливается чисто технологическими причинами и физически неизбежна. Другая часть диктуется экономическими соображениями. Именно ими определяется граница, отделяющая «эффективные» балансовые запасы от забалансовых, т.е. тех, которые разрабатывать в ближайшем времени невыгодно.

Таблица 7

Основные проявления вредного влияния горного производства (по основным стадиям) на окружающую среду

Эксплуатация месторождений вызывает значительные изменения земельных ресурсов. При этом масштаб и характер воздействий горного производства на поверхность могут быть очень разными. Наиболее они значительны при открытом способе разработки, что является почти

108

единственным, но очень крупным аргументом против использования этого, в иных отношениях высокоэффективного способа добычи. В процессе вскрышных и добычных работ вся площадь горного отвода разреза подвергается полному разрушению вместе со всеми находящимися на ней природными и другими стационарными объектами. Лучшее, что здесь может (и должно) быть сделано, - это своевременное проведение мер по последующей рекультивации (восстановлению) нарушенных площадей после того, как добычные работы переместились на другое место.

В свете реализации Госпрограммы форсированного индустриальноинновационного развития в основу научно-технической политики в области открытых разработок в настоящее время принято обязательное проведение рекультивации. Тем не менее это отнюдь не снижает значения проблем землеемкости открытой разработки полезных ископаемых, а лишь переносит акценты на такие дополнительные ее характеристики, как качество нарушаемых земель, степень восстановления этого качества, сроки пребывания земель в нарушенном виде и, конечно, затраты на рекультивацию.

Воздействия подземного способа добычи на поверхность гораздо менее значительны, чем открытого. Пустоты, образуемые на большой глубине, имеют обычно небольшие размеры по вертикали. К тому же технология горных работ предусматривает поддержание вышележащих пород в таком состоянии, что их проседание, если и доходит до поверхности, то при малой мощности разрабатываемых пластов и рудных тел чаще всего не вызывает больших ее нарушений, хотя здесь возможны и весьма серьезные исключения, особенно при подработке городских застроек.

При добыче полезных ископаемых нарушается и водная среда. При этом традиционная технология добычи твердых полезных ископаемых не связана с потреблением больших количеств воды. Гораздо значительнее водопотребление при гидравлическом способе добычи и транспортирования полезных ископаемых; здесь оно во многом зависит от использования оборотных вод. Наконец, весьма значительно производственное водопотребление при скважинном способе добычи нефти. Следует заметить, что большая часть требуемой воды во всех этих случаях может обеспечиваться за счет выдачи подземных вод, сопутствующей добыче полезного ископаемого.

Выдача попутных вод происходит при пересечении горными работами естественных подземных водотоков. Она характеризует собой гораздо более важные взаимосвязи добычных процессов с водными ресурсами, чем показатели потребления воды на производственные нужды шахты. Объем этих воздействий более масштабен, а их последствия - более тяжелые. В ряде случаев на 1 тонну добытого твердого полезного ископаемого из недр приходится выдавать по нескольку десятков кубометров подземных вод. Нарушение естественных водотоков резко меняет водопитание лесных массивов, а воды, выдаваемые сразу на поверхность, нередко бывают кислотными. Конкретные объемы и степень загрязненности сбрасываемых вод всецело определяются гидрогеологией участка и бывают весьма различны. В условиях общей ограниченности стоков пресной воды во многих регионах

109

воздействие горных предприятий на водные ресурсы становится отнюдь не безразличным фактором.

В горнодобывающих районах и регионах страны загрязняется и воздушная среда. Причем взаимосвязи горных предприятий с воздушным океаном имеют двоякий характер: во-первых, производство потребляет воздух для своих технологических нужд и, во-вторых, оно загрязняет воздушный океан своими выбросами.

Горнодобывающие предприятия потребляют довольно большие количества воздуха на нужды искусственного проветривания подземных выработок. Воздух с поверхности подается в шахту для обеспечения жизнедеятельности горнорабочих, снижения температуры окружающих пород и уменьшения концентрации метана до взрывобезопасных содержаний. Количество потребляемого воздуха определяется в основном газоносностью пород и глубиной разработки. Однако, учитывая практическую неограниченность воздушного океана, расход воздуха шахтами не имеет специального значения. Более важными представляются загрязнения атмосферы вредными выбросами горного производства. В числе их можно отметить: выбросы некаптируемой части метана, сопутствующего углю, выбросы газов и частиц при массовых взрывах на карьерах и выделения SO2 в процессе самопроизвольного окисления колчеданных включений в породных отвалах. Наиболее ощутимым из этих видов загрязнений является, вероятно, третий. В целом же надо сказать, что процесс добычи полезных ископаемых не сопровождается большими выбросами в воздушную среду. Основная часть этих выбросов возникает на стадии последующей переработки и потребления добытого минерального сырья. Наибольшее количество выбросов дают тепловые электростанции в процессе сжигания высокосернистых углей.

Важно отметить то, что влияние добычи полезных ископаемых на окружающую среду не ограничивается только прямым нарушением (или загрязнением) природных ресурсов, а вызывает и ряд косвенных экологических последствий. Так, в результате отвалообразования пород происходят не только изъятие земель и загрязнение атмосферного воздуха, но и изменение микроклимата и нарушение общего вида местности. Понижение водоносных слоев вызывает снижение продуктивности земель, высыхание лесов и т.п. Загрязнение воздуха приводит к различным социально-экономическим и гигиеническим последствиям (заболеваниям и т.д.). Определение ущерба, возникающего вследствие этих нарушений, представляет собой одну из важных эколого-экономических и социальных задач.

Общий методический подход к количественной оценке рассмотренных выше экологических последствий горного производства может быть показан в виде структурной схемы на рис. 18.

Предлагаемый подход характеризуется последовательным осуществлением следующих процедур:

а) оценка всех видов потерь и нарушений природных ресурсов в процессе горного производства;

б) расчет на этой основе экономического ущерба от потерь и нарушений;

110