Работа по экологии "Угольный карьер"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

                  «Средняя общеобразовательная школа п.Вахрушев

                                       имени И.П.Фархутдинова»

                                                  Исследовательская работа

     Тема:  Проблема угольного карьера п.г.т. Вахрушев

  Руководитель работы:

                                                                   Сенюкова Наталья Александровна

                                                                                         учитель биологии                                                                 

Автор работы:

                                                                    Мякишева Александра

ученица 11 класса

МБОУ СОШ п.Вахрушев                                                                      

                                       2017 п.г.т Вахрушев

Оглавление

Введение………………………………………………………………….3

ГЛАВА I.  Экологические риски угольной промышленности………..5

ГЛАВА II.  Исследование угольных отвалов на территории

п.г.т. Вахрушев……………………………………………………………6

 ГЛАВА III.  Современные способы решения  экологической

проблемы …………………………………………………………………9

Заключение……………………………………………………………….10

Список литературы……………………………………………………….11

Приложения

                                    Введение.

Каменный уголь был известен еще в древнем мире. Первое упоминание о нем связывают с Аристотелем (IV в. до н. э.) Несколькими десятилетиями позже, его ученик Теофраст Эресский в «Трактате о камне» писал:

«... Носят эти ископаемые вещества название антрацита (или угля) ... они вспыхивают и горят подобно древесному углю...»¹

Уголь - плотная порода черного, иногда серо-черного цвета. Блеск смоляной или металлический. В органическом веществе каменного угля содержится 75-92% углерода, 2,5-5,7% водорода, 1,5-15% кислорода. Содержит 2-48% летучих веществ. Влажность 1-12%. Высшая теплота сгорания в пересчете на сухое беззольное состояние 30,5-36,8 МДж / кг. Каменный уголь относится к гумолитам; сапропелиты и гумитосапропелиты присутствуют в виде линз и небольших слоев.

Образование каменного угля характерно почти для всех геологических систем - от девона до неогена (включительно); он активно формировался в карбоне, перми, юре. Залегает уголь в форме пластов и линзовидных залежей различной мощности (от десятков см до нескольких десятков и сотен м) на разных глубинах (от выходов на поверхность до 2500 м и глубже)².

Каменный уголь образуется из продуктов разложения органических остатков растений, подвергшихся изменениям (метаморфизму) в условиях высокого давления окружающих пород земной коры и сравнительно высокой температуры.

Актуальность темы заключается в том, экологическое образование и воспитание молодежи - настоятельное тре­бование времени. Чем быстрее растет производство, тем больше про­изводится отходов, растет загрязнение воздуха, поверхностных и под­земных вод, исчезают местообитания и отдельные виды животных и растений, теряются ценные экосистемы и ландшафты.

 Цель работы: исследовать вопрос возможно ли решение экологических проблем  обеспечить  только усилия­ми одних только специалистов –или необходимо активное участие всех людей вне зависи­мости от их социального или культурного статуса.

Задачи:
1.Изучить соответствующую литературу по теме исследования.
2.Показать целину глазами очевидца.
3.Объяснить практическое значение целинных земель.
4.Сделать вывод по теме исследования.

Для решения поставленных задач были использованы методы:

1.Теоретический:

-поиск литературы по теме;

-изучение и анализ литературы по теме;

-изучение Интернет-ресурсов.

2.Эмпирический:

-сбор информации;

-беседы с очевидцами событий;

-изучение информации.

Рассказать об экологической обстановки в п.г.т.Вахрушев;

Объектом исследования работы являются карьеры.

Гипотеза исследования: предположим, что после изучения современной экологической обстановки в нашем п.г.т. Вахрушев, появиться необходимость активизации пропаганды заботы об экологии; проведении определенных мероприятий, которые будут направлены на самый перспективный контингент – нашу молодежь.

 Работа состоит из ведения, двух глав, заключения и списка литературы, приложения.

   Глава 1. Экологические риски угольной промышленности

 Наиболее опасными являются объекты горно-добывающей промышленности, в первую очередь угольные шахты. Наиболее крупные аварии, имеющие социально значимые последствия с большим количеством травмированных работников, в последние годы произошли именно на объектах угольной промышленности. Добыча угля осуществляется шахтным и карьерным способами (приложение 1). В обоих случаях происходят смещение и перемешивание горных пустых пород, в местах складирования породы после извлечения угля вновь образуются гигантские химические реакторы, в которых возобновляются различные химические реакции, давным-давно затухшие в естественных подземных условиях метано-воздушной атмосферы. По уровню образования и выбросов вредных веществ в атмосферу угольная промышленность является одной из наиболее загрязняющих воздушный бассейн отраслей. Основными источниками загрязнения воздушного бассейна при традиционных способах добычи угля являются горящие отвалы, угольные котельные, а также угольные шахты, осуществляющие выбросы попутно извлекаемого метана. Воздействие угледобывающего комплекса на гидросферу проявляется в изменении водного режима территории (иссушение или подтопление), загрязнении грунтовых и сточных вод продуктами физического и химического выветривания глубинных горных пород. Как при подземных, так и при открытых работах образуется депрессионная воронка понижения уровня грунтовых вод, размеры которой зависят от геологических и гидрогеологических условий района местонахождения и продолжительности его разработки. Шахты на единицу получаемой продукции сбрасывают в водные объекты больше взвешенных веществ в 3,6 раза, хлоридов в 5,2 раза, легкоокисляющихся органических веществ в 2,6 раза, нефтепродуктов в 3,72 раза, чем разрезы. Основным загрязняющим компонентом шахтных вод являются взвешенные вещества, в составе которых, содержатся аммиак, нитриты, нитраты. В сточных водах некоторых шахт содержится фенол, который образуется в результате пирогенного разложения угля. также Шахтные воды сильно бактериально загрязнены. На нарушенных горнодобывающими работами землях изменяются микроклиматические условия – зачерненная углистыми частицами поверхность сильнее нагревается, увеличивается испарение, снижается относительная влажность воздуха. Закрытие угольных предприятий в еще большей степени усугубит экологическую обстановку в регионе. Опыт показывает, что экологические и техногенные последствия проявляются далеко за пределами горных отводов угольных предприятий и могут быть отнесены во времени на многие годы с момента ликвидации горного предприятия.¹

Глава 2. Исследование угольных отвалов на территории п.г.т.Вахрушев

В тридцатых годах прошлого столетия недалеко от места, где сейчас расположен поселок «Вахрушев» японцами было открыто угольное месторождение. Они назвали его «Золотым дном» - за большие запасы и качество угля. Вскоре здесь был образован поселок шахтеров, получивший название «Томарикиси», что в переводе с японского языка означало «Белый берег». По всей видимости, такое имя населенного пункта было связано с его расположением под скатами крутого берега скалы, обеленного горельниковыми породами. В 1939 году в районе «Томарикиси» в эксплуатацию вступила угольная шахта. После окончания второй мировой войны, 1947 году началось переименование населенных пунктов Сахалина. Японскому селению «Томарикиси» решено было дать имя - поселок «Вахрушев», в честь бывшего прославленного министра угольной промышленности СССР Василия Вахрушев.

Закрытие и затопление убыточных бесперспективных угольных шахт и разрезов затронуло и наш поселок. Сопровождающие эти мероприятия техногенно-природные процессы произошли на территории в угленосном районе  шахтерского  поселка. Последнее обстоятельство придает особую значимость проявляющимся отрицательным экологическим последствиям затопления горных разработок. На момент исследования угольного карьера на территории п.г.т. Вахрушев в границах прибрежной защитной полосы наблюдались отвалы грунта, образованные техникой при планировке дороги, в результате чего грунт осыпался прямо в реку Угольная. Это является нарушением специального режима осуществления хозяйственной и иной деятельности в прибрежных защитных полосах. Кроме того, предприятие построило временный мостовой переезд через реку с применением железной водопропускной трубы в отсутствии документов, на основании которых возникает право пользования водным объектом с целью размещения водопропускной трубы. Поверхность трубы засыпана размываемым грунтом, который также сползает в русло реки. В последствие такое нарушение может повлечь к неизбежному загрязнению, засорению и истощению водного объекта. Проникновение атмосферных осадков наиболее интенсивно происходит через провалы с поверхности по трещинам выветривания, тектоническим нарушениям и водопроводящим трещинам. Серьезной проблемой являются терриконы, которые получаются, когда пустую породу, остающуюся после обогащения угля, отсыпают на специально выделенные для этого участки опасность в том, что они горят. В угольных породах всегда присутствует минерал пирит, соединение серы и железа. На пиритовой пыли, открытой для воздуха, поселяются колонии тионовые бактерий, которые в результате своей жизнедеятельности превращают пирит в чистую серу, окислы железа и в серную кислоту и выделяют при этом много тепла.  Жизнедеятельность бактерий повышает температуру на поверхности отвала до 260°С. При этой температуре сера испаряется и, реагируя с кислородом, содержащемся в воздухе, воспламеняется.  Следом за этим загорается и угольная пыль, которой в отвале огромное количество. Загорается и уголь, который находится внутри террикона. При горении температура внутри террикона достигает 1200°С, свалка превращается в вулкан. Террикон начинает дымиться, а внутри него начинаются самые разнообразные химические реакции, которые практически невозможно регулировать. Падающая сверху влага не только не гасит зажегшийся террикон, но добавляет жару. Скапливающаяся внутри концентрированная серная кислота, когда в нее попадает вода, нагревается, испаряется и этот жгучий пар, прорывается наружу. Происходит как бы извержение вулкана. Иногда терриконы взрываются, и это настоящая катастрофа. А в сухое время года терриконы пылят.  В пыли, которую ветер несет с террикона, содержатся такие вредные элементы, как никель, свинец, медь, цинк, марганец… Кроме того, терриконы и прикарьерные отвалы плохо поддаются облесению, на них ничего не может расти, а почва, освобождающаяся после их ликвидации (если это удается сделать), не поддается рекультивации, оставаясь бесплодной. Но если шахтный способ отравляет жизнь терриконами, образованием карстовых воронок и проседаниями почвы, то карьерный способ, считающийся экономически более выгодным, оказывает еще более губительное воздействие на природу. Кроме огромных отвалов на месте карьеров остается марсианский пейзаж, понижается уровень грунтовых вод и на многие километры в окружности нарушается гидрологический режим, гибнут растения, животные и реки. К этому надо добавить, что карьерная разработка ископаемых производится с применением взрывчатых веществ, и каждый взрыв, измельчающий до 200–300 т породы, поднимает в воздух 130 т пыли, разносящейся затем ветрами на расстояние более 15 км от карьера. При разработке создаются большие и глубокие карьеры, перемешивание и удаление верхних плодородных почв, что впоследствии приводит к выветриванию.⁶ Токсические соединения, содержащиеся в срезах угольных пластов, могут оказывать негативное воздействие на организм человека.  Шахтеры-угольщики чаще других подвержены заболеваниям органов дыхания, связанным с вдыханием угольной пыли. Профессиональные заболевания отражены в диаграмме №1(данные взяты из материалов ЦРБ).

Болезни	№  на диаграмме	Описание данного заболевания
Антракоз	№1	поражение легких, вызванное вдыханием частиц угольной пыли и характеризующееся развитием легочного фиброз
Силикоз	№2	наиболее распространённый и тяжело протекающий вид пневмокониоза, профессиональное заболевание лёгких, обусловленное длительным вдыханием пыли, содержащей свободный диоксид кремния.
Эмфизема легких	№3	заболевание дыхательных путей, характеризующееся патологическим расширением воздушных пространств дистальных бронхиол, которое сопровождается деструктивно-морфологическими изменениями альвеолярных стенок
Нистагм	№4	непроизвольные колебательные движения глаз высокой частоты (до нескольких сотен в минуту)
Грибковые заболевания	№5	при которых грибы локализуются в роговом слое глазного яблока
Рак легких	№6	злокачественное новообразование лёгкого, происходящее из эпителиальной ткани бронхов.
Шум в ушах	№7	нарушение восприятия, передачи или генерации нервных импульсов в системе одного или обоих слуховых нервов

Глава 3 Современные способы решения  экологической проблемы

Основной экологической проблемой угольной промышленности России является негативное воздействие на среду обитания человека.

Сущность экологических проблем угольной промышленности в первую очередь характеризуется  негативным воздействием горных работ на природу, особенно при открытой добыче угля. Более половины угольных шахт России считаются взрывоопасными (за счет газа и угольной пыли), в них также присутствует риск самовозгорания угля.

При подземных горных работах существует опасность оседания земной поверхности, которую возможно предотвратить. При проведении  выемки угля, следует заполнять выработки пустой горной породой или другими материалами⁵.

Многие страны уже работают по такой технологии, где действуют законы и программы по рекультивации территории после горных работ.

При угледобыче должны выполняться  горнорудные требования и нормативы по технике безопасности, при их несоблюдении возможны очень опасные последствия:

при добыче угля происходят изменения ландшафтов;

оседание земной поверхности, нарушение почвенного покрова, в связи с этим развиваются эрозии;

загрязнение воздуха и воды;

выбросы метана в результате добычи угля;

подземные пожары;

загорания в отвалах;

оползни неустойчивых откосов;

загрязнение и отравление водосборных бассейнов кислотными водами, или содержащими металлы и твердые вещества;

отторжение земельных участков, задействованных для хранения твердых отходов в результате добычи, обогащения и использования угля;

загрязнение атмосферы высокодисперсными зольными частицами, токсичными микроэлементами, их соединениями, которые образуются в ходе термообработки угля;

неблагоприятное влияние токсических веществ, которые образуются в ходе различных физико-химических процессов в шахтах;

Решением данной проблемы могут послужить ряд законов и нормативов, включающих в себя все этапы разработки угольных месторождений, предусматривающие осуществление непрерывного контроля в ходе горных работ, исключающие возможность возникновения негативных экологических последствий.⁴

                                                Заключение 

Экологические проблемы добычи, переработки и использовании угля являются принципиальным рубежом, который придется преодолеть, если угольная промышленность и угледобывающие регионы хотят выдержать конкуренцию с газом. Уже при достигнутом уровне угледобычи, концентрации угольных предприятий, их влияние на окружающую среду, на поверхности и в недрах чрезмерно велико. А перевозка угля на дальние расстояния, сжигание, выбросы в атмосферу - масштабные процессы, происходящие и распространяющиеся далеко за пределами угледобывающих регионов. Нарушение поверхности без последующей рекультивации почв, расположение мест складирования твердых и жидких (гидроотвалы) отходов, гибель сотен водных источников, малых рек, нарушение гидрологического и гидрохимических режимов подземных вод вызывает серьезнейшие последствия для природы, жизни и здоровья людей.

Усилия ученых многих стран направлены на создание новых, экологически чистых технологий и разработок, проведение научных исследований, помогающих решать экологические проблемы.

На государственном уровне необходимо разработать комплексную программу по всем направлениям экологизации. После принятия программы нужно жестко контролировать ее выполнение на всех уровнях, только таким образом можно не только свести к минимуму негативное воздействие на окружающую среду, но и начать восстанавливать её.

Происходящие события должны заставить нас задуматься о возможной недооценке столь важных экологических проблем, которые со временем могут стать непреодолимы³

                                        Список литературы

1.    Карьер // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.

2.     Розентретер Б.А., Федоров А.С., Институт истории естествознания и техники (Академия наук СССР). Техника горного дела и металлургии. — Изд-во "Наука", 1968. — С. 166. — 404 с. — (Очерки развития техники в СССР).

3.     Угольная промышленность России// Экономическая и социальная география. Дронов В.П. , Максаковский В.П., Ром В. Я.,

Справочные материалы – М.: Просвещение, 1994г. Дальний Восток России. — С. 66. — 204 с. 

4.      Новая Россия стат. сб. 1994г.
 Положение угольной промышленности в России// БИКИ №137 1996г.
Проблемы реструктиризации угольной промышленности в России//

5.     Вопросы экономики №6 1997г.
 Промышленность России стат. сб. Госкомстата РФ 1996г.
 Угольная промышленность России: проблемы и перспективы//

6.      Книга -  учебник  «Экономическая география СССР». [ Наука и образование / 2     июля 2015] - Максаковский В.П. (под ред.) В.Я. Рома; Рец.: Институт геогрфии АН СССР, каф. экономической географии СССР ЛГПИ им. А.И. Герцена М.Просвещение,1986.-С.352

                                                                                                 Приложение 1