Экологические последствия структурно-вещественных преобразований отвальных пород терриконов
Терриконы являются неотъемлемой частью ландшафта больших и малых городов Донбасса. Только в Донецке их количество по разным источникам составляет от 120 до 138. Около 100 породных отвалов являются недействующими, из них только 25 считаются горящими. Из 32 действующих породных отвалов 28 - горящие. Высота породных отвалов Донецка колеблется в пределах от 8 м до 126, 6 м. Породы, идущие в отвал, образуются за счет проходки выработок (52%) и их ремонта (48%). Такие "пустые" породы складируются вблизи стволов шахт в виде терриконов высотой до 60-80 м и отвалов хребтовой формы (в сумме 92%), реже - плоских отвалов (8%). Средний литологический состав отвалов отражает состав угленосной толщи. Это аргиллиты (60-80%), алевролиты (10-30%), песчаники (4-10%), известняки (редко до 6%, обычно меньше), а также значительные примеси угля (6-20%). Кроме того, отвалы содержат существенную долю техно¬генных материалов - деревянной крепи, металлических изделий, проводов и пр. При отсыпке отвалов происходит гравитационная сегрегация породы, т.е. разделение отсыпаемых пород по размерам обломков и удельному весу. При этом крупные и тяжелые обломки концентрируются у подножья отвалов, а углистое вещество распределяется неравномерно. Наименьшую зольность имеют породы в средней по высоте части отвала, к вершине и основанию она повышается. Отвальная масса изученных шахтных терриконов имеет зольность в пределах 57-99%, составляя в среднем 88, 5%. Влажность изменяется от 0, 2% до 11, 7%, составляя в среднем 3, 4%. Содержание общей серы в отвалах колеблется от 0, 01% до 10, 9%. В составе общей серы преобладает сера сульфидная (84%) [1]. Попадая в терриконы, породы карбона испытывают значительные преобразования. Это связано с процессами выветривания, когда скальные, прочные породы разрушаются и превращаются в полурыхлые и рыхлые. Выветривание пород сопровождается изменением их минерального и химического состава. Значительная часть компонентов пород выщелачивается водными растворами и мигрирует в окружающую среду, локализуясь на различных барьерах в почво-грунтах, растительном покрове, в грунтах зоны аэрации и в водовмещающих породах. Наряду с выветриванием, которое распространено во внешней части терриконов, внутри них создаются благоприятные условия для окисления и последующего возгорания. Ведущая роль при этом принадлежит деятельности микроорганизмов. Окисление сульфидной серы осуществляется тионовыми бактериями. Они представляют собой обычно автотрофные микроорганизмы, использующие свободную СО2 на построении своего тела и получающие энергию при окислении серы и ее восстановленных продуктов. Изучение условий развития микроорганизмов в зонах окисления сульфидных месторождений установило их устойчивость при температурах от 2 до 70о С, рН среды - от 1 до 8 [2]. При этом развитие бактерий протекает в условиях высокой влажности породной массы. Эти данные показывают, что микроорганизмы устойчивы в условиях кислой среды, так как при окислении сульфидов образуется серная кислота, однако не переносят высокие температуры. Поэтому микроорганизмы начинают процесс окисления, который сопровождается выделением тепла, и разогревают определенную зону, а собственно горение может протекать внутри террикона в благоприятных условиях при доступе достаточного количества кислорода, когда происходит возгорание органической части угля. В подтверждение этих выводов говорит тот факт, что в пределах краевых частей терриконов существуют локальные очаги окисления, где существенного повышения температуры не отмечается, однако наблюдается выделение парообразной серной кислоты и налеты новообразованной сульфатной минерализации. Окисление и горение пород сопровождается выбросами широкого спектра летучих компонентов, которые выделяются из породной массы, обогащенной углистым веществом. Основным компонентом выбросов является водяной пар, который образуется при испарении и возгонке попадающих в зону горения атмосферных осадков, а также при высвобождении поровой и связанной воды минералов и пород. Вода является минералообразующей средой для большей части новообразованных минералов: сульфатов, гидрокарбонатов, карбонатов, фосфатов, арсенатов и др. Горящие терриконы выделяют пары, в которых кроме воды содержаться: серная кислота (сульфат-ион), углекислота, двуокись азота (нитрат-ион). При недостатке кислорода в очагах горения в парогазовых выбросах содержаться сероводород, углеводороды, аммиак, оксид углерода. В верхних частях терриконов, куда проникают обогащенные кислородом инфильтрогенные воды, горение протекает в условиях избытка кислорода. В более глубоких зонах горения отмечается недостаток кислорода, окислительные процессы протекают в анаэробных условиях. Очаги горения являются источниками горячих минерализованных, химически-агрессивных, насыщенных микроэлементами водных флюидов. При выходе на поверхность часть компонентов флюидов, попадая в условия низких температур и обилия кислорода, выделяется в виде корочек, налетов, натечных, кристаллических, сферолитовых агрегатов новых минералов, среди которых преобладают сульфаты, сульфиды и окислы. Другая часть улетучивается в атмосферу, пополняя ее вредными веществами. Сам процесс горения и порожденные им химически агрессивные флюиды полностью преобразуют минеральный и химический состав первичной породной массы, как в очагах горения, так и по его периферии. Вокруг очагов горения формируется своеобразная зональность, обусловленная перераспределением исходного вещественного состава. В процессе изысканий были выявлены в разных местах терриконов небольшие участки, где сохранились первичные рыхлые отвальные породы - различной формы и размеров куски аргиллитов, углистых аргиллитов, алевролитов и редко песчаников. Они выделяются по черному цвету породной массы. Вокруг этих участков устанавливается пограничная зона замещения, проявленная в изменении первичного цвета пород до бурых, вишневых оттенков, на фоне которых развиваются сульфаты желтого цвета. Они пропитывают массу породы, образуют различные налеты, корочки, прожилки и вкрапленники.
60+ интересных и серьезных фактов об экологии на планете Земля.
Люди – странные существа. Они боятся атомной войны, переживают, что планету захотят уничтожить недружелюбные инопланетяне, волнуются, что в далеком будущем Солнце исчезнет, но совершенно не задумываются о том, что именно их жизнедеятельность наносит самый большой ущерб экологии. Человек – единственное живое существо, которое каждый день загрязняет Землю и не испытывает никаких угрызений совести. Слово «экология» можно перевести с древнегреческого языка как «дом» или «имущество». Данный перевод полностью соответствует истине, ведь Земля – наш общий дом, и каждый из нас должен не только постоянно помнить об этом, но и делать все возможное, чтобы планета как можно дольше оставалась пригодной для жизни! Экологи вот уже который год подряд с тревогой сообщают о том, что Земля сильно страдает от бездумного и ненормированного техногенного воздействия. Экологические же проблемы только накапливаются, но практически никак не решаются ни на законодательном, ни на бытовом уровнях. Очень надеемся, что приведенные ниже интересные, печальные, веселые, забавные, грустные и серьезные факты об экологии еще раз напомнят каждому из нас, что Земля – наш дом, поэтому мы должны заботиться о ней, чтобы сохранить не только свое будущее, но и будущее наших потомков.
Интересные факты об экологии:
1. Каждые 30 – 35 километров среднестатистический легковой автомобиль выбрасывает в окружающую среду около 500 – 600 г газообразных отходов. Хотя 50 – 60 лет назад один среднестатистический легковой автомобиль каждые 30 – 35 километров выбрасывал в окружающую среду около 12,5−15 кг газообразных отходов, в те времена автомобилей было намного меньше, поэтому сейчас экология страдает сильнее, чем полвека назад.
2. Гарвардский биолог Уилсон утверждает, что каждый год с нашей планеты исчезает около 30 – 32 тысяч видов живых организмов. Если ситуация не изменится, то к концу 21 столетия на Земле останется только половина живущих на данный момент живых существ. 3.
Если средняя мировая годовая температура во всем мире повысится на 4 – 5 градусов, то леса исчезнут практически по всей территории Российской Федерации и в некоторых европейских странах.
4. Данные одного из докладов ООН гласят, что к 2050 – 2060 годам уровень кислотности вод Мирового океана увеличится на 140 – 160%, что повлечет за собой необратимые, негативные и очень серьезные изменения морских экологических систем.
5. В американском штате Колорадо есть встроенные в бордюры датчики, основная задача которых заключается в измерении уровня загрязнения окружающей среды каждым проезжающим мимо транспортным средством.
6. Ежедневно около 2−2,5 миллионов тонн человеческих отходов попадают в природные водные объекты.
7. Привычные для нас бутылки из пластика разлагаются около 500 – 550 лет.
8. Один литр машинного масла способен загрязнить более 1 миллиона литров питьевой воды. Многие люди могут подумать, что 1 миллион литров чистой воды – это реально много, но именно столько воды в год выпивает всего лишь 12 – 13 людей.
9. Ежегодно в воды Мирового океана попадает около 250 – 270 миллионов тонн изделий из пластмассы и пластика.
10. Среднестатистический одно- или двухэтажный дом, в котором живет семья из 3 – 4 человек, выделяет больше углекислого газа, чем только что купленный в салоне новенький автомобиль. Ученые утверждают, что дом, по сравнению с только что сошедшим с конвейера четырехколесным транспортным средством, выделяет углекислого газа в 2−2,5 раза больше.
11. За последние 55 – 65 лет площадь Гималайских ледников уменьшилась на 16 – 18%.
12. Около 14−14,5 тысяч людей каждый день гибнут из-за загрязнения воды.
13. Источником около 6 – 7% всего углекислого газа, который попадает в атмосферу и загрязняет её, является металлургия.
14. Примерно 20 – 22% всей пресной воды нашей планеты содержится во льдах Гренландии. Если они полностью растают, то уровень вод Мирового океана повысится на 7 – 8 метров.
15. Объем токсичных электронных отходов на нашей планете через 10 – 12 лет увеличиться в 500 – 550 раз.
16. Характеризующиеся особой влажностью леса Амазонки выделяют около 20% мирового запаса кислорода.
17. Во времена Средневековья кожевники использовали человеческую мочу для дубления и обработки изделий из натуральной кожи.
18. Церматт – небольшой населенный пункт в Швейцарии, по которому категорически запрещено передвигаться на автомобилях и других транспортных средствах с выхлопом. Здесь разрешено ездить только на велосипедах, электромобилях или гужевом транспорте.
19. Статус заповедника имеет около 12% всей поверхности планеты Земля.
20. Организм среднестатистической женщины ежегодно впитывает в себя 2−2,5 кг разных косметических средств.
21. Каждый шестой житель нашей планеты существует в неблагоприятных и опасных для его здоровья и жизни условиях.
22. Тибет является областью с самой незагрязненной и чистой экологией.
23. К 2025 – 2030 годам приблизительно 3 миллиарда людей из 48 стран будет испытывать серьезный дефицит питьевой воды.
24. Каждый год люди выбрасывают на свалку примерно 123 – 126 миллионов еще нормально работающих смартфонов, так как они просто надоедают своим хозяевам или же в продаже появляется новая модель. 25. Ежегодно производство пластмассы увеличивается на 8 – 11%.
26. Во всем мире на оружие и удовлетворение военных потребностей тратится в 12 – 14 раз больше денег, чем на помощь людям, живущим в развивающихся странах.
27. Около 6% всей поверхности планеты занимают болота и заболоченные территории, которые являются естественным фильтром Земли. За последние 80 – 120 лет было осушено около 50% всех болот.
28. Ежегодно энергопотребление Интернета увеличивается на 10 – 12%.
29. Протекающая через Манилу (столица Филиппин) река биологически мертва на все 100%. В её воде не могут выжить простейшие микроорганизмы, не говоря уже о более сложных формах жизни.
30. Согласно результатам многочисленных исследований самый чистый воздух можно отыскать на острове Тасмания, который находится недалеко от Австралии.
31. Приблизительно 100 – 120 литров воды необходимо затратить, чтобы вырастить 1 кг картошки. Для выращивания 1 кг риса необходимо потратить 4 тысячи литров воды, для выращивания 1 кг говядины – 13 тысяч литров воды.
32. Некоторые морские обитатели путают пластиковые пакеты с медузами, проглатывают их и погибают.
33. К 2033 – 2035 годамс снега на Килиманджаро полностью растают.
34. Более 35 миллионов жителей Российской Федерации вынуждены жить в тех населенных пунктах, где загрязненность воздуха настолько высока, что превышает санитарные нормы в 10 и более раз.
35. «Экопод» — британская компания, которая первой предложила изготавливать гробы из переработанной спрессованной бумаги.
36. Не любите проветривать спальню или любое другое помещение? А зря, ведь ученые доказали, что в тех закрытых помещениях, где один человек или несколько людей проводят много времени, воздух, по сравнению с уличным воздухом, грязнее в 20 – 25 раз.
37. За последние 5 – 7 лет арктический лед стал тоньше на 65 – 75 сантиметров.
38. На производство одного обычного гамбургера уходит 2450 – 2550 литров воды!
39. Пляжи Калифорнии по праву можно назвать самыми чистыми в мире, но во время очередного субботника на одном из калифорнийских пляжей волонтеры собрали примерно 330 – 340 тысяч окурков!
40. Каждый час население нашей планеты увеличивается на 9 – 10 тысяч человек.
41. Примерно 650 – 720 миллионов жителей Китая пьют не чистую, а загрязненную питьевую воду.
42. Каждый год в воды Мирового океана попадает около 5 – 6 тонн помады, теней, тональных кремов, кремов для загара и других косметических средств.
43. Около 70 – 80% всей пресной воды уходит на удовлетворение потребностей сельского хозяйства.
44. В Китае воздух настолько загрязнен, что людям, которые провели целый день на улице, намного полезнее было бы выкурить две пачки «легких» или одну пачку «тяжелых» сигарет!
45. Около 30 – 33% пресной воды, которая используется для сельскохозяйственных потребностей, можно сэкономить, если просто взять и усовершенствовать ирригационные системы.
46. Ежегодно на Земле вырубается около 11 – 12 миллионов тропических лесов, а насаживается в 10 раз меньше.
47. Самым загрязненным озером в мире является озеро Карачай, которое находится на территории Российской Федерации.
48. Парящие над территорией Китая загрязнения можно увидеть из космоса.
49. Каждый день жители Соединенных Штатов Америки выбрасывают в мусор столько алюминиевых банок из-под популярных газированных напитков, что их бы хватило для перестройки всех произведенных в США самолетов.
50. Шведы покупают у других стран мусор, а затем перерабатывает его и используют для получения электроэнергии. Только 4 – 5% мусора в Швеции закапывается в землю, остальные 95 – 96% становятся источником достаточно дешевой энергии.
51. Около 1 – 2% всех мусорных полигонов Соединенных Штатов Америки занимают обычные детские подгузники. Так как подгузники разлагаются примерно 250 – 260 лет, то через 140 – 220 лет они могут стать основным источником загрязнения воздуха в США.
52. Всемирно известный спортивный бренд Nike еще в прошлом столетии открыл в разных странах пункты приема потерявших товарный внешний вид кроссовок. Старую обувь перерабатывают и используют для изготовления беговых дорожек или покрытия спортивных площадок.
53. Американцы каждые 60 (!) минут сначала опустошают, а затем отправляют в мусор более 2−2,5 миллиона пластиковых бутылок. Из них только 210 – 280 тысяч выброшенных за сутки пластиковых бутылок используются как вторсырье.
54. Хельсингборг – город в Швеции, где благодаря местному крематорию отапливается около 60 – 62 тысяч зданий.
55. Многие экологические и экономические организации утверждают, что через 30 – 40 лет человечество все так же будет использовать ископаемые виды топлива для получения энергии, поэтому к 2050 – 2060 годам объем выбрасываемых в атмосферу парниковых газов увеличится на 45 – 55%!
56. KraftFoods – производящий кофе английский бренд, который создал первую эффективно работающую на кофейной гуще электростанцию. 57. Хотя количество жителей Соединенных Штатов Америки равняется всего лишь 5% населения нашей планеты, они производят около 30 – 35% мировых отходов и используют около 23 – 26% мировых ресурсов.
58. Около 33 – 35 миллиардов кВт/ч электроэнергии ежегодно затрачивается на рассылку спама (электронных писем с рекламой). Этой электроэнергии хватило бы для электроснабжения 2,3−2,5 миллионов среднестатистических жилых дом.
59. Из-за спама каждый год в атмосферу попадает приблизительно 16 – 18 миллионов тонн углекислого газа. Такое же количество углекислого газа за 12 месяцев выбрасывают в окружающую среду 3−3,5 миллиона автомобилей!
60. Протянутые между эвкалиптами искусственные лианы над австралийскими скоростными трассами позволяют коалам совершенно безопасно «переходить» проезжую часть.
61. Тепло, которое вырабатывается серверами датацентра одной из известных компьютерных компаний, в Швейцарии используют для подогрева воды в бассейне.