ГлавнаяВ условиях ускоренного развития горной, химической, металлургической и других отраслей промышленности все большее значение приобретает устранение вредного влияния продуктов на окружающую среду, возникающих при добыче и переработке минерального сырья.
Получаемые при разработке месторождения, и особенно при переработке минерального сырья, биологически вредные промышленные стоки нередко сбрасываются в водоносные горизонты, при этом влияние сброса их на загрязнение окружающей среды не всегда учитывается. В процессе проведения геологоразведочных работ, и особенно при разработке месторождения открытым способом, создаются новые формы рельефа, уничтожаются почва и растительность, изменяются гидрогеологические условия участка работ, развиваются эрозионные процессы. При проходке канав, шурфов, карьеров и буровых скважин в процессе геологоразведочных работ производится прорубка просек, прокладка подъездных путей, строительство складов и т. д.
Многие миллионы тонн отходов, получаемых при разведке месторождений полезных ископаемых, их добыче, обогащении и переработке, требуют больших площадей для их размещения.
Рост горной и перерабатывающей промышленности неизбежно приведет к еще большему воздействию их на окружающую среду. Вот почему Коммунистическая партия Советского Союза и Советское правительство постоянно проявляют заботу о бережном, хозяйственном отношении к природе как источнику жизни человека. Ярким доказательством большого внимания к охране природных богатств и окружающей среды являются принятые Верховным Советом России законы об утверждении Основ Законодательства России и союзных республик о недрах, Основ водного и земельного законодательств, в которых, наряду с большим комплексом других задач, определены задачи по охране окружающей среды.
Одним из важнейших мероприятий по охране окружающей среды является восстановление природного ландшафта, существовавшего до начала разработки или разведки месторождения. Эта задача непосредственно касается геологов, связанных с разведкой месторождений полезных ископаемых.
В соответствии с действующими основными положениями по восстановлению нарушенного при разработке месторождений полезных ископаемых, проведении геологоразведочных, строительных и других работ, предприятия, организации и учреждения, разрабатывающие месторождения полезных ископаемых открытым или подземным способом, осуществляющие все виды строительства или выполняющие геологоразведочные и иные работы предоставленных им во временное пользование сельскохозяйственных землях или лесных угодьях, обязаны за свой счет приводить эти земельные участки в состояние, пригодное для использования в сельском, лесном или рыбном хозяйстве, а при производстве указанных работ на других землях — в состояние, пригодное для использования их по назначению.
В соответствии с этим положением геологоразведочные организации обязаны при проведении геологоразведочных работ осуществлять рекультивацию земель, даже в тех случаях, когда разведка месторождения производится только буровыми скважинами, так как механическое бурение вызывает изменение структуры почвы, ее влажности, разрушение корней деревьев, кустарников и т. д.
Существующие способы рекультивации делятся на три группы: горнотехнические, биологические и строительные. Горнотехнические способы рекультивации заключаются в засыпке выработок, выравнивании и покрытии почвенным слоем поверхности. При биологической рекультивации, которой предшествует горнотехническая, озеленяются земли, возделываются сельскохозяйственные и лесные культуры, заселяются искусственно созданные водоемы. Строительная рекультивация предусматривает использование горных выработок для строительных объектов. Способ рекультивации и условия приведения земельных участков, нарушенных при разработке месторождений полезных ископаемых, проведении геологоразведочных, строительных и иных работ в состояние, пригодное для дальнейшего использования, по существующему положению определяется органами, предоставляющими земельные участки в пользование.
Рекультивация площадей, нарушенных горными выработками, — процесс сложный. Для ее проведения требуются значительные средства, частичное изменение технологий горнопроходческих работ, пересмотр существующих методов ликвидации и консервации разведочных выработок. С целью уменьшения объемов рекультивационных работ и сокращения затрат на их осуществление следует при проведении разведочных работ ограничить вырубку леса, разработать и внедрить принципиально новые методы и средства проходки канав, так как площадь нарушения земельной поверхности зависит от способа их проходки, применяемых технических средств и глубины.
В табл. 4 приведены значения коэффициента изменения площади нарушения за счет отклонения фактической ширины канав от требуемой (К).
Из таблицы видно, что влияние способа проходки канав и применение различных технических средств более значительны при малых глубинах. Объем рекультивационных работ и затрат на их осуществление зависит и от многих других факторов, в частности от технологии проходки. При существующей технологии проходки горных выработок применяется валовый способ размещения горной массы, при котором плодородный слой смешивается с остальной породой. Это осложняет последующие рекультивационные работы. Более целесообразно применять селективный способ, при котором почвенно-растительный слой снимается и складируется отдельно. По данным Дальневосточного производственного геологического объединения Министерства геологии России, при таком способе и соответствующей механизации работ стоимость засыпки 1 м3 канав составляет 0,15—0,30 руб.
Согласно существующему положению предприятия, организации и учреждения, осуществляющие промышленное или иное строительство, разрабатывающие месторождения полезных ископаемых открытым способом, а также проводящие другие работы, вызывающие нарушение почвенного покрова (механическое повреждение, загрязнение, затопление), обязаны не только снимать почвенно-растительный слой, но и транспортировать его к месту укладки (или временного хранения), а также наносить его на восстанавливаемые земли или малопродуктивные угодья.
При снятии, складировании и хранении почвенного слоя необходимо принимать меры, исключающие ухудшение его качества (смешивание с подстилающими породами, загрязнение жидкостями или материалами и др.), а также размыв и выдувание складированного плодородного слоя почвы. Для этой цели целесообразно поверхность отвала почвы засевать травами или применять какие-либо другие способы.
С целью уменьшения площадей, изымаемых из сельскохозяйственного производства, все геологоразведочные организации должны использовать для геологоразведочных работ, в первую очередь земли несельскохозяйственного назначения. Это положение особенно строго должно соблюдаться при поисках и разведке месторождений строительных материалов, так как относительно широкое их распространение позволяет выбрать месторождение, находящееся на пустующих землях. He исключено, что экономические показатели разработки такого месторождения будут несколько ниже, чем на оптимально удобном для эксплуатации месторождении, но общий экономический и социальный эффект безусловно будут выше. Территория нашей страны огромна — 2240 млн. га, но из них только 19 % (427 млн. га) пригодно Для сельскохозяйственного использования, остальную часть занимают горы, тайга, тундра и пустыни. При открытой разработке месторождений ежегодно нарушается зеленая поверхность на площади более 35 тыс. га. При подземной разработке и при производстве геологоразведочных работ площади нарушений поверхности значительно меньшие, но и они довольно значительны. Только в организациях системы Министерства геологии России при геологоразведочных работах на земную поверхность ежегодно выдается более 20 млн. м3 разрыхленных пород. Приведенное свидетельствует о том, что сохранность каждого гектара плодородных земель имеет большое народнохозяйственное значение. На освоение новых земель взамен изымаемых для несельскохозяйственных нужд потребуется затрата значительных средств. Согласно нормативам, стоимость освоения одного гектара земли под пашню в России колеблется в зависимости от экономического района от 5420 р. в Северо-Западном районе до 9160 р. — в Северо-Кавказском районе, а стоимость освоения одного гектара земли под высокопродуктивные кормовые угодья (сенокосы и пастбища) от 3120 р. в Центральном районе до 4990 р. — в Северо-Кавказском районе.
Все это указывает на острую необходимость бережного отношения к нашему земельному фонду. При проведении геологоразведочных работ на плодородных землях, согласно существующему положению, следует изучать почвенно-растительный слой. При изучении почвенного слоя должны быть установлены его мощность, глубина и характер залегания, определены и согласованы с сельскохозяйственными организациями качество и ценность почв для данного района.
В отдельных случаях в районах, мало обеспеченных плодородными землями, при разведке месторождения необходимо давать оценку не только почвенно-растительного слоя, но и подстилающих их пород, которые после агротехнической обработки могут быть использованы в сельском хозяйстве. Технические требования к этим породам (суглинкам, супесям и т. д.) должны быть разработаны соответствующими сельскохозяйственными организациями исходя из агротехнической классификации пород в данном районе. В указанных случаях запасы таких пород должны быть подсчитаны и утверждены в установленном порядке.
Существенное значение для сохранения земельного фонда имеет размещение отвалов горных пород, золы и других промышленных отходов. Как правило, они должны размещаться на землях, не пригодных для сельскохозяйственного производства или не занятых лесами первой группы, за пределами площади предприятия и поселка, с соблюдением санитарных норм и правил безопасности, установленных Госстроем России или согласованных с ним.
При наличии во вскрышной толще скальных или токсичных горных пород необходимо предусмотреть раздельную выемку и укладку этих пород в основание образуемого отвала.
Серьезным средством сокращения изъятия из сельскохозяйственного производства земель, а в некоторых случаях даже для увеличения земельного фонда, является промышленное использование отходов производства, шлаков, золы топлива и других продуктов, о чем было сказано в предыдущем разделе.
Согласно существующему положению приведение земельных участков в пригодное состояние производится в ходе работ, а при невозможности этого — не позднее чем в течение года после завершения работ. Приведение почвенного слоя в пригодное состояние или организация его временного хранения должны осуществляться также в ходе работ, а при невозможности этого — не позднее чем в месячный срок после завершения работ, исключая период промерзания почвы. Второй, не менее важной проблемой охраны окружающей среды является проблема обезвреживания промышленных стоков и устранения вредного влияния отходов производства на водоемы и атмосферу.
Вредное влияние на водоемы определяется возможностью попадания в них из шламонакопителей, водооборотных систем, выбросов в атмосферу и других источников водорастворимых соединений, содержащих вредные компоненты, шламов химического производства и Песковой фракции при обогащении, а также остатков реагентов и их производных при технологической переработке сырья.
На состояние естественных водоемов оказывает также влияние интенсивный отбор воды из них и питающих водоносных горизонтов для производственных и хозяйственно-бытовых нужд.
Вредное влияние на атмосферу оказывают производственные выбросы в воздух различных нетоксичных водонерастворимых пылей, водорастворимых соединений ядовитых элементов в виде газов и пылей и других, традиционно присущих промышленному комплексу веществ. Поэтому при разработке обогащения или технологического передела минерального сырья, которые чаще всего осуществляются «мокрыми» способами, должны решаться вопросы предотвращения загрязнения сточными водами естественных водоемов, предусматриваться системы замкнутого водооборота в технологическом процессе без сброса сточных вод. В процессе разработки речных и террасовых месторождений песчано-гравийного материала обычно происходит значительное загрязнение речных или озерных вод; внедрение эффективных мероприятий по очистке загрязненных вод и многократное использование воды в замкнутом технологическом цикле в этом случае крайне необходимо. При невозможности исключить сброс промышленных вод необходимо правильно организовать работы по выбору водоносного горизонта, в который они будут сбрасываться.
Для правильного выбора такого горизонта необходимо определить его емкость, надежность изоляции от эксплуатируемых водоносных комплексов, дать прогноз изменения условий приема водоносным горизонтом промстоков во времени. Для этого следует выяснить состояние гидрохимических условий водоносного горизонта, установить характер и степень проницаемости слагающих и водовмещающих его пород, провести опыты с целью изучения физико-химических процессов взаимодействия промстоков с подземной водой и породами, дать качественную и количественную оценку степени изменения естественной проницаемости пород под влиянием процессов, возникающих при сбросе промышленных вод.
Разработка месторождений с интенсивным для его осушения водоотливом может отрицательно повлиять на ресурсы подземных вод района, в котором находится месторождение. В связи с этим геологоразведочные организации, производя разведку месторождения, обязаны давать оценку влияния будущего водоотлива на ресурсы подземных вод района.
При наличии вблизи месторождения озер и искусственных водохранилищ должны оставляться водоохранные зоны. Это законодательное положение должно учитываться разведчиками при определении границ площадей разведочных работ. Размеры водоохранных зон необходимо согласовать с исполнительными комитетами Советов народных депутатов и бассейновыми управлениями по регулированию использования и охране вод.
При определении источников технического водоснабжения будущего предприятия необходимо иметь в виду, что использование для этих целей питьевой воды как правило не допускается и может быть разрешено лишь в крайних случаях соответствующими компетентными органами.
Помимо этого геологоразведочные организации, проводящие буровые и горные работы при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых должны принимать и другие меры, направленные на охрану подземных вод. К таким мерам относятся ликвидационный тампонаж скважин с целью изоляции водоносного горизонта, рациональный водоотбор из пробуренных гидрогеологических скважин, рациональное проведение горных работ, сооружение водонепроницаемых завес вокруг предельных контуров карьеров, очистка, нейтрализация и использование в производстве шахтных и карьерных вод и др.
Увеличение масштабов строительства приводит к необходимости как расширения производства традиционных строительных материалов, так и изыскания новых более дешевых материалов. В последние годы для производства строительных материалов все более широко стали использоваться отходы горной, металлургической, химической и других отраслей промышленности. Утилизация отходов приводит в большинстве случаев и к некоторому уменьшению загрязнения окружающей среды. Однако эти отходы иногда содержат естественные радиоактивные изотопы в существенно больших концентрациях, чем традиционно используемые строительные материалы.
Выборочные исследования концентрации радионуклеидов в стройматериалах показали, что средняя концентрация их в строительных материалах близка и даже несколько меньше средней концентрации в земной коре, и лишь около 3 % всех строительных материалов имеют концентрацию естественных радионуклеидов, превышающую норматив. Превышение норматива концентрации радионуклеидов наиболее вероятно у строительных материалов, изготавливаемых из скальных горных пород и отходов металлургической, химической и горной промышленности. Превышение допустимой концентрации радионуклеидов в кирпиче, глине и песке менее вероятно. Силикатный кирпич, известь, цемент, алебастр содержат естественные радионуклеиды в концентрациях, как правило, ниже средней. Концентрация естественных радионуклеидов в строительном материале зависит не только от типа материала, но и от месторождения. Поэтому при проведении разведочных работ на строительные материалы необходимо давать радиационно-гигиеническую оценку минерального сырья.
Согласно нормам радиационной безопасности (НРБ-76) удельная активность естественных радионуклеидов в строительных материалах, используемых во всех вновь строящихся жилых и общественных зданиях не должна превышать для 228R — 1*10в-8 Ku/кг; для 232Th — 7*10в-8 Ки/кг и для 40K — 1,3*10в-7 Ku/кг. Для смеси указанных радионуклеидов с концентрацией С (Ku/кг) должно выполняться условие:
Все строительные материалы по концентрации естественных радионуклеидов подразделяются на пять классов. К первому классу относятся строительные материалы, применение которых возможно во всех видах строительства. Ко второму классу относятся строительные материалы, которые могут использоваться для всех видов промышленного и дорожного строительства, причем при применении этих материалов для сооружения промышленных зданий в помещениях должен быть обеспечен достаточный воздухообмен. Материалы этого класса в жилищном и культурно-бытовом строительстве применяться не должны. К материалам третьего класса относятся такие строительные материалы, которые могут быть использованы в пределах населенных пунктов только для строительства подземных сооружений, пребывание людей в которых исключено (канализационные коллекторы, трубопроводы и т. д.) при условии покрытия их достаточным слоем (не менее 0,5 м) грунта или низкорадиоактивного материала. За пределами населенных пунктов материал может использоваться для дорожного строительства, сооружения железнодорожных насыпей, изготовления шпал, столбов и т. д. Строительные материалы четвертого класса могут применяться только для целей подземного строительства за пределами населенных пунктов при условии их покрытия достаточным слоем (не менее 0,5 м) низкорадиоактивного материала. Материалы пятого класса не должны использоваться в строительстве.
Разделение строительных материалов на классы исходя из содержания радионуклеидов, должно производиться согласно методическим рекомендациям Минздрава России по радиационно-гигиенической оценке строительных материалов. Этими же рекомендациями регламентируются и методы измерения концентрации радионуклеидов.
Учитывая особую опасность радиоактивного излучения при проведении разведочных работ на строительные материалы, необходимо уже в самом начале геологоразведочного процесса (на стадии поисково-оценочных работ) определить естественную радиоактивность пород месторождения и дальнейшие разведочные работы производить только в том случае, если породы, слагающие месторождение, относятся к первому классу. В отдельных случаях, при отсутствии в районе других месторождений строительных материалов и только при наличии документально подтвержденной потребности в минеральном сырье ограниченного использования (второго, третьего и четвертого классов), может быть, как исключение, произведена детальная разведка месторождений, сложенных породами с повышенной радиоактивностью. При этом должны быть проведены широкие поисковые работы с целью выявления месторождений строительных материалов первого класса, и в случае отрицательных результатов поисков технико-экономическими расчетами должна быть доказана целесообразность освоения месторождений.