Добыча полезных ископаемых и окружающая среда. Технология добычи сланцевого газа и влияние на экологию

Добыча полезных ископаемых и топлива порой приводит к серьёзным последствиям не только для человека, но и для окружающей среды в целом. Противостояние людей и природы с давних пор является одним из самых сложных вопросов, обсуждаемых учёными. Экологи говорят, что планета терпит наше присутствие и позволяет «двуногим» жителям Земли многое для достойного существования и заработка денег за счёт себя. Отметим, что факты говорят об обратном. Ни один из видов деятельности человека не проходит бесследно, и на все есть своя отдача.

Война или соперничество?

Добыча полезных ископаемых и топлива, их транспортировка, переработка и использование приносят несомненную пользу людям. При этом несут серьёзные экологические последствия. Причём, по словам специалистов, всё начинается уже с момента подготовки участка к проведению добывающих работ.

«Проблем много. При разведке месторождений вырубают леса, животные и птицы покидают свои места обитания, происходят периодические загрязнения нетронутой до той поры природы выхлопными газами, проливают бензин при заправке техники и так далее. Во время эксплуатации месторождений проблемы увеличиваются, так как появляется больше сложного оборудования, а также возникает вероятность выброса нефти, прорыва амбара шламохранилища и других аварийных ситуаций. Особенно опасен выброс нефти при добыче не шельфе, поскольку в этом случае нефть растекается по морю. Такое загрязнение очень сложно ликвидировать, при этом страдают множество морских обитателей. При строительстве нефте- и газопроводов также вероятны протечки или разрывы трубы, что приводит к пожарам и загрязнению почвы. И конечно все трубопроводы также могут перекрывать привычные пути миграции животных», - рассказывает эколог Вадим Руковицын.

В последние 50 лет эксцессы происходят всё чаще. В апреле 2010 года на нефтяной платформе «Deepwater Horizon» в Мексиканском заливе произошёл взрыв по причине технических неисправностей. Он повлёк за собой непоправимые последствия - в течение 152 дней спасатели со всего мира были не в силах остановить утечку нефти. Сама платформа затонула. По сей день специалисты не могут определить объёмы топлива, которые вылились в воды залива.

Подсчитали, что в результате чудовищной катастрофы 75 000 квадратных километров водной глади покрыла плотная нефтяная плёнка. Самый сильный экологический ущерб ощутили американские штаты, которые прилегают к Мексиканскому заливу - Алабама, Миссисипи, Луизиана, Флорида. Побережье было буквально усеяно трупами морских животных и птиц. Всего на грани исчезновения оказалось не менее 400 видов редких животных, птиц и земноводных. Специалисты зафиксировали вспышки массовой гибели морских млекопитающих в пределах залива, в частности, китообразных.

В этом же году из-за аварии на танкере компании «Эксон Вальдес» в океан в районе Аляски попало огромное количество нефти, что привело к загрязнению 2092,15 километров береговой линии. Экосистеме нанесён непоправимый вред. И на сегодняшний день она до сих пор не восстановилась после той трагедии. Погибли представители 32 видов дикой природы, из которых только 13 удалось спасти. Не смогли восстановить один из подвидов касаток и тихоокеанской сельди. Отметим, что такие крупные трагедии происходят не только за рубежом. Российской промышленности тоже есть чем «похвастаться».

По данным Ростехнадзора, на объектах нефтедобывающей промышленности только в 2015 году произошли следующие официально зафиксированные аварии, сопровождавшиеся разливами нефти.

11 января 2015 года в ООО «РН-Краснодарнефтегаз» произошла разгерметизация межпромыслового трубопровода в 5 км от УППНиВ Троицкой в сторону города Крымска по правую сторону от автодороги «Славянск-на-Кубани – Крымск». В результате выхода нефти в объёме 2,3 м 3 общая площадь загрязнения составила 0,04 га.

17 января 2015 года в ООО «Газпром добыча Краснодар» при проведении плановых работ по расчистке трассового проезда конденсатопровода «Западный Соплеск-Вуктыл» обнаружено пятно диаметром 3 м с характерным запахом конденсатосодержащей жидкости. В результате выхода нефтепродуктов в объеме 10 м 3 общая площадь загрязнения составила 0,07 га.

23 июня 2015 года в ООО «РН-Юганск-нефтегаз» в результате разгерметизации трубопровода «УП № 8 – ЦППН-1» произошёл выход нефтесодержащей жидкости на водную поверхность поймы протоки Чеускина. Объём излившейся нефти составил 204,6 м 3 .

29 декабря 2015 года в АО «РИТЭК» на нефтепроводе «СПН «Мирошники» – ЦППН» примерно в 7 километрах от села Мирошников Котовского района Волгоградской области произошёл выход водонефтегазовой смеси объёмом 282,35 м 3 с общей площадью загрязнения 0,068 га.

25 декабря 2015 года в АО «РИТЭК» на нефтепроводе «СПН «Овражный» - СПН-1» в 7 километрах от села Мирошников Волгоградской области произошел выход водонефтегазовой жидкости объемом 270 м 3 с общей площадью загрязнения 0,072 га.

У специалистов есть уже также информация о свежих трагедиях.

«Крупная авария произошла на месторождении «ЛУКОЙЛа» имени Алабушина (Северо-Ипатское) в республике Коми весной 2017 года, когда возгорание удалось ликвидировать только через месяц. Сумма ущерба лесному фонду приблизилась к 8 миллионов рублей, на месторождении требуется ремонт трёх близкорасположенных скважин. В июле 2017 года произошёл выброс газа на Талаканском месторождении в Якутии. Причиной стало разрушение устьевого оборудования. Возгорания не произошло и аварию удалось ликвидировать в достаточно короткие сроки. Большое влияние на окружающую среду оказывает сжигание попутного нефтяного газа (ПНГ). И, если в целом по стране уровень утилизации ПНГ повысился с 75% в 2011 году до 86% в 2015 году, то в Восточной Сибири проблема сжигания ПНГ на факелах стоит очень остро. По итогам 2015 года общий объём добычи газа в зоне ВСТО превысил 13 млрд м 3 , большая часть из которого была сожжена. В результате в атмосферу не только выбрасываются миллионы тонн продуктов горения, но и теряется стратегический газ - гелий, испаряется до 10 миллионов м 3 . Это соответствует 8% мирового рынка потребления гелия», - вспоминает научный руководитель проекта «Промышленные инновации» Александр Климентьев.

С чего начинается Родина?

Говоря прямо, добытчиков не в чём обвинять, они просто делают свою работу. Вопрос стоит в другом: насколько квалифицированно проводятся все операции и насколько внимательно отслеживается качество работ. Большинство экологических и техногенных катастроф происходит именно по вине человеческой халатности. Лень - это двигатель прогресса, но, когда ущерб можно нанести не только природе, но и рабочим предприятия, возникает вопрос о её правомерности.

В наше время автоматизация и современные системы безопасности, безусловно, частично спасают, но, если даже у крупнейших компаний, имеющих стабильный финансовый доход, возникают проблемы, надо задуматься. Чтобы снизить неблагоприятное воздействие нефтедобычи на окружающую среду в отрасли придерживаются высоких экологических требований. Для предотвращения аварий в компаниях внедряют новые стандарты деятельности, учитывающие прошлый негативный опыт, пропагандируют культуру безопасного ведения работ. Разрабатывают технические и технологические средства, предотвращающие риск возникновения аварийных ситуаций.

«Главный метод борьбы с ЧС - это их профилактика. Поэтому на месторождениях проводится периодический экологический мониторинг: отбираются пробы почвы, воды, воздуха, растений, измеряется шум, контролируется видовой состав животных. Также на объектах постоянно находится эколог-супервайзер, который контролирует все процессы на площадке и смотрит, чтобы всё шло в рамках экологических норм. При эксплуатации месторождений всегда дежурит бригада МЧС, снабжённая средствами ликвидации проливов. При добыче на шельфе также используют анализ фотоснимков моря со спутников для оперативной фиксации нефтяных пятен и, соответственно, своевременной ликвидации аварии. При мониторинге используют вертолёты, вездеходы,спутники для получения фотоснимков и суда для мониторинга моря. На данный момент на Хатаганском месторождении ведут разведку крайне щадящими методами, поскольку арктические экосистемы наиболее чувствительны к экологическому воздействию. Месторождение находится под заливом, однако скважина стоит на суше и её бурят под определённым углом. Таким образом, отчуждение пространства минимально и возможные проливы будет проще ликвидировать. Там предусмотрены технологии отсутствия сточных вод за счёт максимальной их очистки и повторного использования, а также минимизации отходов. Если добычу вести правильно и проводить грамотную рекультивацию месторождений после их отработки, то последствия для природы заключаются в выбросах большого количества вредных веществ в атмосферу за время эксплуатации и закачке большого количества жидкости в литосферу взамен нефти. Если же рассматривать реальную ситуацию, то добыча приводит к изменению мест обитания животных, загрязнению природной среды строительным мусором, периодическими проливами нефти, портящими воду, почву и воздуха», - уверяет Вадим Руковицын.

Точные цифры

По последним данным Министерство природных ресурсов и экологии РФ, даже при самых лучших технологиях в мире используют лишь 2-3% извлечённой из недр горной массы, а остальная её часть превращается либо в промышленные выбросы-сбросы, а это около 20%, либо в отходы - около 78%. Отвальные хвосты, формирующиеся при производстве товарных железных руд, медных, цинковых и пиритных концентратов, содержат серьёзное количество меди, цинка, серы, редких элементов. Сами они не только занимают огромные площади, но и являются источником загрязнений, отравляющих воду, почвы, воздух. За годы разработки месторождений на прилегающих территориях накапливается огромное количество твёрдых отходов добычи, таких как отвалы, окисленные и забалансовые руды, илы в прудах нейтрализации рудничных в од. О пять-таки по данным Министерства, горнодобывающие производства в России накопили десятки миллиардов тонн отходов, включая отвалы перерабатывающих предприятий.

Например, на Урале общее количество отходов достигает 10 миллиардов тонн. На долю Свердловской области приходится до 30% отходов от всей России. Ежегодно в нашей стране образуется около 5 миллиардов тонн отходов, из которых при добыче полезных ископаемых получается около 4,8 миллиардов тонн. Утилизируется не больше 46%. Для сравнения: в России перерабатывается всего около 25-30% техногенных отходов, тогда как в мире этот показатель достигает 85-90%.

Также на предприятиях угольной промышленности объём учтённых накопленных отвалов превышает 10 миллиардов м 3 , причём половина из них подвержена горению. Отвалы перемытых песков, образованные в результате разработки россыпных месторождений Магаданской области, составляют 1,5 миллиардов м 3 и, по оценкам, содержат около 500 тонн золота. В Мурманской области ежегодно складируют более 150 миллионов тонн отходов, общий объём которых к настоящему времени достиг 8 миллиардов тонн. Понимая опасность этих веществ для природы, с 1989 году специалисты «Татнефти» переработали 1,4 миллионов тонн нефтешламов, ликвидировали около 100 содержащих их амбаров и возвратили под сельхозпроизводство около 30 га земли. «Татнефть» вместе с РАН приступили к строительству опытно-промышленной установки по переработке битумной нефти мощностью 50 тысяч тонн в год, основанной на применении метода гидроконверсии и отечественных катализаторов для переработки тяжёлых остатков, типа гудрона, в светлые фракции.

Сейчас идёт подготовка к отработке накопившихся за многие годы техногенных месторождений меди и никеля в отвалах Аллареченского месторождения в Мурманской области, техногенном месторождении озера Барьерное в Норильском горнопромышленном районе, шлакоотвале Среднеуральского медеплавильного завода. В России, по оценкам экспертов, в отходах медной, свинцово-цинковой, никель-кобальтовой, вольфрамо-молибденовой, оловянной, алюминиевой промышленности сосредоточено более 8 миллионов тонн меди, 9 миллионов тонн цинка и иных полезных компонентов. При этом Минприроды России оценивает разведанные запасы меди в 67 миллионов тонн при годовой добыче 0,8 миллиона тонн, цинка - 42 миллиона тонн при годовой добыче 0,4 миллиона тонн.

При условии полного вовлечения в хозяйственный оборот полезных компонентов техногенного сырья, увеличение объёмов производимой в России промышленной продукции могло бы составить около 10 триллионов рублей. Это может дать бюджету за весь период разработки данной категории техногенных запасов в виде налогов около 300 миллиардов рублей, или около 20 миллиардов рублей в год. Причём указанная годовая величина налогов сопоставима с суммой налогов, поступающих от всего сектора добычи цветных металлов. Техногенные месторождения могут восполнить дефицит страны по стратегическим металлам: никелю, меди и кобальту, золоту, молибдену, серебру. Однако на сегодняшний день существуют объективные причины отсутствия заинтересованности у потенциальных инвесторов. Это влияет на разработку техногенных месторождений в России. Ключевыми причинами считают более низкое качество экологического сырья по сравнению с природными месторождениями, которое со временем ещё более снижается, сложность и дороговизну извлечения твёрдых компонентов, обусловленные физико-химическими свойствами сырья, невостребованность определённых видов сырья при наличии существенных объёмов и, конечно, экологические риски. Для создания мотиваций разработки техногенного сырья необходима государственная координация всех российских участников процесса освоения техногенных месторождений.

Также остро стоят вопросы, связанные с выделением рудничных газов в опасных для человека концентрациях на земную поверхность в жилом секторе. Несмотря на то, что большая часть ликвидируемых шахт затоплены, и уровни затопления установились на статической отметке, на ряде горных отводов шахт процессы газовыделения продолжаются. На опасных и угрожающих природе объектах проводят регулярные заборы воздуха, почв и воды. Также проводят профилактические беседы с местными населением. За один только 2015 год, в 5 углепромышленных регионах выполнили более 90 000 замеров и свыше 4 000 лабораторных анализов воздушной среды в 2613 объектах, в том числе в 1866 жилых объектах. Как показывает практика, своевременно выявленные проблемы позволяют не только предотвратить возникновение чрезвычайных ситуаций, но и стабилизировать экологическую обстановку на шахтёрских территориях. В ряде случаев даже сэкономить значительные бюджетные средства.

Буква закона

Учёные придумывают новые методы борьбы с загрязнением. Но когда же будет стабильный результат? Экономия на сервисном обслуживании промышленной техники и жёстком подборе кадров не даёт положительного результата. «Авось и так сойдёт!» в данной ситуации не сработает. Есть крупные компании и корпорации, которые стабильно работают не только над повышением эффективности своих предприятий, но и над развитием автоматизации на них. Но, как показывает практика, этого пока мало. Большинство экологов и гражданских активистов требуют введения жёстких наказаний за халатное отношение к природе во время промышленных работ. Штрафовать и закрывать предприятия–вредители. Однако это не решит основной проблемы нашей страны - человеческой лени и, в некоторой степени, отсутствия инстинкта самосохранения у некоторых сотрудников. Ведь, если мы не думаем о себе и своём будущем, для чего тратить свое время на сферу, которая развивается, и помогать государству выйти из тяжелого положения?

«Нормативных актов много, начиная с Конституции РФ, далее кодексы, отдельные законы, например, «Об охране окружающей среды», постановления Правительства, положения, приказы министерств, инструкции. Также законодательство регионов. Отдельно эта отрасль законодательства не кодифицирована. Существует административная ответственность за загрязнение окружающей среды, сокрытие, умышленное искажение или несвоевременное сообщение полной и достоверной информации о состоянии окружающей среды и природных ресурсов, об источниках загрязнения окружающей среды и природных ресурсов или иного вредного воздействия на окружающую среду и природные ресурсы. В прошлом году Минприроды предлагало поправки в КоАП, устанавливающие административную ответственность за невыполнение обязанностей по предупреждению и ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов. Насколько я знаю, они до сих пор не приняты», - комментирует координатор проектов по нефтегазовому сектору Баренц-отделения «Всемирного фонда дикой природы» Вадим Краснопольский.

Возмущает, что обязанности спасать животных во время экологических катастроф нет. Максимум, что грозит виновнику - это штраф. В начале августа «Всемирный фонд дикой природы» совместно с природоохранными организациями и ПАО «Лукоил» провёл специализированные тренинги в Нарьян-Маре. Целью мероприятия стало предотвращение гибели животных в случае аварийных разливов нефти.

«Обучение проходило в два этапа. Первый, теоретический, был посвящён планированию операций по реагированию на разлив нефти. Участники знакомились с передовым опытом по спасению животных, изучали особенности работы в условиях Арктики, моделировали действия спасательных служб в случае аварии. Во время практического курса, который проходил на берегу водоёма, участники осваивали поиск и сбор загрязнённых нефтью птиц, знакомились с основами ветеринарной помощи пострадавшим животным, а благодаря специальному роботу «Roboduck» тренировались проводить отлов птиц на месте нефтеразлива. Полученный опыт сотрудники компании могут использовать в будущем - для разработки корпоративной документации, проведения внутренних тренингов и подготовки аварийно-спасательных формирований, а также для создания лучших практик для нефтегазовой отрасли в России», - сообщает пресс-служба WWF.

В 2015 году группа «Газпром» ввела в эксплуатацию 71 установку для очистки сточных вод и 15 систем оборотного водоснабжения. Проведено много природоохранных мероприятий по защите и воспроизводству рыбных запасов, очистке и облагораживанию территорий, в том числе прибрежных. Специализированным организациям оказывается финансовая поддержка. За последние годы предприятиями группы «Газпром» было выпущено в море несколько миллионов мальков. В море, в местах деятельности компании, например, вокруг платформы «Приразломная», установили рыбозащитные устройства.

Совет директоров компании «Роснефть» также утвердил ряд целей в области ООС по всем аспектам природоохранной деятельности до 2025 года включительно. Основные направления работы - ликвидация на объектах компании отходов и загрязнений, накопленных от деятельности третьих лиц, своевременное выполнение экологических обязательств, возникающих от текущей деятельности компании. Также отслеживается снижение сбросов загрязняющих веществ в водные объекты и в атмосферу, сохранение биоразнообразия, энерго- и ресурсосбережение. Всю деятельность компании можно увидеть в регулярном отчёте об устойчивом развитии ПАО «НК «Роснефть».

Отметим, что сейчас специалисты массово работают над сокращением числа возможных катастроф. Например, применение специальных реагентов-диспергентов позволяет ускорить сбор разлившейся нефти с поверхности воды. Искусственно выведенные бактерии-деструкторы, распылённые на нефтяное пятно, способны в короткие сроки переработать нефть, превращая её в более безопасные продукты. Для предотвращения растекания нефтяных пятен широко используются так называемые боновые заграждения. Также практикуется выжигание нефти с поверхности воды. Для борьбы с загрязнением атмосферы парниковыми газами разрабатывают различные технологии по улавливанию углекислого газа и его утилизации. Государственные органы вводят новые экологические стандарты.

Текст: Кира Генеральская

Степень негативного воздействия горного производства на природную среду зависит от многих причин, среди которых следует выделить: технологические, обусловленные комплексом приемов и способов воздействия; экономические, зависящие от экономических возможностей региона в целом и предприятия в частности; экологические, связанные с особенностями экосистем, испытывающих это воздействие. Все эти причины тесно связаны друг с другом, и чрезмерное воздействие одной из них можно компенсировать другой. Например, в горнодобывающем регионе, имеющем солидные отчисления в бюджет, можно компенсировать интенсивность воздействия на среду вложением дополнительных средств как в модернизацию производства, так и проведение мероприятий по улучшению состояния природной среды.

С точки зрения влияния добычи природных ископаемых на ландшафт следует выделить месторождения твердых, жидких и газообразных природных ресурсов, так как последствия разработки каждой из выделенных категорий месторождений различны. Например, основным последствием разработки месторождения твердых полезных ископаемых открытым способом является нарушение рельефа из-за формирования отвалов и разного рода выемок на поверхности земли, а подземным способом - формирование терриконов Террикон - отвал, искусственная насыпь из пустых пород, извлеченных при подземной разработке месторождений угля и других полезных ископаемых, насыпь из отходов или шлаков от различных производств и сжигания твердого топлива., которые занимают десятки тысяч гектаров плодородных земель. Кроме того, угольные терриконы часто самовозгораются, что приводит к существенному загрязнению атмосферы. Длительная разработка месторождений нефти и газа приводит к опусканию земной поверхности и усилению сейсмических явлений.

При добыче полезных ископаемых велик риск возникновения техногенных аварий. К техногенным авариям относятся аварии, связанные с бурением скважин, - фонтаны, грифоны и т.д., взрывы и прорывы на технологических трубопроводах, пожары и взрывы на нефтеперерабатывающих заводах, падение вышки талевого блока, прихваты и сломы инструмента скважины, пожары на буровой и т.д.; связанные с работами в шахтах (подземная добыча), - взрывы и пожары в подземных выработках, надшахтных зданиях, внезапные выбросы угольной пыли и метана, аварии на подъемных установках, центральных водоотливах и компрессорных установках, аварии вентиляторов главного проветривания; обрушения в стволах шахт и др.

Масштабы добычи минерального сырья увеличиваются каждый год. Это связано не только с ростом потребления пород и минералов, но и с уменьшением содержания в них полезных компонентов. Созданы технологии, позволяющие переработать практически все материалы. В настоящее время общемировая добыча горнорудного сырья и топлива значительно превзошла 150 млрд. тонн в год с полезным содержанием менее 8% исходной массы. Ежегодно в государствах - участниках СНГ складируется в отвалах около 5 млрд. тонн вскрышных пород, 700 млн. тонн хвостов обогащения и 150 млн. тонн золы. Из них далее в народном хозяйстве используется не более 4% Грановская Н.В., Наставкин А.В., Мещанинов Ф.В. Техногенные месторождения полезных ископаемых. - Ростов-на-Дону: ЮФУ, 2013..

Любой способ добычи полезных ископаемых значительно влияет на природную среду. Большой экологический риск связан с подземными и надземными горными выработками. Особое влияние испытывает верхняя часть литосферы. При любом способе добычи происходит значительная выемка пород и их перемещение. Первичный рельеф заменяется техногенным.

Открытый способ добычи полезных ископаемых имеет свою специфику. Значительные разрушения земной поверхности и существующая технология добычи полезных ископаемых приводят к тому, что карьер, дробильно-обогатительные комплексы, комплексы по производству окатышей и другие промышленные объекты горно-обогатительного комбината в той или иной степени являются источниками разрушения и загрязнения окружающей среды. Подземная добыча связана с загрязнением воды (кислотный шахтный дренаж), авариями, образованием отвалов пустой породы, что требует рекультивации земель. Но площадь нарушаемых земель при этом способе добычи в десятки раз меньше, чем при поверхностной добыче.

Значительное количество шахт в настоящее время заброшено, глубина их составляет сотни метров. При этом нарушается целостность определенного объема горных пород, появляются трещины, пустоты и полости, многие из которых заполняются водой. Откачка воды из шахт создает обширные депрессионные воронки, снижается уровень водоносных горизонтов, идет постоянное загрязнение поверхностных и подземных вод.

При карьерных разработках (открытым способом) под влиянием мощных насосов, осуществляющих водоотлив из выработок, экскаваторов, большегрузных автомобилей меняются верхняя часть литосферы и рельеф местности. Риск возникновения опасных процессов также связан с активизацией различных физических, химических, геологических и географических процессов: усиление процессов эрозии почв и образование оврагов; активизация процессов выветривания, окисление рудных минералов и их выщелачивание, усиливаются геохимические процессы; происходят просадка грунтов, оседание земной поверхности над отработанными шахтными полями; в местах горных разработок происходит загрязнение почв тяжелыми металлами и различными химическими соединениями.

Таким образом, необходимо отметить, что интенсивное развитие промышленного комплекса должно осуществляться наряду с экологизацией производства Комплекс характеристик экологической безопасности при добыче полезных ископаемых/ И.В. Соколов, К.В. Церенова, 2012..

Основными свойствами геологической среды нефтегазовых месторождений являются присутствие в разрезе двух несмешивающихся жидкостей - нефти и подземных вод, а также существенное влияние на горные породы жидких и газовых углеводородных компонентов. Главная особенность в нефте- и газодобывающих комплексах состоит в техногенной нагрузке на геологическую среду, когда происходит взаимодействие процессов отбора из недр полезных компонентов. Одним из воздействий, оказываемых на геологическую среду в районах нефтяных и газовых месторождений, а также нефтеперерабатывающих предприятий, является химическое загрязнение следующих основных видов: углеводородное загрязнение; засоление пород и подземных вод минерализованными водами и рассолами, получаемыми попутно с нефтью и газом; загрязнение специфическими компонентами, в том числе сернистыми соединениями. Загрязнение пород, поверхностных и грунтовых вод часто сопровождается истощением естественных запасов подземных вод. В некоторых случаях истощению могут подвергаться и поверхностные воды, используемые для заводнения нефтяных пластов. В морских условиях возрастает масштаб угрозы загрязнения акваторий как искусственными (реагенты, применяемые при бурении и эксплуатации скважин), так и естественными загрязнителями (нефть, рассолы). Основная причина химического загрязнения на нефтяных месторождениях - низкая культура производства и несоблюдение технологий. Поэтому в наблюдательной сети мониторинга геологической среды районов нефтегазовых месторождений одна из основных нагрузок падает на геохимические наблюдения, контроль загрязнений.

Среди физических нарушений геологической среды в районах нефте- и газодобычи следует отметить проявления просадок, оседаний и провалов земной поверхности, а также подтоплений.

При добыче и переработке полезных ископаемых происходит масштабное воздействие человека на природную среду. Возникающие при этом экологические проблемы, связанные с добычей полезных ископаемых, требуют всестороннего изучения и незамедлительного решения.

Чем характеризуется добывающая отрасль?

В Российской Федерации широко развита добывающая отрасль, ведь на территории страны расположены месторождения основных видов полезных ископаемых. Эти скопления минеральных и органических образований, находящиеся в земных недрах, эффективно применяются, обеспечивая жизнедеятельность людей и производство.

Все полезные ископаемые можно разделить на три группы:

твердые , подразделяющиеся на: уголь, руды, нерудные материалы и др.;
жидкие , основными представителями этой категории являются: пресная, минеральная вода и нефть;
газообразные , к которым относится природный газ.

В зависимости от назначения производится добыча полезных ископаемых следующих видов:

рудных материалов (железных, марганцевых, медных, никелевых руд, бокситов, хромитов и благородных металлов);
строительных материалов (известняка, доломита, глины, песка, мрамора, гранита);
нерудных ресурсов (яшмы, агата, граната, корунда, алмазов, горного хрусталя);
горно-химического сырья (апатитов, фосфоритов, поваренной и калийной соли, серы, барита, бром- и йодсодержащих растворов;
топливно-энергетических материалов (нефти, газа, угля, торфа, горючих сланцев, урановых руд);
гидроминерального сырья (подземных пресных и минерализированных вод);
минеральных образований океана (рудоносных жил, пластов континентального шельфа и железомарганцевых включений);
минеральных ресурсов морской воды.

На долю российской добывающей промышленности приходится четверть мирового объема добычи газа, 17% добываемой в мире нефти, 15% – каменного угля, 14% – железной руды.

Предприятия добывающей промышленности стали крупнейшими источниками загрязнения природной среды. Вещества, которые выбрасываются горнодобывающим комплексом, оказывают губительное воздействие на экосистему. Проблемы негативного воздействия добывающей и перерабатывающей промышленностей стоят очень остро, так как затрагивают все сферы жизни.

Как влияет отрасль на земную поверхность, воздух, воду, флору и фауну?

Масштабы развития добывающей отрасли поражают: при пересчете объемов добычи сырья на одного жителя планеты получится примерно 20 тонн ресурсов. Но лишь десятая часть из этого количества приходится на конечные продукты, а все остальное является отходами. Развитие горнодобывающего комплекса неминуемо ведет к негативным последствиям, основными из которых являются:

истощение сырьевых ресурсов;
загрязнение окружающей среды;
нарушение естественных процессов.

Все это приводит к серьезным экологическим проблемам. Можно посмотреть на отдельных примерах на то, как влияют на окружающую среду различные виды добывающих производств.

На месторождениях ртути происходит нарушение ландшафта, образуются отвалы. При этом происходит рассеивание ртути, являющейся токсичным веществом, губительно влияющей на все живое. Аналогичная проблема возникает на разработке залежей сурьмы. В результате работ остаются скопления тяжелых металлов, загрязняющих атмосферу.

При добыче золота используются технологии для отделения благородного металла от минеральных примесей, сопровождающиеся выделением в атмосферу ядовитых компонентов. На отвалах месторождений руд урана наблюдается присутствие радиоактивного излучения.

Чем опасна добыча угля:

деформацией поверхности и углесодержащих пластов;
загрязнением воздуха, воды и почвы в районе расположения карьера;
выбросом газа и пыли при выносе пустых пород на поверхность;
обмелением и исчезновением рек;
затоплением брошеных карьеров;
образованием депрессионных воронок;
обезвоживанием, засолением слоя почвы.

На территории, расположенной вблизи от рудника, происходит создание антропогенных форм (оврагов, карьеров, терриконов, отвалов) из отходов сырья, которые могут простираться на десятки километров. На них не могут расти ни деревья, ни другие растения. А стекающая с отвалов вода с токсическими веществами наносит вред всему живому на больших прилежащих площадях.

На месторождениях каменной соли происходит образование галитовых отходов, переносимых осадками в водоемы, служащие для снабжения жителей ближайших населенных пунктов питьевой водой. Вблизи разработок магнезитов происходит изменение кислотно-щелочного баланса почвы, приводящее к гибели растительности. Изменение химического состава почвы приводит к мутациям растений – изменению окраски, уродливости и т. д.

Происходит и загрязнение земель сельскохозяйственного назначения. При транспортировке полезных ископаемых пыль может разлетаться на большие расстояния и оседать на почве.

Со временем земная кора истощается, снижаются запасы сырья, падает содержание полезных ископаемых. Вследствие этого возрастают объемы добычи и количество отходов. Одним из путей выхода из сложившейся ситуации является создание искусственных аналогов природных материалов.

Защита литосферы

Одним из методов, позволяющих защитить земную поверхность от губительного воздействия горнодобывающих предприятий, является рекультивация земли. Частично решить экологическую проблему можно с помощью заполнения отходами разработок образовавшихся выемок.

Поскольку во многих породах содержится не один вид полезных ископаемых, необходимо оптимизировать технологии, производя добычу и переработку всех имеющихся в руде компонентов. Такой подход не только окажет положительное влияние на состояние окружающей среды, но и принесет немалый экономический эффект.

Как сохранить окружающую среду?

На современном этапе развития промышленных технологий необходимо предусматривать мероприятия по охране окружающей среды. В приоритете находится создание малоотходных или безотходных производств, способных значительно уменьшить губительное воздействие на экологию.

Мероприятия, помогающие решить проблему

При решении проблемы защиты окружающей среды важно использовать комплексные мероприятия: производственные, экономические, научно-технические, социальные.

Улучшить экологическую ситуацию можно с помощью:

более полного извлечения ископаемых из недр;
применения промышленностью попутного нефтяного газа;
комплексного использования всех компонентов пород;
мероприятий по очистке вод при подземных разработках;
применения шахтных сточных вод в технических целях;
использования отходов в других производствах.

Во время добычи и переработки минерально-сырьевых ресурсов необходимо использовать современные технологии, позволяющие сократить выбросы вредных веществ. Несмотря на затратность применения передовых разработок, вложения оправданы улучшением экологической ситуации.

Хопёрский заповедник расположен в Воронежской области. В заповеднике особо охраняемым обитателем является занесённая в Красную книгу РФ русская выхухоль. Выхухоль – типичный обитатель речных пойм. Самый крупный и ценный из грызунов в заповеднике речной бобр. В Новохопёрском районе, в непосредственной близости от заповедника, скоро начнётся разработка медно-никелевых месторождений: добыча и первичное обогащение никелевых руд. На обогатительной фабрике будет использоваться технология, при которой понадобится много воды: на 1 т породы – 9 т воды. Экологи обеспокоены тем, что горно-обогатительное производство окажет негативное влияние на среду обитания охраняемых в заповеднике животных, в том числе выхухоли и бобра.

14 Каковы возможные негативные последствия добычи медно-никелевых руд в Новохопёрском районе для реки Хопёр – среды обитания охраняемых животных? Укажите два последствия.




В ответе названы любые два из перечисленных последствий: при


Примеры ответов :
	Выхухоль и бобры обитают в реке. Когда начнётся добыча
	руды, вода загрязнится, и животные не смогут в ней жить.
	Для обогащения нужно много воды, её будут брать из реки,
	и она обмелеет.
	Речные воды могут быть загрязнены, уровень воды в реке
	упадёт, и исчезнет привычное для животных место
	обитания.
	Загрязнение воды, рыба погибнет
В ответе названо только одно из перечисленных последствий: при
добыче руд может произойти загрязнение вод реки Хопёр, падение
уровня воды в реке, уменьшение поголовья рыбы.
Примеры ответов :
	Будут брать много воды для производства, река обмелеет.
	Вода реки станет более грязной.
	Из реки уйдет рыба, которой, возможно, питается
	выхухоль

	Критерии оценивания заданий с развёрнутым ответом

В ответе ничего не говорится ни о загрязнении вод реки Хопер, ни
о падении уровня воды в реке, ни об уменьшении поголовья рыбы.
Примеры ответов :
	Добыча медно-никелевых руд отрицательно скажется на
	реках Воронежской области.
	Будут нарушены ландшафты
		Максимальный балл

Ознакомьтесь с картой, показанной на рисунке.

ГИА, 2013 г.

ГЕОГРАФИЯ

20 Школьники выбирают место для игры в футбол. Оцените, какой из участков, обозначенных на карте цифрами 1, 2 и 3, больше всего подходит для этого. Для обоснования своего ответа приведите два довода.

Ответ запишите на отдельном листе или бланке, указав сначала номер задания.



	(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
В ответе говорится о том, что больше всего подходит участок 1, и
приведено два обоснования , из которых очевидно, что учащийся


поверхности.
Примеры ответов :
	Участок 1		лучше всех остальных, потому что там
	горизонтальная поверхность и луг.
	На участке 2 местность заболочена, а участок 3 на склоне,
	поэтому участок 1 самый лучший.
Должен быть участок с горизонтальной поверхностью, а
		3 наклонный. Участок 2 болотистый. Ответ:
	участок 1
В ответе говорится о том, что больше всего подходит участок 1 ,и
приведено одно обоснование , из которого очевидно, что учащийся
умеет определять крутизну склонов по расстоянию между

поверхности.

В ответе говорится о том, что больше всего подходит участок 2
или 3 ,и приведеноодно обоснование , из которого очевидно, что
учащийся умеет определять крутизну склонов по расстоянию

характер поверхности.
Примеры ответов :
	Участок 1, потому что там луговая растительность.
	Участок 1, потому что там горизонтальная поверхность.
	Участок 3, потому что там луг.
	Участок 2, потому что там плоский рельеф

		Критерии оценивания заданий с развёрнутым ответом

В ответе назван участок 1 без обоснования или с неверным
обоснованием.

В ответе назван любой участок и приводится обоснование, из
которого не следует, что учащийся умеет определять крутизну
склонов по расстоянию между горизонталями или читать условные
знаки, обозначающие характер поверхности.
Примеры ответов :
	Я думаю, это участок 1, потому что он лучше.
	Участок 3 лучше.
		Максимальный балл

В октябре 2011 г. в Краснодарском крае была введена в эксплуатацию первая очередь современного рисоперерабатывающего комплекса, включающая рисовый завод, фасовочное производство, складской терминал, административный корпус и весь комплекс инженерных сооружений. Мощность завода – 40–45 тыс. т риса-сырца в год.

23 Какая особенность сельского хозяйства Краснодарского края способствовала выбору на его территории места для строительства рисоперерабатывающего комплекса?

Ответ запишите на отдельном листе или бланке, указав сначала номер задания.



(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
В ответе говорится о развитии рисосеяния в Краснодарском крае.
Примеры ответов :
Краснодарский край – один из немногих регионов России, где
производят рис. Его удобно перерабатывать на месте сбора

Одно из направлений сельского хозяйства края –
рисоводство. Близость к полям, где выращивают рис, и
обусловила размещение здесь		рисоперерабатывающего
комплекса
В ответе ничего	не говорится о	развитии рисосеяния в
Краснодарском крае.
Пример ответа :
Здесь благоприятные природные условия
Максимальный балл

Сланцевая нефть – это синтетическая нетрадиционная нефть, которую получают из горючих сланцев путем термического воздействия. Полученная нефть либо используется в качестве топлива, либо перерабатывается и применяется в тех же сферах, что и традиционная сырая нефть.

Основная часть мировых запасов сланцевой нефти находится на территории США. Это около 24,7 трлн тонн. Достаточно обширные запасы горючих сланцев есть в распоряжении России, Китая. В Америке именно добыча горючих сланцев вывела нефтедобывающую отрасль на новый этап развития. Самое крупное месторождение находится в Северной и Южной Дакоте. Называется оно Баккен. Именно здесь себестоимость сланцевой нефти в США является наиболее низкой, благодаря самой совершенной на данный момент технологии добычи. Помимо месторождения Баккен, есть еще ряд крупных месторождений на территории США, которые находятся в штатах Техас и Нью-Мексико.

На долю России приходится около 7 % от мировых запасов . считается Баженовская свита (Западная Сибирь). В этих местах отложения горючих сланцев занимают огромную территорию, сопоставимую по площади с штатом Техас и Мексиканским заливом, вместе взятыми.

В Китае основные запасы сланцев сосредоточены на территории провинций в северо-восточной части страны и в одном из крупнейших промышленных центров – Фушуне, который находится в непосредственной близости от границы с Кореей.

Также среди стран, успешно занимающихся добычей горючих сланцев, можно выделить следующие:

Израиль (который становится главным центром по добыче нефти из сланцев на территории Ближнего Востока),
Иордания,
Марокко,
Австралия,
Аргентина,
Эстония,
Бразилия.

Как добывают сланцевую нефть

Добыча открытым или шахтным способом с дальнейшей переработкой на установках-реакторах, где горючие сланцы подвергают пиролизу без доступа воздуха, что приводит к выделению из породы смолы. Этот способ активно использовался в СССР, применяется в Бразилии, Китае. Главный его недостаток – высокая затратность, что приводит к высокой цене конечной продукции. К тому же при использовании данного варианта добычи нефти возникает проблема выделения большого количества углекислого газа во время извлечения из породы сланцевой смолы. Выпуск в атмосферу больших порций углекислого газа грозит значительным ухудшением экологической ситуации, а вопрос его утилизации до сих пор не решен;
Добыча нефти напрямую из пласта. Происходит это посредством бурения горизонтальных скважин, что приводит к многочисленным гидроразрывам пласта. Часто возникает необходимость проведения термического или химического разогрева пласта. Это приводит к значительному удорожанию добычи данного вида нефти по сравнению с традиционной, независимо от развития и усовершенствования применяемых технологий. Важная проблема, возникающая при использовании данного способа, – это быстрые темпы снижения объемов добываемого продукта (за 400 дней работы объемы могут снизиться на 80 %). Для решения данной проблемы скважины на месторождениях вводят поэтапно.

Технология добычи имеет ряд нюансов, которые необходимо учитывать:

месторождение должно находиться поблизости от потребителей, поскольку сланцевый газ не транспортируется по газопроводам высокого давления;
возможно проведение разработок сланцевых месторождений в густонаселенных районах;
при добыче сланцев не происходит потеря парникового газа, но теряется метан, что в итоге все равно приводит к усилению парникового эффекта;
использование способа гидроразрыва подразумевает наличие большого количества воды вблизи месторождений. Чтобы совершить один гидроразрыв, делают смесь из воды, песка и химикатов массой 7500 тонн. После проведения работ вся отработанная грязная вода скапливается в районе месторождений и приносит ощутимый вред экологии;
сланцевые скважины имеют небольшой срок эксплуатации;
использование химикатов при приготовлении смесей для гидроразрыва несет за собой тяжелые экологические последствия;
добыча данного сырья будет рентабельна только в условиях спроса на продукцию, если мировая цена нефти находиться на достаточно высоком уровне.

Отличия от добычи традиционными методами

Традиционная нефть пропитывает породы, которые имеют пористую структуру. Поры и трещины в породах соединены между собой. Иногда этот вид нефти разлит на поверхности земли или же свободно перемещается по своему пласту на глубине. Давление, которое оказывается сверху другой породой на нефтеносный пласт, приводит к выдавливанию нефти на поверхность, когда она свободно перетекает к скважине по пласту. Примерно 20 % запаса нефти извлекается из пласта таким образом. Когда поступление нефти сокращается, начинается применение различных мероприятий, направленных на увеличение добычи. Например, гидроразрыв пласта, когда закачивание воды в скважину приводит к созданию давления на породу вокруг ствола скважины.

Сланцевая нефть располагается в породе, предшествующей нефтеносному пласту. Отсутствие соединения между полостями не дает возможности нефти перемещаться свободно. Пробурив скважину, невозможно сразу получить из нее требуемые объемы нефти. Применение различных технологий и процессов, таких как подогревание пород или использование направленных взрывов, приводит к значительному удорожанию процесса добычи, что отражается на конечной стоимости данной продукции.

К тому же постоянно возникает необходимость бурения все новых скважин, так как скважина отдает только тот объем, на который удалось подействовать проведенными мероприятиями, остальная нефть останется нетронутой, пока не будет пробурена следующая скважина и не проведен все тот же комплекс процедур. Одна скважина работает с хорошей отдачей не более года, при этом с каждым месяцем выход нефти сокращается.

Разработка сланцевых месторождений ведет к ряду экологических проблем:

огромный уровень расхода воды (при добыче одного барреля нефти используется от 2 до 7 баррелей воды). Это является главным минусом для экологии и самым явным недостатком развития данного способа добычи нефти. Так, при выпаривании воды из породы с точки зрения экологии происходит безвозвратная потеря ресурсов;
высокий уровень энергоемкости процесса извлечения горючих сланцев. Эту проблему частично решают введением систем постоянной циркуляции теплоносителя и использованием собственных запасов месторождений;
выброс парниковых газов. Снижение уровня выброса происходит за счет эффективного использования угарных газов в виде теплоносителей и установки сажеуловителей.

Одноклассники

2 Комментария

Безусловно, сланцевая нефть – неплохо источник дохода, особенно в странах, где добыча традиционных энергоносителей ограничена. Однако прежде, чем выполнять работы по добыче сланца, необходимо позаботиться об экологии планеты и о нашем будущем повсеместно. Достаточно вложить часть доходов в развитие проекта, позволяющего сделать добычу сланца куда более гуманными способами.

Я в этом способе добычи нефти вижу только недостатки. Высокие затраты воды, загрязнение воздуха и водоемов. Что приводит нашу планету к разрушению. Постепенно будут вымирать рыбы, морские микроорганизмы и наступит парниковый эффект.. К тому же сланцевая нефть стоит гораздо дороже обычной продавать ее на экспорт не получится. Как по мне – стоит вообще отказаться от такого опасного вида добычи полезных минералов.