Техногенное воздействие системы геологоразведочных и горнодобычных работ на природную среду (Атлас)

По богатству и разнообразию выявленных минерально-сырьевых ресурсов Иркутская область занимает одно из ведущих мест среди других регионов России. На базе этих ресурсов в области развита добыча угля, железных руд, золота, слюды, поваренной соли, формовочных песков, огнеупорных и керамических глин, талька, цементного сырья, гипса, стекольных песков, разнообразных строительных и облицовочных материалов, многих видов поделочных камней. В ближайшие годы предполагается разработка Сухоложского золоторудного месторождений. Кроме того, подготавливается освоение месторождений нефти и газа в северных районах области - Жигаловском, Усть-Кутском и Катангском. В более отдаленной перспективе возможна добыча новых видов редких металлов, титанового сырья, калийных солей, диопсид-волластонитовых руд, цеолитов и др. Таким образом, минеральная база Иркутской области представляет собой весьма мощный и разнообразный источник получения различной продукции и сырья для федерального и местного потребления.

Чтобы с достаточной полнотой оценить роль минерально-сырьевых ресурсов в экономическом балансе области, следует указать, что извлекаемая ценность только разведанных запасов минерального сырья (без стоимости минеральных стройматериалов) составляет сотни млрд. долларов.

С целью использования этих богатств, в настоящее время в области круглогодично и сезонно действуют около 100 горнорудных предприятий. Горнорудные предприятия по масштабам добычи относятся, в основном, к мелким и средним, в большинстве своем добычи относятся, в основном, к мелким и средним, в большинстве своем обеспечены промышленными запасами на амортизационный срок и работают в целом рентабельно.

С геологической разведкой и добычей всех видов полезных ископаемых органически связано экологическое равновесие окружающей природной среды, зависящее от степени нарушенности земной поверхности и загрязнения воздушной и водной среды, обусловленных деятельностью геологоразведочных и добычных предприятий. Эта степень воздействия на природную среду при ведении геологоразведочных работ (ГГР) на различные полезные ископаемые, а также работ по добыче минерального сырья, неравнозначна. Она зависит от стадий ГРР и системы добычи полезных ископаемых.

В комплекс ГРР входят следующие стадии их проведения: геологическая съемка и поиски с минимальным влиянием на окружающую среду (пешие маршруты геологов, проходка редких шурфов и канав, мелких буровых скважин и т.д.); предварительная и детальная разведка со значительным объемом горнопроходческих (канавы, шурфы, штольни с применением взрывных веществ и бульдозеров) и буровых работ с обустройством энергетического и сопутствующего хозяйств, особенно сложных при работах на нефть и газ; на всех стадиях применяются геофизические методы разведки с комплексом сопровождающих работ (рубка просек, расчистка дорог, бурение, взрывные работы).

Анализ степени влияния геологоразведочных работ на окружающую среду показал, что наименьший вред природе наносится на стадии геолого-съемочных и поисковых работ и при разведке месторождений воды. При этих работах следует требовать от геологоразведочных организаций безусловной засыпки горных выработок (канав и шурфов), а также рекультивации площадок буровых скважин, и природная среда со временем будет восстановлена.

Весьма ощутимый вред ландшафтам и геологической среде наносится на стадии предварительной и детальной разведки месторождений твердых полезных ископаемых, когда нарушается и загрязняется поверхность десятков, а иногда и сотен квадратных километров. При этом следует иметь ввиду, что далеко не все месторождения после предварительной разведки вовлекаются в детальную разведку, а затем и в эксплуатацию, однако никаких рекультивационных работ на этих месторождениях не проводится и, следовательно, их поверхность многие десятилетия остается непригодной для народнохозяйственного пользования. Еще более сильный урон окружающей среде наносится при поисках и разведке месторождений нефти и газа. Нарушаются и загрязняются химическими реагентами значительные площади (до 18 га на каждую скважину) буровых площадок и подъездных дорог к ним, при бурении происходит смешивание и загрязнение горизонтов подземных вод, загрязняющих поверхностные водотоки, происходят выбросы нефти и газа. Газовые факелы горят иногда годами, нанося весьма ощутимый вред атмосфере. Сократить вредное влияние нефтегазопоисковых работ на природную среду можно только строгим соблюдением технологии буровых работ, предотвращающей самопроизвольные выбросы нефти и газа.

Значительный ущерб природе наносят региональные геофизические работы (в основном сейсморазведка). Необходимость прокладки широких длинных просек в тайге, временных дорог к ним и по ним, бурение скважин и производство взрывных работ в них ведут к повреждению верхних слоев земли и растительного покрова на значительных площадях, происходит нарушение и загрязнение поверхностных водотоков. В северных районах области, где развита многолетняя мерзлота, техногенное воздействие сейсморазведочных работ на растительный покров и верхние слои земли проявляется особенно резко и последствия этого воздействия не залечиваются многие десятилетия.

Если суммировать техногенное воздействие геологоразведочных работ на окружающую среду, то можно констатировать, что только за период 1990-2000 гг. ГФУГП "Иркутскгеология" в результате проходки 42,0 тыс.м штолен, более 6,0 млн. м3 канав и траншей, более 75,0 тыс.м шурфов и бурения, более 2,0 млн. пог.м скважин, нарушило почвенно-растительный покров на площади более 3 000 га, а рекультивировало только около 400 га. ОАО "ВостСибнефтегазгеология" пробурило 175 глубоких скважин, нарушив около 4 000 га почвенно-растительного слоя. За этими объемами геологоразведочных работ стоят тысячи гектаров погубленного и пропавшего при проходке канав "на выброс" леса; около 10 тысяч буровых площадок и десятки тысяч незасыпанных канав, траншей и шурфов. Кроме того, в таежных районах прорублены десятки тысяч километров просек, сейсморазведочных и других геофизических профилей и дорог-времянок. Нанесен вред воздушной среде в результате сжигания тысяч тонн горюче-смазочных материалов, взрыва сотен тысяч тонн взрывчатых веществ, горящих фонтанов нефти и газа. Произведено и ощутимое загрязнение подземных и поверхностных вод из-за попадания в них нефтепродуктов, буровых реагентов, механических загрязнений, а также смешивания пресных вод с рассолами (пример - Марковское месторождение).

Дальнейшее проведение геологоразведочных работ без серьезных природоохранных мероприятий приведет в отдельных местах к необратимым изменениям экосистемы в сторону полной гибели существующей природной среды, особенно таежной растительности и животного мира.

Влияние добычи полезных ископаемых на окружающую и геологическую среду в значительной степени зависит от горногеологических условий залегания руд в недрах и вытекающего из этого способа отработки запасов, т.е. должно рассматриваться в едином комплексе природоохранных мероприятий.

Добыча разных видов полезных ископаемых имеет свою специфику по степени влияния на окружающую среду, поэтому целесообразно рассмотреть этот вопрос по отраслям промышленности.

Подавляющая часть полезных ископаемых в Иркутской области добывается открытым способом - карьерами, драгами, гидромеханизированным способом.

При добыче угля в Иркутском бассейне нарушается земная поверхность на значительных площадях, но по окончании добычных работ всю ее можно рекультивировать, облагородить и превратить в превосходные сельхозугодья. При этом, возможно, произойдет и самовосстановление нарушенного горизонта подземных вод. Однако, в полном объеме рекультивация земель ОАО "Востсибуголь" не проводится.

При добыче железных руд, рудного золота, многих видов нерудного сырья и строительных материалов, связанных с необходимостью проходки карьеров и подземных выработок в скальных породах, происходят безвозвратные потери значительных площадей земной поверхности, которые в редких случаях можно использовать под искусственные водоемы или для других хозяйственных целей. Кроме того, разработка таких месторождений ведет к значительному загрязнению поверхностных водотоков и нарушению режима подземных вод вблизи карьеров и шахт, а также загрязнению атмосферы при массовых взрывах (Коршуновское, Рудногорское, Татьянинское, Перевал и др.).

Добыча россыпного золота в Ленском золотоносном районе и Восточном Саяне вызывает нарушение поверхности речных долин и загрязнение на многие километры поверхностных водотоков механическими примесями. Если же проводить элементарную планировку отработанных площадей, то в течение 20-50 лет поверхность речных долин самоурегулируется и примет первоначальный облик. Только для восстановления лесного покрова потребуется несколько больший срок.

При добыче кирпичных и огнеупорных глин, формовочных и стекольных песков, песчано-гравийных материалов и других, залегающих на небольшой глубине пластообразных месторождений, как и в случае добычи угля, возможна полная рекультивация земель с передачей сельхозпредприятиям. Загрязнение подземных и поверхностных вод при этом минимально.

Использование пресных и минеральных подземных вод, если не нарушаются правила эксплуатации скважин, не приводит к изменениям окружающей среды. Это положение можно распространить и на способ добычи соли методом подземного выщелачивания, если исключить загрязнение поверхности рассолопромысла в результате небрежного отношения к трубопроводам и запорным устройствам. Общим недостатком горнодобычных работ является слабое использование достижений научно-технического прогресса (внедрение экологически безопасных методов добычных работ, малоотходных и безотходных технологических процессов, замкнутого водооборота), обеспечивающих комплексное использование минерального сырья.

Даже предварительный анализ влияния геологоразведочных и горнодобычных работ на окружающую среду показал возможность геолого-экологического районирования территории. При этом удалось выделить три степени реакции геологической среды (ГС) на различные виды техногенных процессов: очень сильное, интенсивное, умеренное. Прослеживается четкая зависимость степени изменения ГС от стадий ГРР и пространственно-структурных особенностей размещения месторождений полезных ископаемых.

Наиболее интенсивные площадные изменения ГС зафиксированы в Иркутском угленосном бассейне, в Ангаро-Илимском железорудном бассейне, в Мамско-Чуйском слюдоносном и Ленском золотоносном районах. Очаговое интенсивное воздействие на ГС произошло в Слюдянском районе, в Восточном Саяне (разведка железорудных, редкометалльных и др. месторождений). Большие площади в различной степени нарушенности ГС концентрируются в Ангаро-Ленской и Непско-Ботуобинской нефтегазоносной провинции (районы Марковского, Дульсиминского, Аянского, Верхне-Чонского месторождений). Эта предварительная схема районирования ГС ясно указывает на уязвимость и ранимость окружающей среды. Она является серьезным предупреждением для последующего промышленного использования минеральных ресурсов, заставляет требовать от пользователей разработки безотходных технологий или, во всяком случае, рационального комплексного использования сырья и безусловного соблюдения природоохранных мероприятий.

Необходимо особо подчеркнуть, что предстоящая разработка месторождений нефти и газа в Иркутской области с учетом печального опыта в Тюменской области и др. районов Сибири и Севера, грозит серьезными экологическими последствиями для природы, здоровья и жизни населения. Вместе с тем, проблемы кризисных явлений в экологии южных, наиболее промышленно-развитых районах области и оз. Байкал, заставляют форсированно проводить разведку и освоение месторождений - Ковыктинского, Верхнечонского и др. Подача природного газа и нефтепродуктов в южные районы обеспечит перевод ТЭЦ на более экологически чистое топливо и даст экономически выгодное сырье для технологических линий химических нефтегазоперерабатывающих производств.

Однако, существующая технология разведочного и эксплуатационного бурения, токсичность многих применяемых материалов и реагентов, низкая экологичность систем сбора и хранения отходов, отсутствие промышленно-освоенных природозащитных средств, а также низкий уровень экологической культуры и организации природоохранных работ, заставляют обратить особо пристальное внимание на освоение этих месторождений. И дело здесь не только в несовершенстве применяемой методики геологоразведочных работ, транспортировке нефти и газа (она ниже всякой критики), но и в отсутствии дифференцированного учета конкретных условий ландшафтно-природного комплекса. Речь идет о богатых кедровых лесах (рубка которых запрещена законодательством), о богатых запасах промысловых животных (лось, олень, соболь, белка и др.), о водных бассейнах с их рыбными запасами и об охране подземных вод и рассолов.

Проведенные поисково-разведочные буровые и геофизические работы уже привели к кризисному состоянию окружающую среду в Катангском районе (особо ранимая северная природа - лес, обитающий здесь животный мир, гибель пастбищ для северного оленя и т.д.). Что ждет районы Верхней Чоны и Ковыкты, когда туда придут нефтедобытчики и другие сопровождающие службы (энергетики, транспортники, строители и т.д.). Появятся многие сотни промысловых скважин, сотни километров нефте- и газопроводов, магистральные и временные дороги, аварийные и плановые выбросы нефти, газа и рассолов, массивы вырубленного леса и кедровников. Размер ущерба от этих работ по предварительным данным оценивается в миллиарды долларов.

Сущность геолого-экологического районирования заключается в выявлении (оконтуривании) районов (ареалов), каждый из которых имеет определенную качественную или количественную степень (оценку) изменения нарушенности окружающей среды. Методически районирование проводится путем многопризнакового, многофакторного расчленения территории на ряд районов с различной качественно-количественной характеристикой техногенного давления комплексов ГРР и ГДР.

Первоначально принято, что площадь исследований, покрытая поисками и геологической съемкой м-ба 1:50 000, имеет степень поражения геологической среды (при выполнении всего комплекса работ - маршруты, канавы, шурфы, бурение, просеки и т.д.) равную единице. Затем, путем выборочного количественного подсчета по объектам различных стадий (методом экспертных оценок), определенному виду ГРР и добычи минерального сырья, установлено условное количество "бит". Далее, используя карты изученности территории, извлекаем сведения о времени проведения ГРР, виде сырья, масштабе и методах исследований и стадий ГРР (что соответствует или должно (!) соответствовать определенному объему горных, буровых и др. работ на единицу площади с учетом вида сырья, масштаба, метода работ и т.д.). Методом накладок, аппликаций и суммирования ареалов различной ценности ("бит") строятся сводные карты способом изолиний.

Данные схемы картографически (в пространстве) показывают степень давления на ГС системы ГРР и добычи минеральных ресурсов, что дает возможность выделить геолого-экологические провинции (ГЭП), где определен обобщенный уровень изменения (пораженности) природных комплексов в результате техногенного воздействия, в том числе и системы ГРР и добычи полезного ископаемого (например, площади проведения специализированных поисковых и поисково-оценочных работ на золото, слюды с последующей их добычей и т.д.).

На территории Иркутской области выделено пять геолого-экологических провинций, характеризующихся различными степенями техногенного давления, внутренней структурой, что обусловлено спецификой минерального сырья, методами и объемами ГРР, их масштабами и т.д.

1. Восточно-Саяно-Присаянская (уголь, редкие металлы, слюда, золото, строительные материалы.

2. Ангаро-Илимская (железо, неметаллические ископаемые).

3. Лено-Тунгусская (нефть, газ, соли, нерудные ископаемые, рассолы, железо, исландский шпат и др.).

4. Мамско-Бодайбинская (слюда, золото, строительное и поделочное сырье).

5. Прибайкальская (нерудные полезные ископаемые, золото).

В пределах каждой провинции степень воздействия геологоразведочных и горнодобычных комплексов в целом на всю площадь оценивается как умеренная. На этом тревожном фоне выделяются площади (ареалы) с сильной и очень сильной (катастрофической) степенями воздействия. Последние ареалы (геолого-экологические узлы) совпадают с зонами интенсивных геологоразведочных работ или добычи полезных ископаемых.

Из сказанного ясно, что представленное районирование - это лишь общая оценка степени давления (поражения) геологической среды, которая напрямую или косвенно влияет на экологическое равновесие, усиливает экологический дискомфорт, приводит к аномальному заболеванию населения. Необходимо установить связь между экологической ситуацией (т.е. степенью поражения природной среды в целом), выраженной через систему районирования в виде районов, зон и объектов, и здоровьем населения, существованием животного и растительного мира. На сегодня названные связи в данном регионе не изучены или изучены крайне слабо, информация отсутствует и поэтому выделенные геолого-экологические единицы (провинции, районы, зоны, объекты) выступают как территории определенного риска для проживания и труда населения, как территории, где возможно проявление негативных и, вероятно, необратимых процессов.

Исходными материалами для составления карты явилась информация, полученная в геологических фондах ГФУГП "Иркутскгеология", Иркутскнефтегазгеология", Иркутскнефтегазгеофизика", а также научно-тематические исследования, выполненные в ВостСибНИИГГиМСе и Иркутском государственном университете. Предлагаемая карта может быть использована при оценке экологического состояния определенных территорий в целях рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды юга Восточной Сибири.