3.5.2.5. Охрана атмосферного воздуха.

Атмосфера и ее состав

Атмосфера –внешняя оболочка Земли. Наличие атмосферы определяет общий тепловой режим поверхности Земли, защищает ее от вредных космических лучей. Циркуляция атмосферы обеспечивает орошение материков, влияет на местные климатические условия, а через них на режим рек, почвенно-растительный покров, а также процессы рельефообразования. И наконец, воздух – необходимое условие жизни на Земле. Если бы не было атмосферы, днем Солнце раскаляло бы земную поверхность до +100⁰ С, а ночью до –100⁰ С, 200⁰ перепад температуры в сутки намного превышает возможности к выживанию всех нынешних форм земной жизни.

Современный газовый состав атмосферы результат длительного геологического развития земного шара и жизни на нем. Молекулярный кислород, отсутствовавший в первичной атмосфере Земли, стал накапливаться в результате жизнедеятельности зеленых растений. Средний состав атмосферы характеризуется следующими величинами (в % от общего объема):

Азот (№ 2) – 78,084 Криптон (К_ч) - 0,00012

Кислород (0₂) – 20,946 Ксенон (К_с) - 0,00009

Аргон (А_ч) – 0,934 Водород (Н₂) - 0,00005

Углекислый газ Закись азота - 0,00005

(СО₂) - 0,033 (N₂О)

Неон (Nе) – 0,00182 Метан (СН₄) - 0,00005

Гелий (Не) – 0,00053 Озон (0₃) - 0,000002

Кроме того, в составе нижней части атмосферы, особенно в ее приземном слое всегда содержатся незначительные примеси паров воды и твердых частиц пыли и кристаллики льда.

Постоянный состав атмосферы сохранялся в природе миллионы лет и определялся сбалансированностью всех веществ, участвующих в круговороте материи и энергии. В результате постоянно усиливающегося воздействия человека на окружающую среду баланс веществ в атмосфере стал нарушаться. Возникли качественные изменения состава воздуха и структуры атмосферы. С каждым годом количество рассеянных в атмосфере веществ, не входящих в постоянный состав смеси, непрерывно возрастает. Сейчас таких примесей в атмосфере сотни тысяч.

Мероприятия по борьбе с загрязнением атмосферы

Длительное время единственным решением загрязнения воздуха была способность атмосферы к самоочищению. Механические частицы и газы рассеивались воздушными потоками, осаждались или выпадали на землю с дождем и снегом, а также нейтрализировались, вступая в реакцию с природными соединениями.

Наиболее древняя из локальных мер предотвращения загрязнении воздуха - заводская труба. Высокие трубы увеличивают пространство, на которое распространяются дым и газы, тем самым предотвращая их повышенную концентрацию в непосредственной близости от источника. Но при обилии предприятий зоны действия труб перекрываются и создается высокая концентрация загрязнителя на обширной территории всего промышленного комплекса.

Поэтому, основные усилия сейчас направлены на предупреждение выбросов загрязнений в атмосферу. На всех действующих и новых предприятиях устанавливают пылеулавливающее и газоочистное оборудование. Технологии очистки сложны, разнообразны и дорогостоящи. В ряде случаев стоимость очистки может оказаться близкой и стоимости продукции.

При общей оценке стоимости очистных сооружений важно учитывать, что в принципе любые загрязнители – всего лишь выбрасываемые ресурсы, среди которых немало ценных и дефицитных. Например, улавливание сернистого газа в цветной металлургии дает возможность наладить производство серной кислоты.

Улучшение качества топлива еще один эффективный путь снижения уровня загрязнения воздуха. Большую роль в обеспечении чистоты воздушного бассейна играют газификация промышленности и быта, электрификация железных дорог и т.д.

Серьезной проблемой остается нейтрализация загрязнителей автомобильного транспорта. В настоящее время повсюду ведутся интенсивные исследования и разработки, направленные на снижение, а в конечном счете полную ликвидацию загрязнения воздуха автомобилями. Частное решение этой проблемы-установки фильтров и дожигающих устройств, замена содержащих свинец добавок, четкая организация движения и другие меры.

Кардинальное решение проблемы автотранспорта – замена двигателей внутреннего сгорания иными (например, электромобили). В некоторых городах развитых стран уже имеются электромобили.

Немалое значение для поддержания чистоты воздуха жилых районов имеет размещение промышленных предприятий.

Фундаментальная основа решения проблем загрязнения атмосферы и всей окружающей среды – новые принципы производственного процесса – безотходная технология. Но ее осуществление требует коренных изменений в проектировании промышленных предприятий, создания сложных комплексов, с максимальной полнотой использующих все исходное сырье и любые выбросы предприятий внутри комплекса. Идея безотходной технологии подкупает своей тождественностью процессам, происходящим в биосфере, где отходов попросту не существует, ибо все биологические выделения полностью утилизируются различными звеньями экосистем. Цикличное безотходное производство, совместимое с биосферой - будущее промышленности, идеальный путь сохранения чистоты окружающей среды.

3.5.2.6. Охрана вод.

Роль воды в природе и жизни человека

Вода - одно из наиболее распространенных веществ в природе. На Земле почти нет минерала или живого организма, в состав которого она не входила бы. Сложнейшие реакции в живых организмах могут протекать только при наличии воды. Вода на Земле находится в непрерывном движении-круговороте. Испаряясь с поверхности океанов и морей, она увлажняет атмосферу. Часть водяных паров атмосферы переносится воздушными течениями на сушу и выпадает в виде атмосферных осадков. Осадки, просачиваясь в почву, стекая по поверхности, собираются затем в реках и в конечном счете возвращаются в океан и атмосферу. Таким образом, круговорот воды объединяет в единую систему все водные ресурсы планеты.

Вода выступает в качестве одного из важнейших экзогенных факторов, видоизменяющих лик земной поверхности. Вода обладает колоссальной теплоемкостью. Поглощая огромное количество тепловой энергии в низких широтах, поступая океаническими течениями в высокие широты, отдавая её в окружающую среду, она выступает как регулятор климатических процессов глобального масштаба. Вода незаменима в природе и хозяйстве человека.

Вода является средой жизни многих организмов, необходимым компонентом среды обитания живых организмов на суше. Основой всей жизни на Земле является фотосинтез, осуществляемый зелеными растениями. При фотосинтезе вода расщепляется солнечным светом на кислород и водород. Кислород поступает в атмосферу, а водород соединяется с оксидом углерода и образует углеводы – «горючее» всех животных организмов. Без воды не может происходить фотосинтез. Вода единственный источник кислорода, выделяемого в атмосферу при фотосинтезе. Живые организмы не могут обойтись без воды. Вода входит в состав клеток и тканей любого животного и растения. Сложнейшие реакции в организмах могут протекать только при наличии водной среды. Потери 10-20% воды животными организмами приводят к их гибели.

Известный русский ученый В.И.Вернадский писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных, геологических процессов. Нет земного вещества – минерала, горной породы, живого тела, которое бы ее не заключало. Все земное вещество-под влиянием свойственных воде частичных сил ее парообразного состояния, ее вездесущности в верхней части планеты – ею проникнуто и охвачено».

Антуан де Сент- Экзюпери писал: «Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобой наслаждаешься, не понимая, что ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь ... Ты - величайшее в мире богатство».

Вода ценнейший и незаменимый ресурс и используется человеком не только как необходимое средство жизнедеятельности. Современное общественное производство основано на широком применении воды; её используют в процессе получении энергии; вода- необходимое условие развития сельского хозяйства, коммунального хозяйства, отдыха и туризма. Вода поистине пронизывает всю жизнь человека. Нехватка воды – тяжкое бедствие для людей.

Хотя воды на Земле достаточно много и это возобновляемый ресурс, в отдельных районах земного шара воды подвержены антропогенному истощению и загрязнению. Вода – бесценное богатство человечества, поэтому водные ресурсы люди должны бережно и экономно использовать и охранять.

Запасы воды на Земле

Общий объем воды в водных объектах на земном шаре около 1390 млн км³, при этом на долю Мирового океана приходится 96,4%. Из водных объектов суши наибольшее количество воды содержат ледники – 24,06 млн км³ (1,7% всех вод на Земле). Из этого количества воды на долю ледников Антарктиды и Гренландии приходится 89,8%. На горные ледники всего 0,2%.

Как можно видеть из таблицы 15, доступные для хозяйственной деятельности водные объекты занимают ничтожно малые объемы по сравнению с общими запасами воды на Земле. Основная часть вековых запасов пресных вод суши сконцентрировано в ледниковых покровах. Подземные воды суши по объему в гидросфере занимают третье место, однако в активный водообмен вовлечена их относительно малая часть.

Наиболее интенсивному антропогенному воздействию подвергаются воды рек, озер, болот, почвенные и грунтовые. Хотя их доля в общей массе гидросферы невелика (менее 0,4%), высокая активность водообмена многократно увеличивает их запасы.

Таблица 15 Запасы воды на земном шаре

№	Водные объекты	Объем тыс.км3	Доля от мировых запасов, в %
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.	Мировой океан Подземные воды, в том числе пресные Ледники Озера, в том числе пресные Вода многолетней мерзлоты Почвенная влага Вода в атмосфере Вода в реках Вода в болотах Вода в организмах	1338 000 23400 10530 24064 176 91 300 16,5 12,9 2,12 11,12 1,12	96,4 1,7 0,76 1,7 0,013 0,007 0,022 0,001 0,001 0,0002 0,0008 0,0001
	Общие запасы воды В том числе пресной	1385994 36700	100 2,64

В круговороте воды на земном шаре проявляется единство природных вод Земли и их связь с другими сферами. Здесь же проявляются закономерности сохранения вещества и водного баланса.

С поверхности мирового океана ежегодно испаряется в среднем 505 тыс. км³, возвращается в океан в виде атмосферных осадков 458 тыс. км³ . Испаряется, таким образом, больше, чем возвращается осадками. Разность 47 тыс. км^{3 _} речной сток.

Таблица 16 Средний годовой водный баланс Земли

Часть Земли	Осадки		Испарение		Суммарный сток
	Тыс. км3	мм	Тыс. км3	мм	Тыс. км3	мм
Весь земной шар	577	1130	577	1130	-	-
Мировой океан	458	1270	505	1400	47	130
Суша	119	800	72	485	47	315
В том числе:
Область внутреннего стока	9.0	300	9.0	300	-	-
Области внешнего стока	110	924	63	529	47.0	395

На поверхности суши ежегодно выпадают в среднем 119 тыс.км³ атмосферных осадков. Испаряется 72 тыс.км³. Остальная часть выпавших осадков составляет речной сток.

Водообмен между сушей и океаном составляет в объеме суммарного речного стока 47 тыс. км³ воды в год.

Наиболее богата водными ресурсами на единицу площади Южная Америка. Затем следуют Европа, Азия, Северная Америка.

Использование воды в хозяйственной деятельности человека

По характеру использования вод все современные отрасли народного хозяйства обычно подразделяют на водопотребителей и водопользователей. Водопотребители - это те отрасли, которые изымают воду из её естественных источников, потребляют ее для выработки промышленной или сельскохозяйственной продукции, для бытовых нужд населения и возвращают в источники в другом месте, в меньшем количестве и часто в загрязненном виде. К отраслевым водопотребителям относятся промышленность, тепловая и атомная энергетика, сельское хозяйство, предприятия коммунально-бытового и сельскохозяйственного водоснабжения, а также орошение и обводнение земель. Водопользователи – это те отрасли, которые не изымают воду из источников и используют не саму воду, а её энергию или используют воду как среду или элемент ландшафта. К отраслевым водопользователям относятся гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, а также такие виды человеческой деятельности, как отдых на воде или около воды, водный туризм, водные виды спорта и др. Здесь ухудшение качества воды возможно при транспортировке грузов, особенно сплаве леса и околоводном отдыхе.

Ежегодное мировое потребление воды на орошение превышает 2500 км³, что составляют 6% суммарного годового стока рек.

В промышленности вода используется чаше для охлаждения агрегатов в процессе производства, как растворитель и входит в состав вырабатываемой продукции. В таблице 3 даны потребления воды в различных отраслях промышленности для выработки одной тонны продукции.

Таблица 17 Удельное потребление воды (м³ на 1 т продукции)

в отдельных отраслях промышленности

Синтетическое волокно	2500 - 5000
Синтетический каучук	2000 - 3500
Бумага	400 - 800
Азотное удобрения	600
Чугун	150 - 200
Сталь	150
Прокат	10 - 15
Никель	4000
Медь	500
Нефть сырец	30 - 40

Виды и источники загрязнения природных вод

Антропогенное изменение химического состава вод обусловлено попаданием в гидросферу огромного количества сточных вод, содержащих отходы промышленного и сельскохозяйственного производств, коммунально – бытовые стоки. Они уменьшают в реках, озерах и грунтовых водах количество растворенного кислорода, изменяют условия разложения органических веществ, увеличивают концентрацию азота, фосфора, различных металлов, хлорорганических соединений и прочих ядохимикатов, т.е. в конечном счете ухудшают качество воды.

Качество воды – это характеристика состава и свойств воды, определяющая её пригодность для конкретных видов водопотребления. Основными показателями качества воды являются ионный состав, общее солесодержание, цветность, запах и вкус, жесткость, щелочность, содержание железа, марганца и некоторых других элементов.

Загрязнение поверхностных вод- это процесс изменения физических, химических или биологических свойств природных вод при попадании в них различных веществ, которые могут оказать вредное воздействие на человека и природу, а также ограничить использование воды. Веществом, загрязняющим воду, является каждое соединение, вызывающее нарушение норм качества воды.

Примеси, поступающие в водные объекты, можно подразделить на минеральные, органические и биологические. К минеральным загрязняющим веществам относятся различные шлаки и золы, растворы и эмульсии солей, кислот, щелочей и масел, радиоактивные и другие неорганические соединения. Органические загрязняющие вещества – это разнообразные вещества растительного и животного происхождения, а также многочисленные отходы в виде смол, фенолов, красителей, спиртов, альдегидов серо-и хлорсодержащих органических соединений. Биологические загрязняющие вещества играют особую роль в жизни водоемов. С бытовыми сточными водами и стоками некоторых производств в водоемы и водотоки попадают болезнетворные бактерии и вирусы, возбудители инфекций.

На современном этапе развития экономики всевозможные отходы производства привели к массовому загрязнению рек, морей и океанов, такими веществами, которых природа никогда не знала.

Для повторного использования 1м³ неочищенных сточных вод необходимо разбавить её 20 – 30 м³ природной чистой воды. Особенно вредны сточные воды целюлозно-бумажной промышленности, в водах одного комбината целлюлозно-бумажные промышленности средней мощности содержится такое же количество органических веществ, как и в сточных водах города с населением в 2,5 млн человек. По причине загрязнения в настоящее время ощущается дефицит воды в регионах традиционно богатых водными ресурсами.

Традиционные источники загрязнения природных вод:

- сточные воды промышленных предприятий;

30. дренажные, шахтные воды загрязненные хлористыми и сульфатными соединениями;

30. соединения железа и меди, образующиеся при разработке пластовых месторождений;

30. городские сточные воды, содержащие растворенные органические;

вещества, микроорганизмы, взвешенные частицы и другие;

- канализационные воды животноводческих ферм;

- дождевые и талые снеговые воды с растворенными химическими

веществами с сельскохозяйственных полей;

- нефтепродукты и другие загрязнители водного транспорта;

- естественные осадки с примесями загрязненной атмосферы.

Способность воды к самоочищению. Эвтрофикация.

В связи с тем, что водная среда достаточно динамична и происходит постоянное перемешивание, перенос и трансформация примесей, в ней взаимодействуют друг с другом и окружающей средой любые вещества, в ходе чего существует возможность самоочищения водной среды. Самоочищение воды может происходить путем осаждения на дно водоемов и рек минеральных и других примесей с относительно более высоким удельным весом, вхождением в химическую реакцию с другими веществами и осаждением вновь образованных солей и др.

Органические вещества, поступающие из бытовых, сельскохозяйственных или промышленных стоков разлагаются под действием микроорганизмов, этот процесс сопровождается потреблением растворенного в воде кислорода. Если кислорода в воде достаточно и количество загрязнителей невелико, то аэробные бактерии довольно быстро превращают их в сравнительно безвредные остатки. В противном случае деятельность аэробных бактерий подавляется, содержание кислорода резко падает, развиваются процессы гниения. При содержании кислорода в воде ниже 5 мг на 1 литр многие виды рыб погибают.

Питательные элементы, главным образом соединения азота и фосфора, поступают в водоемы с бытовыми и сельскохозяйственными сточными водами и способствуют их эвтрофикации. Увеличение содержания нитритов и нитратов в водоемах приводит к бурному развитию жизни – водных растений, планктона и других гидробионтов. Разложение обильных органических веществ приводит к уменьшению растворенного кислорода, все большее значение приобретают анаэробные процессы биодеградации органических веществ, происходит гниение, в конце концов водоем зарастает. Самыми опасными загрязнителями воды являются соединения тяжелых металлов, нефтепродукты, пестициды (ядохимикаты), синтетические детергенты (моющие средства), фенолы многие из которых вообще разлагаются очень медленно и способны накапливаться в пищевых цепях.

Мировой океан

Исключительна роль Мирового океана в обеспечении жизни на Земле, формировании погоды и климата. Океан – величайший испаритель, важнейшее звено в круговороте воды, он активно участвует во всех планетарных процессах. Мировой океан – это гигантская кладовая биологических ресурсов, природных ископаемых, гигантский источник энергии, кислорода и пищи. Проблема сохранения чистоты Мирового океана одновременно является и проблемой сохранения биосферы в целом.

Под загрязнением Мирового океана понимается: «введение человеком прямо или косвенно веществ или энергии в морскую среду, влекущие такие вредные последствия, как ущерб живым ресурсам, опасность для здоровья людей, помехи в морской деятельности, включая рыболовство, ухудшение качества морской воды и уменьшение полезных свойств». Это определение группы экспертов ООН поддержано Межправительственной океанографической комиссией и принято Конференцией ООН по проблемам окружающей среды (1972 г., Стокгольм).

Основными источниками загрязнения морской воды являются следующие:

6. сброс промышленных и хозяйственных вод непосредственно в море или с речным стоком;

6. поступление с сельскохозяйственных полей пестицидов и ядохимикатов;

6. захоронение радиоактивных отходов;

6. утечки с судов;

6. аварийные выбросы с судов или подводных трубопроводов;

6. разработка полезных ископаемых на морском дне;

6. перенос и осадка загрязняющих веществ через атмосферу.

При этом попадают в морскую среду: радионуклеиды, хлорорганические вещества, тяжелые металлы, нефть и нефтепродукты и детергенты.

Нефтяное загрязнение Мирового океана – самое распространенное

явление. От 2 до 4% водной поверхности Тихого и Атлантического океанов постоянно покрыто нефтяной пленкой. В морские воды ежегодно поступает до 6 млн тонн нефтяных углеводородов. Почти половина этого количества связана с транспортировкой и разработкой месторождений на шельфе. Континентальное нефтяное загрязнение поступает в океан через речной сток.

Реки мира ежегодно выносят в океан более 1,8 млн т нефтепродуктов.

Примером крупнейшей аварии нефтеналивного судна может служить катастрофа в 1967г. танкера «Терри Каньон», в танках которого содержалось 117 тыс.т сырой нефти. Недалеко от берегов Франции он налетел на риф, и в результате в море вылилось около 100 тыс.т нефти. Морским, прибрежным и пляжным экосистемам был причинен огромный ущерб.

Все компоненты нефти токсичны для морских организмов. При нефтяном загрязнении изменяется соотношение видов и уменьшается их разнообразие.

Попадая в морскую среду, нефть сначала растекается в виде поверхностной пленки, образуя слики различной мощности. Нефтяная пленка изменяет интенсивность и спектральный состав проникающего в водную массу света.

У нефти есть одно неприятное побочное свойство. Ее углеводороды способны растворять в себе ряд других загрязняющих веществ, таких, как пестициды, тяжелые металлы.

Хлорированные углеводороды, широко применяющиеся в качестве средств борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками инфекционных болезней, уже многие десятилетия вместе со стоком рек и через атмосферу поступают в Мировой океан. ДДТ и его производные и другие устойчивые соединения этого класса сейчас обнаруживаются повсюду в Мировом океане, включая Арктику и Антарктиду. Они остротоксичны и будучи искусственного происхождения не разлагаются в природных условиях.

Вместе с речным стоком в океан поступают и тяжелые металлы, многие из которых обладают токсичными свойствами. Ежегодно в Мировой океан поступает до 2 млн т свинца, и до 10 тыс.т ртути.

По своему токсичному действию в морской среде особую опасность представляет ртуть. Под влиянием микробиологических процессов токсичная неорганическая ртуть превращается в гораздо более токсичные органические формы ртути. Накопленные в рыбе или в моллюсках соединения ртути представляют прямую угрозу жизни и здоровью людей. Например, болезнь «минамата», получившая название от японского залива, унесла немало жизней и подорвала здоровье многим людям, употреблявшим в пищу морепродукты из этого залива, на дне которого накопилось немало ртути от отходов близлежащего комбината.

Основные мероприятия по охране водных объектов

Наиболее эффективной формой защиты водных объектов от загрязнения является безотходная технология. Под понятием «безотходная технология» следует понимать комплекс мероприятий в технологических процессах, позволяющий до минимума сократить количество вредных сбросов и уменьшить до приемлемого уровня воздействия отходов на водные ресурсы.

В этот комплекс входят:

6. создание и внедрение новых процессов получения продукции с образованием наименьшего количества отходов;

6. разработка бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе способов очистки сточных вод;

6. разработка систем переработки отходов производства во вторичные материальные ресурсы;

6. создание территориально – промышленных комплексов, имеющих замкнутую структуру материальных потоков сырья и отходов внутри комплекса;

6. совершенствование технологических процессов и разработка нового оборудования с меньшим уровнем сбросов примесей и отходов в водные объекты;

6. обезвреживание токсичных отходов;

6. применение пассивных методов защиты водных объектов.

Пассивные методы защиты водных объектов включают комплекс мероприятий по ограничению сбросов коммунально-бытовых стоков, стоков промышленного и сельскохозяйственного производств в водные объекты, а также утилизацию и захоронение отходов.

Сточные воды влияют на процессы естественного самоочищения водоемов и водотоков от органических веществ – продуктов биохимических процессов, неразрывно связанных с жизнедеятельностью разнообразной сапрофитной бактериальной флоры. Изучение процессов самоочищения водных объектов ведется посредством учета изменения интенсивности биохимического потребления кислорода и учета продуктов нитрификации при различных концентрациях вредных веществ. Конечная цель этих исследований – установление концентраций загрязняющих веществ в воде, при которых не нарушаются основные процессы самоочищения и сохраняется санитарный режим водных объектов. Исходя из этого разрабатываются нормы предельно – допустимых концентраций (ПДК) вредных веществ в воде. В бывшем СССР были установлены ПДК для 487 вредных веществ в водных объектах хозяйственно- питьевого и культурно – бытового водопотребления, а также для 68 вредных веществ в водоемах рыбохозяйственного назначения.

3.5.2.7. Охрана недр.

Полезные ископаемые и их добыча. Конечность и невозобновимость полезных ископаемых

«Недра» – это минеральная основа биосферы, часть природной среды, которая находится под земной поверхностью, включая минералы и горные породы.

Полезные ископаемые составляют основу минеральных и энергетических ресурсов, которые извлекаются из недр Земли.

Производственная деятельность общества, все глубже и шире вторгаясь в недра, с каждым годом воздействует интенсивнее на земную поверхность и всю окружающую среду. Вскрывая залежи полезных ископаемых, извлекая, перемещая добываемые горные породы на земной поверхности, люди тем самым нарушают земельные угодья, изменяют режим поверхностных и подземных вод, загрязняют окружающую среду, иногда уничтожая почвенно-растительный покров и животный мир.

Минеральные ресурсы имеют для хозяйства огромное значение. Большинство из них имеют множественное значение и могут быть использованы для самых разнообразных целей. Например, нефть и природный газ, а так же уголь при соответствующей переработке используются для изготовления разнообразных предметов бытового назначения, медицинских препаратов, строительных материалов, а также некоторых пищевых продуктов. И сфера применения минеральных ресурсов постоянно расширяется.

На продукции недр работают черная и цветная металлургия, атомная промышленность, индустрия строительных материалов, весь авто-, авиа- и большая часть железнодорожного транспорта. Недра дают 75 % сырья для химической промышленности (табл. 4).

Полезные ископаемые делятся на металлические, неметаллические и горючие:

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

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

1. природные строительные материалы и нерудные полезные ископаемые –известняк, доломит, глины, песок, мрамор, гранит, яшма, агат, горный хрусталь, корунд, алмазы и т.д.;

1. горно- химическое сырье – апатиты, фосфориты, поваренная соль, сера;

1. гидроминеральные ресурсы – подземные пресные и минерализованные воды.

Таблица 18 Современный годовой объем добычи некоторых полезных ископаемых

№	Полезные ископаемые	Объем добычи в млрд тонн в 1981 г.	Объем добычи в млрд т в 2000г.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Уголь Нефть Природный газ в трлн м3 Железная руда Бокситы Медь Никель (млн т)	3,7 3,0 1,5 0,9 0,08 0,006 0,5	74-76 60-61 30 18 1,6 0,12 10-12

В целом горно –добывающая промышленность занимает ведущее место в мировой экономике. Добыча минеральных ресурсов возрастает убыстряющимися темпами и определяется ростом потребностей общества. Например, численность населения земного шара с 1950 по 1975 годы увеличилась на 50%, а потребности в угле возросли за это время в 2 раза, железной руды - 3 раза, нефти и газа – 6 раз.

Кроме того, количество ежегодно перерабатываемых нерудных горных пород (щебня, гравия, глины, песка, сырья для цемента), включая материалы для градостроительства, а также дорожного и гидротехнического строительства составляют не менее 100 млрд т.

Нарастающие масштабы добычи полезных ископаемых достигли сейчас таких размеров, что ее результаты уже не уступают по производимым последствиям геологическим процессам, происходящим на Земле. Для сравнения можно привести следующие данные: все реки земного шара ежегодно выносят 15 млрд т наносов, ветер выдувает из суши в океан 3-4 млрд т пылевых частиц.

Американские ученые У.и Е.Войтинские в 1948 году прогнозировали, что достоверных запасов должно было бы хватить:

- нефти - до 1972 г.

- железной руды - до 2150 г.

- меди - до 1995 г.

- свинца - до 1983 г. и т.д.

Время внесло коррективы, выросли разведанные запасы, в 60-х годах были открыты месторождения нефти в Западной Сибири, а затем - на Аляске; в различных местах мира были найдены новые крупные месторождения многих других полезных ископаемых.

Однако, этот процесс, очевидно, не может продолжаться бесконечно. Земля ограничена своими размерами, следовательно, ограничен объем любого из ее ископаемых ресурсов. Полезные ископаемые относятся к невозобновимым ресурсам и они конечны.

Нарушения равновесия в природных комплексах при разработке полезных ископаемых

Длительное потребительское отношения к природе привело к истощению кладовых нашей планеты, участились случаи отрицательного воздействия добычи полезных ископаемых на окружающую среду.

Загрязнение природной среды начинается с момента проведения буровых работ, так как вблизи накапливаются глинистый раствор, употребляемый при проходке скважины. Ствол скважины пересекает различные водоносные горизонты, которые могут быть под давлением, и воды сильно минерализованы. Хотя обсадные трубы предохраняют, возможны самопроизвольные излияния вод на земную поверхность. Иногда это приводит к выбросу нефти.

Подземная добыча полезных ископаемых оказывает негативное влияние на ландшафты: вокруг шахт появляются терриконы – горы пустой породы, извлеченной из-под земли; после прекращения добычи нередко происходят проседания поверхности над горными выработками, что чревато разрушениями наземных строений.

Не меньшую опасность таит в себе нарушение циркуляции подземных вод, ухудшение состава атмосферы в результате поступления рудничного газа, остатков горения угля, горючих сланцев и торфа.

При открытой эксплуатации месторождений минерального сырья из сельскохозяйственного пользования изымается много плодородной земли. Появляются зияющие выемки карьеров, груды отвалов и бесплодная земля. Например, диаметр чаши карьеров Соколовско - Сарбайского месторождения железных руд в северном Казахстане достигает 2-3 км, при глубине 400-450 м. При вскрытии железорудных тел двух карьеров КМА – было снято и перемещено 170 млн м³ горных пород.

Крупные проблемы связаны с загрязнением нефтью не только в процессе добычи, но и при транспортировке.

На современном этапе развития общества размах человеческой деятельности стал гигантским. Техногенные поступления в среду широко используемых в производстве и в быту химических соединений порой в десятки раз превышают их естественное поступление при вулканизме и выветривании горных пород. Кроме ежегодно извлекаемых из недр Земли миллиардов тонн руд, горючих материалов, человечество создает более 60 млн т неизвестных ранее в природе синтетических материалов, рассеивает на полях 500 млн т минеральных удобрений и 4 млн.т. ядохимикатов. Сжигается около 9 млрд т условного топлива, при этом выбрасывается в атмосферу более 20 млн т двуокиси углерода и газообразных соединений. Опасность элементов для живых организмов оценивается показателем их деструктивной активности, представляющим собой отношение массы элемента в годовой добыче плюс поступление его в природную среду при сжигании угля к массе этого элемента в биологической продукции наземных растений за год (М.А.Глазовская, 1974).

На современном уровне использования элементов самой большой деструктивной активностью обладают в убывающем порядке ртуть, кадмий, фтор, сурьма, мышьяк, свинец, уран, селен, бериллий, барит, олово. При добыче и переработке полезных ископаемых создаются геохимические аномалии или антропоаномалии. Все техногенные аномалии А.И.Перельман подразделяет на три типа: полезные, вредные и нейтральные.

Полезные техногенные аномалии улучшают природную среду, например, известкование кислых почв или удаление солей.

Вредные ухудшают среду, например, элементы большой деструктивной активности: ртуть, кадмий, фтор, свинец и др.

Нейтральные не оказывают никакого влияния на экологические свойства среды, например, алюминий, железо в городах, золото в банках и т.д.

Комплексное использование полезных ископаемых

В природе почти не встречаются «чистые» руды, содержащие только железо или только медь, цинк, свинец и т.д. Руды большинства месторождений являются сложными комплексами и содержат не одну, а несколько полезных составных частей или компонентов.

Исключительную важность для интенсификации производства, вовлечения в хозяйственный оборот внутренних резервов и сохранения среды обитания человека имеет осуществление мероприятий, направленных на максимальное извлечение и использование всех ценных компонентов, содержащихся в месторождениях полезных ископаемых, исходя из потребностей в них хозяйства и возможностей науки и техники.

Возможны такие типичные сочетания: в железных рудах, помимо основного компонента часто встречаются титан, ванадий, медь, цинк, фосфор, сера; в месторождениях полиметаллических руд содержатся олово, медь, никель, кобальт, вольфрам, молибден, золото, серебро, платиноиды и целый ряд редких металлов; в месторождениях нефти попутными компонентами являются газ, сера, йод, бром, бор; в газовых месторождениях –конденсаты, гелий, сера, азот; в ископаемых углях - колчедан, сера, германий, глинозем и т.д.

В цветной металлургии, где насчитывается 11 профилирующих металлов (алюминий, медь, никель, кобальт, свинец, цинк, вольфрам, молибден, ртуть, олово, сурьма) совместно с ними из руд попутно извлекаются еще более 60 компонентов, в том числе благородные металлы, платиноиды, редкоземельные элементы и др.

Комплексное использование сырья дает возможность получать около 40 элементов в виде металлов и химических соединений, организовать промышленное производство многих необходимых видов продукции. По комплексности использования сырья можно судить о техническом уровне развития страны. Например, в бытность Советского Союза металлургический завод «Азовсталь» при выплавке 5 млн т чугуна одновременно производил около одного млн т гранулированного шлака, 950 тыс.м³ шлаковой пемзы, 320 тыс.м³ шлаковаты и более одного миллиона м³ литого щебня.

Для уменьшения вредного влияния открытых горных выработок на окружающую среду в широком масштабе засыпают карьеры или создают на их месте искусственные озера, предпринимаются мероприятия по рекультивации земель. Есть примеры когда территория бывших разработок после проведения мероприятий по восстановлению плодородия используется как зона отдыха.

Меры по охране полезных ископаемых в России носят законодательный характер.

Главные требования законодательства России о недрах содержит следующие главные требования по их охране:

1.Полное и комплексное геологическое изучение недр.

2.Исключение самовольного использования ресурсов недр.

3.Полное извлечение из недр и рациональное использование запасов основных и совместно залегающих полезных ископаемых и содержащихся в них компонентов.

4.Исключение вреда запасам полезных ископаемых.

5. Охрана месторождений от затопления, обводнения, пожаров и т.п.

6.Запрет на самовольную застройку площадей месторождений.

7.Запрет на загрязнение недр при подземном хранении нефти, газа и др.

8.Лицензирование при отводе земель для разработки.

9. Регулярные платежи за право пользования недрами.