Загрязнение литосферы

Загрязнение литосферы

Литосфера

• Литосфера — внешняя твердая оболочка Земли, которая включает всю земную кору с частью верхней мантии Земли и состоит из осадочных, изверженных и метаморфических пород. Нижняя граница литосферы нечеткая и определяется резким уменьшением вязкости пород, изменением скорости распространение сейсмических волн и увеличением электропроводности пород. Толщина литосферы на континентах и под океанами различается и составляет в среднем соответственно 25— 200 и 5—100км

Строение литосферы

• Характерная особенность верхней мантии — ее расслоенность, установленная геофизическими методами исследований. На глубине около 100 км под материками и 50 км под океанами ниже подошвы земной коры находится астеносфера. Это слой, обнаруженный в 1914 г. немецким геофизиком Б. Гутенбергом. В данном слое установлено резкое снижение скорости распространения упругих колебаний, что объясняют размягченностью вещества в нем. Предполагают, что вещество там находится в твердо-жидком состоянии; твердые гранулы окружены пленкой расплава. Выше астеносферы породы мантии находятся в твердом состоянии и совместно с земной корой образуют литосферу. Таким образом, считается, что мощность литосферы составляет 50—200 км, в том числе земной коры — до 75 км на континентах и 10 км под дном океана. Ниже астеносферы располагается слой, в котором плотность вещества возрастает, что увеличивает скорость распространения сейсмических волн. Слой назван в честь русского ученого Б. Б. Голицина, впервые указавшего на его существование. Предполагается, что он состоит из сверхплотных разновидностей кремнезема и силикатов. Верхняя часть земной коры, постоянно видоизменяемая под влиянием механического и химического воздействий погодноклиматических факторов, растений и животных, выделяется в отдельный слой, называемый корой выветривания.

Воздействие человека на литосферу

• Человек интенсивно воздействует на верхнюю часть твердой оболочки Земли. Преимущественно это воздействие приходится на верхний плодородный слой литосферы — почву, благодаря которой человечество удовлетворяет основную часть своих потребностей в продуктах питания. Плодородные земли относятся к условно возобновимым ресурсам, однако время, необходимое для их восстановления, т. е. формирования плодородного слоя, может исчисляться сотнями или даже тысячами лет. При нормальных природных условиях 1 см толщины плодородной почвы образуется за 125—400 лет. Процесс значительно ускоряется при оптимальной агротехнике, но даже в этих условиях для создания 1 см плодородного слоя требуется не менее 40 лет. На нашей планете в качестве пашни обрабатывается около 10% суши. В начале нового тысячелетия человечество, вероятно, приблизится к полной реализации всех потенциальных земельных ресурсов. Почти вся площадь, используемая под сельскохозяйственные культуры, освоена с давних времен. Интенсификация сельскохозяйственной деятельности человека и прежде всего химизация вызывают изменения в устоявшихся процессах превращения веществ и энергии в природе. Значительные потери веществ, например азота, происходят в результате их улетучивания из почвы и вымывания. К началу нового тысячелетия ожидаемые на планете потери азота, входящего в состав удобрений, составили более 40 млн т/г. Обогащение биосферы азотом за счет удобрений опасно, так как это ведет к накоплению токсичных азотсодержащих органических соединений.Ущерб плодородию почв наносят нерегулируемые ливневые осадки и паводки, ненормированный выпас скота, распашка целинных и залежных земель, проводимая без учета возможной эрозии.

Загрязнение литосферы

• Значительное загрязнение плодородного слоя почвы и отчуждение сельскохозяйственных земель вызывает складирование и (или) захоронение промышленных и бытовых твердых отходов. Основная масса твердых отходов образуется на предприятиях следующих отраслей: горной и горно-химической промышленности (отвалы, шлаки, «хвосты»); черной и цветной металлургии (шлаки, шламы, пыль и т. д.); металлообрабатывающих отраслей (отходы, стружка, бракованные изделия); лесной и деревообрабатывающей промышленности (отходы лесозаготовки, опилки, стружка); энергетической — тепловые электростанции (зола, шлаки); химической и смежных отраслей промышленности (шламы, фосфогипс, шлаки, стеклобой, пластмассы, резина и т. п.); пищевой промышленности (кости, шерсть и т. п.); легкой и текстильной промышленности.

• Современный период развития производства характеризуется нарас-тающим объемом и разнообразием конечной и промежуточной продукции, увеличением объемов природных ресурсов, вовлекаемых в производственную деятельность, ростом количества и разнообразия отходов, отводимых в окружающую среду.
• Объем добычи полезных ископаемых в нашей стране практически уд-ваивается через каждые 10 лет, но при этом в готовую продукцию переходит не более 5% добытого сырья, общий же коэффициент хозяйственной деятельности человека составляет 1-2%. Вся же остальная масса - 95% в виде отходов возвращается в природную среду, загрязняя ее.
• Только в России на поверхности земли ежегодно складируется 4,5 млрд.т отходов производства и потребления. Общее количество накопленных отходов составляет 50 млдр.т, а под складирование занято более 250 тыс.га земельных площадей.
• Большую угрозу для окружающей среды и здоровья людей представляют токсичные отходы, которые могут содержать токсичных и вредных веществ в десятки и сотни раз больше допустимых норм. По данным академика Б.Н. Ласкорина, количество их в промышленно развитых странах уже в 1995 г. превысило 30 млрд.т по абсолютно сухой массе. В Российской Федерации ежегодно образуется 76 млн.т опасных промышленных отходов.

• Современный период развития производства характеризуется нарас-тающим объемом и разнообразием конечной и промежуточной продукции, увеличением объемов природных ресурсов, вовлекаемых в производственную деятельность, ростом количества и разнообразия отходов, отводимых в окружающую среду.
• Объем добычи полезных ископаемых в нашей стране практически уд-ваивается через каждые 10 лет, но при этом в готовую продукцию переходит не более 5% добытого сырья, общий же коэффициент хозяйственной деятельности человека составляет 1-2%. Вся же остальная масса - 95% в виде отходов возвращается в природную среду, загрязняя ее.
• Только в России на поверхности земли ежегодно складируется 4,5 млрд.т отходов производства и потребления. Общее количество накопленных отходов составляет 50 млдр.т, а под складирование занято более 250 тыс.га земельных площадей.
• Большую угрозу для окружающей среды и здоровья людей представляют токсичные отходы, которые могут содержать токсичных и вредных веществ в десятки и сотни раз больше допустимых норм. По данным академика Б.Н. Ласкорина, количество их в промышленно развитых странах уже в 1995 г. превысило 30 млрд.т по абсолютно сухой массе. В Российской Федерации ежегодно образуется 76 млн.т опасных промышленных отходов.

• Для практических целей чаще всего используют классификацию отходов по месту их образования, выделяя при этом отходы и вторичные ресурсы. Так как отходы образуются в результате производственной деятельности и при их потреблении, их, соответственно, подразделяют на отходы производства и потребления.
• Отходы производства -- это остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, химических соединений, образовавшихся при производстве продукции или выполнении работ и утратившие полностью или частично исходные свойства.
• Отходы потребления -- изделия и материалы, утратившие полностью или частично свои потребительские свойства в результате физического или морального износа и жизнедеятельности людей.
• Среди классификационных признаков важное значение имеет степень воздействия отходов на окружающую среду. К вредным (токсичным) отходам относят отходы, оказывающие вредное воздействие на окружающую среду, загрязняющие, отравляющие и разрушающие ее, создающие опасность для живых организмов.
• Токсичные отходы -- это отходы, содержащие или загрязненные материалами такого рода, в таких количествах или в таких концентрациях, что они представляют опасность для здоровья человека и окружающей природной

Только за 1999 г. образовалось 83,5 млн. тонн твердых токсичных отходов .

• Радиоактивные отходы
• Радиоактивные отходы ( РАО ) — отходы, содержащие радиоактивные химические элементы и не имеющие практической ценности. Согласно российскому «Закону об использовании атомной энергии» [1] (от 21 ноября 1995 года № 170-ФЗ) радиоактивные отходы (РАО) – это ядерные материалы и радиоактивные вещества, дальнейшее использование которых не предусматривается. По российскому законодательству, ввоз радиоактивных отходов в страну запрещен. Часто это продукты ядерных процессов, таких как ядерное деление . Большую часть РАО составляют так называемые «малоактивные отходы», обладающие малой радиоактивностью на единицу массы или объема. К такому типу отходов относится, например, использованная защитная спецодежда, незначительно загрязненная, но все же представляющая опасность радиоактивного заражения организма через поры кожи, дыхательные пути , воду или пищу

• Захоронение радиоактивных отходов
• Выбор места (площадки) для захоронения или хранения радиоактивных отходов, зависит от ряда факторов: экономических, правовых, социально-политических и природных. Особая роль отводится геологической среде - последнему и важнейшему барьеру защиты биосферы от радиационно опасных объектов.5-7
• Пункт захоронения должен быть окружен зоной отчуждения, в которой допускается появление радионуклидов, но за ее границами активность никогда не достигает опасного уровня. Посторонние объекты могут быть расположены не ближе, чем на расстоянии 3 радиусов зоны от пункта захоронения. На поверхности эта зона носит название санитарно-защитной, а под землей представляет собой отчужденный блок горного массива.
• Отчужденный блок необходимо изъять из сферы человеческой деятельности на период распада всех радионуклидов, поэтому он должен располагаться за пределами месторождений полезных ископаемых, а также вне зоны активного водообмена. Проводимые при подготовке к захоронению отходов инженерные мероприятия должны обеспечить необходимый объем и плотность размещения РАО, действие систем безопасности и надзора, а том числе долговременный контроль за температурой, давлением и активностью в пункте захоронения и отчуждаемом блоке, а также за миграцией радиоактивных веществ по горному массиву.

• Мусорная цивилизация
• В связи с ростом численности населения Земли, ростом промышленного производства, более сложной становится проблема накопления бытового мусора. На каждого жителя Москвы в среднем за год приходится 300-350 кг мусора, на жителя стран Западной Европы – 150-300 кг, США – 500-600 кг. Каждый горожанин в США за год выбрасывает в среднем 80 кг бумаги, 250 металлических банок из-под напитков, 400 бутылок. Отходы на городских свалках, просачиваясь в почву, загрязняют грунтовые воды. В США ежегодно накапливается более 200 млн. тонн бытового мусора, половина которого вывозится на пригородные свалки. Американские ученые установили, что только в северной части Тихого океана в начале 80-х годов плавали миллионы пластиковых пакетов, 35 млн. пластиковых и 70 млн. стеклянных бутылок, разнообразные другие изделия из пластмассы, 5 млн. старых ботинок. Не случайно на Западе по отношению к нашему времени иногда применяют термин “мусорная цивилизация

• В десятку наиболее загрязнённых на Земле городов вошли несколько крупных населённых пунктов в Китае и Индии, города в Перу и Замбии, а также Дзержинск и Норильск в России. В число неблагополучных районов вошли, помимо остальных, украинский Чернобыль и азербайджанский Сумгаит. Как правило, причиной загрязнения территорий является тяжёлая промышленность. В Индии, например, огромное количество производств по переработке хромовых, а китайские провинции Линьфэнь и Тяньцзинь отличаются огромной концентрацией серы в воздухе. Жители перуанского города Ла Роя длительное время подвергаются токсичным выбросам местного завода, а 99 процентов местных детей подвержены тяжелым заболеваниям из-за высокого содержания свинца в крови. Украинский Чернобыль печально известен страшной катастрофой, произошедшей 26 апреля 1986 года, когда взорвался четвертый энергоблок местной АЭС, а Сумгаит в Азербайджане является крупным промышленным центром с развивающейся металлургией, машиностроением и рядом других жизненно важных отраслей промышленности. Российский Дзержинск до окончания холодной войны был крупнейшим центром по производству химического оружия, а в районе Норильска до сих пор находится крупнейший в мире комплекс по плавлению тяжёлых металлов. Продолжительность жизни в этих городах порой достигает 42 лет для мужчин и 47 лет для женщин .

Рекультивация земель

Одним из важнейших направлений в области охраны природы является рекультивация земель, нарушенных в результате промышленной деятельности человека, и возвращение их для дальнейшего использования. Особенно много сельскохозяйственных и лесных угодий нарушается в результате разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом. Цель рекультивации — приведение земель в состояние, пригодное для использования их в интересах сельского, лесного и водного хозяйств, гражданского и дорожного строительства. Вопросы рекультивации решаются для каждого карьера с учетом геологических, горно-технологических и экономических факторов.

Горнотехническая рекультивация предусматривает сдачу земель пользователям для последующей биологической рекультивации и должна предусматриваться при проектировании и в процессе эксплуатации не позднее чем в течение года после окончания разработки месторождения.

В состав горнотехнической рекультивации земель включают: – снятие плодородного слоя почвы с площадей, отведенных под горные работы, и хранение ее во временных отвалах; – планировку отвалов вскрышных пород с целью образования удобных для рекультивации местности и строительства подъездных путей, дренирование и другие мелиоративные мероприятия; – отсыпку на рекультивированную поверхность плодородного слоя почвы и его планировку и другие инженерно-технические решения.

Горнотехническую рекультивацию земель, нарушенных открытыми горными разработками, проводят организации, разрабатывающие месторождения своими силами и за свой счет. Расходы на рекультивацию закладываются в смету на разработку месторождения.