7. Охорона земних надр.

Надра Землі використовуються людиною з різною метою, зокрема для:

• видобування корисних копалин;

• зберігання рідких і газоподібних корисних копалин у природних і штучних сховищах;

• будівництва різних споруд, сховищ і навіть цілих заводів;

• прокладання транспортних комунікацій (метро, трубопроводи);

• поховання токсичних промислових і стічних вод.

Головний напрям використання надр — це, звичайно, видобування мінеральної сировини.

Серед численних видів діяльності людини є два, що мають особливе значення, оскільки від них залежить саме існування суспільства: це праця сільського трудівника, фермера, котрий виробляє продукти харчування, та праця гірника, шахтаря, який видобуває з надр Землі енергетичну й мінеральну сировину, без чого неможливе функціонування всіх інших галузей господарства. При цьому, якщо збільшення виробництва про­дуктів харчування прямо пропорційне зростанню чисельності населення, то підвищення енергоємності й матеріаломісткості сучасного виробницт­ва набагато випереджає його. Як свідчать статистичні дані, при збіль­шенні населення в 4,5 рази потреба в енергії зростає у 12 разів, а матеріалів, що видобуваються з надр Землі, — в 9 разів.

За сучасної технології видобування й переробки корисних копалин лише 1—5 % речовини, що добувається з надр, використовується у вигляді продукції, вся решта йде у відвали й відходи.

Щоправда, слід ураховувати й додаткові фактори.

• Не всі ще родовища корисних копалин відкрито й узяти на обліки. Особливо це стосується шарів літосфери глибше за 3—4 км, вивчених дуже погано. Крім того, величезні запаси мінералів містить Світовий океан. Тут є родовища нафти й газу, залізоманганові й фосфоритові конкреції, розсипні родовища золота, платини, алмазів, рідкісних металів тощо. Сьогодні ці багатства використовуються дуже мало.

• У зв'язку з вичерпанням багатьох родовищ у деяких випадках стає економічно вигідним переробляти так звані некондиційні руди - з низьким умістом корисних компонентів, які раніше йшли у відвали.

• Так, до другої світової війни в Криворізькому залізорудному районі залізо добувалося з руд, що містили не менше ніж 50 % цього елемента, бідніші руди йшли у відвали. Після війни кондиційними стали вважатися руди з умістом 46 % заліза. Тому стало економічно вигідним переробляти відвали, яких тут нагромадилася величезна кількість.

• Інший приклад. У США є великі запаси бітумінозних пісковиків, з яких можна добувати нафту. Але за нинішніх цін на нафту на міжна­родному ринку добування її з пісковиків економічно нерентабельне. „Нафтова криза”, що вибухнула в 70-ті роки, змусила вчених США впритул заходитися розробляти технологію добування палива з біту­мінозних пісковиків. Було вкладено великі кошти в наукові дослідження, в результаті чого собівартість нафти, що добувається таким способом, удалося знизити в кілька разів. Нафта зі звичайних родовищ дедалі дорожчає, й у разі збільшення її собівартості вдвоє, порівняно з цінами 1990 р., стане економічно вигідно добувати її з пісковиків.

• Великі можливості економії та раціонального використання ресурсів криють у собі й родовища, які розробляються сьогодні у світі. Йдеться передусім про зниження кількісних і якісних втрат корисних копалин під час їх видобування. Кількісні втрати зумовлені тим, що частина руди чи вугілля залишається під землею — в ділянках між блоками й між шахтами, в так званих охоронних ціликах (стовпах породи, не вилученої в процесі розробки для запобігання обвалам покрівлі). Якісні втрати спричинюються тим, що під час видобування корисної копалини частина руди змішується з пустими породами, в результаті чого вміст металу в руді виявляється нижчим, зростає зольність вугілля тощо.

У разі видобування корисних копалин відкритим способом (кар'є­рами) втрати значно менші (10—12 %), ніж при підземному, шахтному способі (30—40 %). Однак не кожне родовище можна розробляти відкритим способом, а крім того, при цьому виникають інші порушення природного середовища. Чималу економію ресурсів дає застосування новітніх технологій видобування корисних копалин: свердловинного гідродобування й вилуговування, підземного виплавляння сірки, газифікації вугілля в надрах та ін. Дуже перспективними вважаються мікробіологічні методи добування корисних копалин: виведено такі штами бактерій, які, розкладаючи сульфіди та інші сполуки металів із дуже бідних руд, переводять їх у розчинну у воді форму, звідки вони після цього можуть бути вилучені економічно вигідним способом (так тепер добувають Zn, Mn, Au, Bi, U, Sb, Li, Ge).

• Важливий напрям економії мінеральної сировини — використання вторинних ресурсів. Наукові розрахунки свідчать, що повторно можна використовувати майже 70 % основних металів. Сьогодні ж проми­словість економічно розвинених країн використовує в кращому разі лише 30—40 % міді, заліза та інших металів, решта безповоротно втрачається, нагромаджується у звалищах, розсіюється, забруднюючи біосферу. Слід урахувати, що для добування сировини з вторинних ресурсів потрібно набагато менше затрат, у тому числі й енергетичних, ніж для видо­бування тієї ж сировини з первинних руд. Наприклад, у разі добування скла переплавлянням битих скляних виробів, пляшок тощо витрати електроенергії вчетверо менші, ніж при добуванні його з піску, поташу та ін. Переробка вторинних ресурсів дає прибуток.

■ Так, американські підприємства переробляють старі пластикові пляшки від напоїв у все що завгодно — від стовпчиків для огорож до теплих прокладок у зимові куртки.

■ Гори спрацьованих автомобільних шин перетворюються на паси для вентиляторів, на автодеталі й навіть на нові шини.

■ Алюміній, добутий зі старих банок від пива, виявляється вдвоє дешевшим від алюмінію, який виплавляється з бокситів.

■ Близько 70 % газет, що виходять у США, друкуються на папері, виготовленому зі старих газет.

■ Дедалі ширше в господарстві починають використовуватися замін­ники дефіцитних.

■ Так, у машинобудуванні 1 т полімерних матеріалів може замінити 3 т дефіцитної бронзи.

■ Полімерами замінюють свинець, мідь, олово та інші гостродефіцитні метали.

■ Важкі багатотонні опори для верстатів-велетнів, які раніше виготовлялися з чавуну, сьогодні з успіхом замінюють бетонними.

■ Застосування нових конструкційних матеріалів — композитів — дало змогу конструкторам найбільшого в світі українською літака „Мрія” знизити його масу на 3 т, а це забезпечує за період експлуатації кожної такої машини економію 18 тис. т (!) дефіцитною авіаційного палива.

Взагалі у світі спостерігається тенденція до зменшення обсягів використання природних ресурсів. Металургійні гіганти типу тих, що досі діють в Україні, поглинаючи мільйони тонн руди, коксу й випускаючи мільйони тонн низькоякісного чавуну та сталі, є вчорашнім днем промисловості. Економіка найрозвиненіших країн світу дедалі більше базується на малотоннажному виробництві, а основними галузями стають складне сучасне машинобудування, електроніка, обчислювальна техніка. Тому одним із головних завдань, що постають перед нашою молодою державою, є докорінна перебудова структури промисловості, а саме — зменшення частки важкої індустрії й військово-промислового комплексу та збільшення частки виробництва наукоємкої продукції й товарів народного споживання. Це істотно знизить енерго­ємність і матеріаломісткість виробництва, послабить залежність України від зовнішніх поставок ресурсів, передусім паливно-енергетичних, і, нарешті, поліпшить екологічну обстановку в країні (відомо, як забруд­нюють природу старі промислові гіганти).

Значно порушують земну поверхню гірничі розробки — шахти, кар'єри, свердловини. Підземні розробки спричинюють утворення порожнин і тріщин у гірських породах, просідання ґрунту, обвали та зсуви порід, осушення водоносних горизонтів. Із гірських порід виділяються шкідливі гази (метан, сірководень), трапляються раптові прориви підземних вод, явища так званого „гірського удару” й т. д. Проходка кар'єрів супроводжується великими штучними пониженнями рельєфу, по краях кар'єрів розвиваються зсуви та обвали, в районах кар'єрів і шахт істотно знижується рівень підземних вод. Навколо родо­вищ, які розробляються, утворюються відвали пустих порід, терикони, що займають великі площі родючих земель. Поверхневі водотоки забруднюються мінералізованими водами, які відкачуються з шахтних горизонтів.

Відомі способи якщо не запобігання цим екологічним порушенням, то принаймні пом'якшення їхніх негативних наслідків. Головним напрямом тут має стати якнайширше впровадження маловідходних або (в ідеалі) безвідходних технологій. Суть їх полягає в тому, що з надр Землі слід брати якомога менше, а з того, що взято, вилучати якомога більше корисних компонентів.

Резюме

• Літосфера – це зовнішня тверда оболонка землі, що охоплює всю земну кору і частину верхньої мантії.

• Літосфера, як елемент глобальної екосистеми, виконує ряд важливих функцій.

• Нижня межа літосфери нечітка і визначається за різким зменшенням в’язкості порід та збільшенням їх щільності й іншими геофізичними характеристиками.

• Ґрунти – це органо-мінеральний продукт багаторічної спільної діяльності живих організмів, води, повітря, сонячного тепла, світла.

• Родючість ґрунтів – це здатність забезпечувати рослини речовинами, необхідними для їхньої життєдіяльності.

• Ґрунти виконують ряд важливих функцій.

• Ліс виконує важливі функції в житті живих організмів.

• Згідно лісового законодавства ліси поділяють на три групи.

• Згідно з чинним законодавством порушені землі мають бути відновлені рекультивацією.

• Етапи рекультивації: технічна і біологічна.

• Види рекультивації: сільськогосподарська, лісогосподарська, водогосподарська, рекреаційна, санітарно-гігієнічна, будівельна.

• Надра землі використовуються людиною в різних цілях.

• У зв’язку з вичерпанням багатьох родовищ проводять заходи, щодо зменшення обсягів їх використання.