2 Изменения геологической среды

Геологическая среда является важной частью окружающей среды, с ним плотно связанные другие естественные компоненты глобальной социоэкосистемы.

При нерациональном использовании геологической среды разрушается не только эта среда, а и связанные с ним другие компоненты биосферы: грунтовой и растительный покров, поверхностные подземные воды и т.п.. При этом имеют место не только процессы механического разрушения и засорение окружающей среды, но и его геохимического загрязнения. Ведь химические элементы в толще нашей планеты распределены неравномерно. Живые организмы приспособились к тем элементам, которые наиболее распространены в приповерхностных пластах земной коры. Однако человеческая деятельность поднимает из глубин Земли огромные массы эндогенных минералов, обогащенных редчайшими для поверхности химическими элементами - тяжелыми металлами, радионуклидами и т.п., даже незначительные концентрации которых опасные для живых организмов. Вследствие добычи, обогащение и переработки полезных ископаемых, накопление пустой породы и отходов производства происходит концентрация этих вредных элементов на значительных площадях, которая приводит к тяжелым заболеваниям и даже массовой гибели растений, животных и людей.

Рассмотрим основные факторы разрушения геологической среды и связанных с ними других компонентов окружающей среды нерациональной хозяйственной деятельностью.

Повреждение геологической и всей естественной среды происходит при поисках полезных ископаемых - на стадии геологоразведочных работ. Современные буровые скважины могут достигать глубины нескольких километров. Сверхглубокая буровая скважина на Кольском полуострове имеет глубину 12 км. При бурении таких буровых скважин на поверхность Земли поднимаются большие объемы горных пород, которые загромождают и загрязняют окраины местоположение буровых скважин. Например, при глубине буровой скважины 5 км объем разбуренных и поднятых на поверхность пород достигает 800 м 3. Оставленные в виде отвалов эти техногенные отложения размываются дождевыми и талыми водами и загрязняют окружающую территорию вредными для живых организмов соединениями.

При бурении буровых скважин часто используют буровые растворы, в состав которых входят водорастворимые соли, органические вещества и разнообразные уплотнители, которые загрязняют не только земную поверхность в местах бурения буровых скважин, а и подземные водоносные и водопроницаемые горизонты. Когда буровые скважины достигают нефть- или газоносных пластов, нередко происходят выбросы нефти и газа, которые загрязняют грунти и воду, а при самовозгорании - атмосферный воздух. Атмосфера интенсивно загрязняется также в процессе буровых работ. При бурении глубоких буровых скважин количество выхлопных отравляющих газов двигателей буровых установок достигает около 260 000 м 3 на пор.Поверхностные разведывательные выработки: шурфы, канавы и т.п. активизируют эрозионные процессы, стимулируют яроформирование, которое изымает из сельскохозяйственной сферы значительные площади плодородных земель. Кроме того, в местах проведения геологоразведочных работ грунтоворастительный покров, как правило, сильно повреждается транспортными средствами, загрязняется нефтепродуктами, засоряется производственными и бытовыми твердыми отходами.

При добыче полезных ископаемых действуют те самые факторы разрушения среды, как и при геологоразведочных роботах, но в значительно больших масштабах. На нефтепромыслах грунти загрязняются на глубину 25 см и больше. При подземной добыче твердых полезных ископаемых подземные горные выроботки (штреки, штольни и т.п.), как правило, остаются не забутоваными (т.е. незаполненными) отработанной породой и над ними начинается оседание земной поверхности. Что захватывает большие территории. Это оседание часто сопровождается заболачиванием земель, которое выводит их частично или полностью со сферы природопользования. Кроме того, при добыче и обогащении твердых полезных ископаемых на поверхности Земли накапливаются огромные массы горных пород, лишенных полезных ископаемых, но все еще обогащенных эндогенными минералами. Эти накопления техногенных отложений в виде терриконов или отвалов изымают из естественного кругооборота значительные площади, портят окружающие ландшафты, а при размывании дождевыми и талыми водами загрязняют окружающую среду вредными для живых организмов химическими элементами. Особо опасные накопления радиоактивных пород.

При добыче полезных ископаемых открытым способом геологическая среда поднимается выемками горных пород - карьерами, площадь которых может достигать десятков квадратных километров, а глубина - сотен метров. Чтобы предотвратить затопление карьера, с целью понижения уровня грунтовых вод карьер окружают колом гидрогеологических буровых скважин, из которых беспрерывно выкачивают воду. Если в окружающих толщах горных пород содержатся легкорастворимые отложения (известняки, гипсы, ангидриты, каменная соль и т.п.), такие откачки оказывают содействие растворению их и образованию глубинных карстовых пустот, которые становятся причиной возникновения карстовых провалов на близлежащих к карьеру территориях.

Разрушение геологического и всего окружающей среды происходит при добыче серы методом ее подземной выплавки. При этом в недра земли, которые содержат отложения самородной серы, через буровые скважины закачивают под давлением горячую воду, которая выплавляет серу и выносит ее на земную поверхность. Обогащенные серой водные растворы насыщают ею приповерхностные толщи пористых осадочных пород и превращают земную поверхность на значительных площадях на пропитанные серой земли, лишенный всего живого.

Геохимическое загрязнение окружающей среды происходит также в местоположениях металлургических и химических заводов и других предприятий, которые переделывают минеральное сырье. Твердые, редкие и газообразные отходы производства интенсивно загрязняют на близлежащих территориях грунти, растительность, поверхностные и подземные воды и атмосферный воздух. Мощными источниками загрязнения окружающей среды выступают также гидроотстойники, шлаконакопители и т.п..

Сжигание горючих ископаемых - каустобиолитов: каменного и бурого угля, торфа, нефти, газа, горючих сланцев - ведет к увеличению концентрации углекислого газа в атмосфере, потепление климата и усиление геохимической деятельности рек. Кроме того, во многих каустобиолитах присутствующая в них или других количествах сірка, вследствие чего в атмосферу ежегодно поступает около 150 млн. тонн сернистого газа - основного компоненту кислотных дождей.

Значительное отрицательное влияние на геологическую среду имеет строительство и эксплуатация разнообразных зданий и инженерных сооружений. Под давлением этих зданий и сооружений малоустойчивые горные породи могут деформироваться и оседать. На подрезанных и нагруженных зданиями склонах часто возникают обвалы и сдвиги значительных масс горных пород. Эти процессы также имеют место вследствие подрезок склонов во время прокладывания автомобильных и железнодорожных путей, газо- и нефтепроводов, линий высоковольтных электропередач и т.п.. Особо опасное строительство путепроводов и трубопроводов через горные системы. Раньше в Украине через Украинские Карпаты без достаточного учета местных условий было проложено 11 таких трасс, которое повредило геологическую среду и разрушило окружающие естественные екосистеми на больших площадях.

Существенно поднимают геологическая среда и искусственно выкопанные подземные пустоты: туннели. Горные виробки и т.п.. Во время эксплуатации зданий и сооружений нередко, вследствие неисправности водопроводной системы или сбрасывание редких стоков, происходит замачивание и проседание лессовых пород.В связи с широкомасштабным разрушением хозяйственной деятельностью геологической среды все более актуальной становится проблема его рационального использования. Оно заключается, с одной стороны, в максимально полном изъятии и использовании минерального сырья при добыче, обогащении и переработке полезных ископаемых, а со второго - в сведении к минимуму вреда, который наносят эти процессы окружающей среде.