Загрязнение природной среды

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ а. соntamination of the environment, environmental pollution; н. Verschmutzung der naturlichen Umwelt; ф. pollution du milieu ambiant; и. соntaminacion del medio ambiente (natural) — процесс изменения состава и свойств одной или нескольких сфер Земли в результате деятельности человека в различных целях природопользования, приводящей к ухудшению качества атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы. Допустимая степень загрязнения каждой из сфер природной среды в CCCP и социалистических странах регламентируется соответствующими ГОСТами и нормативами, в капиталистических странах — специальным законодательством.

Загрязнение природной среды возможно твёрдыми, жидкими и газообразными веществами, которые рассеиваются, растворяются, поглощаются или удерживаются в виде взвесей, плёнок, эмульсий, комплексов, отложений и т.д. Различают загрязнения ядовитые, болезнетворные, химические, механические и тепловые. Загрязнение природной среды производится природными (космическая пыль, микроорганизмы, извержения вулканов, лесные и степные пожары, просачивание нефти, дренаж природных газов) и антропогенными (автомобильный, железнодорожный и воздушный транспорт, тепловые и энергетические установки, космонавтика, промышленные предприятия, сельское хозяйство) источниками. Допустимый объём сброса загрязняющих веществ в гидро- или атмосферу регламентируется нормативами предельно допустимых выбросов (ПДВ) с учётом предельно допустимых концентраций (ПДК), утверждённых Министерством здравоохранения CCCP.

В процессе добычи полезных ископаемых происходит существенное загрязнение природной среды. Из каждой тонны добытых полезных ископаемых только 2% превращаются в полезную продукцию, а 98% идут в отходы. По объёму выброса загрязняющих веществ и по степени влияния их на природную среду горнодобывающая промышленность стоит на 4-м месте после химической, металлургической и сельского хозяйства.

При подземной добыче полезных ископаемых происходит загрязнение пылью (угольной, породной, рудной), ядовитыми газами, углекислым газом, метаном, полициклическими ароматическими углеводородами, сернистыми газами, сероуглеродом, теплом, подземными водами, породами и другими веществами; при открытой добыче — окисью углерода, двуокисью азота, пылью, карьерными водами, породами.

Загрязнение атмосферы сернистыми газами, окисью углерода, двуокисью азота, пылью и другими специфическими веществами, свойственными промышленным выбросам, ведёт к нарушению норм качества воздуха. В мире ежегодно отбивается 10 млрд. м³ горной массы с применением взрывчатых веществ. При массовых взрывах образуется пылегазовое облако объёмом 15-20 млн. м³, поднимающееся на высоту до 1500-1700 м, где воздушное течение рассеивает и уносит 93-99% пыли, при бурении скважин — 91-93%, при погрузке разрушенной горной массы — до 88%, внутрикарьерные дороги дают 80-90% общего пылевого баланса. Особую опасность представляет пыль тяжёлых металлов, выбрасываемая в атмосферу или в водоёмы, т.к. она включается в природный кругооборот; ещё опаснее металлические яды. Горящие породные отвалы выделяют на каждую тонну породы до 135 мг пыли и от 86,3 до 363 кг газов (CO, CO₂, SO₂, Н₂S, NO + NO₂).

Загрязнение гидросферы приводит к ухудшению качества воды для водопользования. При добыче полезных ископаемых производят сброс шахтных и карьерных вод, содержащих механические, химические и биологические примеси. Ежегодно в CCCP при производстве горных работ откачивается около 4 км³ подземных вод, из них объём вод с минерализацией более 1000 мг/л составляет 48%, а с содержанием сульфатов более 3000 мг/л — 27% общего объёма сбрасываемых вод. Сбрасываемые воды содержат 0,9 млрд. т твёрдых механических примесей. Загрязнение гидросферы происходит за счёт вымывания оксидов редкоземельных элементов из породных отвалов, а также смыва осевшей на земную поверхность пыли, образующейся в процессе добычи, при выветривании породных отвалов, при транспортировке, перегрузке и пересыпке руды.

Загрязнение литосферы происходит за счёт внесения в геологические структуры ядовитых и радиоактивных веществ, а также не свойственных им химических соединений и бактерий. Нарушение геологических структур создаёт условия проникновения поверхностных вод, несущих биологические, химические и механические примеси. Горные предприятия нарушают зоны питания подземных вод и являются источниками их загрязнения. Захоронение в горных выработках радиоактивных, ядовитых и химических отходов также ведёт к загрязнению литосферы.

Загрязнение биосферы вызывает нарушение норм содержания бактерий и ядовитых химических соединений, приводящих к повышению опасности в эпидемиологии, и гигиенических отношениях, к гибели или значительному изменению состава фауны и флоры. Загрязнение биосферы при добыче полезных ископаемых происходит косвенно посредством взаимодействия ряда подсистем. Выброс пыли в атмосферу изменяет её прозрачность, снижает приток солнечного тепла. Осевшая на земную поверхность пыль зачерняет снежный покров, изменяет альбедо, возрастает поглощение солнечной радиации, происходит интенсивное таяние снега. Талые воды активно сносят пыль в водоёмы, загрязняя их, что, в свою очередь, приводит к нарушению нерестилищ рыб и гнездовий водоплавающих птиц. Одновременно быстрый сход снега ведёт к изменению теплового баланса почвы, способствуя замещению одних видов растений другими и изменению биомассы, а это влияет на миграцию животных и птиц. Особенно неблагоприятные последствия в биосфере возникают при разработке полезных ископаемых в зонах многолетней мерзлоты, занимающей 22% суши (в том числе около 50% территории CCCP). В этих условиях загрязнение атмо- и биосферы изменяет растительный состав, что сказывается на миграции диких животных и птиц. Воздействие горного производства на окружающую среду проявляется на значительных расстояниях от места проведения работ (до нескольких сотен километров). Породные отвалы загрязняют биосферу, занимая десятки тысяч га пахотных земель, способствуют переносу в почвы вредных оксидов редкоземельных элементов, уничтожая и видоизменяя растительность. Сбрасываемые воды также засоряют биосферу содержащимися в них механическими примесями.

Охрана окружающей среды — одна из главных задач горнодобывающей промышленности. С целью защиты атмосферы на рудных предприятиях применяют инерционные сухие (70,3%), мокрые (27,7%) и электрические (2,0%) пылеуловители, на угольных шахтах — гидрообеспыливание на всех основных производственных процессах; для снижения запылённости дорог в карьерах проводится обработка их синтетическими составами, снижающая запылённость на 80-89%. Для предотвращения сорбции ядовитых газов и снижения запылённости при взрывных работах применяют внутреннюю водяную забойку. Утилизируют попутный метан и угольную пыль с последующим сжиганием в котельных. Разработана технология, предусматривающая оставление сопутствующих пород в подземных выработках. Очистку выхлопных газов дизельных двигателей на 60-70% производят в нейтрализаторах, увеличивают расход воздуха в 3-4 раза по сравнению с электроприводами. В горном производстве для предотвращения загрязнения водных бассейнов сбрасываемые шахтные воды подвергаются осветлению в отстойниках и прудах-накопителях, используется электрохимический метод очистки искусственных суспензий и рудничных вод в широком диапазоне исходного содержания твёрдых взвесей (от 50 до 15 000 мг/л). Для снижения объёма сбрасываемых шахтных вод применяют предварительный дренаж, исключающий загрязнение, сбор и передачу их для питьевого и технического водоснабжения, для обессоливания — дистилляцию. Перспективны станции производительностью свыше 10 тысяч м3/сутки для воды с минерализацией более 10 г/л.

На водоохранные мероприятия и строительство очистных сооружений горного предприятия выделяют средства, составляющие не менее 20% общих затрат, а на газо- и пылеочистку от 10 до 30% стоимости основных фондов предприятий.