- Какие ресурсы добывает человек в недрах?
- Как сохранить окружающую среду?
- Использование подземных вод
- Сферы использования недр
- Влияние на флору и фауну
- Геотермальная энергетика
- Подземелье и его значение для людей
- Охрана окружающей среды при разработке полезных ископаемых
- Группы минералов
- Защита литосферы
- Строительство подземных сооружений
- Как влияет отрасль на земную поверхность, воздух, воду, флору и фауну?
- Особенности национальных классификаций
- Использование недр в рекреационных целях
- Хранение отходов
Какие ресурсы добывает человек в недрах?
Все минералы можно разделить на две группы:
- общий;
- необычно.
Первые отличаются тем, что их производство может быть организовано в непосредственной близости от производственных компаний, которые их используют. В эту категорию входят глина, песок, торф, известняк и другие ресурсы. Они доступны и имеют невысокую стоимость.
Редкие минералы добываются только в особых местах, называемых месторождениями. К этому виду ресурсов относятся углеводороды (уголь, нефть, газ), металлы (золото, никель, железо, алюминий, уран, вольфрам и др.), драгоценные камни и другие полезные ископаемые. Их добыча часто требует больших затрат, в том числе на транспортировку ресурсов потребителям.
Из-за неравномерного распределения редких полезных ископаемых в земной коре многие регионы и даже целые страны специализируются на добыче одного их вида, а другие вынуждены покупать их за рубежом. Например, экономики стран Персидского залива построены на торговле нефтью и газом, а Китай контролирует около 90% мирового рынка редкоземельных металлов.
Подземные ресурсы также можно классифицировать по области их использования:
- Строительство. Для строительства сооружений в основном используют обычные ресурсы или полученные из них строительные материалы (кирпич, бетон). Однако для строительства высотных зданий необходимо железо и другие металлы.
- Энергия. Большую часть энергии человечество получает за счет сжигания углеводородов. Раньше основным энергоресурсом был уголь, затем приоритет сместился к нефти. Сегодня наблюдается рост использования природного газа. Электричество также производится на атомных электростанциях, где в качестве топлива используется уран.
- Металлургия. Существует черная металлургия, производящая сплавы на основе железа (сталь, чугун), и цветная металлургия. Сюда же относится и ювелирная промышленность.
- Химическая индустрия. Сырьем для него служат сера, уголь, апатит, фосфорит и другие вещества.
- Электроника. Кремний, медь и редкоземельные элементы используются для производства электроприборов.
Как сохранить окружающую среду?
На современном этапе развития промышленных технологий необходимо принимать меры по защите окружающей среды. Приоритетом является создание малоотходного или безотходного производства, способного существенно снизить вредное воздействие на окружающую среду.
Для сохранения природы необходим комплексный подход к использованию отходов освоения и грамотное использование недр при добыче полезных ископаемых.
Защитим природу от последствий добычи полезных ископаемых
Использование подземных вод
Еще в древности люди начали рыть колодцы, чтобы снабжать себя водой. Во многих регионах подземные воды по-прежнему являются важным источником водоснабжения населения.
Вода, добываемая из многих артезианских источников, богата минералами, которые делают ее целебной. Поэтому рядом с некоторыми источниками открываются санатории, где население лечится по специальным программам.
Сферы использования недр
Человек приспособился к изменению источников энергии, поскольку на них могут влиять количество ископаемых, научно-технический прогресс государства и экономические затраты. Underground имеет широкий спектр применения в различных областях:
- Строительство зданий и комплексов. Использование ископаемых в строительстве значительно возросло за последние 20 лет. Метро, подземные автостоянки, супермаркеты и торговые центры строятся в крупных городах и за их пределами.
- Производство строительных материалов. Окаменелости используются в гражданском, промышленном и дорожном строительстве. Минеральные породы используются для изготовления железобетона, кирпича, строительного раствора и синтетических материалов. Они также используются в естественном виде на строительных площадках.
- Металлургия. Переработка минерального топлива составляет основу крупных промышленных комплексов. Это позволяет развивать черную и цветную металлургию.
- Химическая индустрия. На этом участке эффективно используются апатиты и фосфориты, сера и соль. Некоторые минералы, полученные в результате химической обработки, используются в лечебных целях в виде лекарств.
- Лекарство. Использованные подземные месторождения каменной соли часто используются для лечения астмы и аллергии.
Влияние на флору и фауну
Деятельность горнодобывающей промышленности связана с образованием отходов. Они содержат камни, обедненную руду и химикаты. Когда их извлекают из земли, они вступают в химические реакции, которые невозможно контролировать. В результате это может привести к серьезным экологическим последствиям.
В местах добычи исчезают растения, нарушается привычная среда обитания живых существ. Не все животные и насекомые способны адаптироваться к изменяющимся условиям, в результате чего покидают эти места или погибают. Учитывая бурное развитие горнодобывающей деятельности человека, это станет серьезной проблемой в вопросах защиты природы и ее обитателей.
При разработке месторождений полезных ископаемых пастбищные угодья уничтожаются из-за нарушения растительного покрова, что приводит к недостатку корма для скота. Процесс освоения мест добычи ресурсов предполагает загрязнение пылью и сточными водами больших территорий радиусом до 30 км. Вредные вещества, попадая на землю, уничтожают все живое на своем пути. После этого трава, деревья и кусты перестают расти. В результате целые популяции мигрируют в поисках пищи.
Чтобы компенсировать ущерб, наносимый человеком флоре и фауне, необходимо удобрять почву, регулярно сажать леса и организовывать пастбища вдали от мест добычи полезных ископаемых.
Усугубляет ситуацию отсутствие мер по решению проблем, возникающих при добыче полезных ископаемых. Экологическая ситуация определяет не только качество окружающей среды, но и состояние здоровья людей. Учитывая серьезный масштаб ущерба, нанесенного человечеством природе, вернуть ей первоначальный вид все же возможно.
Геотермальная энергетика
Температура в недрах Земли выше, чем на поверхности, что можно использовать для выработки электроэнергии. Сегодня гидротермальная энергетика получила широкое распространение. Он основан на извлечении тепла из водяных скважин, расположенных в районах вулканической активности. Вода в них может нагреваться до температуры выше 100°С.
Однако предпринимаются усилия по развитию нефтетермальной энергии, которую можно использовать в любой точке земного шара. Достаточно пробурить две глубокие скважины глубиной в несколько километров. На глубине 5 км температура достигает 125 °C. Вода, налитая в один колодец, нагреется и превратится в пар, который через другой колодец достигнет поверхности и послужит источником энергии. В настоящее время нефтетермальная энергетика недостаточно рентабельна, но в будущем ситуация может измениться.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ОХРАНА НЕДР
Подземелье и его значение для людей
Большинство полезных ископаемых являются невозобновляемыми природными ресурсами, и их доступность уменьшается по мере их использования.
Потери при разработке минеральных ресурсов достигают огромных размеров.
При современных технологиях добычи и переработки только 1-5% от общего объема добытых полезных ископаемых реализуется в виде чистой продукции, а остальное — отходы. Поэтому важнейшим направлением рационального использования и охраны недр является совершенствование способов добычи, транспорта и переработки полезных ископаемых.
Использование вторичного сырья в промышленности имеет большое значение для сохранения месторождений полезных ископаемых.
Для снижения потерь при транспортировке сырья все чаще прибегают к использованию трубопроводов и контейнеров. Газо- и нефтепроводы постепенно вытесняют другие способы доставки газа и нефти по суше.
Одним из способов сохранения полезных ископаемых является использование попутных энергетических ресурсов.
экономия ископаемых энергетических ресурсов также возможна за счет перехода на альтернативные источники энергии – геотермальную воду, солнечную энергию, энергию ветра и приливов.
Охрана окружающей среды при разработке полезных ископаемых
Горное дело сопровождается существенными изменениями природной среды из-за образования свалок, терриконов, карьеров, появления провалов, загрязнения воздуха, воды и почвы.
После прекращения открытых горных работ поверхности отвалов выравнивают, на стенах карьеров устраивают террасы, токсичные и бесплодные породы засыпают почвой, на которой могут жить растения. Часто используется плодородный грунт, вывезенный с участка в начале добычи полезных ископаемых. Мелиорированные территории используются для посадки лесов и создания зон отдыха.
В Российской Федерации широко развита горнодобывающая промышленность, так как на территории страны расположены месторождения основных видов полезных ископаемых. Эти скопления минеральных и органических образований, расположенные в недрах земли, эффективно используются, обеспечивая жизнь и производство человека.
Все минералы можно разделить на три группы:
- твердые вещества, подразделяемые на: уголь, руду, нерудные материалы и т д.;
- жидкости, основными представителями этой категории являются: пресная, минеральная вода и масло;
- газ, включающий природный газ.
Группы минералов
В зависимости от цели добывают следующие виды полезных ископаемых:
- рудное сырье (железная, марганцевая, медная, никелевая руда, бокситы, хромиты и драгоценные металлы);
- строительные материалы (известняк, доломит, глина, песок, мрамор, гранит);
- нерудные ресурсы (яшма, агат, гранат, корунд, алмазы, горный хрусталь);
- добыча химического сырья (апатитов, фосфоритов, поваренных и калийных солей, серы, барита, брома и йодсодержащих растворов;
- топливно-энергетические материалы (нефть, газ, уголь, торф, сланец, урановая руда);
- гидроминеральное сырье (подземные пресные и минерализованные воды);
- морские минеральные образования (рудоносные жилы, толщи континентального шельфа и железомарганцевые включения);
- минеральные ресурсы морской воды.
На российскую горнодобывающую промышленность приходится четверть мировой добычи газа, 17% мировой нефти, 15% угля, 14% железной руды.
Горнодобывающие компании стали крупнейшим источником загрязнения окружающей среды. Вещества, выбрасываемые горнодобывающим комплексом, оказывают вредное воздействие на экосистему. Проблемы негативного воздействия горнодобывающей и перерабатывающей промышленности стоят очень остро, так как затрагивают все сферы жизни.
Защита литосферы
Одним из методов защиты земной поверхности от разрушительного воздействия горнодобывающих предприятий является мелиорация земель. Экологическую проблему можно частично решить, заполнив образовавшиеся котлованы отходами горнодобывающей промышленности.
Поскольку многие горные породы содержат более одного вида полезных ископаемых, необходимо оптимизировать технологии, извлекая и перерабатывая все компоненты, присутствующие в руде. Такой подход не только окажет положительное влияние на окружающую среду, но и принесет значительную экономическую выгоду.
Строительство подземных сооружений
Подземелья используются не только для добычи полезных ископаемых. Сегодня многие сооружения построены под землей. К ним относятся метро, подземные автостоянки, туннели, бункеры и бомбоубежища. Иногда целые заводы строятся под землей.
С одной стороны, подземные сооружения лучше защищены от военных атак, но это не единственная причина строительства объектов в недрах планеты. Зачастую это экономически выгодно, так как позволяет разместить на одной площади больше полезной площади и тем самым сэкономить пространство. Большая глубина также защищает здания от воздействий внешнего мира – шума, вибраций, солнечных лучей. Это может сыграть большую роль при использовании высокоточных инструментов. Неслучайно крупнейшая научная установка в мире – Большой адронный коллайдер построена под землей.
Как влияет отрасль на земную поверхность, воздух, воду, флору и фауну?
Масштабы развития горнодобывающей промышленности поражают: при пересчете объема добываемого сырья на одного жителя планеты получается около 20 тонн ресурсов. Но лишь десятая часть этой суммы поступает от конечной продукции, а остальное — отходы. Развитие горнодобывающего комплекса неизбежно приводит к негативным последствиям, важнейшими из которых являются:
Ущерб от добычи полезных ископаемых
- истощение сырья;
- загрязнение окружающей среды;
- нарушение естественных процессов.
Все это приводит к серьезным экологическим проблемам. Вы можете посмотреть на отдельных примерах, чтобы увидеть, как различные виды горнодобывающей промышленности влияют на окружающую среду.
В случае ртутных месторождений нарушается ландшафт и образуются свалки. При этом распространяется ртуть – токсичное вещество, губительно воздействующее на все живое. Аналогичная проблема возникает при разработке месторождений сурьмы. В результате работ остаются скопления тяжелых металлов, которые загрязняют атмосферу.
При добыче золота используются технологии отделения драгоценного металла от минеральных примесей, что сопровождается выбросом токсичных компонентов в атмосферу. Наличие радиоактивного излучения наблюдается на отвалах месторождений урановых руд.
Чем опасна добыча угля:
- деформация поверхности и углеродистых слоев;
- загрязнение воздуха, воды и почвы в районе расположения карьера;
- выделение газа и пыли по мере выноса серых пород на поверхность;
- обмеление и исчезновение рек;
- затопление заброшенных карьеров;
- формирование депрессивных трактов;
- обезвоживание, засоление почвенного слоя.
В районе рудника из отходов сырья создаются техногенные формы (овраги, карьеры, терриконы, свалки), которые могут простираться на десятки километров. На них не могут расти ни деревья, ни другие растения. А вода с токсичными веществами, вытекающая со свалок, наносит вред всему живому на больших прилегающих территориях.
Динамика объемов добычи угля в России по способам добычи
На месторождениях каменной соли образуются биологические отходы, которые с отложениями выносятся в водоемы, служащие для снабжения питьевой водой жителей близлежащих населенных пунктов. Вблизи добычи магнезита происходит изменение кислотно-щелочного баланса в почве, что приводит к гибели растительности. Изменения химического состава почвы приводят к мутациям растений – изменению цвета, уродству и так далее
Сельскохозяйственные земли также загрязнены. При транспортировке полезных ископаемых пыль может летать на большие расстояния и оседать на земле.
С течением времени земная кора истощается, запасы сырья сокращаются, содержание полезных ископаемых снижается. В результате увеличиваются объемы производства и количество отходов. Один из выходов из этой ситуации – изготовление искусственных аналогов природных материалов.
Особенности национальных классификаций
Россия. Новая классификация ресурсов и запасов Российской Федерации, утвержденная в 1997 году, сохранила прежние подходы к ранжированию запасов по степени их разведанности (категории А, Б, С1 и С2), а также разделение запасов на балансовые балансовые и внебалансовые, хотя принцип распределения был усовершенствован — если раньше в балансовые запасы включались запасы, «годные к освоению», то теперь был утвержден принцип прямой себестоимости запасов, требование достижения прямой экономический эффект на конкурентном рынке.
В классификации США к запасам и ресурсам относится только количество полезных ископаемых, которые можно добыть (minable). Соотношение терминов и категорий ресурсов и запасов СССР, Российской Федерации и США по твердым полезным ископаемым, нефти и газу представлено в приложениях.
Использование недр в рекреационных целях
Одним из видов спортивного туризма является пещерный туризм – исследование пещер. Подробные карты всех полостей земной коры еще не составлены, поэтому спелеотуристы часто исследуют места, куда еще не ступала нога человека.
Для любителей пассивного отдыха и тех, кто заботится о своем здоровье, есть множество санаториев, где клиентов лечат грязелечебницами. Использованную там лечебную грязь также можно считать богатством недр земли.
Хранение отходов
Человечество производит столько мусора, что его зачастую некуда девать. Огромные свалки занимают ценное пространство и отравляют воздух, поэтому иногда мусор приходится буквально закапывать под землю.
Этот метод хранения отходов особенно актуален, когда речь идет об отходах, опасных для человека. К ним относятся радиоактивные вещества (отработанное топливо атомных электростанций), некоторые химические отходы, а также источники биологической опасности, например, трупы животных, умерших от сибирской язвы.
Читайте также: Расстояние от Земли до Солнца: сколько в километрах и как его измеряли