Глава 13 общие сведения об экологических проблемах освоения недр

■ 13.1. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ

Последствий освоения недр

При освоении недр Земли в интересах развития технократической цивилиза­ции наиболее масштабным изменениям в количественном и качественном смыс­ле подвергается литосфера, часть которой извлекается на поверхность и включа­ется в оборот вещества и энергии вне внутренне равновесной системы самой ли­тосферы.

Предельные масштабы такого изменения определяются способностью геофи­зических структур локализовать область техногенного воздействия и со временем включить эту область в эволюционный процесс окружающего ее природного объ­екта.

Геофизические свойства внутренней части техногенно измененных недр определяются особенностями процессов извлечения полезных ископаемых, т. е. определяются набором неизбежных действий, необходимых для осуществления целевой функции геотехнологии — изъятие и доставка на поверхность части ма­териала литосферы, представляющего хозяйственную ценность. Здесь можно вы­делить три основных класса:

материал литосферы добывается для прямого использования (уголь, песок, глина, камень и т. д.);

извлекаемый материал литосферы является носителем полезного компо­нента (руды цветных и черных металлов) и требует переработки на поверхности;

полезный компонент извлекается без выдачи на поверхность материала- носителя (нефть, газ, вода, выщелачивание металлов, тепло и т. д.).

По своей физической сути используется только один метод достижения ко­нечной цели разработки — это придание тем или иным способом избранному объ­ему лито-сферы (или его части) нового свойства — подвижности.

Подвижность полезной части литосферы может быть обеспечена за счет из­менения физического состояния материала путем перевода в иное агрегатное со­стояние (выплавление серы) или дезинтеграции (уголь, руды, стройматериалы). Подвижность полезной составляющей может быть придана также путем создания условий для ее миграций — физических (нефть, газ, вода, тепло) или химических (выщелачивание металлов на месте залегания). Для осуществления главной целе­вой функции добычи минерального сырья — включения части ресурсов литосфе­ры в оборот вещества и энергии техносферы — необходимо обеспечить доступ с земной поверхности к месту залегания полезного компонента, придать этому ком­поненту подвижность и выдать его в этом состоянии на поверхность Земли. Таким образом, обобщенная функциональная модель техногенного изменения недр при добыче минерального сырья включает в себя три обязательных этапа:

доступ с поверхности к месту дислокации в литосфере участка с полезны­ми свойствами;

придание подвижности полезному компоненту, залегающему в литосфере;

выдача полезного компонента в подвижном состоянии на поверхность Земли.

При строительстве подземных сооружений, когда полезным компонентом яв­ляется пустота (создаваемые полости), схема остается в принципе такой же, но на втором этапе подвижность придается не полезному компоненту, а материалу ли­тосферы, заполняющему будущую полезную полость. Этот же материал выдается на поверхность на третьем этапе.

Таким образом, техногенное вторжение в литосферу с целью извлечения мине­ральных ресурсов приводит ее отдельные участки в совершенно новое состояние, причем вследствие единства материального мира эти изменения неизбежно созда­ют прямые или косвенные последствия для всех остальных элементов экосистемы планеты Земля. Именно в таком объемном характере техногенного воздействия, ак­тивно нарушающем состояние всех ее сфер (литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы), и заключается главная особенность экологии освоения недр. Сточки зрения сохранения естественной биоты Земли техногенное влияние добывающих предприятий выражается в появлении неприродных факторов, под хроническим воздействием которых природно-равновесные экосистемы начиняют изменяться в направлении предшествующих стадий сукцессии вплоть до полной их деградации. Обратная же связь, отражающая влияние биосферы на техносферу, выражается в том, что введение биологически обоснованных ограничений величины техногенных факторов определяет выбор технологических решений и через них — пути развития техносферы в целом.

■ 13.2. СТРУКТУРА ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЭКОСИСТЕМУ