Рациональное использование минеральных ресурсов и проблемы экологии. Глобальные проблемы человечества
Природные ресурсы – это фундамент развития народного хозяйства страны. Они подразделяются на два основных вида: источники средств существования людей и источники средств производства. Ресурсы объединяются в четыре группы: минеральные, водные, земельные и биологические.
Минеральные ресурсы включают почти 200 видов, они исчерпаемы. По направлению использования ресурсы делятся на три группы: топливно-энергетические (нефть, газ, уголь, горючие сланцы, торф); металлорудные (руды черных, цветных, редких, благородных металлов); неметаллические (химическое сырье, технические руды, строительное сырье).
По степени разведанности запасы полезных ископаемых подразделяются на четыре категории: А, В, С1, С2, характеризующиеся различной степенью изученности. Запасы категории А изучены и детально разведаны, В и С1 – разведаны с относительно меньшей детальностью, С2 – оценены предварительно. Кроме того, выделяются прогнозные запасы для оценки новых месторождений, бассейнов и перспективных территорий. Разведанные и прогнозные запасы объединяются в общие геологические запасы.
Россия полностью обеспечена всеми видами минерального сырья и по их разведанным запасам занимает ведущее место среди крупнейших стран мира. В стране сосредоточено более половины мировых запасов угля и торфа, половина запасов древесины, 1/3 нефти и газа, 2/5 – калийных солей, 1/4 – фосфоритов и апатитов, 1/15 – гидроэнергетических ресурсов.
Главная особенность топливно-энергетических ресурсов – их неравномерное размещение по территории страны. В основном они сосредоточены в Восточной и Северной зонах России (свыше 90% их суммарных запасов). В этих регионах находятся наиболее крупные изученные и прогнозные запасы нефти и газа. Общая перспективная площадь по этим видам в Западносибирской и Тимано-Печорской провинциях составляет соответственно 1,5 и 0,6 млн. кв. км. Выявлены значительные прогнозные запасы газа на западе Якутии.
Из общих геологических запасов минерального топлива большая часть приходится на уголь. Запасы угля, размещение по территории страны угольных бассейнов и месторождений, сравнительно легкая их доступность и техническая проста эксплуатации обеспечили углю важную роль в топливном балансе Российской Федерации (14%). Общие геологические запасы углей в стране оцениваются в 5,7 трлн. т, в том числе бурых – 1,5 трлн. т и каменных – 4,2 трлн. т.
Ресурсы углей сосредоточены в бассейнах: Тунгусском (41% общегеологических ресурсов страны и 1,2% балансовых запасов), Ленском 29 и 0,8%), Канско-Ачинском (10,4 и 16%), Кузнецком (12и 41%), Таймырском (4 и 0,2%), Печорском (3,7 и 2,5%), Иркутском (1,3 и 3,5%). Ресурсы углей восточных районов разведаны еще слабо. Доля углей промышленных категорий (А+в=С1) в общих балансовых запасов составляет в настоящее время на Урале 95%, в Европейской зоне – 70%, в Восточной зоне – 30%.
По общим прогнозным запасам каменных и бурых углей представляет интерес Печорский бассейн, расположенный на территории Республики Коми, общей площадью 125 тыс. кв. км. Общегеологические запасы углей оцениваются в бассейне в 214 млрд. т, в том числе кондиционные – 43 млрд. т. Почти 80% углей залегает на глубине от 300 до 1800 м. Гидротехнические и гидрогеологические условия бассейна сложные, так как большая часть его площади (почти 80%) находится в зоне вечной мерзлоты.
Развитие печорского бассейна связано, прежде всего с обеспечением коксующимися углями предприятий черной металлургии. Они используются для производства кокса в Северном и Северо-Западном экономических районах и частично в Центральном районе. Затраты на производство кокса на 25% выше, чем кузнецкого, а реконструкция шахт обходится в 1,5 раза дороже.
В пределах 300 км от Москвы на площади в 120 тыс. кв. км расположен Подмосковный буроугольный бассейн. Бурые угли бассейна имеют высокое содержание зол (33%), серы (8%) и низкую теплоту сгорания (2570 ккал/кг). Запасы подмосковного бассейна оцениваются в 20 млрд. т, в том числе кондиционные – в 11 млрд. т. Затраты на добычу обходятся в 2,8 раза дороже затрат на добычу кузнецких углей.
Уральский район относительно беден угольными ресурсами. Общегеологические запасы углей составляют здесь 14 млрд. т, кондиционные – 11 млрд. т. на западном склоне Уральских гор расположен Кизеловский каменноугольный бассейн (разведанные запасы 660 млн. т). Месторождение бассейна характеризуется сложным строением пластов, сложной гидрологией. Пласты угля здесь небольшой мощности (0,2–5 м). Добыча 1 т угля обходится почти в 5 раз дороже добычи кузнецких углей. На Среднем и Южном Урале неширокой полосой простирается Челябинский буроугольный бассейн (разведанные запасы 1 млрд. т) со сложными горно-геологическими условиями. В Башкирии и северной части Оренбургской области расположен Южно-Уральский буроугольный бассейн. Добыча угля в этих двух бассейнах обходится в 4–6 раз дороже добычи кузнецких углей, следовательно, не может конкурировать с ними. В условиях рынка разработки должны быть остановлены, чтобы не распылять капитальные вложения, а сосредоточить их в нескольких эффективных бассейнах.
Подавляющая часть ресурсов углей размещена в Восточной зоне страны – 5,45 трлн. т (95,6% общероссийских запасов). Большая часть ресурсов углей находится в неосвоенных районах Восточной зоны (около 80%) с суровыми климатическими условиями (в Тунгусском бассейне – 2345 млрд. т, Ленском – 1650 млрд. т, Таймырском – 234 млрд. т и др.).
Вместе с тем на Востоке России размещаются удобные для промышленной разработки ресурсы углей, дающие большой экономический эффект. Среди них выделяются угольные ресурсы Кузнецкого бассейна. Он занимает территорию в 26 тыс. кв. км. Геологические условия изученной части бассейна разнообразны. Глубина залегания углей небольшая (150 – 300 м, а в среднем 185 м), и лишь на отдельных площадях она достигает 450 – 600 м. В бассейнах распространены в основном каменные угли разного качества с невысокой зольностью, небольшим содержанием серы, легкообогатимые.
Общие геологические запасы углей Кузнецкого бассейна оцениваются в 725 млрд. т, в том числе кондиционные – в 643 млрд. т (по промышленным категориям А+В+С1 – 60 млрд. т и С2 – 61 млрд. т). Запасы коксующихся углей составляют: общегеологические – 238 млрд. т, кондиционные – 205 млрд. т, балансовые – 45 млрд. т. Почти 90% запасов энергетических углей могут добываться открытым способом. Они размещены в центральных районах бассейна (Бачатском, Прокопьевско-Киселевском), в южных районах (Томь-Усинском и Мраском) и в Ерунаковском районе.
По величине общих и разведанных запасов углей, по их доступности для промышленного освоения, по высокому качеству углей Кузнецкий бассейн не имеет себе равных в России; объем добычи кузнецких углей при необходимости может быть увеличен с 93 млн. т в 1995 г. до 350 млн. т в перспективе.
Большое значение для добычи углей открытым способом в стране имеет Канско-Ачинский бассейн. Западная часть бассейна (Итатский район) расположена в Кемеровской области, центральная часть – в Красноярском крае и восточная часть – в Иркутской области. Бассейн простирается вдоль Транссибирской железнодорожной магистрали на протяжении 700 км, имеет ширину от 50 до 300 км. Месторождения имеют мощный пласт (от 10 до 90 м) при мощности вскрыши от 5 до 8 м. Коэффициент вскрыши – от 1 до 3 куб. метров на тонну. Угли имеют теплоту сгорания 2800 – 4000 ккал/кг. По содержанию золы они относятся к низко- и среднезольным (8–12%), что исключает необходимость их обогащения. Угли малосернистые, содержание серы около 1%.
Общегеологические запасы углей в Канско-Ачинском бассейне исчисляются в 601 млрд. т, в том числе кондиционные – в 450 млрд. т, разведанные балансовые запасы (категории А+В+С1) – в 72 млрд. т.
Размещение бассейна в промышленно освоенном районе позволяет использовать его ресурсы при сравнительно небольших затратах на инфраструктуру. Потенциальные возможности Канско-Ачинского бассейна превышают возможности других разведанных бассейнов России и оцениваются объемом годовой добычи в 1 млрд. т. Технико-экономические показатели здесь самые низкие по сравнению с другими бассейнами и месторождениями. Приведенные затраты на добычу 1 т условного топлива меньше в 2,2 раза, чем в Кузбассе, в 6,3 раза – чем в Подмосковском бассейне, в 4,2 раза – чем в Печорском бассейне, в 3,7 раза – чем в Южно-Якутском бассейне.
Минусинский бассейн размещается в Хакасии. Он располагает каменными углями, зольность которых 10–15%, теплота сгорания 4900–5500 ккал/кг. Угли по качественным показателям близки к кузнецким. Общегеологические запасы углей – 32 млрд. т, в том числе кондиционные – 23 млрд. т (промышленные запасы по категориям А+В+С1 – 3 млрд. т). Угли залегают на глубине до 300 м. Мощность пластов 1 – 20 м. Запасы Минусинского бассейна, пригодные для открытой добычи, составляют 2,5 млрд. т. Коэффициенты вскрыши небольшие (4–5 куб. м/т).
Угольные ресурсы тунгусского бассейна огромны. Общегеологические запасы оцениваются в 2,34 трлн. т, в том числе кондиционные – 2,1 трлн. т. Разведанные запасы – 5 млрд. т. В настоящее время в бассейне эксплуатируются Норильское и Кайерканское месторождения, уголь которых поставляется в Норильский промузел.
Общегеологические запасы углей Иркутского бассейна исчисляются в 76 млрд. т, в том числе кондиционные – 31 млрд. т и промышленные (категории А+В+С1) – 7 млрд. т. Почти 60% разведанных запасов угля доступны для добычи открытым способом. Добыча угля может в бассейне может развиваться за счет Мугунского, Азейского буроугольных месторождений и Новометелкинского каменноугольного месторождения. Потенциальные возможности годовой добычи – 70 млн. т.
В Забайкалье расположены три относительно крупных месторождения угля: Харанорское и Татауровское буроугольное и Тугнуйское каменноугольное. Харанорское месторождение (общие запасы 2 млрд. т, по категориям А+В+С1 – 1 млрд. т) находится в промышленной разработке. Татауровское (общие запасы 0,7 млрд. т, промышленные – 0,5 млрд. т) размещено на площади затопляемой поймы реки Ингоды, и в связи с этим освоение его затруднено. Тугнуйское месторождение имеет пласты мощностью 5–50 м, но вскрышные породы значительной крепости.
Ленский бассейн по запасам угля занимает 2-е место в России. Общегеологические запасы – 1,65 трлн. т, разведанные – 2 млрд. т.
Южно-Якутский бассейн расположен в зоне Байкало-Амурской магистрали. Общие запасы углей составляют 23 млрд. т (коксующихся – 21 млрд. т), в том числе кондиционные – 20 млрд. т. бассейн разведан слабо. Запасы углей по промышленным категориям А+В+С1 исчисляются в 2,6 млрд. т. Нерюнгринское месторождение представляет собой мощный пласт (от 20 до 70 м). На Чулманском месторождении имеется пять рабочих пластов мощностью 1 – 10 м. На базе обогащения смеси чулманских и нерюнгринских углей можно получать металлургический кокс высокого качества.
Запасы углей для открытой добычи размещены в Амурской области и Приморском крае. Райчихинское месторождение имеет общие запасы в 0,5 млрд. т, Свободненское – 1,75 млрд. т. Помимо этого угольные ресурсы сосредоточены в Буреинском бассейне (Хабаровский край), общие запасы которого исчисляются в 15 млрд. т. В Сахалинской области общие запасы угля составляют 12 млрд. т, в магаданской области – 103 млрд. т, в камчатской области – 20 млрд. т.
Ресурсы природного газа имеют исключительно важное значение. Удельный вес газа в топливном балансе России составляет 42% (1-е место).
В Западной Сибири сосредоточено свыше 70% промышленных (категории А+В+С1) и почти 60% потенциальных запасов природного газа России. Уникальна северная газоносная провинция Западной Сибири. Она занимает территорию в 620 тыс. кв. км. Здесь расположены крупнейшие месторождения – Уренгойское, Ямбургское, Тазовское, Ямальское, Крузенштерновское и Медвежье. Развитие газодобывающей промышленности в Западной Сибири характеризуется высокой экономической эффективностью.
Помимо этого к крупным месторождениям природного газа относятся Оренбургское (Урал) и астраханское (Поволжье).
Попутно с газом месторождения содержат ценные компоненты: серу, гелий и газоконденсат. На территории Республики Коми разведано Вуктыльское месторождение газа и газоконденсата.
Наиболее значительные месторождения природного газа Северного Кавказа – это Дагестанские огни (Дагестан); Североставропольское и Пелагиадинское Ставропольский край); Ленинградское, Майкопское, Минское и Березанское (Краснодарский край).
Месторождения нефти расположены в основном на территории западной Сибири, Поволжья, Урала и Северного экономического района. По запасам нефти выделяется Западносибирский экономический район. В нем сосредоточено почти 2/3 запасов нефти страны. Выявлены прогнозные запасы нефти в пределах Среднеобской провинции. На ее территории размещены Сургутский, Нижневартовский и Южно – Сургутский нефтяные районы.
В Сургутском районе обнаружены Усть-Балыкское, Западно-Сургутское, Лянторское и Быстринское месторождения нефти; в Южно-Сургутском районе – Мамонтовское, Среднебалыкское, Мало-Балыкское, Верхнесалымское, Правдинское, в Нижневартовском районе – Самотлорское, Мегионское, Ватинское, Локосовское, Аганское, Самойловское, Белозерское и Соснинское.
Месторождения Западной Сибири имеют исключительную концентрацию запасов. Этим объясняется высокая эффективность геологоразведочных работ. Затраты на подготовку 1 т нефти в Западной Сибири ниже в 2,3 раза, чем в Татарии, в 5,5 раза – чем в Башкирии, в 3,5 раза – чем в Коми, в 8 раз – чем на Северном Кавказе. Нефтеносные структуры выявлены в Республике Коми. Здесь размещаются такие месторождения, как Ухтинское, Юшдское, Войвожское, Нибельское, Омринское, Пашнинское и др.
В Пермской области открыто свыше 30 нефтяных месторождений. На территории Оренбургской области выявлено более 40 нефтеносных структур и месторождений. В Татарстане известно Ромашникинское месторождение, которое эксплуатируется путем закачки воды в пласт. Нефти Татарии смолисты, серисты и парафинисты (так называемые тяжелые нефти).
Запасы торфа в России оцениваются в 146,2 млрд. т. Они составляют почти 60% мировых ресурсов торфа. В основном эти запасы сосредоточены в Уральском районе (74,1 млрд. т или свыше 50% общероссийских запасов), в Западной Сибири (соответственно 36,4 млрд. т или почти 25%).
Следует отметить, что природные условия в Северной зоне России определяют значительный рост трудовых затрат и повышают расходы на обустройство работающих в сравнении с центральными европейскими регионами. Обустройство одного работника обходится в нижнем Приобье (Тюменская область) в 3,3 раза, а в Среднем Приобье – в 2,5 раза дороже, чем в среднеевропейской части страны.
Тяжелые природные условия усложняют и удорожают все виды работ. Затраты на строительство наземных транспортных путей в 3 -5 раз, а промышленных сооружений в 4 – 7 раз выше. Необходимы дополнительные капиталовложения для поддержания экологического равновесия в связи с неустойчивостью природной среды. Несмотря на это, разработка природных богатств в Северной и Восточной зонах дает стране значительный эффект. Затраты на добычу угля по ведущим бассейнам востока (Канско-Ачинский и Кузнецкий) в 2 – 3 раза, а тепловой электроэнергии в 3 – 4 раза ниже, чем в Европейской зоне; нефть Западной Сибири в 1,5 раза, а природный газ в 2 раза дешевле, затраты гидроэнергии в Восточной Сибири в 4 – 5 раз ниже, чем в Европейской части. За 30 лет произошли огромные изменения в топливно-энергетической базе страны. Вместе с расширением ее границ увеличилась удаленность ресурсов от основных потребителей, подорожала их добыча. Средняя глубина нефтяных скважин увеличилась в 2 раза. Затраты на добычу тюменской нефти выросли более чем в 3 раза, газа – в 2,5 раза, кузнецкого угля – в 1,25 раза. Несмотря на это, одно из основных условий топливно-энергетической базы – надежность оценки ее ресурсов.
Железные руды разделяются на ряд типов: бурые железняки, красные железняки, магнитные железняки 9 магнитные руды) и др. Экономическая оценка железорудных месторождений определяется качественной характеристикой руды: удельным весом в ней железа и других элементов, обогатимостью. Содержание железа в богатых рудах колеблется в пределах 45–70%, а в бедных – 25–42%. К полезным примесям относятся: никель, марганец, ванадий и др., к вредным – фосфор и сера.
В России сосредоточено более 40% мировых запасов железных руд. Общие балансовые запасы составляют около 65 млрд. т, в том числе 45 млрд. т промышленных категорий (А+В+С1). Почти 30 млрд. т (43%) представлено рудами, содержащими в среднем свыше 50% железа, которые могут использоваться без обогащения, и 15 млрд. т (33%) – рудами, пригодными к обогащению по простым схемам.
Из разведанных запасов железных руд на долю Европейской части России приходится 88%, Восточной 12%. Крупным железорудным бассейном является Курская магнитная аномалия (КМА), где сосредоточено 66% общих балансовых руд страны. КМА охватывает в основном территорию Курской и Белгородской областей. Мощность пластов достигает 40 – 60 м, а в отдельных районах – 350 м. Руды, залегающие на значительной глубине, содержат 55–62% железа. Балансовые запасы железных руд КМА (категории А+В+С1) оцениваются в 43 млрд. т, в том числе 26 млрд. т с содержанием железа до 60% и 17 млрд. т железистых кварцитов с содержанием железа до 40%.
На территории Северного экономического района расположено три месторождения железных руд – Ковдорское, Оленегорское (Мурманская область) и Костомукшское (Карелия). Ковдорское – месторождение с содержанием железа около 32% и повышенным содержанием фосфора (3%). Руды хорошо обогащаются с выделением апатита. Руды Оленегорского месторождения содержат 33% железа, а также марганец, титан и алюминий, залегают на небольшой глубине и имеют мощный пласт (от 30 до 300 м). Костомукшское месторождение осваивается совместно с Финляндией. Железорудные ресурсы Уральского района представлены четырьмя группами месторождений: Тагило-Кушвинский, Качканарский, Бакальской, Орско-Халиловской.
Тагило-Кушвинская группа включает месторождения гор Благодати, Высокой и Лебяжьей. Содержание железа в рудах 32 – 55%. Эта группа служит сырьевой базой Нижнетагильского комбината. Месторождение эксплуатируется открытым и подземным способами.
Качканарская группа месторождений расположена на восточном склоне Уральских гор (Свердловская область). 1 т условного топлива в Сибири обходится в 3 раза дешевле, чем в других регионах страны. Руды титано-магнитовые, бедные по содержанию железа (17%), но легкообогатимые. Они содержат ванадий и незначительный процент вредных примесей и служат сырьевой базой Нижнетагильского комбината и Чусовского завода.
Бакальская группа железных руд расположена на западном склоне Уральских гор (Челябинская область). Содержание железа в бурых железняках составляет 32 – 45%. Руды содержат марганец и очень мало вредных примесей. Они поставляются на Челябинский и Саткинский металлургические заводы.
Орско-Халиловская группа месторождений размещена на восточном склоне уральских гор (Оренбургская область). В рудах обнаружены никель, кобальт, хром; содержание железа 35 – 55%. Группа служит сырьевой базой Орско-Халиловского комбината.
На территории Западносибирской равнины открыт крупнейший в мире железорудный бассейн – Западносибирский. Площадь бассейна составляет около 260 тыс. кв. км. Геологические запасы исчисляются в 956 млрд. т.
Большой интерес представляют железистые кварциты Чаро-Токкинского и Олекминского месторождений с прогнозными запасами более 6 млрд. т, но разведаны они пока недостаточно.
Цветная металлургия является одной из наиболее трудоемких, капиталоемких и энергоемких отраслей промышленности. В структуре затрат расходы на сырье превышают 50%. Чтобы получить 1 т никеля, необходимо добыть и переработать почти 200 т руды, 1 т олова – свыше 300 т руды.
По запасам меди в России выделяются Уральский (60% добычи медных руд) и Восточносибирский (40%) экономические районы. Небольшие запасы этих ресурсов имеются также на Северном Кавказе и в Алтайском крае.
Одни из наиболее распространенных месторождений медных руд – медно-колчедановые. В них кроме меди содержатся сера, цинк, золото, серебро, кобальт и другие компоненты. Руды этого типа залегают на Урале. Другой тип месторождений медных руд – медистые песчаники. Основное месторождение этого типа – Удоканское (Читинская область). На территории России имеются также медно-никелевые руды магнетического происхождения. Они разрабатываются в Норильском, Талнахском и Октябрьском месторождениях (Красноярский край).
Свинцово-цинковые руды, как правило, встречаются в природе вместе с медью и серебром. Иногда в этих рудах содержатся висмут, селен, теллур и другие металлы. Поэтому свинцово-цинковые руды называют полиметаллическими. В рудах большинства месторождений на первом месте стоит цинк, которого содержится в 1,5 – 2 раза больше, чем свинца.
Переработка полиметаллических руд отличается чрезвычайной сложностью. Первый этап – обогащение (отделение от пустой породы). Второй этап – выделение руд отдельных металлов (цинка, свинца, серебра, меди и др.). Третий этап – выплавка металлов.
В западной части Енисейского кряжа обнаружена полиметаллическая провинция с месторождениями нового генетического типа, ранее неизвестного ни в России, ни за рубежом. Полиметаллические месторождения относятся к докембрийским карбонатным породам.
Одно из крупнейших в мире – Горевское полиметаллическое месторождение (Красноярский край). Рудные тела месторождения представлены залежами мощностью от 5 до 30 м. Основные полезные компоненты в рудах – свинец и цинк. Среднее содержание свинца в горевских рудах в 4 раза превышает среднее содержание свинца в рудах эксплуатируемых в стране месторождений. Промышленный интерес представляют также содержащиеся в рудах серебро и другие редкие металлы. Руды этого месторождения относятся к прожилково-вкрапленному типу с отдельными участками массивных руд. Горевские руды хорошо обогащаются. Из кондиционных концентратов извлекается до 96% свинца и 85% цинка. Гидрологические условия месторождения крайне сложны в связи с расположением большей их части под руслом реки Ангары.
На базе Горевского месторождения, не имеющего себе равных по запасам свинца, началось создание крупного горно-обогатительного предприятия. Освоение месторождения позволяет в 3 раза увеличить выпуск свинца в стране.
Сумма единовременных капитальных вложений, необходимых для освоения Горевского месторождения (с учетом затрат в гидротехнические объекты), должна быть в 1,5 раза выше, чем по другим свинцово-цинковым месторождениям страны, намечаемым к эксплуатации.
Однако благодаря крупным масштабам производственных операций рудника и благоприятным топливно-энергетическим показателям переработки руды разработка Горевского месторождения по расчетам будет рентабельной. Издержки производства на 1 руб. годового выпуска товарной продукции Горевского горно-обогатительного комбината будут в 2,5 раза ниже, чем в среднем по отрасли. Окупаемость капитальных вложений – 2,5 года.
Высокоперспективно для производства цинка и свинца Холоднинское месторождение полиметаллических руд. По предварительным данным, оно в 3 раза превосходит по запасам Горевское месторождение. В связи с тем что Холоднинское месторождение расположено вблизи озера Байкал, оно может быть освоено только по безотходной технологической схеме, экономическое обоснование которой еще не выполнено.
Для производства алюминия используются три вида сырья: бокситы, нефелины и алуниты, главные из них – бокситы. Содержание глинозема в бокситах 40–70%.
Месторождения бокситов размещены в Свердловской (Северо-уральское) и в Челябинской (Южно-Уральское) областях, в Башкирии (Сулейское), в Ленинградской (Тихвинское) и других областях. Из нефелинов (наряду с глиноземом) вырабатываются цемент, сода и поташ. Крупнейшие месторождения расположены в Мурманской (Хибинское) и Кемеровской (Кия-Шалтырское) областях, в Красноярском крае (Горячегорское, Тулуюльское и Кургусульское).
Золото встречается в виде кварцево-золотоносных жил и в россыпях. Кварцево-золотоносные жилы распространены на Урале, в Алтайском крае, в Горной Шории, в Иркутской области, в Якутии, в Магаданской области.
Сырьем, из которого вырабатываются фосфорные удобрения, служат апатиты и фосфориты. Их балансовые запасы в России превышают 8 млрд. т. В Мурманской области расположено самое крупное в мире Хибинское месторождение апатитов с балансовыми запасами в 2,7 млрд. т. Попутно с апатитами добывается нефелин.
Месторождения фосфоритов в основном сосредоточены в Европейской зоне. Среди них выделяется Вятско-Камское (Кировская область) с балансовыми запасами в 1,6 млрд. т.
Калийные соли сосредоточены в Верхнекамском бассейне (Пермская область). Его балансовые запасы исчисляются в 21,7 млрд. т.
Сера, серный колчедан служит сырьем для получения серной кислоты. Самородная сера имеется в Самарской области, в Дагестане и Хабаровском крае. Серный колчедан широко распространен на Урале. Запасы поваренной соли на территории России огромны. Особое место занимает Восточная Сибирь (87% общероссийских запасов). Здесь расположен крупнейший Ангаро-Ленский соленосный бассейн. Большая часть территории Иркутской области представляет собой единое огромное месторождение каменной соли с запасами, во много раз превышающими мировые. Только на средней части Иркутского амфитеатра (Тайштет – Усть-Кут) геологические запасы каменной соли оцениваются в 300 трлн. т. Суммарная мощность пластов соли в этом районе составляет 300 -400 м. Промышленные запасы соли на каждый километр исследованной площади составляют свыше 500 млн. т. таким образом, практически любая площадь в Иркутском амфитеатре имеет запасы соли, достаточные для обеспечения потребности типового электрохимического комбината.
В Красноярском крае расположена Канско-Тасеевская соленая провинция – часть Ангаро-Ленского бассейна. Ее общегеологические запасы исчисляются в 41 млрд. т. Соль, производимая на Усольском солевакуумном заводе, обходится в 2,5 раза дешевле, чем в Урала-Волжском регионе.
Месторождения слюды в основном сосредоточены в Северной зоне страны – Майский и Алданский районы (Якутия), Слюдянский (Иркутская область). Запасы слюды имеются также в Карелии и Мурманской области.
Промышленные запасы асбеста найдены на Урале – Баженовское (Свердловская область) и Киембаевское (Оренбургская область) месторождения. Уникально Молодежное месторождение асбеста (Бурятия).
Запасы алмазов находятся в Якутии (Мир, Айхал, Удачная), В Пермской (Вишерское) и Архангельской (Ломоносовское) областях.
Итак, сравнивая ресурсы всех районов, Сибирь – один из наиболее богатых минеральными ресурсами район. Здесь сосредоточена основная часть ресурсов, которые обеспечивают не только сам район, но и остальную часть России. Крупные запасы природных богатств и благоприятные условия их эксплуатации обуславливают высокую эффективность их вовлечения в хозяйственный оборот.
Верхняя часть литосферы подвергается интенсивному техногенному воздействию в результате хозяйственной деятельности человека, в том числе при проведении геологоразведочных работ и разработке месторождений полезных ископаемых. Возникающие в связи с этим негативные изменения нередко приводят к непрерывной ее перестройке и появлению опасных и необратимых в экологическом отношении процессов и явлений. Изменения, происходящие в верхней части литосферы, оказывают существенное влияние на экологическую обстановку в конкретных районах, так как через ее верхние слои происходит обмен веществ и энергии с атмосферой и гидросферой, что в итоге приводит к заметному воздействию на биосферу в целом.
Верхние слои литосферы в пределах территории Беларуси испытывают интенсивное воздействие в результате проведения инженерно- геологических исследований и геологоразведочных работ на различные виды полезных ископаемых.
При этом отчуждаются сельскохозяйственные и лесные угодья, происходит изменения теплового баланса недр, загрязнение окружающей среды нефтепродуктами, буровым раствором, кислотами и другими токсичными компонентами, используемыми при проводке скважин. Проведение сейсмических исследований с применением буровзрывных работ, плотность которых особенно высока в пределах Припятского прогиба, вызывает нарушение физико- химических свойств почвы и верхних слоев литосферы, загрязнение грунтовых вод, техногенные изменения минерального состава отложений.
Разработка месторождений полезных ископаемых негативно воздействует на атмосферный воздух (пылеаэрозольная и газовая загрязненность).
Степень такого влияния во многом зависит от способа разработки месторождений и объемов добычи полезных ископаемых.
Исходя из горно-геологических условий залегания полезных ископаемых применяются скважинный, карьерный и шахтный способы разработки месторождений. Посредством буровых скважин производится разработка месторождений пресных вод и минеральных подземных вод, поваренной соли и нефти. Пробурено около 35 тыс.скважин глубиной свыше 20 м для организации хозяйственно- питьевого водоснабжения, 240 скважин для добычи минеральных вод, 12 специализированных рассолодобывающих скважин на Мозырском месторождении поваренной соли и более 2 тыс. глубоких скважин для поиска запасов нефти, в том числе 7 скважин глубиной свыше 5 тыс.метров. Самая глубокая нефтяная скважина (5420м) находится в Светлогорском районе.
В 2005г. из недр Беларуси через буровые скважины добыто около 3 млн.м? в сутки минеральных вод, 1,8 млн.т нефти.
В процессе эксплуатации месторождений нефти наносится значительный вред прилегающим к скважинам территориям. Источником загрязнения помимо нефтепродуктов являются отработанные буровые растворы и шламы, загрязненные сточные воды, которые попадают в местные водные объекты.
В Беларуси наиболее распространен карьерный способ разработки минеральных ресурсов, особенно при добыче строительных материалов и другого нерудного сырья. За последние 15 лет разработано свыше 1000 карьеров. Около 600 из них рекультивировано или законсервировано. Карьерные разработки негативно воздействуют на атмосферу, поверхностный слой земли и водные горизонты.
Подземный (шахтный) метод разработки применяется на Старобинском месторождении калийных солей, где работают 4 рудника. Максимальная глубина разработки (900м) достигнута на четвертом руднике. Используемая система добычи калийных солей значительно изменила природные ландшафты Солигорского района. Здесь наблюдается просадка земной поверхности, деформация пород над горными выработками и под солевыми отвалами, отмечается повышенная сейсмическая активность. В результате добычи калийной соли под отвалами извлеченной из недр породы оказались плодородные суглинистые почвы, а стекающие с отвалов дождевые и талые воды представляют опасность как источники загрязнения грунтовых вод. Просадка земель на территории ПО «Беларуськалий» прослеживается на площади 120- 130 км?.
Гигантские карьеры добычи гранита (Микашевичи), доломитов и известняков (Руба), множество мелких карьеров строительных материалов и торфа обезображивают природные ландшафты. Вокруг карьера (Микашевичи) образовалась крупная депрессионная воронка. Ее радиус по отдельным направлениям доходит до 6-7 км и продолжает увеличиваться.
Особенностью добычи полезных ископаемых является их временный характер: при истощении запасов полезного ископаемого горные работы на месторождений прекращаются. В связи с этим разработку месторождений целесообразно вести так, чтобы формируемые при этом новые ландшафты, выемки, отвалы, инженерные сооружения могли в последующем с максимальным эффектом использоваться для других народнохозяйственных целей. Это обеспечит снижение негативного воздействия горных работ на окружающую среду и уменьшит затраты на ее восстановление.
Авария на Чернобыльской АЭС привела к радиоактивному загрязнению значительной части минерально-сырьевых ресурсов страны, оказавшихся в зоне ее негативного воздействия. По данным исследований, проведенных Белорусским научно-исследовательским геологоразведочным институтом, в зоне радиоактивного загрязнения оказались 132 месторождения минерально-сырьевых ресурсов, в том числе 59 разрабатываемых. Это, главным образом, месторождения глины, песков и песчано- гравийных смесей, цементного и известкового сырья, строительного и облицовочного камня. В зону загрязнения попали также Припятский нефтегазоносный бассейн и Житковичское месторождение бурого угля и горючих сланцев.
Охрана недр рассматривается как система мероприятий, обеспечивающая сохранение существующего разнообразия и рациональное использование геологической среды, образование особо охраняемых геологических объектов, имеющих особую научную, историческую, культурную, эстетическую и рекреационную ценность.
Обращение с отходами. Ежегодный прирост объемов отходов производства составляет в среднем 7-9%.
Объем накопленных отходов на объектах хранения увеличился за 2007 год на 3,3% и составил на конец года 869 млн.т. Наибольшие объемы накопления характерны для отходов РУП «Беларуськалий» (837,3 млн.т).
Наиболее значительное накопление производственных отходов в Гомельской области по сравнению с другими областями объясняется большими объемами скапливания фосфогипса в Гомеле (18337,6 тыс.т) и гидролизного лигнина в Речице. Отвалы лигнина близ Бобруйска обусловили значительный объем аккумуляции производственных отходов в Могилевской области.
По состоянию на конец 2007 года под объектами хранения отходов производства занято 2459 га земель. Из них на солеотвалы и шламохранилища ПО «Беларуськалий» приходится 1721 га, на отвалы фосфогипса - 89 га. За последние годы изымались земли в основном для размещения твердых галитовых отходов ПО «Беларуськалий». Так за 2002-2007 гг. изъято для их хранения 50га. Земли под отвалами фосфогипса за этот период остались в прежних границах, так как накопление фосфогипса осуществляется за счет увеличения высоты отвалов. В местах складирования отходов калийного производства наблюдается засоление подземных вод. Оно распространяется на площади 540 км?, что составляет пятую часть территории Солигорского района.
Отходы производства (3-4 классов опасности и неопасные) преимущественно захораниваются на полигонах твердых коммунальных отходов. Это характерно для городов, в которых не хватает мощностей или отсутствуют специализированные объекты хранения отходов производства.
Минеральные ресурсы планеты - это все полезные ископаемые, которые добывает человечество. Доступные и пригодные для промышленного использования ресурсы называют минерально-сырьевой базой. И на сегодняшний день используется свыше 200 видов минерального сырья.
Природные минералы становятся ресурсами лишь после того, как освоена их добыча и применение в промышленности, хозяйстве. Например, уголь люди стали использовать давно, но промышленное значение он получил лишь в конце XVII столетия. Нефть стали широко применять в промышленности лишь в XIX веке, а урановые руды и вовсе - только в середине прошлого столетия.
Карта минеральных ресурсов мира
(Нажмите на картинку, чтобы в разы увеличить изображение и скачать в полномасштабном размере 1600x1126 pxl)
Размещение минеральных ресурсов на планете неравномерно, и в большей степени связано с тектоническим строением. Ежегодно открываются и разрабатываются все новые залежи минералов.
Больше всего запасов содержится в горных районах. В последнее время активно ведется разработка залежей минералов на дне океанов и морей.
Виды минеральных ресурсов Земли
Единой классификации минеральных ресурсов нет. Существует достаточно условная классификация по видам использования:
Руды цветных металлов: алюминий, медь, никель, свинец, кобальт, цинк, олово, сурьма, молибден, ртуть;
Горно-химические: апатиты, соли, фосфориты, сера, бор, бром, йод;
Руды редких и драгоценных металлов: серебро, золото,
Драгоценные и поделочные камни.
Индустриальное сырье: тальк, кварц, асбест, графит, слюда;
Строительные материалы: мрамор, сланец, туф, базальт, гранит;
Существует еще одна классификация видов минеральных ресурсов:
. Жидкие (нефть, минеральные воды);
. Твердые (руды, соли, уголь, гранит, мрамор);
. Газообразные (горючие газы, метан, гелий).
Добыча и использование минеральных ресурсов в мире
Минеральные ресурсы - основа современной индустрии и научно-технического прогресса. Без них невозможно представить себе существование большинства отраслей промышленности: химической, строительной, пищевой, легкой, черной и цветной металлургии. Машиностроение с его многочисленными ответвлениями также базируется на использовании минерального сырья.
Огромное значение имеют топливные ресурсы. Они имеют осадочное происхождение и чаще всего располагаются на древних тектонических платформах. В мире 60% топливных минеральных ресурсов приходится на долю угля, 15% - природный газ, 12% - нефть. Все остальное - это доля торфа, горючих сланцев и прочих минералов.
Запасы минеральных ресурсов (по странам мира)
Соотношение разведанных запасов минеральных ресурсов и размеров их использования называют ресурсообеспеченностью страны. Чаще всего эта величина измеряется количеством лет, на которое должно хватить этих самых запасов. В мире только несколько стран, обладающих значительными запасами полезных ископаемых. Среди лидеров - Россия, США и Китай.
Крупнейшие страны по добыче угля: Россия, США и Китай. Здесь добывают 80% всего угля в мире. Больше всего угольных запасов в северном полушарии. Самые бедные углем страны находятся в Южной Америке.
Нефтеносных месторождений в мире исследовано свыше 600, еще 450 только разрабатываются. Самые богатые нефтью страны - Саудовская Аравия, Ирак, Кувейт, Россия, Иран, ОАЭ, Мексика, США.
При современных темпах добычи нефти, по предположению геологов, запасов этого топлива в уже разработанных месторождениях хватит на 45-50 лет.
Страны, которые лидируют в мире по запасам газа, это Россия, Иран, ОАЭ и Саудовская Аравия. Богатые месторождения газа обнаружены в Средней Азии, Мексике, США, Канаде и Индонезии. Мировой экономике запасов природного газа хватит лет на 80.
Все остальные минеральные ресурсы также распределены на планете весьма неравномерно. Железа больше всего добывают в России и Украине. ЮАР и Австралия богаты марганцевыми рудами. Никеля больше всего добывают в России, кобальт - в Конго и Замбии, вольфрам и молибден - в США и Канаде. Медью богаты Чили, США и Перу, в Австралии много цинка, а Китай и Индонезия лидируют по запасам олова.
Проблемы добычи и использования минеральных ресурсов
Минеральные ресурсы относятся к невозобновляемым природным запасам нашей планеты. Именно поэтому главная проблема - это истощение мировых запасов полезных ископаемых.
Чтобы рационально использовать минеральные ресурсы нашей планеты, ученые постоянно работают над совершенствованием способов добычи и переработки всех полезных ископаемых. Важно не только добыть как можно больше минерального сырья, но и использовать их по максимуму, и позаботиться о полной утилизации отходов.
(Самый большой алмазный карьер, посёлок Мирный, Якутия )
При разработке месторождений проводят целый комплекс работ, направленных на защиту окружающей среды: атмосферы, почвы, воды, растительности и животного мира.
С целью сохранения запасов минерального сырья разрабатывают синтетические материалы - аналоги, которыми можно заменить наиболее дефицитные ископаемые.
Чтобы создать потенциальные запасы минеральных ресурсов, большое внимание уделяют геологической разведке.
В развитии мирового хозяйства важную роль играет комплекс проблем, связанных с использованием минеральных ресурсов. Экономические потрясения середины 70-х годов убедительно показали, что в определенных условиях эти проблемы могут серьезно воздействовать на весь ход экономического развития, отрицательно влиять на состояние производственной, валютно-финансовой, внешнеэкономической и других сфер хозяйства целого ряда групп государств. Производство и потребление минеральных ресурсов стало глобальным, охватывающим через международное разделение труда все страны. Минеральное сырье представляет собой исходный материал любого производственного процесса, его материальную основу. Удельный вес сырья широко колеблется в зависимости от продукции: в стоимости машиностроения он составляет 10 - 12%, в продукции основного химического синтеза - 80 - 90%.
Минеральными ресурсами принято называть полезные ископаемые, извлеченные из недр. Полезные ископаемые - это природные минеральные вещества в земной коре, которые при данном состоянии развития техники могут быть с достаточным экономическим эффектом извлечены и использованы в народном хозяйстве в естественном виде или после предварительной переработки.
Минеральные ресурсы это природные вещества минерального происхождения, используемые для получения сырья, материалов, энергии. Являются материальной основой производственного процесса, фактором развития и размещения производительных сил, концентрации, специализации производства, основным источником энергии, основой формирования и развития химической, нефтехимической, газохимичсской и цветной металлургии и пр. отраслей промышленности, строительного комплекса.
К особенностям минеральных ресурсов следует отнести неравномерность и сосредоточенность размещения, ограниченное количество крупных месторождений, невозобновляемость, разнообразие природно-экономических условий эксплуатации.
В современных условиях недра рассматривают не только как природное хранилище минерально-сырьевых ресурсов, но и как естественное пространство для строительства и эксплуатации подземных сооружений, не связанных добычей полезных ископаемых, сброса загрязнённых сточных вод, захоронения отходов. С использованием пространств недр строится метро, подземные газохранилища и др. объекты.
Современное хозяйство использует около 200 видов минерального сырья. Единой, общепринятой системы их классификации нет. В зависимости от физических или химических свойств добываемого сырья, от отрасли экономики, где оно находит применение, от особенностей возникновения в земной коре известные полезные ископаемые подразделяются на группы.[с.18-22]
Первичные доходы нефтяных компаний выручка за вычетом производственных и транспортных затрат были равны 1010 млрд. руб. 36 млрд. дол, т.е. более половины расходов или доходов государственного бюджета. Экономические трудности в начале 2000-х годов привели к свертыванию влияния России на ее традиционных энергетических рынках. Геоэкономические позиции России, которые до недавнего времени считались достаточно прочными в Закавказье и Средней Азии, подвергаются устойчивому давлению в связи с событиями вокруг каспийской нефти и планами сооружения новых транспортных коридоров для нефти и газа. В то же время новым стратегическим направлением массового экспорта российских энергоресурсов становятся в перспективе страны Азиатско-Тихоокеанского региона АТР. Все это делает для России необходимым иметь долгосрочную экспортную стратегию, направленную на поддержание высокой доходности экспорта энергоресурсов при безусловном решении задач обеспечения внутренних потребностей национальной экономики топливом и энергией. Неустойчивость спроса и предложения, острая конкуренция стран экспортеров, динамичность цен на мировых рынках энергоресурсов постоянно формируют новые экономические ситуации и геополитические расстановки. Они должны систематически отслеживаться и оцениваться Россией в рамках стратегии ее поведения на мировых энергетических рынках. Роль энергетики в экономике России была и останется в перспективе ключевой. На долю России, являющейся ведущей энергетической державой мира, приходится 5% мировых запасов нефти и 9% ее добычи, 32% мировых запасов газа и около 22% его добычи. Запасы топлива в обозримой перспективе достаточны для полного обеспечения собственных потребностей, а также для развития экспортного потенциала. Топливно-энергетический комплекс России, являясь неотъемлемой частью мирового энергетического рынка, в очень существенной степени зависит от мировой геополитической и экономической ситуации. В частности, прогнозируемый рост энергопотребления в мире является действенным стимулом для развития отечественного ТЭК и увеличения экспорта энергоресурсов. За последнее десятилетие нефтяной комплекс России претерпел глубокие изменения, в результате которых государственные предприятия были преобразованы в акционерные общества. Сегодня существуют 15 крупных нефтедобывающих компаний, многие из которых превратились в интегрированные компании, объединяющие предприятия добычи, переработки нефти и сбыта нефтепродуктов.
Выработка нефтегазовых ресурсов ЕС зависит не только от величины разведанных запасов, но также от цен на нефть и газ на мировом рынке и от технологического прогресса. Сегодня совершенно ясно одно: при сохранении современных уровней добычи нефтегазовые ресурсы Северного моря истощатся через 25 лет. Практически ничего не даст в плане приращения собственных ресурсов нефти и газа и расширение ЕС за счет стран ЦВЕ.
Россия является традиционным поставщиком нефти на европейский рынок и сохранит свое присутствие на нем падающими объемами поставок при относительно низкой динамике мировых цен на нефть и достаточно стабильными объемами при высокой. Между тем экономическое развитие европейских стран идет далеко не так успешно, как хотелось бы, особенно если рассматривать его с точки зрения потребления энергоносителей. Положение евро по отношению к американской валюте служит одним из признаков того, что европейская экономика не может состязаться в динамичности и эффективности с экономикой США и стран Азии. В Западной Европе увеличение спроса на нефть намного отстает от такого же процесса в Азии. Несмотря на достаточно высокие показатели обеспеченности человечества ресурсами природного газа следует отметить, что экономическая эффективность их освоения в последние годы неуклонно снижается. Все более возрастает доля труднодоступных месторождений. Следует отметить, что эра дешевого природного газа, обеспечивающего небывало высокие темпы экономического развития стран, в том числе и России, уходит в прошлое. Тем не менее считается, что в XXI в. основная роль в топливно-энергетическом балансе многих регионов мира будет принадлежать метану. Добыча газа в мире характеризуется высокой концентрацией: более 80% мирового товарного производства приходится на 15 стран. В последние два-три десятилетия Россия обеспечивает почти 40% общеевропейского спроса на газ, в том числе около 90% - Восточной Европы. Вместе с тем ее азиатские регионы, обладающие крупными реальными и потенциальными ресурсами газа, занимают выгодное экономико-географическое положение по отношению к странам АТР, поэтому могут и должны занять ведущие позиции в сфере газ торговли и с этим регионом.
Как правило, контракты на газовом рынке долгосрочны, иначе прокладывать газовую трубу невыгодно. Она - ведущий критерий в формировании торговых взаимоотношений по газу между странами. В условиях усиливающейся конкуренции со стороны как региональных, так и нерегиональных экспортеров нефти России очень важно сохранить конкурентоспособность своих ресурсов на европейском рынке, обеспечить выгодные и надежные условия транзита энергоресурсов в Западную Европу. В нынешнем столетии Восточная Азия станет крупнейшим потребителем первичных энергоресурсов, и в целом спрос на газ в Азии будет расти более быстрыми темпами по сравнению с другими энергоносителями. Страны Азиатско-Тихоокеанского региона в 2010-2020 гг. увеличат по сравнению с современным уровнем годовое потребление нефти на 300-350 млн. т. На азиатском рынке 95% прироста спроса будут вызваны расширением потребления, то есть потребуют создания новых производственных мощностей переработки и потребления под новые нефтяные потоки. Россия развивает сеть нефтепроводов, ищет выходы на новые перспективные рынки энергоносителей.[с.92-95]
Одним из главных конкурентных преимуществ России, постоянно оказывающих позитивное воздействие на экономическое положение страны, является ее мощные топливно-энергетические ресурсы. Россия обладает крупнейшими в мире разведанными запасами природного газа и вторыми по величине запасами нефти. Большая часть из этих ресурсов находятся в Сибири, где большие расстояния, слабая населенность, суровый климат и многолетняя мерзлота создают значительные трудности для экономически эффективной добычи и транспортировки сырья к местам переработки и потребления. Вхождение Российской Федерации в международный минерально-сырьевой рынок на постоянных основах требует обеспечения должной конкурентоспособности производства минерального сырья, создания стабилизирующей амортизирующей системы, которая способна преодолевать стихийные и спровоцированные демпинговые процессы, а также обычные для высоколиквидных полезных ископаемых контрастные перепады мировых цен. В большинстве стран с развитой рыночной экономикой природных ресурсов, особенно полезных ископаемых потребляется больше, чем они их имеют. Недостающие ресурсы ввозят преимущественно из развивающихся стран. В силу этого огромные сырьевые потоки движутся в три основных центра их переработки: Северную Америку, Западную Европу, Восточную и Юго-Восточную Азию. Такое положение дел порождает две проблемы: зависимость развитых стран от поставок сырья и сырьевую ориентацию экспорта многих развивающихся государств.
Рациональное использование минеральных ресурсов и проблемы экологии
Рассмотрим проблемы освоения территорий на примере освоения газоносных территорий.
Каждая из стадий освоения газоносных территорий (разведка, обустройство месторождений и строительство систем магистральных газопроводов, эксплуатация) отличается видами, интенсивностью, уровнями воздействия и степенью преобразования природной обстановки. Если для стадии строительства объектов больше характерны механические изменения на поверхности ландшафтов (нарушения сплошности почвенно-растительного покрова, изменение гидрологического режима, составляющих радиационного баланса), то при их эксплуатации типичными являются изменения энергетические воздействия (поступление потоков загрязняющих веществ во все элементы природной среды, шумовое воздействие на биотические комплексы и т.д.).
Объектами воздействия газодобывающих и газотранспортных средств являются практически все элементы природной среды, в том числе: атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвенный и растительный покров, биотические комплексы, пластовые залежи, то есть происходит комплексное воздействие на все компоненты геосистем. Отсутствие других индустриальных объектов диктует необходимость тщательного выявления всех негативных экологических аспектов освоения углеводородных ресурсов.
В сложившейся ситуации важно с позиций концепции устойчивого развития выбрать оптимальный вариант хозяйственного использования территории. При этом следует исходить не из экономических показателей, включающих лишь стоимостную оценку прямого ущерба из-за изъятия земель (хотя этот подход до сих пор преобладает), а из эколого-экономических, учитывающих показатели устойчивости ландшафтов к техногенному воздействию и те пределы такого воздействия, за которыми изменения геосистем становятся необратимыми. При описании состояния природной среды особое внимание следует уделять использованию системного подхода. Анализ экологических последствий эксплуатации газодобывающих объектов позволил выявить все потенциально возможные экологические проблемы, возникающие при взаимодействии объектов газовой промышленности и окружающей среды и ранжировать основные факторы техногенного воздействия по степени их влияния на природную обстановку. Основными факторами негативного воздействия на природную среду при разведке, обустройстве и эксплуатации месторождений и газотранспортных систем являются следующие:
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу;
Сбросы сточных вод на рельеф и в водные объекты;
Загрязнение экосистем нефтепродуктами, буровыми реагентами и другими технологическими жидкостями;
Механические нарушения почв и напочвенных покровов;
Изменение гидрологического и гидрогеологического режима территории;
Изменение геодинамической обстановки в пластах;
Шумовое загрязнение окружающей среды;
Антропологический фактор воздействий на фаунистические комплексы.
Загрязнение ландшафтов продуктами техногенеза при освоении природных ресурсов происходит на всех стадиях жизненного цикла газодобывающих объектов, однако каждый из них отличается масштабом, видами, интенсивностью, токсичностью загрязняющих веществ и другими характеристиками воздействия.
На этапе разведки месторождения основными источниками поступления токсикантов в экосистемы являются площадки буровых скважин. Все многообразие причин, приводящее к загрязнению природной среды при строительстве скважин, можно с достаточной степенью условности свести в три основные группы:
Несовершенство технологии строительства;
Несоблюдение технологических регламентов;
Ненадежность оборудования, конструкций и элементов обустройства площадок.
Источниками поступления загрязняющих веществ в природную среду являются устья скважин; средства очистки бурового раствора; узлы приготовления промывочной жидкости, цементных растворов и химических реагентов для их обработки; амбары-накопители. Основными загрязнителями являются буровые и цементные растворы, химические добавки и реагенты, нефтепродукты и буровые отходы. И многие проекты отклоняются именно по причине недостаточной экологической обоснованности проектных решений, которые не обеспечивают минимальное воздействие на природную среду и экологическую стабильность проектируемых объектов. Известны случаи, когда бурение скважин, произведённое без экспертного заключения специалистов-геофизиков, приводило к отрицательному результату, но самое главное - к дополнительной "бессмысленной" нагрузке на природный комплекс. Поэтому проблему обеспечения экологической стабильности газодобывающих регионов мы считаем не только чрезвычайно важной, но и приоритетной среди множества других природоохранных проблем.
Помимо экологической обоснованности технических решений, при разработке конструктивных особенностей проектируемых объектов должны учитываться природные динамические тенденции и потенциальные возможности самовосстановления природных экосистем. Следовательно, выбору принципиальных производственных технологических схем и разработке конкретных технических решений должны предшествовать детальное изучение природных условий и оценка естественной устойчивости природных комплексов в районе предполагаемого размещения проектируемых объектов. Детальность исследований зависит от стадии проектирования. Условием экологической стабильности необходимо считать соответствие уровней техногенного воздействия потенциалу устойчивости экосистем. Для перспективных газоносных регионов, таких как Томская область, фундамент будущей экологической стабильности должен закладываться уже на предпроектной стадии. В идеальном случае полная оценка факторов техногенного преобразования природной среды при хозяйственной деятельности должна отражать количественные уровни воздействия. Кроме того, она должна основываться на комплексном подходе, предполагающем определение нагрузок на все компоненты экосистем с учётом эффектов суммации, аккумуляции и последующих цепных реакций, поскольку оценка воздействий на отдельные компоненты, даже являющиеся ведущим фактором природного хода сукцессии, не позволяет обнаружить полный размах эффектов взаимодействия. В настоящее время детально разработаны общие классификации антропогенного преобразования природной среды, химического загрязнения ландшафтов, многие из которых успешно применяются для типизации изменения природных условий при хозяйственной деятельности в условиях Сибири. Использование системного подхода подразумевает обработку гигантских объёмов информации по всем компонентам природно-хозяйственного комплекса.
Процесс управления окружающей средой при проектировании строительства и обустройства объектов нефтяной и газовой промышленности начинается с составления ряда документов. С целью разработки механизмов обеспечения экологической стабильности объектов газодобычи необходима систематизация воздействий конкретных процессов на различных стадиях освоения газовых месторождения, одним из этапов которой является составление карты, высокая ёмкость которой позволит визуально оценить и прогнозировать направления изменений в природном комплексе.
Создание прогнозной карты для нефтегазовых месторождений в силу больших масштабов воздействия последних на окружающую среду, а также низкой устойчивости местных ландшафтов к антропогенной нагрузке, является довольно трудной и сложной задачей. Главный недостаток существующих методик заключается в отсутствии комплексного подхода и недостаточной квалификации исполнителей. В изготовлении таких карт должны принимать участие специалисты, как минимум, девяти специальностей: лесоведы, ботаники, почвоведы, ландшафтоведы, зоологи, геологи, гидрологи, экологи и геофизики. Второй серьёзный недостаток - отсутствие выбора альтернативных вариантов решения задачи размещения объектов. Из других недостатков следует отметить слабое использование новейших методов и инструментов проведения оценки (специализированные компьютерные системы, дистанционное зондирование, биоиндикаторы и т. п.). Поэтому на предварительном этапе оценки воздействия на окружающую среду нефтегазовых комплексов необходимо составление очень точной и детальной карты возможных изменений природной среды.
Прогноз изменения природной среды при эксплуатации месторождений полезных ископаемых требует, прежде всего, детального анализа общегеографической ситуации. Именно на этом фоне формируются техногенно-природные ландшафты, а антропогенный фактор становится участником многокомпонентного (с развитием как природных, так и техногенных явлений) процесса.
В проблеме выделяется несколько аспектов. Во-первых, нужно ответить на вопрос, какие изменения вызовет наложение на природный ландшафт строительство инженерных сооружений, особенно линейных, пересекающих значительные по размерам территории. Во-вторых, что нужно предусмотреть для сохранности таких сооружений и как избежать внедрения в грунты и проникновения в состав подземных и поверхностных вод, а также в атмосферу вредных ингредиентов. В-третьих, как обустроить инженерные сооружения, учитывая их функциональную суть, с минимумом вреда для окружающей среды.
Линейные сооружения при эксплуатации нефтегазовых месторождений представлены временными и постоянными автодорогами и нитками нефтепровода, определенным способом размещенного на поверхности грунта (уложенного на насыпь, опоры или иное основание) или укладываемого непосредственно в толщу грунта.
Роль насыпных оснований, а также насыпного тела автодорог состоит в том, что они являются искусственными положительными формами рельефа и будут относиться к общим факторам ландшафтной перестройки. Они, изменяя существовавший ранее рельеф земной поверхности, главным образом влияют на местный характер стока поверхностных и грунтовых вод, перераспределяя его по территории за счет изменения направления водотоков. Подземные сооружения, если таковые решено создавать (не считая собственно буровых скважин), - фактор перестройки подземных потоков и источник повышенной опасности в плане возможных выбросов вредных веществ, внедряющихся непосредственно в толщу грунта.
Локальные объекты: комплексы буровых установок, временные и постоянные объекты жилья, установки по первичной переработке нефтепродуктов, накопители отходов и т.д. - фактор, влияющий на экологию района на конкретных участках. В их пределах существуют те же экологические проблемы, но добавляются еще вопросы утилизации отходов и переработки или вывоза за пределы территории вредных для окружающей среды накоплений.
В целом же экологические вопросы тесно переплетаются с изыскательскими. Устойчивость возводимых объектов и их сохранность определяют, с одной стороны, нормальное функционирование инженерных сооружений, а с другой - их герметичность, не позволяя вредным для природы веществам проникать в биоту.
Учитывая сказанное, считаем необходимым сконцентрировать внимание на следующих вопросах:
1. Прогноз воздействия проектируемых инженерных сооружений на окружающую среду.
2. Прогноз устойчивости сооружаемых объектов, становящихся частью единого техногенно-природного ландшафта.
Основой анализа геолого-географической ситуации будут служить различные материалы. В первую очередь, справочные издания, ежегодно выпускаемые подразделениями гидрометслужбы, имеющиеся литературные источники, а также картографические материалы.
Характеристика природных условий. В пределах любого рассматриваемого района выделяются следующие типы местности и виды ее хозяйственного использования:
1. Естественные ценозы на водораздельных пространствах (до границ начала склонов).
2. Сельскохозяйственные угодья, располагающиеся на водораздельных поверхностях, с выделением основных (определяющих, "преобладающих" их видов, в том числе: ягодники и грибные места - независимо от того, производится ли промышленный их сбор; кедровники, используемые для сбора орехов; охотничьи угодья.
3. Естественные ценозы на склонах долин.
4. Сельскохозяйственные угодья на склонах долин.
5. Естественные ценозы в пределах днищ долин: террас, поймы.
6. Сельскохозяйственные угодья в днищах долин.
Для каждого типа местности и вида сельскохозяйственных угодий приводятся параметры, характеризующие почвы, растительность гидрофизические особенности, поверхностный и внутригрунтовой сток и пр.
