Екологічні аспекти геологічної діяльності людини

Курсова робота

Виконав студент ФПН-2 Козоріз Микола

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “КИЄВО-МОГИЛЯНСЬКА АКАДЕМІЯ”

Київ 1999

План

Вступ

Проблема крізь століття

Екогеологія

Сучасний стан проблеми

Типи промислового виробництва

Енергетика

Перспективи використання енергоресурсів

Екологічне обмеження розвитку різних видів енергетики

Альтернативні джерела енергії – вихід зі складної ситуації

Геологічні проблеми на Україні

Експлуатація залізорудних родовищ

Відторгнення родючих земель під гірничі відводи

Запилення і загазованість повітряного басейну

Науково технічний процес та екологія

Конфліктні ситуації промислового природокористування

Висновок

Використана література

Вступ

Протягом тисячоліть існування людина намагаючись вижити, борючись за своє життя, була вимушена використовувати ресурси планети. На початку це явище носило лише локальний характер, і природа цілком могла забезпечити потреби людини. Але в процесі еволюції людина ставала більш цивілізованою і потреби її зростали. Людина задовольняючи свої потреби почала планомірну розробку земних багатств. Непомітно для людства ця проблема переросла у світові масштаби, і наслідки її відобразились на “здоров’ї планети”. З часом проста геологічна діяльність зростала і вже простий видобуток і обробка ресурсів змінилася великими міжгалузевими комплексами. Тому говорячи в середні віки про екологічні аспекти геологічної діяльності людини ми могли тільки сказати який негативний вплив спричиняє процес амальгамації довкіллю, тобто забруднення носили локальний характер і були незначними. Але вже тоді люди почали задумуватися над цією проблемою. В наш час коли ми розглядаємо екологічні аспекти цієї діяльності, ми мусимо визнати, що це вже не тільки просте аерозольне забруднення довкілля пилом – це крупномасштабне, в рамках всієї планети забруднення промисловими екосистемами геосфер Землі. Щоб правильно оцінити дану ситуацію ми маємо розглядати не тільки добування, але й переробку, використання ресурсів та захоронення їх відходів. Нині ця проблема має світові масштаби, охоплює велику кількість галузей промисловості і тому потребує негайного комплексного вирішення на міжнародному рівні.

Проблема крізь століття

Взаємодія людини з геологічним середовищем – проблема не нова і своїм корінням вона йде від кам’яного віку, коли печери почали використовуватись первісними людьми як житло, а одним з перших знаряддям праці була кам’яна сокира. Цим вичерпувалось використання літосфери, і тільки катастрофічні геологічні процеси відігравали негативну роль у розвитку людської популяції. Визначаючими в взаємодії були природні, в тому числі і геологічні, фактори, а людина вимушена була присовуватись до них, маючи повну свободу для міграції і вибору місця існування. Ліміту геологічного простору як такого не існувало.

В наступні століття в процесі еволюційного розвитку людина розселились по всій планеті за виключенням полярних частин та високогірй. Відбувався процес концентрації населення в міських поселеннях і взаємодія людини з середовищем існування стала більш тісною, набуваючи рис своєрідного “партнерства” без істотної зміни екологічних функцій літосфери та інших географічних оболонок Землі. Але вже тоді почали проявлятися перші симптоми екологічних криз. Філософи Стародавньої Греції і Китаю ще до настання нової ери призивали до життя у злагоді з природою. Відносну гармонію того періоду порушували тільки повені, землетруси та виверження вулканів (загибель Помпеї).

Такі відносно гармонічні зв’язки між людиною і природою збереглись до моменту коли людина почала декларувати ідею про підкорення природи і невичерпності природних ресурсів. Джерело інтенсифікації тваринництва і поливного землеробства призвели до опустелювання та засолення земель, роблячи їх не придатними для використання багато міст Середньої Азії поховані в пісках пустель через антропогенну активізацію еолового процесу. Все це призводило до тяжких трагічних наслідків локального характеру. Гинули й переселялись племена і навіть народи, але екологічна криза несла тільки локальний характер і немала глобального розповсюдження. І тільки з кінця 17 ст. – початку 18 ст. вплив людини на середовище існування стало загальним, і, як правило, руйнівним. Почалась епоха техногенезу.

На цьому етапі дія людини на навколишнє середовище виражається у використанні енергетичних ресурсів та забруднення геосферних оболонок Землі. Процес техногенезу став явивищем грандіозним за своїм масштабом і небезпечним за своїми наслідками. Так, об’єм твердих викидів промисловості оцінюється у 20-30 млрд. тонн речовини, з яких близько половини складають органічні сполуки; випускається 2,1 млн. різноманітних речовин, які відсутні у природному середовищі; потрапляє у грунт близько ста млн. тонн мінеральних добрив і більше ніж 500000 тонн різноманітних токсикантів і за один рік з надр вилучається до ста млн. тонн мінеральної речовини. Освоєно 56% поверхні суші; щорічно у водойми скидається близько шістсот млрд. тонн промстоків, які потребують – 12-15 кратного розбавлення для їх нейтралізації. На фоні швидкого росту народонаселення це призвело до сучасної глобальної екологічної кризи, яку визнали майже всі вчені. Цілком природно буде сказати про виникнення нового геохімічного середовища міграції хімічних елементів та їх сполук у верхніх горизонтах літосфери та гідросфери, що випереджає адаптацію до неї живих організмів.

Екогеологія

Неоднозначна соціальна оцінка цієї ситуації. Існує дві полярні точки зору – технофобія, що постулює невичерпність природні ресурсів і панування людини над природою, і алармізм, який пропагандує невтручання у природні процеси. До цього слід додати, що згідно з глобальною моделлю розвитку цивілізації обидва ці підходи є не правильними і призводить до екологічної катастрофи.

Саме тому не має такої галузі суспільних та природничих наук, які б не торкнулися проблем екології. Всі ці галузі займають важливе місце в системі наук про землі і розповсюджується на всі види взаємодії людського суспільства з природою. В наш час екологія несе роль узагальнюючої науки, яка включає в себе екологічні напрямки геологічних, географічних, біологічних, медицинських і соціальних дисциплін. Питання – що відбудеться при втраті біосферної здатності підтримувати свої біохімічні цикли з розпадом екологічних систем – стало актуальнішим за можливість ядерного конфлікту. На думку багатьох спеціалістів, настав час розробки історико-геоекологічної основи для довгострокового прогнозування майбутнього земної екосистеми . іншими словами – настала необхідність розробки теоретичних і методичних основ розв’язку екологічних проблем. Поряд з цим не менш актуальним став практичний розвиток локальних екологічних питань пов’язаних з техногенними освоєннями тієї чи іншої території.

Реалії життя дали поштовх до екологізації соціальних та природничих наук. Так в останні роки з’явилася нова наука – екогеологія. Яка займається питаннями забруднення геосферних оболонок, їх моніторингом та пошуком шляхів виходу зі складних ситуацій. Вона зорієнтована на вивчення приповерхневої частини літосфери (верхні горизонти земної кори) як одної з основних абіотичних компонент високого рівня організації (від біоценозу до екосфери).

Сучасний стан проблеми

Проблема взаємовідносин людини з природою притягувала увагу великих вчених всіх епох, починаючи з античного часу, звідки дішло до нас уявлення про виснаження природи в зв¢язку з розвитком цивілізації, знищенням лісів, шляхом розширення використовуваних земель. Деградація навколишнього середовища на фоні індустріального й аграрного розвитку стала очевидною в другій половині 19 ст.: змінилися ландшафти земель, зникло багато видів тварин та рослин, виникли перші ознаки виснаження невідновних та погіршення якості відновлюваних ресурсів. Усе це визвало в кінці минулого століття появу суспільного руху за збереження дикої природи та раціоналізацію землекористування. Почали прийматися міжнародні заходи по охороні органічного світу, вводитися національні законодавства з природокористування. У зв'язку з невтішними соціально-економічними прогнозами Римського клубу і констатацією глобальної екологічної екологічної кризи К. Доксиадіс стверджував, що для нормальної екологічної рівноваги необхідна повна перебудова структури світового землекористування і відведення на доллю природи 80% суші, під сільського господарство не більше 10%, а на урбанізовані території і помислові комплекси всю іншу територію.

Але історично ситуація склалася інакше. Переслідування ідеї “підкорення природи”, “конструктивне природокористування“, втілення в життя ідей таких вчених як Д.Л. Арманд (ідея полягає в тому, що на землі не повинно бути невикористаних територій: під виробничі потреби людини повинно відводиться 90%, 9% - під рекреації і 1% залишати під заповідники.) призвели ло того, що за нинішніх умов природа вже незмозі ні відтворити втрачений генофонд, ні самостійно подолати наслідки необачливого поводження з нею.

Сучасному забрудненню навколишнього середовища властиве не тільки неухильне і зростаюче розповсюдження в просторі, але й різке збільшення різних форм його проявів.

Початок техногенного забруднення навколишнього середовища бере свій початок з незапам’ятних часів і втрачається в глибинах тисячоліть. Найдавніші ремесла якими оволоділа людина, були: будівництво, металургія, та деякі інші виробництва, які ми відносимо до хімічних технологій. В перші тисячоліття розвиток ремесел не спричиняв великої шкоди, забруднення , забруднення були несуттєві.

До розвитку металургії люди повині були використовувати самовідновлювані матеріали, такі, як деревина, причому використання йшло дуже повільними темпами порівняно зі швидкістю відновлення. Мідь була першим металом, який освоїла людина і почала використовувати в широких масштабах. В давнину було відомо шість металів: залізо, свинець, олово, мідь, срібло та золото. Однак вже тоді найбагатші поклади міді поблизу найбільших центрів цивілізації були повністю вичерпані і з'явились перші відходи виробництва у вигляді використаних порід та металургійних шлаків. Почали використоувати вже більш бідні і мало придатні до використання руди, так кількість відходів на 1т. металу, що виплавлялася, постійно збільшувалась. Взагалі, протягом всієї історії розробка родовищ нагадувала “збирання вершків” з переробки багатших руд. Так, в Північній Америці, в районі Верхнього озера, зустрічались ділянки мідних родовищ об’ємом декілька десятків кубічних метрів, що складалися з чистих мідних мінералів. В Германії, в районі Фрейберта в 12 ст. починають розроблюватись поліметалічні родовища. При цьому починають зароджуватись перші зачатки комплексного використання рудної сировини. Так , з свинцевих руд добували і мідь. В Мансфальді перероблювались мідні сланці, з яких також добувалось і срібло. При переробці руд благородних металів (золота, срібла) почав використовуватись процес альгамації, пов’язаний з використанням токсичної ртуті. Для видалення з руд срібла амальгацію застосовували в Південній Америці з середини 16 ст., а для видалення золота в Каліфорнії – в 19 ст. Процес амальгації в широких масштабах пізніше був витіснений процесом ціанування, який був запропонований російським вченим П.Р. Багратіоном таким чином одна токсична речовина – ртуть – була замінена іншої токсичною сполукою – цианідом.

Залізо знайшло своє використання в Єгипті за 1000 р. до Р.Х. Для виплавки заліза використовували горни. Металургія заліза розвивається також в Стародавній Індії і досягає достатньо високого рівня, як на ті часи. В древніх храмах Індії, побудованих до Р.Х., зустрічаються залізні балки довжиною до 6 м. Забруднення від давніх металургійних виробництв були малими не тільки через малі обсяги виробництва, але й завдяки використанню дров’яного вугілля, що при спалюванні давало менше токсичних речовин, ніж при спалюванні коксу, який використовується в сучасному металургійному виробництві. Примітивні хімічні виробництва зародились так, як і металургія, в стародавніх Єгипті та Індії. Виготовлення мила шляхом обробки жирів рослинною золою, вапняком і лугами природного походження також описано в Плінія. Фундамент майбутньої потужної “мильної” індустрії на основі розробленого Ніколасом Лебланом способу одержання соди з солі був закладений в 1787 році. У виробництві соди з’явилися побічні продукти, або так звані “відходи”, котрим не знаходили свого використання, тому їх як і в інших подібних випадках стали називати відходами. Кількість цих відходів ще більше зросла після розробленого в 19 ст. Сольве способу отримання соди, що супроводжується утворенням великих кількостей хлористого кальцію. Цей спосіб отримання соди використовується і до сьогодні. В 1916 році під час першої світової війни, через недостачу натуральних жирів в Германії був синтезований замінник мила, який був названий “некаль А”, який погано розчиняється у воді, таким чином було покладено початок забрудненням, пов’язаним з використання СМЗ.

Не дивлячись на те, що усі виробничі процеси розвивались без урахування їх впливу на навколишнє природне середовище і абсолютна кількість відходів і забруднень збільшувалась, комплексність використання багатьох видів сировини підвищувалась. Так в кінці 19ст. при перегонці нафти використовувався тільки гас, а легкі і тяжкі фракції просто викидались.

Приблизно половина продуктів переробки нафти йшла у відходи. Однак розвиток техніки, і в особливості автомобілебудування, визвав потребу великої кількості бензину, мастил, бітумів, і комплексність переробки нафти різко збільшилась.

Сільськогосподарські не грали важливої ролі до середини нашого століття, коли в непомірних масштабах і, головне, неправильно стали застосовуватись штучні добрива і пестициди, а масштаби сільськогосподарського виробництва створили труднощі в утилізації відходів тваринництва.

Так масштаби виробництва (до середини 20-го си.) не викликали великих ускладнень в масштабах всієї Землі, то і вчені, які розробляли нові технології не задумувались над негативними аспектами своєї діяльності. Яскравий приклад тому дає історія створення, використання і, нажаль, не повного заборонення використання ДДТ. ДДТ є добре відомим хлорорганічним пестицидом. Ця високо стабільна сполука була синтезована ще в 1874 році. В 1937 році були виявлені її пестицидні властивості, і в 40-х роках було налагоджено її масове виробництво. В 50-х роках всі з захопленням говорили про те, як чудово ця речовина бориться зі шкідниками народного господарства і начебто нешкідлива для людини. Пізніше було виявлено, що ДДТ здатен накопичуватись в навколишньому середовищі і концентруватись в трофічних ланцюгах, що є великою небезпекою для здоров’я людини. Було вирішено різко зменшити використання ДДТ.

Цей приклад ще раз нагадує нам про те як обережно потрібно відноситись до вибору нових технологій в майбутньому, коли прискорюється використання новітніх технологій, і наслідки їх застосування для природи залишаються поза увагою вчених. Нажаль, про лиха пов’язані із забрудненням навколишнього середовища, стає відомо або коли вміст отруйних речовин перевищує межі допустимих концентрацій, або коли шкоди заподіяна людям, проявляється через багато років.

Про абсолютні кількості утворюваного забруднення говорити тяжко, так як не має достовірної інформації по більшості особливо шкідливим речовинам. Однак про кількість викидів можна судити хоча б з розвитку деяких виробництв.

До 1800 року, за всю історію людства, було добуто 4 млн. т. міді та 5 млн. т. свинцю. За останні ж 130 років було видобуто в декілька разів більше. Всього до 1929 року було виготовлено 44 млн. т. міді, 60 млн. т. свинцю, 40 млн. т. цинку, 7,5 млн. т. олова, 33 тис. т. золота, 480 тис. т. ртуті, 470 тис. т. кадмію, 800 тис. тонн нікелю, 2,6 млн. тонн алюмінію і 3млрд. т чавуну. Значна частина з вироблених матеріалів розсіялась в біосфері.

З середини 20 ст. (1950) особливо швидко зростало виробництво нових металів і матеріалів, отже, і пов’язані з цим забруднення. Так, з 1950-1974 виробництво металів відомих з давніх часів (міді, свинцю, олова, ртуті, золота, срібла), і викопного палива зросло не набагато 2-3 рази, виробництво срібла й олова залишилось навіть на рівні 50-го року. За цей самий період різко зросло виробництво енергоємних, і забруднюючих природне середовище матеріалів, таких, як алюміній, нікель, пластичні маси, а з викопних – нафта. Особливо високими темпами зростало виробництво електроенергії. Різко збільшилось виробництво таких токсичних продуктів, як бензол 18,8 млн. тонн, дихлоретан (19,5 млн. тонн в 1975) вінілхлорид (11,3 в 1974). В 20 ст. основним забруднювачем в енергетиці які спалювали сірчисте паливо викидаючи в атмосферу на рік більше ніж 150 млн. тонн небезпечного сірчистого газу.

Типи промислового виробництва.

Промислове виробництво базується на переробці різноманітних видів природних ресурсів з отриманням або засобів виробництва, або корисних для людини продуктів. Звичайно промисловість підрозділяють на дві основні галузі – видобувну та переробну. Видобувна промисловість включає в