Экологические проблемы Солигорского горнопромышленного района

Разведанные в настоящее время запасы минерально-сырьевых ресурсов позволяют полностью обеспечить потребности страны в калийных и поваренных солях, доломитовом, известковом и цементном сырье, керамических и тугоплавких глинах, песках строительных и формовочных, песчано-гравийных материалах, строительном камне, торфе и сапропеле, пресных и минеральных подземных водах и ряде других видов сырья.

Экологические проблемы в связи с добычей полезных ископаемых в Беларуси

В недрах Беларуси, еще до недавнего времени считавшейся страной бедной минерально-сырьевыми ресурсами, на современной стадии геологической изученности выявлено более 4-х тысяч месторождений минерального сырья, представляющих около 30 различных видов полезных ископаемых. Это стало возможным благодаря осуществлению более масштабных и целенаправленных геологических, геофизических и других исследований не только поверхностных, но и более глубоких слоев земной коры.

Значительная часть месторождений разведана детально и включена в баланс запасов полезных ископаемых Беларуси.

Однако в связи с ограниченностью минерально-сырьевой базы, недостаточной разведанностью некоторых месторождений или неосвоенностью подготовленных республика ввозит из других регионов значительное количество сырья, в частности нефть, уголь, газ, горючие сланцы, стекольные пески, глины формовочные, трепел, гипс, каолин, кальцинированную соду, сырье для производства минеральных удобрений, блочный камень для облицовочных плит, высокопрочный щебень.

Из горючих полезных ископаемых на территории республики выявлены месторождения нефти, природного газа, торфа, бурых углей и горючего сланца. Начальные извлекаемые ресурсы нефти оценены в 338,3 млн. т., 52 % которых относятся к категории промышленных. Несмотря на рост числа эксплуатируемых месторождений нефти объемы ее годовой добычи в последние годы несколько сократилось. Разведанные запасы природного газа, добываемого попутно, оцениваются в 8,1 млрд. м³, а объемы годовой добычи составляют около 252 млн. м³.

Прогнозные запасы бурых углей в республике оценены в более чем 1,3 млрд. т., промышленные составляют 124,4 млн. т.

Одним из наиболее распространенных и эксплуатируемых видов горючих полезных ископаемых региона являются торф, широко используемый для нужд сельского хозяйства и в качестве коммунально-бытового топлива. Известно, более 9 тыс. месторождений торфа, из которых около 100 находятся в эксплуатации с объемом газовой добычи около 5,0 млн. т. Однако в последние годы объемы добычи торфа постоянно снижаются. Запасы сапропелей выявлены более чем в 500 озерах республики, а также под торфяными залежами, и составляют около 3 млрд.м³.

Прогнозные запасы горючих сланцев на территории Беларуси превышают 10 млрд. т и образуют крупный сланцевый бассейн в пределах Припятского прогиба площадью более 20 тыс. км². Предварительно изучены Любанское и Туровское месторождения.

В Беларуси выявлены месторождения железных руд, прогнозные запасы которых до глубины 700 м составляют около 500 млн. т. В Припятском прогибе обнаружены бокситовые руды, являющиеся сырьем для получения алюминия и соды. Кроме перечисленных полезных ископаемых, недра Беларуси перспективны на обнаружение фосфоритов, медной руды, титана, циркония, алмазов, ртути, янтаря, графита, гипса, каолинов, редкоземельных элементов.

Калийные соли являются одним из важнейших видов минерально-сырьевых ресурсов Беларуси. Общие запасы двух детально разведанных месторождений - Старобинского и Петриковского составляют 6,7 млрд. т. сырых солей или более 1 млн. т оксида калия. Разрабатывается Старобинское месторождение с запасами 5,7 млрд. т сырых солей, на базе которого работает ПО “Беларуськалий”, с годовой производительностью 2,3 млн. т калийных удобрений в пересчете на действующее вещество.

Разведано также три месторождения поваренной соли - Мозырское, Давыдовское и Старобинское, суммарные запасы которых превышают 22 млрд. т, т.е. практически неисчерпаемы.

В районе г.Витебск разведано крупное месторождение доломитов с промышленными запасами свыше 750 млн. т, являющееся сырьевой базой ПО “Доломит” по производству доломитовой муки для известкования кислых почв. Перспективные площади на залежи доломита выявлены в Дубровенском и Сенненском районах Витебской области.

Всего на территории республики разведано и включено в баланс запасов полезных ископаемых около 600 месторождений нерудных материалов, примерно половина из которых эксплуатируется, а остальные являются резервными сырьевыми базами. Разрабатываются также сотни мелких, не учтенных балансом, запасов месторождений строительных материалов, используемых для местных нужд.

Важным видом природных ресурсов Беларуси являются подземные воды: пресные питьевые и технические, а также минеральные воды, среди которых наиболее широко представлены сульфатные, смешанные сульфатно-хлоридные и хлоридно-сульфатные, хлоридные. Разведанные запасы минеральных вод, превышают 14300 м³/сут. На их базе функционирует ряд санаторных учреждений республики.

Богата Беларусь и минеральными рассолами, из которых можно получать йод, бром, калий, магний, стронций и другие редкие и рассеянные элементы. Есть перспектива на открытие радоновых вод.

В последние годы получены новые данные, позволяющие предположить возможность выявления месторождений цветных металлов и золота.

Горнопромышленная деятельность оказывает существенное трансформирующее воздействие на природную среду. Горнопромышленные ландшафты достаточно широко распространены на территории республики и являются специфическим видом деградированных госистем, формирующихся в результате локального источника воздействия. В процессе добычи и переработки полезных ископаемых трансформации подвергаются практически все компоненты исходных ландшафтов: существенно трансформируется исходный рельеф территории, сменяется литологический состав пород, разрушается и загрязняется почвенный покров, изменяются состав и режим поверхностных и грунтовых вод, полностью или частично уничтожаются растительный покров, животные и микробные сообщества, изменяются микроклиматические параметры нарушенной поверхности. Кроме того, негативное воздействие горнодобывающих и горноперерабатывающих производств распространяется на прилегающие территории, значительно превышающие площади непосредственного нарушения. Изменения природных ландшафтов являются необратимыми, так как связаны с добычей и изъятием из природных геосистем невозобновимых ресурсов, а нарушенные ландшафты на длительное время теряют свои средосохраняющие и хозяйственные функции.

Существенному негативному воздействию подвергаются природные ландшафты при проведении геологоразведочных работ. В частности, при разведке и эксплуатации месторождений нефти на территории республики более 600 га земель в различной степени нарушено и загрязнено. Основными источниками загрязнения при этом являются отработанные буровые растворы, сточные воды и буровой шлам, значительное количество которых попадают в местную гидросеть, а также другие отходы бурения, складируемые в амбарах.

В Беларуси числится 43 тыс. га нарушенных земель, более половины из которых расположены на территории Минской и Витебской областей. Около 70 % общей площади нарушенных земель составляют выработанные торфяники. Хотя в последние годы объемы добычи торфа значительно снизились, однако площади земель, трансформированных в результате торфодобычи, достаточно обширны. Всего за последние 50 лет в Беларуси торфоразработками нарушено более 1,3 тыс. месторождений торфа общей площадью около 300 тыс. га.

Сохраняется тенденция увеличения площади земель, отводимых для строительства дорог, промышленных и жилищных объектов, трубопроводов. При этом также происходят трансформация и разрушение почвенного покрова.

С целью снижения негативных последствий горнопромышленной деятельности на природную среду, восстановления природного и хозяйственного потенциала нарушенных земель осуществляется комплекс мероприятий по их рекультивации. Рекультивация является обязательным мероприятием для предприятий и организаций, осуществляющих разработку полезных ископаемых. Она получила свое законодательное выражение в целом ряде нормативных документов, касающихся вопросов охраны окружающей среды и природопользования.

Наиболее распространенными направлениями рекультивации нарушенных ландшафтов являются: 1) сельскохозяйственное (создание на нарушенных землях пашни, лугов, пастбищ, садов и ягодников); 2) лесохозяйственное (создание лесонасаждений эксплутационного и хозяйственного назначения); 3) озеленительное и санитарно-гигиеническое (создание зон отдыха, парковых насаждений, консервация и озеленение отвалов и т.д.); 4) водохозяйственное (создание водоемов различного целевого назначения); 5) строительное (жилищное, капитальное, дачное и др. виды строительства). Отдельные, как правило, наиболее крупные по площади горнопромышленные ландшафты могут сочетать несколько вышеперечисленных направлений рекультивации.

При выборе оптимального направления восстановления горно-промышленных геосистем следует учитывать то обстоятельство, что какими бы ни были глубокими техногенные изменения, они не могут изменить природную сущность трансформированных ландшафтов, ликвидировать коренные природные связи и зональные особенности. Поэтому горнопромышленные ландшафты необходимо рассматривать как сложные природно-техногенные комплексы, генетически обусловленные совместным проявлением двух взаимосвязанных и взаимообусловленных факторов - природного и техногенного. Опыт свидетельствует, что анализ природно-техногенных взаимосвязей, возникающих при рекультивации, целесообразно осуществлять в два этапа: дотехногенный - при разведке месторождения и подготовке его к эксплуатации и посттехногенный - при взаимодействии горнопромышленных ландшафтов с сопредельными ненарушенными ландшафтами.

Целью первого этапа являются выяснение зависимости свойств и параметров формирующихся горно-промышленных ландшафтов от особенностей исходных, естественных ландшафтов.

Анализ природно-техногенных взаимосвязей позволил установить, что в качестве ведущих природных факторов, обусловливающих особенности горно-промышленных ландшафтов, в первую очередь выступают: вид добываемого сырья, горно-геологические и гидрогеологические условия его залегания, характер исходного рельефа территории, мощность и литологический состав вскрышных пород.

Главной целью второго, посттехногенного этапа исследования горно-промышленных ландшафтов является изучение последствий горнопромышленного воздействия, включающее комплексную характеристику карьерно-отвальных комплексов и их взаимодействие с сопредельными природными ландшафтами.

За последнее десятилетие произошло более чем троекратное сокращение площадей ежегодно рекультивируемых земель - с 12 тыс. га до 3 тыс. га. Особенно резкий спад объемов рекультивации отмечен в первой половине 90-х годов прошлого столетия. Произошло это по причине экономического кризиса и других негативных процессов, происходящих в эти годы в республике. В последние три года площади рекультивируемых земель относительно стабильны и даже несколько увеличиваются, но по-прежнему находятся на очень низком уровне.

Выбор направления рекультивации конкретного карьерно-отвального комплекса и последующего целевого использования восстанавливаемых ландшафтов зависит от целого ряда факторов и, в первую очередь, от характера и особенностей нарушенной территории: 1) состава и свойств формирующихся на поверхности субстратов (гранулометрического состава, водно-физических свойств, химического состава, агрохимических свойств, содержания органического вещества; 2) характера исходного почвенного покрова (тип почв, оценка их плодородия, мощности гумусового горизонта, гранулометрического состава, агрохимических свойств); 3) местоположения объекта относительно населенных пунктов, транспортных коммуникаций; 4) скорости и направленности самовосстановления почвенно-растительного покрова нарушенной территории.

Для выработанных торфяников в условиях Беларуси наиболее распространенными являются сельскохозяйственное, лесохозяйственное и природоохранное направление рекультивации.

Для разработок нерудных полезных ископаемых преобладающим является лесохозяйственное направление (создание лесонасаждений эксплутационного и целевого назначения), которое проводится более чем на половине общей площади рекультивируемых земель, а также сельскохозяйственное и водохозяйственное направления рекультивации. В частности, для нарушенных ландшафтов, связанных с разработкой месторождений глинистого сырья, наиболее целесообразным представляется сельскохозяйственное направление рекультивации. Относительно несложный техногенный рельеф такого рода объектов, не требующих больших объемов горнопланировочных работ; более благоприятный состав и свойства грунтовых смесей, относящихся к категории потенциально-плодородных пород, а также скорость регенерации почвенно-растительного покрова свидетельствуют в пользу их сельскохозяйственной рекультивации.

Основными объектами лесохозяйственной рекультивации в условиях Беларуси следует считать разработки песков и песчано-гравийных материалов.

На карьерных выработках, где имеются предпосылки для формирования значительных по площади и объему водной массы, биологически здоровых и устойчивых искусственных водоемов, перспективными являются водохозяйственное и рекреационное направления рекультивации, которое в ряде случаев являются единственным технологически обеспеченным видом рекультивации.

Нарушенные земли, находящиеся на территории населенных пунктов или примыкающие к ним, целесообразно использовать для строительных целей. При соблюдении соответствующих экологических условий и санитарно-гигиенических норм карьерные выработки можно также использовать для складирования нетоксичных отходов.

С открытием Старобинского месторождения калийных руд в начале 60-х годов прошлого столетия возник источник трансформации природной среды, исключительный как по масштабам, так и по интенсивности своего освоения.

Как известно, калийные производства сопровождаются перемещением больших объемов горных пород и поступлением в окружающие госистемы чуждых им веществ с воздушными выбросами, твердыми и жидкими отходами. За время разработки и эксплуатации Старобинского месторождения на земной поверхности в 4-х солеотвалах накопилось около 600 млн. т галитовых отходов высотой до 100-120 м на площади около 5 км² и более 65 млн. т глинисто-солевых шламов в шламохранилищах площадью свыше 7 км².

В результате функционирования калийных производств произошла перестройка ландшафтной структуры исследуемого района. Выведены из сельскохозяйственного использования тысячи гектаров земель. По степени техногенной трансформации земной поверхности район Солигорских калийных производств относится к числу наиболее преобразованных в Беларуси.

Однако воздействие калийных производств на природную среду не ограничивается изъятием земель и преобразованием поверхности. К негативным последствиям техногенеза на рассматриваемой территории необходимо отнести также и интенсивное загрязнение подземных вод, воздушной среды, почв, угнетение растительности, заболачивание и подтопление территории в результате просадок и т.д.

Сложившаяся ситуация в Солигорском горно-промышленном районе обусловлена рядом природных и техногенных факторов. Среди природных прежде всего необходимо отметить принадлежность территории к Солигорской моренной водно-ледниковой равнине. Относительные превышения до 15-20 м при крутизне склонов от 0,5 до 3,5⁰ и их длине до 1 км благоприятствуют вертикальному перераспределению загрязняющих веществ и их накоплению в ландшафтно-геохимических системах. Преобладание в южной и юго-восточной частях рассматриваемой территории низинных ландшафтов и близкое от поверхности залегание грунтовых вод способствуют заболачиванию территории в зонах техногенных просадок.

На рассматриваемой территории существуют природные предпосылки для потенциальной экологической угрозы местным ландшафтам, речным и пойменным экосистемам таких рек как Случь, Припять и Днепр. Техногенные и техногенно-обусловленные процессы, связанные с добычей и переработкой калийных солей, делают эту угрозу реальной.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на территории Солигорского горно-промышленного района являются промышленные предприятия и автотранспорт. Стационарные источники здесь выбрасывают около 10 тыс. т загрязняющих веществ в год. Около 98 % этой величины приходится на долю ПО “Беларуськалий”. В составе выбросов преобладает диоксид серы. Специфическими загрязнителями воздушной среды в зоне воздействия калийных производств являются калийная пыль и хлористый водород.

В последнее десятилетие имеет место тенденция к снижению объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, что связано как со снижением объемов производства калийных удобрений, так и с реализацией воздухоохранных мероприятий.

Несмотря на большие объемы выбросов, загрязнение воздуха в Солигорске по большинству показателей не достигает уровней предельно допустимых концентраций. Это связано прежде всего с удаленностью калийных производств от города и распределением источников выбросов по четырем промышленным площадкам рудоуправлений. Исключение составляет хлористый водород, концентрация которого нередко при северных и северо-восточных направлениях ветра превышает допустимый уровень.

В 10 км от калийных заводов поступление солей из атмосферы на подстилающую поверхность в 1,5 раза выше фонового. Выпадение солей (по сумме хлоридов натрия и калия) на подстилающую поверхность в северо-восточной части Солигорска составляет 100 - 200 г/га в сутки, что в 2 - 3 раза выше фоновых величин.

Поступление техногенных веществ воздушным путем в местные ландшафты и миграция солей на пониженные участки с боковым внутрипочвенным стоком обусловили засоление почв на значительной площади. При этом содержание водорастворимых веществ в почве в ряде случаев превышает 1,5 %, в том числе хлоридов - 0,7 %.

Засоление почв по площади неравномерно. Наибольшее содержание солей характерно для пониженных участках, где их количество в почве в 1,5 - 2,5 раза выше, чем на рядом расположенных возвышенных элементах рельефа. Повышенное содержание солей в почве отрицательно сказывается на урожайности сельскохозяйственных культур, выращиваемых в зонах воздействия калийных производств.

Формирование гидрохимического режима поверхностных вод на территории Солигорского горно-промышленного района происходит под влиянием калийных производств и города. Воздействие осуществляется путем воздушного переноса и последующего осаждения выбросов калийной пыли и продуктов ветровой эрозии солеотвалов на водосборах рек и водохранилища, поверхностного и подземного стока фильтратов из шламохранилищ и солеотвалов.

Загрязнение подземных вод в зонах воздействия калийных производств обусловлено прежде всего миграцией солей при инфильтрации высокоминерализованных рассолов из накопителей глинисто - солевых шламов. Уже в первые годы эксплуатации месторождения калийных руд выявлено засоление подземных вод на глубину до 20-30 м, в отдельных скважинах в подземном водоносном горизонте минерализация вод достигает 37,0 г/дм³. Анализ проведенных в настоящее время наблюдений свидетельствует о том, что загрязнение вод высокоминерализованными растворами имеет локальный характер. Глубина проникновения рассолов составляет до 100-120 м, т.е. на всю мощность зоны активного водообмена. Максимальная концентрация солей в подземных водах фиксируется скважинами, расположенными в непосредственной близости от источников засоления, или на удалении 100-300 м от них. Границы ореолов засоления с минерализацией около 1 г/дм³ прослеживаются на удалении 0,5-0,7 км, максимум до 1 км. Скорость продвижения ореолов засоления оценивается здесь от нескольких метров до десятков метров в год и увеличивается на порядок в зонах влияния водозаборов подземных вод.

В течение более чем 40 лет в Солигорском горно-промышленном районе над подработанными калийными горизонтами имеют место процессы деформации и сдвижения грунтов. Зона обрушения покрывающих пород над выработанным пространством достигает 30 м.

Оседание земной поверхности проявляется на большей площади, чем отработанные части месторождения. При отработке двух калийных горизонтов конечная величина оседания земной поверхности достигает 4,0-4,5 м. Эти процессы вызывают деформацию зданий и сооружений. В местах оседания земной поверхности изменяется первоначальный рельеф, инженерно-геологические свойства грунтов и динамика грунтовых вод. Следствием просадок являются процессы заболачивания, подтопления и затопления.

Указанные процессы проявляются на значительных площадях в различных ландшафтных условиях. Наиболее ощутимые негативные последствия имеют место при оседании грунтов в пределах пониженных участков рельефа.

Влияние газопылевых выбросов калийных производств на лесные фитоценозы проявляется в возникновении морфо-анатомических дефектов листовых пластинок и крон, снижении активности плодоношения, снижении показателей прироста биомассы большинства исходных видов, перестройке состава и структуры растительных сообществ.

В зоне влияния ПО “Беларуськалий” выделены три зоны воздействия на растительность:

1. Зона сильного воздействия на растительность (до 700-1000 м). Отмечена гибель от 80 до 100 % древостоя сосны. Уцелевшие деревья угнетены и не плодоносят. У березы гибнет от 30 до 50 % древостоя. Налицо хронический токсикоз древесных пород. В растительных сообществах возрастает доля кустарников (ивы, ежевики) и трав (вейника наземного, бескильницы расставленной и др.)

2. Зона среднего воздействия (от 700-1000 м до 2 км). Большинство экземпляров сосны имеют до 50 % сухих ветвей, наблюдается засыхание и искривление вершин. У березы и осины отмечена тенденция к усыханию вершин, измельчению листа, причем последние покрываются желтоватыми и бурыми некрозными пятнами. Сухих ветвей практически нет. Угнетение и усыхание сосны способствует повышению удельного веса травянистых растений в напочвенном покрове.

3. Зона слабого воздействия (дальше 2 км). Дефекты выражены только у сосны и то очень слабо. У наименее устойчивых к техногенным воздействиям деревьев отмечено усыхание отдельных хвоинок и снижение прироста общей биомассы. Структурной перестройки фитоценозов не отмечено.

В недавнем прошлом Солигорский ГП район развивался преимущественно как сельскохозяйственный и лесохозяйственный. Более чем за 40 лет горнопромышленного воздействия район подвергся существенной техногенной трансформации, что породило целый комплекс экологических проблем.

Масштабность и острота их проявления дают основание утверждать, что в экологическом отношении этот район является одной из самых “горячих точек” на территории Беларусь. Возникшие экологические проблемы и их пространственные сочетания территориально дифференцированы. Для их пространственного анализа использовано понятие “экологическая ситуация”. Это понятие принято за основу экологического картографирования техногенных ландшафтов в зоне воздействия калийных производств. На территории Солигорского горно-промышленного узла выделено несколько зон экологических ситуаций. Различают следующее соотношение площадей зон, на которых доминирует та или иная экологическая ситуация по отношению к общей площади горно-промышленного района: катастрофическая - 9,1 %, кризисная - 8,5 %, критическая - 23,4 %, напряженная - 19,7 %, конфликтная – 21,4 %, благоприятная - 17,9%. Из приведенных данных видно, что лишь пятая часть территории горно-промышленного района характеризуется благоприятной экологической ситуацией. Как правило, это лесные и естественные (не затронутые мелиорацией) болотные экосистемы. Остальные же территории в той или иной степени затронуты процессами техногенеза. Примерно на десятой части рассматриваемой территории требуется проведение восстановительных мероприятий.

Экологические проблемы Солигорского горно-промышленного района порождены прежде всего большими объемами образующихся отходов. Как известно, возможны два пути решения проблемы отходов. Первый - уменьшение их объемов или недопущение образования путем изменения существующих технологических процессов или внедрения безотходных технологий. Второй - создание дополнительных технологических линий по очистке, обезвреживанию или переработке и утилизации отходов. Так как возможности совершенствования технологий по уменьшению образования отходов имеют определенные ограничения, на практике чаще используются оба направления одновременно.

Недопущение или уменьшение образования отходов на ПО “Беларуськалий” возможны путем внедрения методов селективного извлечения сильвинитовой руды с максимально возможной закладкой отходами отработанного пространства рудников. Закладка является многоцелевым природоохранным мероприятием: сводит до минимума складирование отходов на поверхности земли (до 5-10 %) и дает возможность экранирования небольших солеотвалов от воздействия атмосферных осадков; предотвращает засоление почв и водных источников; резко снижает величину оседания земной поверхности (менее 1 м) и процессы заболачивания и затопления угодий и др. Вторая составляющая решения проблемы отходов калийных производств как вновь образующихся, так и накопленных, - комплексное многоцелевое использование отходов в качестве вторичных ресурсов в различных отраслях народного хозяйства. Учеными и специалистами разработан целый комплекс предложений по использованию отходов и глинисто-солевых шламов. Среди них - производство поваренной и кормовой соли, каустической и кальцинированной соды, хлора и натрия, получение медленно-растворимых удобрений из солевых шламов. Последние могут также использоваться в качестве буровых растворов, для приготовления противопригарных красок в литейном производстве, для сокращения расхода цемента при производстве бетона, дорожных бетонных покрытий и т.д.

В то же время отходы продолжают накапливаться на поверхности, и эта тенденция сохранится в ближайшей перспективе. В этой связи, наряду с технологическими мероприятиями, требуются разработка и реализация комплекса средозащитных мер, направленных на предотвращение или ограничение распространения загрязняющих веществ в окружающей среде, а также ландшафтно-планировочных, предусматривающих ландшафтную и хозяйственную организацию территории с учетом степени загрязнения природной среды и изменения ландшафтных условий в результате просадочных явлений.

Дата добавления: 2014-11-25