Повышение эффективности использования техногенных ресурсов как основа реабилитации естественных экосистем добывающих регионов

РАЗДЕЛ 1. СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ, ОТРАСЛЕВЫХ СТРУКТУР

И ПРЕДПРИЯТИЙ

И. А. Жукова

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ РЕСУРСОВ КАК ОСНОВА РЕАБИЛИТАЦИИ ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ ДОБЫВАЮЩИХ РЕГИОНОВ Аннотация

В статье рассмотрены негативные эколого-экономические последствия функционирования добывающих производств для естественной экосистемы и социума региона, в качестве приоритетной выделена проблема образования техногенных отходов, обоснован подход к ее решению за счет стимулирования деятельности по разработке и освоения техногенных ресурсов.

Annotation

The article discusses the negative ecological and economic impacts of the extractive industries to the region's natural ecosystems and society, as the priority problem of education technological waste, based approach to tackle it through and to stimulate the development and use of technological resources.

Ключевые слова

Регион, добывающие территории, техногенные ресурсы, реабилитация естественной экосистемы.

Key words

Region, mining territory, technological resources, rehabilitation of natural ecosystems.

История взаимодействия общества и природы показывает, что человечество чаще всего развивало свою экономику за счет хищнического использования природных ресурсов. XX век с его колоссальным развитием производительных сил стал критической точкой отсчета, за которой от характера взаимодействия природы и общества стала зависеть судьба человечества.

Одним из наиболее значимых источников негативного воздействия на окружающую среду является добывающая промышленность. Территории,

подвергающиеся ее воздействию, воспринимают на себе, пожалуй, максимально сложнопоправимые последствия, такие, как: изменение ландшафта,

образование пустот в недрах, изменение направления и состава подземных вод и открытых водных источников, снижение урожайности почв.

К настоящему времени на нашей планете общая площадь земель, разрушенных работами горнодобывающих предприятий, превышает 6 иллионов гектар [1, С.26]. К этим землям необходимо присоединить и сельскохозяйственные, и лесные площади, ощутившие все разрушительное влияние добычи полезных ископаемых. Подсчитано, что в радиусе до 35 - 40 километров от действующего карьера урожайность сельскохозяйственных культур обычно снижается на 30% в сравнении со средним уровнем [1, С.28]. Еще одна причина

заражения экологии техногенными веществами - энергетика как отрасль народного хозяйства, использующая в основном минеральное топливо: нефть, газ, уголь. Ежегодно получаемая тепловая и электрическая энергия в сумме сопоставима с энергией крупных вулканических извержений и в настоящее время составляет около 0,4% от рассеивающейся энергии Солнца на нашей планете. По мнению Н. Ф. Реймерса, современная энергетика способна изменять примерно на 0,7 градуса среднегодовую температуру биосферы, что служит причиной весьма существенных изменений в окружающей среде [2, С.31].

Наиболее выраженным проявлением негативного воздействия на окружающую среду добывающих производств являются: опасные и вредные газы, выделяющиеся из выработанного пространства на поверхность; высокоминерализованные, кислые шахтные воды, изливающиеся и поступающие в приповерхностные водоносные горизонты; неорганическая пыль, сдуваемая с породных отвалов; газы, выделяющиеся при горении породных отвалов; провалы и сдвижение земной поверхности [3].

Развитие добывающего производства без учета данных последствий приводит к поступлению в природный круговорот большого количества техногенных веществ в виде отработанной горной руды, растворимых и летучих веществ, а именно: промышленных стоков, дыма, высокой концентрации тяжелых металлов. Географические места разработки месторождений - основной источник поступления техногенных

продуктов в естественные экосистемы. Потребность откачивания воды из образовавшегося карьера влечет за собой образование так называемых депресси-онных воронок, которые усиленно понижают уровень грунтовых вод. Из-за этого осушаются водозаборы, пропадают ручьи, ключи, родники, а далее - небольшие речки. Все вышеперечисленное приводит к повышению нехватки воды в почве, что негативно сказывается на показателях урожайности в сельском хозяйстве. Добывающее производство способствует нарушению земельных ландшафтов. Эти нарушения особенно впечатляющие в открытых разработках.

Открытая добыча связана с формированием значительного по размерам отвального хозяйства. Так называемые пустые породы образуют отвалы на значительных площадях земель, в том числе и сельскохозяйственных, пахотных. Процессы ветровой и водной эрозии на отвалах вызывают деградацию растущих вблизи карьеров лесов, а выбросы большого количества пыли - падение урожайности сельхозугодий, создают неблагоприятные условия для проживания людей вблизи такого горнодобывающего предприятия [4, С.25]. Большая часть техногенных продуктов и элементов скапливается в почве, растениях, многие из них в природе оказываются более токсичными и тяжелыми, зарождая тем самым появление вторичного загрязнения.

В Ростовской области примером негативного воздействия добывающей промышленности на естественную экосистему региона являются угледобывающие территории (табл. 1).

Таблица 1. Экологическое загрязнение угледобывающих территорий Ростовской области [составлено по 3]

2008 2009 20i0 20 ii

Провалоопасные территории, провалы (ед.) i6 20 443 50i

Продолжение таблицы 1

Опасные зоны, га 4741 5015 13500 15100

Загрязнение воды, поступающей в воды рек (объем загрязненных сточных вод / объем поступивших загрязняющих веществ) 25,7 млн.м3/ 133,3 тыс.т 35,7 млн.м3/ 153,8 тыс.т 36,5 млн.м3/ 217,0 тыс.т 41,3 млн.м3/ 253,2 тыс.т

Данные таблицы иллюстрируют, что за последние несколько лет резко возросло количество провалов на территориях добывающих территорий Ростовской области, повысился объем загрязняющих веществ, поступающих в воды бассейнов рек Ростовской области, что ведет к ухудшению окружающей среды горнодобывающих районов области, а далее - ухудшению жизни населения.

На экологическом состоянии районов Ростовской области, расположенных в углепромышленной зоне, сказываются отходы горнодобывающей промышленности и значительная часть отходов других производств. Основными источниками техногенного сырья являются шахты, обогатительные фабрики и тепловые электростанции. В области большое количество отвалов (терриконов) шахт и обогатительных фабрик. Общий объем складированных в них пород (углеотходов) превышает 270 млн м3. Хранилищами углеотходов занято 1,3 тыс. га земель, а общая площадь нарушенных земель в связи с угледобычей и углеобогащением достигает 7 тыс. га. Терриконы склонны к самовозгоранию со значительным выбросом газов и твердых продуктов горения. Особое место занимают отходы тепловых электростанций. Золошлакоотвалы являются источником загрязнения почв, подземных вод, атмосферы, и, занимая значительные площади, они выводят их из хозяйственного оборота. С другой стороны, золошлаковые отходы являются ценным техногенным сырьем для строительства, металлургии, сельского хозяйства и химии [3].

Наиболее неблагоприятным районом Ростовской области, подвержен-

ным всем вышеназванным последствиям, является Восточный Донбасс, где в настоящее время происходит реструктуризация угледобывающей промышленности.

За многие годы на территории шахт угледобывающего комплекса Восточного Донбасса (89,4 тыс. га) сложились негативные экологические процессы и явления. В первую очередь, это связано с затоплением шахтных выработок, подтоплением земной поверхности техногенными высокоминерализованными водами, вытеснением из горных выработок на поверхность опасных рудничных газов, возгоранием породных отвалов, образованием провалов земной поверхности. Наиболее масштабным техногенным процессом, связанным с закрытием угольных шахт, является выход высокоминерализованной шахтной воды на поверхность. Величина загрязнения поверхностной гидросферы обусловлена объемами изливающихся шахтных вод, их минерализацией и особенностями загрязняемого объекта. Кроме того, загрязнению подвержены подземные воды, входящие в контакт с водами техногенными. Масштабы и экологические последствия этих процессов имеют особую значимость, так как площади их влияния находятся в хозяйственном использовании, а реки и грунтовые воды являются источниками питьевого водопотребления населения региона. Актуальной остается проблема очистки загрязненных шахтных вод и доведения ее качества до нормативных требований. Существующие технологии очистки минерализованных шахтных вод не позволяют применить экономически целесообразные способы ее деминерализации. За 2011 год в реки Вос-

точного Донбасса с ликвидируемых шахт поступило около 40,7 млн м3 высокоминерализованной шахтной воды

[3].

Другим негативным фактором, влияющим на экологическую обстановку в регионе, являются воды, вытекающие из-под оснований породных отвалов. Речь идет не только о породных отвалах - терриконах, но и о местах массового складирования углепородного материала в балках, оврагах, впадинах, карьерах. Породные отвалы, подверженные воздействию атмосферных осадков, поверхностных вод и контактирующие с грунтовыми водами, формируют собственные высокоминерализованные водопроявления, создающие значительную нагрузку на прилегающие территории. Актуальной в Восточном Донбассе остается проблема породных отвалов. На территории Ростовской области их находится не менее 600, из которых 194 сформированы ликвидируемыми шахтами. Складированная в породных отвалах горная масса является источником выделения в окружающую среду токсичных химических веществ, мигрирующих при горении, выветривании и выщелачивании в окружающий почвенный покров, воду и воздух. По результатам температурной съемки, проведенной в 2011 году на 74 породных отвалах, горящими являются 15 [3].

В настоящее время в Российской Федерации отсутствуют нормы правового регулирования разработки техногенных ресурсов как объекта экономических интересов государства. Поэтому для Российской Федерации, как и для многих других стран, проблема отходов добывающей промышленности проявляется в таких важных сферах жизнедеятельности общества, как:

• экологическая (отходы - причина разрушения естественных биогео-химических циклов, снижающая устойчивость биосферного равновесия и соз-

дающая угрозу существования жизни на Земле);

• социальная (загрязнение окружающей среды негативно влияет на состояние здоровья населения и демографические показатели);

• экономическая (неиспользованные природные и техногенные ресурсы снижают эффективность трудозатрат, уровень комфортности проживания и благополучия, а в итоге угрожают экономической стабильности и безопасности государства).

Рассмотрение отходов в аспекте техногенных ресурсов, требующих государственного регулирования их объемов в целях эффективного использования и охраны как важного объекта экономических интересов государства и регионов для будущего устойчивого эколого-экономического развития, является актуальным именно в настоящее время послекризисного развития отечественной экономики.

Техногенное месторождение - это скопление минеральных веществ, образующихся в результате складирования отходов добычи полезных ископаемых (некондиционные руды, вскрышные и вмещающие породы), обогатительного (хвосты, шламы), металлургического (шлаки, золы), энергетического (золошлаковые отходы) и других производств, качество и количество которых позволяют осуществить их добычу и переработку на рациональной экономической основе. Техногенные месторождения представляют собой новый источник минерального сырья, образованный в результате промышленного производства. Подобные месторождения часто обладают необычным минеральным составом и могут служить крупным потенциальным источником разнообразных полезных компонентов. Они также служат предметом специального изучения не только в силу потребительских свойств заключенного в них минерального (техногенного) сырья, но и из-за

необходимости их ликвидации как мощного источника загрязнения окружающей среды [3].

В настоящее время в Ростовской области реализуется целый ряд мероприятий, направленных на ликвидацию экологических последствий реструктуризации угледобывающей промышленности Восточного Донбасса. В частности, выполняются технические мероприятия по локализации опасных газо-выделений, установке автоматических приборов контроля состояния газовоздушной среды; для определения качества шахтных вод и величины их влияния на грунтовые водоносные горизонты по гидронаблюдательным скважинам проводится комплекс режимных наблюдений с отбором проб воды на лабораторный анализ; ведутся работы по прогнозированию развития гидрогеологической ситуации при полном затоплении шахт, выдаются соответствующие рекомендации; создана наблюдательная сеть, состоящая из 52 гидронаблюдательных скважин для отбора проб грунтовых вод на лабораторный анализ, а также ведения контроля по 19 родникам и эксплуатируемым водозаборным скважинам с отбором проб воды; выполняются работы по температурной съемке породных отвалов закрытых шахт; разработан и реализуется комплекс горно-экологического мониторинга, который является частью системы экологической безопасности угольной промышленности и системы прогнозирования негативных техногенных процессов на территории области. Все эти мероприятия чрезвычайно затратны и направлены на ликвидацию уже принесенного ущерба.

Что касается проблемы техногенных ресурсов, то их использование может осуществляться на рациональной экономической основе, так как они содержат большое количество ценных химических веществ, востребованных со-

временными перерабатывающими производствами.

Сейчас в Ростовской области уже осуществляются первые меры по разработке техногенных месторождений. По ряду месторождений получены лицензии на их разработку. В настоящий момент разработаны технологии на переработку отходов других производств. Разработанные рекомендации по технологии переработки техногенного сырья позволяют использовать его как строительное, теплоизоляционное, керамическое, огнеупорное, адсорбционное, красяще-пигментарное, энергетическое и агрохимическое сырье. В 2011г. эксплуатировались 23 породных отвала, запасы техногенного сырья подсчитаны и утверждены техническим советом еще по 7 участкам. [3]

Однако при решении проблем развития добывающих районов региона необходимо использовать системный подход, который заключается в рассмотрении социально-экономического развития горнопромышленного региона и процесса использования отходов как единой системы. Системный поход -это совокупность методов и средств исследования процесса использования материальных ресурсов, позволяющих подготовить и обосновать управленческие решения, направленные на повышение эффективности ресурсопотребления на уровне государства. Принцип комплексного подхода состоит в учете экономических, экологических и социальных факторов в комплексе. Ввиду того, что процесс рационального использования полезных ископаемых оказывает влияние на окружающую среду, социальное развитие региона, данную систему можно считать социально-эколого-экономической.

Процесс комплексного использования минерального техногенного сырья следует рассматривать как фактор, влияющий на эффективность функционирования предприятия, региона и на-

родного хозяйства. Оценка экономической эффективности комплексного использования техногенного сырья - это определение существующих и возможных последствий комплексного использования, проявляющихся в сфере материального производства и влияющих на экологические и социальные показатели.

Экономические последствия комплексного использования техногенного сырья характеризуются ресурсосберегающей и ресурсообеспечивающей функцией. Ресурсосберегающая функция обеспечивается экономией финансовых, материальных, трудовых и природных ресурсов на производство продукции из первичного сырья, заменяемого вторичным, экономией затрат на хранение и обеззараживание отходов, сохранением первичных природных ресурсов, рациональным размещением производства на основе приближения сырьевой базы к местам производства продукции, уменьшением фондоемкости горного производства. Ресурсообеспечивающая функция - это расширение минерально-сырьевой базы промышленности, увеличение площадей для сельскохозяйственных угодий, земель под строительство. Экологические последствия использования отходов характеризуются снижением загрязнения атмосферы, земель, поверхностных и подземных вод, уменьшением изъятия земель из хозяйственного оборота.

Таким образом, совершенствование процесса природопользования в добывающих регионах необходимо основывать на применении разработанного экономического механизма, позволяющего учесть ценность естественных экосистем, определить ущерб и степень воздействия предприятий, выявить направления реализации природоохранной политики, выбрать мероприятия по снижению негативного воздействия горнопромышленных предприятий для

задач сохранения и восстановления естественных экосистем.

Библиографический список

1.Королев В. А. Мониторинг

геологических, литотехнических и эколого-геологических систем. - М.: КДУ, 2007.

2.Реймерс Н. Ф. Теоремы экологии // Наука и жизнь. - 1992. - № 10.

3.Экологический вестник Дона. О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области (2008-2011)// Комитет по охране окружающей среды и природных ресурсов Администрации Ростовской области. - Режим доступа: http://www.doncomeco.ru/ecology/archive /.

4.Вдовина Т.Н. Управление отходами на региональном уровне // Устойчивое развитие: экология и управление

природопользованием. - М.: Изд-во

РАГС, 1999.

Bibliographic list

1.Queens V.A. Monitoring of geological, litotekhnichesky and ekologo-geological systems. - M: KDU, 2007.

2.Reymers N. F. Ecology theo-rems//Science and life. - 1992 . - No. 10.

3.Ecological messenger of Don. About a state of environment and natural resources of the Rostov region (2008-2011)//Committee on environmental protection and natural resources of Administration of the Rostov region. - Access mode:

http://www.doncomeco.ru/ecology/archive

/.

4.Vdovin T.N. Waste management at regional level//the Sustainable development: ecology and management of environmental management. - M: RAGS publishing house, 1999.