CC BY
39
----------------------------------- © А.Ф. Еналдиев, В.И. Круглова,
В.И. Голик, 2004
УДК 504.55.054:662 (470.6)
А. Ф. Еналдиев, В.И. Круглова, В.И. Голик
ТЕХНОГЕННЫЕ КАТАСТРОФЫ В ГОРНОПРОМЫШЛЕННОМ РЕГИОНЕ
Семинар № 6
ш Ш ри прогнозировании катастрофиче-
.Л-Ш. ских процессов оценивается не только разрушительное воздействие природы на хозяйственные объекты, но и негативное влияние технологий на окружающую среду. Знания о причинно-следственных связях природных и техногенных явлений особенно важны для прогнозирования риска катастроф в нагорных горнопромышленных регионах, например, РСО-Алания.
С периодичностью в несколько лет процессы на Солнце активизируются, и в Космос выбрасывается огромное количество тепловой и световой энергии, которая транспортируется на Землю. Год активного Солнца вызывает в магнитном поле Земли аномалии, изменяется температурный режим, активизируются магнитные бури. К числу глобальных изменений относится рост объемов газообразных продуктов взрывных процессов горного производства. Ледовая разгрузка создает условия для образования газовых струй, которые достигают стратосферы. Газовые выбросы влияют на радиационный баланс, образуют туманы, облака, ливневые дожди, провоцируют выпадение катастрофических дождей.
Одна из первых цивилизаций в истории человечества, возникшая в северо-западной Индии, исчезла из-за развития животноводства и земледелия, приведших к вырубке больших площадей леса и к катастрофическому изменению климата. Хрестоматийный пример воздействия древнейших горных технологий на окружающую среду являет собой запечатленная в Библии история Синайского полуострова, где деятельностью древних горняков в серебряных рудниках были изведены леса, что повлекло опустынивание этого некогда благодатного региона Планеты.
Природные явления усиливаются техногенным вмешательством при строительстве и эксплуатации промышленных горных и транс-
портных объектов. На участках, ослабленных горными работами, дождевые осадки наносят ущерб почвенному покрову, вызывая водную эрозию, снижают плодородие почвы, приводят к ее деградации и смыву. Особенно большой вред ливни наносят в горах, где осадки не успевают впитываться в почву и стекают по поверхности почвы, приводя к наводнениям, часто с человеческими жертвами и материальным уроном. Отрицательное воздействие ливней усиливается при активном растворении атмосферной водой техногенных газовых составляющих воздуха, в результате чего образуются кислотные дожди.
Активность катастроф повышается при наложении природных факторов на техногенные, например, в пределах участков Транс- Кавказской автомагистрали (ТрансКАМ).
Опасными геологическими процессами поражено около трети территории республики СО - Алания, а в некоторых районах поражен-ность достигает 50 %. Из 230 населенных пунктов и крупных хозяйственных объектов республики, 118 (51 %) подвергаются воздействию опасных природно-техногенных процессов, содержащих элементы катастроф.
Примером техногенного катастрофического процесса является Приплотинный оползень, образовавшийся при выемке щебнистоглинистого материала на Зарамагском месторождении грунтов, предназначенных для отсыпки плотины ГЭС. Первоначально оползень захватил склон на высоту около 100 м. В 2001 г. он распространился вверх по склону еще на 60 м до верхней границы распространения рыхлых отложений.
Характерным примером техногенного влияния на окружающую среду являются катастрофические процессы на участке «Подкова» на 91-м км ТрансКАМа. После сильной подрезки склона при строительстве дороги регрессивная эрозия распространяется вверх по скло-
ну по двум близко расположенным лавинным балкам, захватив водораздельный гребень на высоту более 300 м.
Катастрофические ситуации оказывают воздействие на Человека, воздушную среду, воду, почву, флору и фауну суши и водоемов в виде химического, радиационного и биологического загрязнений, пожаров, землетрясений и др. катастрофических явлений.
Основными факторами техногенного влияния на экосистемы являются:
- геоморфологические (преобразование поверхности Земли горными работами);
- гидрогеологические (изменение условий питания водоносных горизонтов);
- геохимические (рассеяние химических элементов);
- геотермические (изменение структуры водно-теплового баланса);
- инженерно-геологические (оползни, карсты, просадки, сели и т.п.);
- минералогические (нарушение геодина-мического баланса земных недр);
- геофизические (нарушение структуры магнитного и электрического полей Земли, генерация блуждающих токов, сейсмических и звуковых волн).
В горнопромышленных регионах типа РСО-Алания наибольшую опасность представляют геохимические и гидрогеологические изменения в местах накопления отходов горнодобывающего и горнометаллургического производства. Ситуации техногенного характера воздействуют на экологическую ситуацию региона. При авариях в системах водоснабжения и водоотведения происходит массовое загрязнение окружающей природной среды. Основная часть таких аварийных ситуаций происходит по технологическим причинам. При авариях на тепловых сетях и плановой промывке сетей происходит сброс технической воды, загрязненной хлоридами, тяжелыми металлами и др. компонентами во-доподготовки.
Развитие техногенных процессов в регионе обнаруживают устойчивую тенденцию к росту в течение длительного периода времени. Взаимовлияние технологий и экосистем окружающей среды носит двусторонний характер.
Прямое обусловлено тем, что ресурсы для технологий представляют собой часть природных ресурсов. В результате тесных взаимосвязей эти ресурсы влияют на состояние экосистем. Косвенное влияние связано с тем, что без
разработки ресурсов невозможно экономическое благополучие региона. Любой технологический объект оказывает на окружающую среду воздействие, вызывая в ней изменения, которые могут перерасти в катастрофы.
Проблема минимизации катастроф включает в себя направления: разработка концепции защиты экосистем окружающей среды; адаптация технологий с учетом экологических требований; моделирование чрезвычайных ситуаций; мониторинг окружающей среды; расчет ущерба от негативного влияния отходов и др.
Рационально функционирующий природно
- промышленный комплекс региона характеризуется минимальными материальными, энергетическими и др. затратами на производство продукции при условии сохранения природных экосистем.
За почти 160-летнюю историю промышленной эксплуатации Садонских месторождений выборочно отрабатывали наиболее богатые участки, оставляя в недрах бедные, убогие и забалансовые руды. Запасы обеднялись с переводом в категорию забалансовых и неактивных, которые достигают в настоящее время около 50% запасов Садонской группы месторождений. Основная причина низких показателей извлечения из недр, истощения запасов, и высокой себестоимости металлов- несоответствие добычи технологий принципам природо-и ресурсосбережения.
Руды Садонских месторождений перерабатывали на Мизурской и Фиагдонской обогатительных фабриках в отдельных секциях. Сточные воды обогатительных фабрик загрязнены различными примесями, состав и количество которых определяются вещественным составом руд, методом ее переработки и схемой обогащения. Примеси в стоках флотационных фабрик отличаются многообразием состава. Основной объем стоков представлен пульпой (80-85 %), содержащей до 95-98 % взвесей и коллоидов и сливами сгустителей (3-20 %).
Поведение твердых частиц при отстаивании в сгустителях и хвостохранилищах, зависит от размера частиц и состояния их поверхности. Значение процессов отстаивания возрастает при переработке труднообогатимых руд с высоким содержанием шламов. Мизурская фабрика работает по прямоточной схеме водоснабжения. Ее стоки, представленные флотационными хвостами, сливами сгустителей и фильтратами направляются в хвостохранилище, слив которого попадает в реку Ардон. В связи со значи-
тельным содержанием в продуктах обогащения первичных и вторичных шламов, отстаивание их как в сгустителях, так и в хвостохранилище недостаточно эффективно, что приводит к потерям ценных компонентов со сливами сгустителей и фильтратами, и к загрязнению p.p. Ар-дон и Терек металлосодержащими взвесями.
В результате разработки месторождений и первичной переработки руд в регионе образовались протяженные ореолы химического загрязнения почв, водотоков и их отложений. Несмотря на резкое снижение производственной мощности в годы затяжного промышленного кризиса после распада государственной системы хозяйствования с плановой экономикой, минеральное загрязнение не уменьшается, потому что у месторождений установились аэ-ро-гидро-динамические связи с экосистемами окружающей среды.
Содержание в почвах свинца, цинка, серебра, кадмия превышает фоновое в десятки и сотни раз. В большем количестве присутствуют медь и висмут, в меньшем - марганец, мышьяк, олово, молибден, кобальт, барий. Площадь зон с опасными уровнями загрязнения почв составляет 40 км2. Здесь располагаются, кроме разрабатываемых месторождений, многочисленные рудопроявления, горные выработки, отвалы пород и некондиционных руд, хвостохранилища, автодороги, канатные дороги и другие коммуникации.
Ореолы загрязнения формируются за счет растворения твердых частиц поверхностными и подземными водами, а также сброса шламов Мизурской обогатительной фабрики и ветрового переноса шлама с пляжей хвостохранилищ.
Отвальные поля металлургических заводов «Электроцинк» и «Победит» расположены на местности, не приспособленной для хранения токсичных отходов, и являются постоянным источником загрязнения экосистем окружающей среды токсичными веществами. На картах очистных сооружений ОАО «Электроцинк» накоплено десятки тысяч тонн цинксодержащего шлама, полученного в результате очистки сточных вод цинкового производства известкованием. После заполнения карт и естественной сушки шлам складируют в виде куч. Шлам содержит: цинка 16,5, свинца 0,326, кадмия 0,495, никеля 0,216, мышьяка 0,127, кобальта 0,124, ртути 0,034, селена 0,004, таллия 0,002 процентов. При длительном хранении тонкодисперсный шлам разносится ветром и атмосферными осадками в экосистемы окружаю-
щей среды, формируя предпосылки техногенной катастрофы.
С углеводородами связано катастрофическое загрязнение грунтовых вод в Моздокском районе. Сведения о загрязнении грунтовых вод нефтепродуктами в северо-западной части г. Моздок относятся 1990 году, когда авиационный керосин появился в бытовых колодцах.
На площади около 20 км2 установлены 4 техногенных локализации (линзы) авиационного керосина, приуроченные к комплексам топливных коммуникаций военного аэродрома и склада ГСМ. Линза1 расположена на территории аэродрома у склада ГСМ-2. Площадь линзы 430 тыс. м2, мощность слоя керосина - до 60 см. Линза 2 расположена у прирельсового склада авиатоплива в северо-западной части г. Моздок. Площадь ее 130 тыс. м2, мощность слоя керосина - 26 см. Линзы 3,4 вскрыты наблюдательными скважинами, расположенными вдоль продуктопровода. Мощность слоя керосина -от первых сантиметров до 63 см.
Загрязнение подземных вод техногенными загрязнителями происходит за счет утечек углеводородных продуктов из емкостей аэродромных складов ГСМ, прирельсовых складов ГСМ и АЗС. Интенсивность загрязнения нефтепродуктами достигает 5000 ПДК. Слой свободного керосина на поверхности грунтовых вод достигает 65 см.
Основными источниками техногенного загрязнения являются предприятия цветной металлургии, очистные сооружения канализации, спиртовые заводы и сельское хозяйство. Схема интеграции экосистем окружающей среды с источниками потенциальных катастроф универсальна и предполагает коррелятивную связь не только в границах региона РСО-Алания, но и за ее пределами.
Антропогенное воздействие на окружающую среду в РСО-Алания достигло критического уровня, превышающего восстановительные силы природы. Дальше него возможно разрушение экосистем. Существующая обстановка является результатом многолетнего экстенсивного развития горнодобывающей и горно-перерабатывающей промышленности.
Дальнейшее наращивание технологической нагрузки опасно катастрофами, поэтому нуждается в контроле со стороны общественности. Так, в Ардонском районе рядом с уникальным озером предполагалось строительство производства повышенной опасности - нефтеперерабатывающего завода.
Технология переработки, предусмотренная проектом, не обеспечивала безопасности подземных вод высокого качества и почв. Под давлением общественности строительство было прекращено. Так была предотвращена реализация, возможно, самого опасного в истории РСО-Алания проекта.
Взаимовлияние уровней загрязнения в атмосфере, гидросфере и литосфере, вследствие увеличения количества и качества загрязнителей позволяет прогнозировать для РСО-Алания возможность техногенных катастроф.
— Коротко об авторах --------------------------
ЕналдиевА.Ф. - аспирант, инженер,
Круглова В.И. - инженер,
Голик В.И. - профессор, доктор технических наук, СКГМИ.
------------------------------------------ © Р.В. Подопригора, В.И. Голик,
А.В. Титова, 2004
УДК 504.55.054:662 (470.6)
Р.В. Подопригора, В.И. Голик, А.В. Титова
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗЕМЕЛЬ В ПРЕДЕЛАХ ОТВОДОВ ПРЕДПРИЯТИЙ
Семинар № 6
¥ ¥ акопление отходов, например, добы-
-1-1 чи и переработки руд, связанное с затратами на защиту минеральных массивов от выветривания, окислением и вымыванием минеральных частиц, а также с исключением земли в пределах земельных отводов из сельскохозяйственного оборота, выросло в одну из актуальных проблем экологии.
Показатели хозяйственной деятельности промышленного региона, например, РСО-Алания существенно зависят от использования земель в пределах отводов промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Утилизация отходов производства в пределах отводов предприятий, повышающая тем самым полноту использования природных ресурсов, является непременным условием реабилитации дегра-
дированных земель. Комплекс таких мероприятий не только уменьшает ущерб окружающей среде, но и увеличивает экономические возможности предприятий.
В подавляющем большинстве случаев высвобождение земель происходит за счет использования эффективных технологий изготовления товарных продуктов из отходов, расположенных в пределах неиспользуемых отводов.
Поэтому обоснование эффективности возвращения омертвленных земель в оборот с целью более полного использования природных ресурсов и охраны окружающей среды формирует новую самостоятельную актуальную проблему хозяйствования. Решение этой проблемы
