| ДонНТУ || Портал магістрів ДонНТУ | 
 |
 |
|
| Автобіографія | Автореферат |
|
Автореферат Вступ
Актуальність теми Проблема відновлення територій порушених гірничо-видобувною діяльністю розглядалась багатьма вченими. Так, деякі вчені пропонува¬ли повністю повертати землі до попереднього стану. Утилізація відвальної породи - один з напрямків припинення шкідливого впливу териконів на навколишнє середовище. Крім відомих способів використання породи з метою одержання будівельних матеріалів і добрив, нові напрямки утилізації поки що не розроблені. Не вивчено хімічний склад відвальної породи на предмет наявності у відвалах вугільних шахт запасів деяких металів, порівнянних за обсягом з природними родовищами корисних копалин, одержання яких для України могло би бути економічно вигідним. Тим більше, що в даний час багато які мінеральні ресурси вже майже вичерпані, і це є однією з глобальних екологічних проблем. Тому саме зараз доцільно розглядати техногенні відходи як альтернативний варіант поповнення природних ресурсів. Цей принцип до¬сить міцно вкоренився у свідомості гірників. Інша думка - на поруше¬них територіях слід створювати парки, бази відпочинку, агрокультурні площі, тобто змінювати управління територією з найбільшим ефектом для людини. Ще одна група вчених вважає, що взагалі відновлювати порушені території не слід, адже з часом технології дозволять розробля¬ти навіть відходи видобування руд. Тим не менше, у кожного з цих підходів є свої недоліки. Для перших необхідне таке фінансове вливання, що вартість виробленого продукту збільшиться на декілька порядків. Інший недолік - необоротність природних процесів. Створення нових культур біогеоценозів на порушених територіях також потребує значних коштів та значних людських зусиль. Всі вказані підходи мають право на існування та застосування, однак я пропоную технологію, яка врахо¬вує інтереси землевласників, місцевого населення, влади, землекористу¬вачів, поліпшує стан навколишнього середовища та сприяє відновленню різноманіття. Основними засадами технології є створення ланд¬шафтних заказників, які б поєднувались у ланцюги. У зв'язку з вищевикладеним виникає актуальна науково-прикладна проблема розробки теоретичних та практичних основ відновлення породних відвалів Донбасу до рівня природних з метою підвищення рівня екологічної безпеки навколишнього середовища. Рішенню цієї проблеми шляхом розробки нових напрямків утилізації,
а також удосконалення рекультивації поверхні відвалів і присвячена магістерська робота. Мета і задачі дослідження Мета роботи – підвищення рівня екологічної безпеки в регіоні на підставі розробки методології відновлення териконових ландшафтів Донбасу новими способами удосконалення гірничотехнічної рекультивації поверхні відвалів. Для досягнення поставленої мети вирішувалися наступні задачі досліджень: 1. Оцінити зміни природних компонентів і визначити сутність техногенної небезпеки при геохімічній трансформації ландшафтів під впливом териконів. 2. Розробити класифікації териконів із врахуванням ендогенних і екзогенних умов їх утворення та з оцінкою їх техногенної небезпеки, які дозволять економічно й екологічно обґрунтовувати використання методів їх утилізації або рекультивації. 3. Встановити параметри та закономірності фізико-геологічних і геохімічних процесів у териконах й визначити напрямки та способи використання цих процесів для цілей утилізації відвальної породи й, відповідно, для забезпечення екологічної безпеки в регіоні. 4. Обґрунтувати теоретичні основи комплексної безвідходної утилізації териконів, як одного з напрямків підвищення рівня екологічної безпеки. 5. Розробити технічні засоби та технологічні рішення, що знижують вартість і працеємність робіт із рекультивації териконів. 6. Визначити біологічну продуктивність рекультивованих териконів як критерій оцінки ефективності відновлення териконових ландшафтів і ступеня зниження техногенної небезпеки. Основною задачею магістерської роботи варто визнати вивчення розвитку заповідних екосистем при різному режимі охорони. Ідея роботи полягає у використанні закономірностей фізико-геологічних і геохімічних процесів, що відбуваються у породних відвалах, для цілей
їх відновлення до природного, екологічно безпечного стану. Наукова новизна 1. Обґрунтований принципово новий напрямок рекультивації породних відвалів. 2. Вперше пропонується поєднувати використанні териконів в двох напрямах - як місце для розваг і оздоровлення, а також як джерело енергії і тепла. 3. Розроблені нові методичні підходи щодо оцінки ступеня відновлення порушених територій до рівня природних, що базуються на визначенні біологічної продуктивності рекультивованих териконів, яку обрано за критерій оцінки їх екологічної безпеки. Отримані результати дозволили обґрунтувати наступні наукові положення: 1. В результаті появи териконів відбувається трансформація природних кальцієвих ландшафтів Донбасу в екологічно небезпечні антропогенні сірчанокислі. Сірчана кислота та її з'єднання, що утворюються при окислюванні наявного у териконах піриту, переводять важкі метали і радіоактивні елементи мінералів відвальних порід у рухливу форму, а водна ерозія, підсилена конічною формою відвалів, сприяє їх міграції на територію, що прилягає. Результатом зіткнення двох міграційних потоків (антропогенного сірчанокислого і природного кальцієвого) є утворення на значній площі фізико-хімічних і біогеохімічних бар'єрів із нагромадженням у ґрунтах і рослинах у аномальних концентраціях Co, Ni, Cu, Zn та інших елементів-забруднювачів. 2. Ефективним способом зниження екологічної небезпеки породних відвалів є їх поетапна (відповідно до геохімічної активності) утилізація, при цьому першими доцільно переробляти об'єкти висотою 50 м і більше з тривалою стадією окислювання піриту як постійні джерела забруднення навколишнього середовища токсичними елементами; одночасно треба утилізувати свіже відсипані відвали, на яких ще не почався процес окислювання; старі перегорілі терикони утилізують у другу чергу, а терикони, що горять, переробляють після їх повного геохімічного переходу в стан «перегорілі». 3. Зниження екологічної небезпеки териконів, збереження корисних елементів у відвалах для майбутнього використання забезпечується біологічною рекультивацією їхньої поверхні, яка дозволяє прискорено, екологічно доцільним шляхом створювати в умовах техногенного екотопу нові тимчасові ґрунти та стійкі фітоценози з рівнем біологічної продуктивності близьким до середнього зонального (3 м3/га). Еколого-економічний результат підсилюється за допомогою запропонованого екранування верхівки пласких відвалів сумішшю порід із річковим мулом. 4. Формування системи заповідників і функціонування складових її елементів необхідно для збереження різноманітності природних екоси¬стем і генофонду живих організмів. Розробка програми керування по¬винна ґрунтуватися на виявленні двох складових: з одного боку - роз¬маїтості природних умов регіону, з іншого боку - можливостей його
збереження, що залежать від соціально-економічних умов навколишніх територій. Огляд досліджень по темі У статтях журналу «Вугілля України» цієї проблеми були присвячені наступні статті: 1. Комплексне вирішення екологічних проблем у великих промислових регіонах. 2. Перспективи та напрямки розвитку вугільної промисловості. 3. Деякі особливості горіння териконів Донбасу і т.д. Були також деякі розробки з даної проблеми в ДонНТУ на кафедрі природоохоронної діяльності з попередніми студентами: запропоновані методики прийняття технологічних рішень по використанню породи відвалу; був зроблений прогноз зміни параметрів породних відвалів вугільних шахт; запропоновані заходи щодо зниження негативного впливу породних відвалів на навколишнє середовище. У місті Києві Радою по вивченню продуктивних сил України НАН України на чолі зі Сніговий Є.Ю., була опублікована стаття – «Проблеми і напрямки забезпечення розвитку рекреаційних зон промислового міста». Тема моєї магістерської дуже актуальна на сьогоднішній день, але достатньо не вивчена, тому що вимагає значних матеріальних вкладень. Проектні рішення Активний пошук оптимальних моделей стійкого землекористування техногенних територій свідчить про необхідність екологічної реставрації порушених екосистем, впровадження нових (мало витратних і безвтратних) форм заповідних резерватів, інтеграцію відновлюваних територій у соціально-економічний розвиток регіонів з використанням досвіду й традицій місцевого населення й з урахуванням його інтересів. Для забезпечення стійкого розвитку територій можуть застосовуватися природні й ефективні антропогенні механізми відновлення через заповідання, екологічну мережу, раціональне землекористування. Необхідність активізації природних процесів відновлення, благоустрою й озеленення території, ріст рекреаційних потреб місцевого населення вимагають розвитку форм землекористування території, інтеграції об'єкта в екологічну мережу, підвищення статусу об'єкта природно-заповідного фонду. Створення проектів озеленення населених пунктів, парків, скверів, тощо, регулюється будівельними нормами та правилами. Воно орієнтоване на забезпечення рекреаційних потреб мешканців. Створення заказників, заповідників з метою відновлення екосистем та біорізноманіття є новим напрямком проектної діяльності. Практично не можна знайти розробок типових рішень чи нормативних документів, які регламентували цю діяльність. Для реалізації проекту необхідно виконати наступні дії:  Рисунок 2 - Етапи реалізації проекта (анимація: об'єм - 102 КБ; розмір - 416x611; кількість кадрів - 13; Висновок Зниження негативного впливу виробничої діяльності на навколишнє природне середовище є одним з основних завдань еколого-економічної діяльності шахти. Накопичення відходів та забруднення ними природного середовища у зв'язку з розвитком продуктивних сил не є неминучою закономірністю. Навпаки, досягнення науково-технічного прогресу, розвиток науки і техніки створюють необхідні передумови для ефективного вирішення проблеми відходів і запобігання їх негативного впливу на природне середовище. Однак у проведенні робіт у цій області є великі труднощі, оскільки тут перетинаються завдання різних галузей і відомств. Проблема комплексного і багатоцільового використання териконів при всій її актуальності ще мало вивчена. Але високі показники цього процесу можуть бути досягнуті при здійсненні господарської діяльності в тому випадку, якщо вони ґрунтуються на наступному: екологічних проблем тим менше, чим менше втручання в природні процеси, чим менше перетворення природних систем. Тут слід зазначити, що кожна природна система входить як підсистема в систему більш високого рівня, аж до геосистеми Землі. Можна прослідкувати, наприклад, таку модель: екосистема -> ландшафт -> зона -> біосфера. Якщо кожна екосистема - компонент іншої системи, що саморегулюється, то всі пошкодження можуть бути подолані самою біосферою. Біосфера має значний відновлювальний потенціал и може оживити будь-яку територію на Землі. Саме це я пропоную зробити практично: здійснити природне відновлення екосистем відвалів кар'єрів, Тобто, у природи є свій план відновлення, з якими плани людини не завжди співпадають.. Якщо слідувати в розробці нових методів і технологій методам самої природи, можна головну роботу покласти на неї. Природа не помиляється, здійснює свої заходи дуже економно і послідовно. Правда і тут бувають вузькі місця. Наприклад, потрібно кілька десятків років, щоб доставити насіння гірських видів за сотні кілометрів на відвали, де вони потрібні. Вірогідність такого явища є дуже малою. Людина може здійснити такі заходи за добу. Запорука успіху, таким чином, буде в слідуванні наступному: чим більше природна складова в застосуванні технології, тим краще результат. Хочеться вірити, що свята справа охорони та відновлення рідної природи поширюється нашим промисловим краєм, всією Україною і поза її межами. Разом з тим, ми ясно усвідомлюємо, що для цього треба прикласти багато зусиль в створенні, перш за все, наукової основи відновлення геосистем. Потребує розвитку теорія вибору територій, створення адекватних умов для відновлення геосистем на останніх стадіях гірничовидобувних технологій, оцінки ефективності режиму, формування ієрархічних рівней природних систем, окремих компонентів геосистем. Необхідно розробити загальну методологію впливу на вторинні геосистеми, методи і технології, які б забезпечували найкращі результати. Використання породних відвалів принесе не тільки екологічний, але й економічний ефект. Література 1. Шпар А.Г. Науково-методичні рекомендації щодо поліпшення екологічного стану земель, порушених гірничими роботами. Дніпропетровськ, 2007 – с. 86-110. 2. Ландшафтные парки Донбасса – экологические жемчужины края [Электронный ресурс]: 3. Николин В.И., Матлак Е.С. Охрана окружающей среды в горной промышленности. – КД: Вища школа. Головное издательство, 1978. – C. 172-186. 4. Зборщик М.П., Осокин В.В. Предотвращение самовозгорания горных пород. К.: Техника, 1990, -176с. 5. Панов Б.С. Глубинные разломы и минерагения линеамента Карпинского с позиций синэргетического анализа. –Киев. Препринт ИГМР НАН Украины, 1994. –72с 6. Панов Б.С. Техногенные месторождения минерального и нетрадиционного сырья Украины и Донбасса [Электронный ресурс]: http://www.bestreferat.ru/referat-96560.html 7. Е.Г. Нечаева, Н.Д Давыдова. Принципы изучения природной и техногенной динамики ландшафтов сибири. 8. Смірний М.Ф., Зубова Л.Г., Зубов О.Р. Екологічна безпека териконових ландшафтів Донбасу: Монографія. – Луганськ: Вид-во СНУ ім. В.Даля, 2006. – C. 182–202. 9. Национальный доклад о состоянии окружающей природной среды в Украине в 2000г. Министерство экологии и природных ресурсов Украины. Киев, 2001г. 10. Экологическая обстановка Донбасса [Электронный ресурс]: |