Антропогенное воздействие на литосферу

Обвалы (горный обвал) — отрыв и катастрофическое падение больших масс горных пород, их опрокидывание, дробление и скатывание на крутых и обрывистых склонах.

Обвалы природного происхождения наблюдаются в горах, на морских берегах и обрывах речных долин. Они происходят в результате ослабления связанности горных пород под воздействием процессов выветривания, подмыва, растворения и действия сил тяжести. Образованию обвалов способствуют: геологическое строение местности, наличие на склонах трещин и зон дробления горных пород. Чаще всего (до 80 %) современные обвалы связаны с антропогенным фактором. Они образуются в основном при неправильном проведении работ, при строительстве и горных разработках.

Под подтоплением территорий подземными водами понимают повышение уровня подземных вод до критических величин (менее 1—2 м от поверхности земли). В результате массивы горных пород переувлажняются и заболачиваются, активизируются вышеупомянутые процессы, такие как оползни, карст, просадки и другие. В результате сооружения испытывают деформацию, это ухудшает экологическую обстановку в жилых и производственных помещениях, снижает производительность труда и даже может вызывать болезни и травмы людей. При подтоплении возрастает сейсмическая балльность. Возможно химическое и бактериальное загрязнение грунтовых вод.

Причины изменения уровня грунтовых вод различны: утечки воды из подземных водонесущих коммуникаций, засыпка при строительстве естественных дрен-оврагов, асфальтирование и застройка территории, накопление поверхностных вод в строительных котлованах, траншеях и выемках и др. Сейчас в нашей стране подтопление городских территорий приняло массовый характер.

Снижение уровня грунтовых вод также может нести за собой негативные последствия, например, это способствует опустыниванию (см. раздел «Воздействие на почву»).

Карст − совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легкорастворимыми в воде горными породами — гипсами, известняками, мраморами, доломитами и каменной солью. Развитию карста способствует наличие, как уже было сказано, большой толщи растворимых пород, а также ровной или слабо наклонной поверхности (чтобы вода могла застаиваться и просачиваться внутрь по трещинам), низкий уровень подземных вод (чтобы было достаточное пространство для вертикального движения подземных вод). Карст характеризуется комплексом поверхностных (воронки, карры, желоба, котловины, каверны и др.) и подземных (карстовые пещеры, галереи, полости, ходы) форм рельефа.

Карст осложняет промышленное, жилищное и транспортное строительство, сооружение ГЭС, водохранилищ и др. При добыче полезных ископаемых в закарстованных массивах особое внимание уделяется выбору системы разработки месторождений, водному режиму работ

Под суффозией понимают процесс выщелачивания, выноса мелких минеральных частиц и растворимых веществ водой, фильтрующейся в толще рыхлых пород. Этот процесс вызывает оседание всей вышележащей толщи с образованием на земной поверхности мелких и крупных замкнутых понижений (блюдец, западин, воронок, провалов и т.п.) диаметром до 10, редко до 100-500 м. Суффозия часто сопровождает карстовые процессы в закрытом типе карста, формируя карстово-суффозионные воронки и провалы, но может протекать и как самостоятельный процесс.

Карстово-суффозионные процессы опасны для различных зданий и сооружений, а также для поглощения поверхностного стока.

Просадки – неравномерное опускание площадок уступов и поверхности отвалов, сложенных высокопористыми рыхлыми породами естественной и нарушенной структуры под слиянием собственного веса, вышеупомянутых динамических нагрузок и т.п. При просадках обычно не образуется сплошной поверхности скольжения. Особым видом просадочных явлений считаются провалы под влиянием карстовых процессов и подземных разработок.

Вышеперечисленные процессы, если они вызваны деятельностью человека и нарушают природное равновесие, называют ущербообразующими, т. е. наносящими экологический и экономический ущерб окружающей природной среде.[3] Например, основными поражающими факторами оползней, селей и обвалов являются удары движущихся масс горных пород, а также заваливание и заливание этими массами свободного ранее пространства. В результате происходит разрушение зданий и других сооружений, скрытие толщами пород населенных пунктов, объектов экономики, сельскохозяйственных и лесных угодий, перекрытие русел рек и путепроводов, гибель людей и животных, изменение ландшафта. Так, оползень в Италии в 1963 г. объемом 240 млн м3 накрыл 5 городов, погубив при этом 3 тыс. человек. В 1982 г. селевой поток протяженностью 6 км, шириной до 200 м обрушился на поселки Шивея и Аренда Читинской области. В результате были разрушены дома, автомобильные мосты, 28 усадеб, размыты и занесены 500 га посевных площадей, а также погибли люди и сельскохозяйственные животные. Экономический ущерб от этого селя составил около 250 тыс. рублей.

Воздействие на недра

Недра - верхняя часть земной коры, в пределах которой возможна добыча полезных ископаемых. Экологические и другие функции недр как природного объекта достаточно многообразны. Являясь естественным фундаментом земной поверхности, недра активно влияют на окружающую природную среду. В этом состоит их главная экологическая функция.

Основное природное богатство недр - минерально-сырьевые ресурсы, т.е. совокупность полезных ископаемых, заключенных в них. Добыча (извлечение) полезных ископаемых с целью их переработки - главная цель пользования недрами.

Недра - источник не только минеральных ресурсов, но и энергетических запасов (геотермальная энергия). Недра являются не только источником полезных ископаемых или резервуара для захоронения отходов, но и частью среды обитания человека в связи со строительством метрополитенов, подземных городов, объектов гражданской обороны и т.д.

Экологическое состояние недр определяется характером воздействия на них горнодобывающей, строительной и иной деятельности. В современный период масштабы антропогенного воздействия на земные недра огромны.

Недра нуждаются в постоянной экологической защите, в первую очередь от истощения запасов сырья, а также от загрязнения их вредными отходами, сточными водами и т.д.

С другой стороны, разработка недр оказывает вредное воздействие практически на все компоненты окружающей природной среды и ее качество в целом. Нет другой отрасли хозяйства, которую можно было бы сравнить с горнодобывающей промышленностью, по силе негативного воздействия на природные экосистемы, исключая разве что природные и техногенные катастрофы.

Окружающая среда испытывает значительные негативные изменения и при транспортировке минерального сырья, его переработке, строительстве горнорудных предприятий, подземных сооружений и т.д. [1]

СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ЛИТОСФЕРЫ ОТ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

 Говоря о защите и охране литосферы, стоит отметить, что антропогенное воздействие на природную среду может быть не только разрушительным (деструктивным), но и стабилизирующим и конструктивным. Если разрушительное воздействие приводит зачастую к необратимой утрате качеств природной среды, то стабилизирующее антропогенное воздействие –целенаправленное, с просчетом возможных негативных последствий и продуманным планом их предотвращения, воздействие на природные комплексы. Конструктивное антропогенное воздействие подразумевает целенаправленное восстановление утраченных качеств окружающей среды.

Наиболее рациональным способом защиты литосферы от отходов производства и быта является освоение специальных технологий по сбору и переработке отходов. В некоторых случаях производство отдельных видов товарной продукции из вторичного сырья (отходов) значительно проще и дешевле, чем из первичного природного сырья. Рациональной решение проблем защиты литосферы от промышленных отходов возможно при широком применении безотходных и малоотходных технологий и производств.

Малоотходная и безотходная технология должны обеспечить:

• комплексную переработку сырья с использованием всех его компонентов на базе создания новых безотходных производств;
• создание и выпуск новых видов продукции с учетом требований повторного ее использования;
• переработку отходов производства и потребления с получением товарной продукции или любое полезное их использование без нарушения экологического равновесия;
• использование замкнутых систем промышленного водоснабжения;
• создание безотходных территориально-производственных комплексов и экономических регионов. [5]

К основным направлениям по защите почв от деградации относятся следующие мероприятия: защита почв от заболачивания и засоления, водной и ветровой эрозии, загрязнения, предотвращение необоснованного изъятия земель из сельскохозяйственного оборота, рекультивация нарушенного почвенного покрова.

Для борьбы с заболачиванием в результате нарушения природного водного режима применяют различные осушительные мелиорации для понижения уровня грунтовых вод, например, устройство дренажей, открытых каналов, водозаборных сооружений и т.д.

Для предупреждения засоления почв необходимо предусматривать промывку орошаемых земель, с перехватом и отведением промывных вод с помощью дренажных систем, соблюдать нормы полива, выполнять гидроизоляцию оросительных каналов, для исключения фильтрации оросительных вод и подъема уровня грунтовых вод.

Для борьбы с водной эрозией необходимо проводить комплекс противоэрозионных мероприятий:

• предупреждение эрозии, которое заключается в отведении поверхностного потока с помощью специальных канав, устроенных в верховье склона;
• закрепление почвы корневой системой растительности, которая способствует фильтрации осадков в почву, снижает скорость поверхностного потока;
• распашка поперек склона;
• террасирование склонов, создание на них валиков, бороздок.

Для борьбы с ветровой эрозией предусматривают:

• высадку защитных лесных полос уменьшающих скорость ветра в приземном слое;
• агротехнические методы: минимальную обработку почвы (распашка без переворачивания почвы), полосное чередование культур, оставление стерни на полях и др.
• закрепление почвы растительностью или специальными полимерами.

Для предотвращения загрязнения почв пестицидами применяют природные методы борьбы с вредителями: использование естественных врагов, например, божья коровка питается тлей, насекомыми, опасными для цитрусовых культур, с многими сорняками борются с помощью растительноядных насекомых. Проблема состоит в том, чтобы выявить этих врагов и использовать их, не нанося ущерб другим видам.

Отчуждение земель при строительстве, складировании отходов, добыче полезных ископаемых необходимо сводить к минимуму:

• минимально использовать ценные сельскохозяйственные и лесные угодья для строительства, привязывать дорожные трассы, коммуникации к существующим трассам;
• соблюдать нормы отвода земель при строительстве;
• сохранять плодородный слой почвы при выполнении земляных работ;
• проводить рекультивацию нарушенных земель.

Для борьбы с образованием обрывов, обвалов, селей, карста и т.п. также проводят рад мероприятий.

Для борьбы с селями закрепляют поверхность земли посадками леса, расширяют растительный покров на горных склонах, особенно в местах зарождения селя, периодически пропускают воду с горных водоемов, устраивают противоселевые плотины, дамбы и другие защитные сооружения.

В районах развития карста применяются различные способы противокарстовой мелиорации. К ним относятся: регулирование поверхностного и подземного стока; тампонирование карстовых пустот путём нагнетания цементного, глинистого и битумного растворов; специальные устройства и сооружения (фундаменты с учётом специфики территории, армирование, ограничение этажности и плотности застройки и др.); устройство противофильтрационных завес и др.

Для предотвращения обвалов и оползней используются, например, специализированные металлические кольчужные и оцинкованные сетки двойного кручения. Это одно из самых эффективных решений для защиты скально-обвальных участков. Чтобы обломки горных пород не наносили ущерб автомобильным дорогам, защитные сетки монтируют таким образом, чтобы обломки падающей породы собирались в специализированных накопителях.