Техногенное воздействие на биосферу реферат

Обновлено: 02.07.2024

1. Негативные факторы производственной среды 4
2. Биосфера. Последствия техногенного воздействия на биосферу 11
2.1 . Пути негативного действия производственной среды на
Биосферу 11
2.1.1. Загрязнение атмосферы13
2.1.2. Загрязнение гидросферы 14
2.1.3. Загрязнение почвы 15
2.2. Экологические проблемы биосферы 16
3. Список литературы17

1. НЕГАТИВНЫЕ ФАКТОРЫ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЫ
Производственная среда – это часть техносферы, обладающая повышенной концентрацией негативных факторов. Основными носителями травмирующих и вредных факторов в производственной среде являются машины и другие технические устройства, химически и биологически активные предметы труда, источники энергии,нерегламонтированные действия работающих, нарушения режимов и организации деятельности, а также отклонения от допустимых параметров микроклимата рабочей зоны.
Травмирующие и вредные факторы подразделяют на физические, химические, биологические и психофизиологические:
физические факторы –движущиеся машины и механизмы, повышенные уровни шума и вибраций, электромагнитных и ионизирующих излучений, недостаточнаяосвещенность, повышенный уровень статического электричества, повышенное значение напряжения в электрической цепи и другие;
химические –вещества и соединения, различные по агрегатному состоянию и обладающие токсическим, раздражающим, сенсибилизирующим, канцерогенным и мутагенным воздействием на организм человека и влияющие на его репродуктивную функцию;
биологические–патогенные микроорганизмы(бактерии, вирусы и др.) и продукты их жизнедеятельности, а также животные и растения; психофизиологические–физические перегрузки (статические и динамические) и нервно-психические (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).
Травмирующие и вредные факторы производственной среды, характерные для большинства современных производств, приведены втабл. 2.7.

Таблица 2.7. Негативные факторы производственной среды
Группа факторов Факторы Источники и зоны действия фактора
Физические Запыленность воздуха рабочей зоны Зоны переработки сыпучих материалов, участки выбивки и очистки отливок, сварки и плазменной обработки, обработки пластмасс, стеклопластиков и других хрупких материалов, участки дробления материалов и т п.
Вибрации:
общиелокальные
Виброплощадки, транспортные средства, строительные машины
Виброинструмент, рычаги управления транспортных машин
Акустические колебания:
инфразвук

Зоны около виброплощадок, мощных двигателей внутреннего сгорания и других высокоэнергетических систем
Зоны около технологического оборудования ударного действия, устройств для испытания газов, транспортныхсредств, энергетических машин
Зоны около ультразвуковых генераторов, дефектоскопов: ванны для ультразвуковой обработки
Статическое электричество Зоны около электротехнического оборудования на постоянном токе, зоны окраски распылением, синтетические материалы

Таблица 2.7. Негативные факторы производственной среды (продолжение)
Группа факторов Факторы Источники и зоны действия фактораФизические Электромагнитные поля и излучения Зоны около линий электропередач, установок ТВЧ и индукционной сушки, электроламповых генераторов, телеэкранов, дисплеев, антенн, магнитов
Инфракрасная радиация Нагретые поверхности, расплавленные вещества, излучение пламени
Лазерное излучение Лазеры, отраженное лазерное излучение
Ультрафиолетовая радиация Зоны сварки, плазменной обработки.

Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. В конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых.

К началу XXI века загрязнения окружающей среды отходами, выбросами, сточными водами всех видов промышленного производства, сельского хозяйства, коммунального хозяйства городов приобрели глобальный характер, что поставило человечество на грань экологической катастрофы.

По статистическим данным, к концу XX века на нашей планете добывалось около 100 млрд т различных руд, горючих ископаемых, строительных материалов. При этом в результате хозяйственной деятельности человека в биосферу поступило более 200 млн т углекислого газа (CO2), около 146 млн т сернистого газа (SO2), 53 млн т оксидов азота и других химических соединений. Побочными продуктами деятельности промышленных предприятий явились также 32 млрд м3 неочищенных сточных вод и 250 млн т пыли.

Вторая половина XX века характеризовалась бурным развитием химической промышленности. В свое время химизация принесла несомненную пользу. В настоящее время стали очевидны отрицательные воздействия этого процесса.

Во-первых, с каждым годом увеличивается выброс химических соединений в окружающую среду. На сегодняшний день известно более 6 млн химических соединений, практически же используется лишь около 500 тыс. соединений, при этом, по оценке Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), из них 40 тыс. обладают вредными для человека свойствами, а 12 тыс. токсичны. Например, каждая люминесцентная лампа содержит 150 мг ртути, и одна разбитая колба загрязняет 500 тыс. м3 воздуха на уровне предельно допустимой концентрации (ПДК).

Во-вторых, замена естественных материалов на синтетические приводит к целому ряду непредвиденных последствий. В биологические циклы включается большой перечень синтетических соединений, не свойственных целинным природным средам. Например, если в водоем попадает мыло, основой которого являются природные соединения – жиры, то вода самоочищается. Появление же в воде синтетических моющих средств, содержащих фосфаты, приводит к размножению синезеленых водорослей и гибели водоема. Многие химические соединения способны передаваться по пищевым цепям и накапливаться в живых организмах, увеличивая тем самым химическую нагрузку на организм человека.

Под химической нагрузкой понимается общее количество вредных и токсичных

веществ, которые попадают в организм человека за время его жизни.

В табл. 1 приведены данные о химической нагрузке на одного жителя России.

Таблица 1Химическая нагрузка на одного жителя России за время его жизни

Горное производство технологически взаимосвязано с процессами воздействия человека на окружающую среду с целью обеспечения сырьевыми и энергетическими ресурсами различных сфер хозяйственной деятельности. Элементы природы, которые могут быть вовлечены или уже используются человеком в хозяйственной деятельности для удовлетворения разнообразных потребностей, обобщаются понятием природных ресурсов. В широком плане под ресурсом следует понимать как источники получения вещества, так и пространство – среду их размещения и жизнедеятельности.

Историческое развитие Земли и человеческого общества показало, как первоначальные проявления активности естественных (природных) или антропогенных (связанных с деятельностью человека) процессов могут быть превращены в определённые последствия, характер которых проявляется в различной степени и неоднозначно соответствует функционированию и состоянию источника воздействий. Последствия в природных объектах воспринимаются большей частью как эволюционные изменения, закономерности которых изучаются с целью более эффективного использования в хозяйственной деятельности самих процессов и явлений (селекция, энергообеспечение) или сопутствующих им полезных свойств (разработка месторождений полезных ископаемых). Условиями их развития обеспечивается состояние равновесия и взаимосвязи живой и неживой природы в общем кругообороте вещества и обмене энергией.

Последствия воздействий хозяйственной деятельности общества связаны с особенностями развития общественного производства (индустриализация, химизация, интенсификация) и характером уклада жизни человека (урбанизация, миграция, условия жизни). В результате чего формируются направления поиска принципов взаимодействия общественного производства и природной среды, обусловливая и необходимость целенаправленного управления использованием ресурсов.
^

1.Воздействие горного производства на биосферу

Для всех способов разработки месторождений характерно воздействие на биосферу, затрагивающее практически все её элементы: водный и воздушный бассейны, землю, недра, растительный и животный мир. Это воздействие может быть как непосредственным (прямым), так и косвенным, являющимся следствием первого. Размеры зоны распространения косвенного воздействия значительно превышают размеры зоны локализации прямого воздействия и, как правило, в зону распространения косвенного воздействия попадает не только элемент биосферы, подвергающийся непосредственному воздействию, но и другие элементы.

В процессе горного производства образуются и быстро увеличиваются пространства, нарушенные горными выработками, отвалами пород и отходов переработки и представляющие собой бесплодные поверхности, отрицательное влияние которых распространяется на окружающие территории.
^

1.1.Воздействие на гидросферу, атмосферу и недра Земли

В связи с осушением месторождений и сбросом дренажных и сточных вод (отходов переработки полезных ископаемых) в поверхностные водоёмы и водотоки резко изменяются гидрогеологические и гидрологические условия в районе месторождения, ухудшается качество подземных и поверхностных вод.

Атмосфера загрязняется пылегазовыми организованными и неорганизованными выбросами и выделениями различных источников, в том числе горных выработок, отвалов, перерабатывающих цехов и фабрик. В результате комплексного воздействия на указанные элементы биосферы существенно ухудшаются условия произрастания растений, обитания животных, жизни человека.

Недра, являясь объектом и операционным базисом горного производства, подвергаются наибольшему воздействию. Так как недра относятся к элементам биосферы, не обладающим способностью к естественному возобновлению в обозримом будущем, охрана их должна предусматривать обеспечение научно обоснованной и экономически оправданной полноты и комплексности использования.

1.2. Проявление воздействия горного производства на биосферу

Воздействие горного производства на биосферу проявляется в различных отраслях народного хозяйства и имеет большое социальное и экономическое значение. Так, косвенное воздействие на земли, связанное с изменением состояния и режима грунтовых вод, осаждением пыли и химических соединений из выбросов в атмосферу, а также продуктов ветровой и водной эрозии приводит к ухудшению качества земель в зоне влияния горного производства. Это проявляется в угнетении и уничтожении естественной растительности, миграции и сокращении численности диких животных, снижении продуктивности сельского и лесного хозяйства, животноводства и рыбного хозяйства.

В настоящее время сложно дать сравнительную количественную оценку влияния на окружающую среду горного производства и других видов деятельности человека, поскольку отсутствуют научно-методические основы для такого сравнения. Применение же различных частных критериев не позволяет получить однозначный ответ на этот вопрос. Однако попытки классифицировать возможные влияния на окружающую среду осуществлены. Основные виды и результаты воздействия горного производства на биосферу приведены в табл.1

Открытым
Подземным
Геотехническим

2.Анализ экологических последствий горной промышленности.

Горно-добывающие и перерабатывающие предприятия расположены на больших территориях и имеют довольно крупные горные отводы в пользовании, поэтому нагрузка от них на окружающую среду так же соизмеримо велика.

Анализ последствий развития техногенных процессов весьма сложен по той причине, что собственно техногенное начало может сопровождаться цепочкой последующих природных событий. Иначе говоря, первичные техногенные воздействия могут вызвать к жизни процессы, которые правомерно определить как природно-техногенные или техногенно-природные.

Сложность их прогнозирования состоит в том, что эти природно-техногенные процессы могут быть существенно сдвинуты во времени, а нередко и в пространстве по отношению к воздействующему источнику техногенеза. Поясним сказанное следующим примером.

формированию полостей окисления природных агентов;
ослаблению горного давления внутри напряженного массива;
образованию провалов земли на дневной поверхности;
активизации эрозии почв;
нарушение первичных природных условий окружающей среды.

2.1.Нарушение земель горными и геологоразведочными работами

Исторически сложилось так, что горные инженеры не задумывались над тем, как разработанный ими процесс добычи скажется на природе, какие изменения он в ней вызовет. Первые тревоги по этому поводу подчас воспринимались как мешающие. Такой подход казался экономически выгодным и естественным в пору, когда разработки велись в небольшом масштабе, а свободных земель было много. Экологический аспект проблемы был сформулирован позднее, как следствие увеличения объемов добычи минерально-сырьевых ресурсов, предпочтения во многих случаях открытых горных работ перед подземными. В результате значительно возросли площади нарушенных земель и загрязнении природной среды, как следствие - нарушение геохимического равновесия в природе.

При эксплуатации природных ресурсов нередко возникают трудности, связанные с несовпадением интересов различных групп людей, стремящихся по-разному использовать один и тот же вид ресурсов. Для одной группы лиц эти ресурсы могут казаться милостью, дарованной природой, другая группа людей будет рассматривать их как бич. Так, стратегия использования земельных ресурсов затрагивает проблемы промышленности, сельского и лесного хозяйства, организации отдыха, загрязнения окружающей среды, эксплуатации запасов грунтовых вод. Любое действие, способствующее усиленному использованию земельных ресурсов в каких-то определенных целях может привести вред другим предприятиям, эксплуатирующим эти ресурсы в иных интересах.

Например, с точки зрения горняка, земельный отвод, предназначенный для организации горных работ - размещения промышленных сооружений и коммуникаций, должен быть по возможности большим и свободным от леса, посевов и пастбищ. Для нормальной эксплуатации месторождения оно должно быть осушено.

Однако, наличие горного предприятия на сельскохозяйственной территории явно нежелательно, так как от этого не только сокращаются площади угодий, но и ухудшаются условия произрастания растений на смежных с горными предприятиями площадях

Строительство карьера или отсыпка отвалов вблизи населенного пункта противоречит интересам всех жителей этого поселка, так как ухудшаются санитарно-гигиенические и эстетические условия.

Между тем, горнопромышленный комплекс в настоящее время превратился в одного из крупнейших источников нарушения и загрязнения природной среды. Спектр влияния на биосферу разрушенных ландшафтов, распространения загрязнителей, образующихся в результате деятельности горнодобывающих и обогатительных предприятии, настолько широк, что в ряде районов вызывает непредсказуемые эффекты, губительно сказывающиеся на состоянии почвы, растительности, представителей животного мира, здоровье людей. В этой связи, особенно актуальное значение приобретает проблема восстановления земель, нарушенных горными разработками.

Рассматривая геологоразведочные, горнодобывающие и перерабатывающие отрасли промышленности, как факторы нарушения природных ландшафтов, приходится констатировать как прямое, так и косвенное их влияние на окружающую природную среду и все ее компоненты.

Прямое их влияние состоит в разрушении и преобразовании ландшафтов процессами техногенной денудации и аккумуляции, происходящими непосредственно при работе горнодобывающих производств, и опосредовано, при организации и эксплуатации компонентов инфраструктуры, обеспечивающей горное производство. Последняя обычно включает в себя комплекс энергетических объектов, предприятий и сетей транспорта и связи, объектов водоснабжения и водоотведения, включая сооружения водоочистки, рабочие поселки, нередко агропромышленные предприятия и комплексы, иные объекты, необходимость которых диктуется особенностями технологии горного производства, первичного передела сырьевых материалов обеспечения работающих на ГОКе необходимыми продуктами питания и другими материальными благами.

Косвенное воздействие горнодобывающих предприятий состоит в загрязнении природных объектов токсичными выбросами и выпусками, загрязнителями, рассеивающимися при дефляции отвалов, эксплуатации энергетических объектов, предприятий химического или металлургического передела добываемого сырья. Длительное или интенсивное воздействие на природные почвенно-растительные компоненты ландшафта вызывает их полную деструкцию и последующую активизацию природных экзогенных процессов, водной или ветровой эрозии, приводящих, в первую очередь, к нарушению земель, а в дальнейшем полному преобразованию существовавших ранее ландшафтов и потере ими былой биологической продуктивности. Однако начало нарушения природных ландшафтов происходит фактически до организации горного предприятия, уже на стадии производства геологоразведочных работ.
^

2.1.1. Нарушение земель открытыми горными работами

Воздействие на ландшафты открытых горных работ проявляется, в коренном переустройстве рельефа, с образованием техногенных отрицательных (денудационных) и положительных (аккумулятивных) форм.

Положительными формами рельефа, остающимися после производства открытых горных работ, являются отвалы, которые по отношению к контуру карьера подразделяются на внутренние, находящиеся внутри этого контура и внешние, располагающиеся вне контура карьера.

плоскими, в случае если они сформированы посредством гидротранспортировки пород вскрыши;
платообразными, при транспортной системе разработки месторождения и одноярусной отсыпки в отвалы вскрышных пород или платообразными террасироваными, при многоярусной отсыпки тела отвала;

гребнеобразными или представлять собой систему гребней, образующихся при отсыпке верхнего яруса отвалов драглайнами, консольными отвалообразователями или драгами.

Карьер охватывает собой совокупность горных выработок, образованных при добыче полезного ископаемого открытым способом. В сланцевой промышленности карьер обычно называют разрезом. Форма карьеров определяется условиями залегания полезного ископаемого и геометрией разрабатываемого пласта.

Для сланце добывающей промышленности характерны мульдообразные гребневидные формы, которые формируются при разработке сходных по геометрии и положению в разрезе залежей, при большей мощности вскрышных пород или значительном преобладании масс вмещающих пород над массой полезного ископаемого (россыпные месторождения).

трапециевидные вытянутые горизонтальные карьеры образуются при разработке вытянутых горизонтальных или пологопадающих залежей малой (до 20 м) мощности, с перевалкой пород маломощной вскрыши драглайнами во внешние бортовые отвалы, экскаваторами или отвалообразователями - во внутренние;
трапецевидные террасированные вытянутые горизонтально каньоны формируются при разработке полого или крутопадающих глубоких залежей любой мощности, с перевалкой вскрышных пород во внутренние отвалы;
циркообразные террасированные карьеры формируются при разработке глубокозалегающих залежей крутого падения, в том числе - кимберлитовых трубок, с перевалкой вскрышных пород только во внешние отвалы.
траншеи представляют собой трапецевидные вытянутые горизонтальные или наклонные горные выработки, протяженность которых значительно превышает их ширину. По отношению к контуру карьера, траншеи могут располагаться внутри него, либо находится за его пределами. При значительной глубине траншеи ее борта могут быть террасированы.
канавы, вид горных выработок характерный для геологоразведочных работ, использующийся в горных предприятиях обычно для отвода поверхностных вод от карьерного или шахтного поля.

Нарушенные горными разработками земли представляют собой склоновые поверхности различной формы и ориентировки, увенчанные гребнями или конусами, существенно отличающиеся по ряду своих свойств от естественных.

Таким образом, наиболее существенные нарушения природной среды возникают именно при открытых горных работах, для организации которых и используется обычно значительная территория, занятая карьерами, отвалами, железнодорожными и автомобильными дорогами обогатительными фабриками и другими промышленными сооружениями.

Открытый способ разработки не является основным направлением развития горной промышленности в Эстонии, Однако существующие карьерные выработки наносят сильный ущерб для окружающей среды.
^

2.1.2.Нарушения земель подземными горными работами

отвалов вскрышных и вмещающих пород;
хвосто и шламохранилищ, в которых накапливаются породные отходы, остающиеся после обогащения руд;
разного рода провалов и впадин, различающихся формой и глубиной.

мульдообразные провалы возникают после разработки пластовых залежей средней (1,5-3) и большей мощности, горизонтального, волнистого или полого наклонного залегания. Мульда сдвижения горных пород находится в зоне прогиба кровли. При большой мощности и крутом падении залежи возможно формирование мульдообразных террасированных провалов, мульда сдвижения в этом случае будет приурочена к зоне прогиба или обрушения;
каньонообразные провалы образуются над выработанным пространством мощных полого или крутопадающих залежей, мульда сдвижения в этих условиях всегда находится в зоне обрушения;
кольцевые провалы могут возникать на месте разработки штокообразных крутопадающих залежей, однако они не характерны для Эстонии.

Такой способ добычи наиболее распространен на территории Эстонии. Однако добыча сырья закрытым (шахтным) способом ограничена не высотой залегания породы а потребностью в сырье.

Анализ взаимодействия горного производства и окружающей среды, позволил выявить закономерности этого взаимодействия и наметить основные пути решения проблемы в будущем. Принципиальное значение имеет новая классификация видов и результатов воздействия горного производства на различные элементы биосферы, позволяющая более основательно разрабатывать стратегию развития горного производства.

мониторинга той части биосферы, которая подвергается воздействию горного производства;
принципов и методологии экономической оценки эффективности мероприятий по рациональному использованию минеральных ресурсов по охране окружающей среды;
техники и технологии малоотходного, а в последующем – безотходного горного производства.

Познание законов биосферы и их учет при организации горного производства – важное условие предотвращения вредного воздействия шахт и карьеров на природную среду и улучшения ее состояния в будущем.

Правильная оценка положений современной экологии даёт возможность путём несущественного изменения системы хозяйственного освоения отдельных регионов согласовать интересы промышленности и сельского хозяйства с поддержанием оптимального состояния природной среды.

Человек должен научиться управлять эволюцией природных популяций, свести к минимуму возможность появления специфически приспособленных вредных форм, способствовать появлению полезных.