ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ, УГРОЖАЮШАЯ
Жизни
в
Кандидат геолого-минералогических наук М. А. ХАРЬКИНА
журнале "Энергия: экономика, техника, экология" проблеме изменения экологических последствий проявления геологических процессов при различных видах хозяйственной деятельности был посвящен ряд публикаций (№ 2 и 4 за 2004 г., № 5 за 2003 г., № 9 за 2002 г., № 10 за 2001 г.). Подводя итоги этой серии статей, постараемся выявить общие экологические закономерности и остановимся подробнее на наиболее тяжелых катастрофических примерах проявления техногенных геологических процессов, связанных с гибелью людей.
Не претендуя на полноту охвата техногенных изменений всех геологических процессов, автор провел анализ 30 процессов, экологические последствия тран-сформации которых имели существенное значение для всего живого. Характер этих изменений для живых организмов может быть не только негативным, но и позитивным. Впрочем, последнее встречается достаточно редко и связано, как правило, с уменьшением интенсивности и экстенсивности природных процес-сов в результате хозяйственной деятельности человека: наводнений при создании гидроэнергетических комплексов, осушения при мелиорации сельскохозяйственных земель, карста при асфальтировании городских территорий и т.д.
Рис. 1. Вклад различных видов хозяйственной деятельности в изменение эколого-геодинамических условий.
%
5045403530252015-
ю-
5-
С позиций экологической геодинамики лидером по силе воздействия на экогеосистему является горнодобывающая деятельность, изменяющая экологические последствия 52% общего числа рассмотренных геологических процессов (рис. 1). Далее следуют воздействия, связанные с созданием гидроэнергетических комплексов (в основном водохранилищ) и с сельскохозяйственной деятельностью. Они изменяют 34% экологически значимых процессов. Затем идут воздействия, обусловленные военными действиями, созданием промышленных и городских комплексов. Они приводят к изменениям экологических последствий чуть более 20% рассмотренных процессов. Сравнительно небольшие изменения эколого-геоди-намической обстановки происходят при создании транспортных комплексов, когда трансформируются 17% экологически значимых процессов, большинство из которых относится к склоновым и криогенным.
Перейдем к оценке качества экологических изменений при техногенной трансформации геологических процессов (рис. 2). Целесообразно рассматривать тяжесть экологических последствий отдельно для растений, для человека и для экогеосистем. Негативные экологические последствия проявления геологических процессов составляют
к -о
§ о
2 х га -о со с;
3 £
40 к о Ж
5й
2 з
и а>
II
к 0=1
323 .а и х ы
II
^ и щ ьг и 01
я™
О с О о
22 з .а и х :с I- а> а-с; о с 1= г у о
X к (С
а.
Виды деятельности
© М. А. Харькина
61
Рис. 2.
Оценка тяжести экологических последствий техногенных геологических процессов для человека, растений и экогеосистем.
Наиболее распространенными негативными экологическими последствиями трансформации геологических процессов вследствие воздействия деятельности человека являются потеря земельных ресурсов (14%) и дискомфорт проживания (14%).
Подробнее остановимся на катастрофических процессах, непосредственно угрожающих жизни человека. Последствия их проявления определяются рядом причин: интенсивностью и неоднородностью временного проявления процесса, степенью населенности территории, где произошло событие, и уровнем развития общества, отражающим степень разработанности системы прогноза, предупреждения и предотвращения возможных катастроф, в том числе и характером строительства жилых, производственных и защитных сооружений.
В районах деятельности горнодобывающих предприятий техногенные геологические процессы проявляются как катастрофические достаточно часто. Причиной катастрофы может быть игнорирование накопленного опыта расселения или незнание закономерностей проявления геологических процессов.
Случаи гибели людей в рудниках и шахтах из-за обрушения пород над подработанным пространством известны с начального периода становления современной горнодобывающей промышленности, совпавшего с началом XX века. В это время еще не проводили постоянных натурных наблюдений за сдвижением горных пород над закрытыми горными выработками, и поэтому катастрофы не удавалось предупредить. Известны случаи обрушений подработанной поверхности и прорывов поверхностных вод через зону обрушения в угольные шахты. В штате Иллинойс (США) затопление шах-
%
15 --
10 -
5 -
14 14
14
7 7 5
9 9
5 5 5
для человека
для растении
для экогеосистем
около 95% всех рассмотренных случаев для человека и растений и 100% для экоге-осистем.
Для экогеосистем экологические последствия трансформации геологических процессов, вызванной человеческой деятельностью, приводят к их деградации (14%) и фор-8 мированию техногенных пустошей (2%), где г на локальных участках происходят практи-! чески необратимые изменения. § Для растений негативные экологические ° последствия выражаются в уничтожении, I деградации и уменьшении наземной биомас-| сы. Наиболее распространенными (9%) явля-и ются два последних вида экологических по-1 следствий.
о Для человека все экологические послед-£ ствия по мере убывания их тяжести можно выстроить в такой ряд: гибель - травматизм -| повышение заболеваемости - потеря земельных ресурсов - перенос жилых домов -дискомфорт проживания - дискомфорт трудовой деятельности.
ты поверхностными водами привело к гибели 61 человека, а при затоплении морскими водами через зону обрушения японских угольных шахт, расположенных под океаном, погибли 237 человек.
Создание высоких отвалов пустой породы, нередко с крутыми откосами, вызывает нарушение их устойчивости. Сход оползней с отвалов шахт в ряде случаев приводит к катастрофам. Широкую известность получил катастрофический оползень в породных отвалах на шахте в г. Аберфанс (Великобритания), произошедший в октябре 1966 г. и унесший жизни 144 человек.
На территориях, пораженных древним карстом, осушение подземных горных выработок вызывает активизацию карстовых и суффозионных процессов и нарушает устойчивость массивов. Известны случаи столь быстрого протекания этих процессов, когда они представляли собой угрозу не только зданиям и сооружениям, но и жизни людей. На одном из золоторудных месторождений Йоханнесбурга (ЮАР) в 1962-1969 гг. из-за названных процессов образовался ряд техногенных воронок диаметром более 50 м и глубиной до 30 м. В одну из таких воронок провалился завод и погибли 29 человек, а в другую - жилой дом вместе с пятью жильцами.
Кроме того, при подземной шахтной разработке катастрофические события часто связаны с горными ударами. К тяжелым последствиям приводят взрывы метана и последующие пожары на угольных шахтах. Наиболее часто взрывы происходят в угольных районах, приуроченных, как показали проведенные в последние годы исследования, к зонам дегазации земли. Уголь представляет собой высокопористый сорбент, характеризующийся большой способностью к обратимой (физической) адсорбции, то есть концентрированию веществ из общего объема газовой фазы на своей поверхности. Условия накопления органических веществ и последующая геологическая обстановка, в которой создавалось угольное месторождение, определяют количество сохранившегося в угольных пластах метана. Система "уголь-метан" в пласте находится в состоянии сорбционного и механического равновесия, а переход его в другое состояние при добыче сопровождается выделением энергии в виде тепла и работы.
Выделение метана в шахтах практически всех основных угольных бассейнов мира неоднократно становилось причиной взрывов газа, приводящих к групповому смертельному травматизму шахтеров. Достаточно сказать, что скорость движения волны внезапного выброса газа достигает 15-30 м/с. По
данным специалистов ИПКОН РАН, в XX столетии при авариях, связанных с внезапными выбросами и взрывами газа в шахтах, во всем мире погибли около 100000 горняков.
При добыче нефти и газа в тектонически активных районах возможно проявление сильных техногенно спровоцированных землетрясений магнитудой выше 7. Эти землетрясения нередко имели катастрофические последствия и приводили к массовой гибели людей. Например, Нефтегорское землетрясение 1995 г. магнитудой 6.8 на севере Сахалина, возникшее через 30 лет после начала разработки Первомайского нефтяного месторождения, привело к большим жертвам. Количество погибших составило около 2 тысяч человек.
В некоторых случаях синергетический эффект активизированных природных и техногенных геологических процессов также приводит к катастрофическим последствиям. Например, разработка карьера Тырныауз-ского молибден-вольфрамового месторождения в Кабардино-Балкарии обусловила накопление отвалов крупнообломочного материала на крутых склонах долины реки Баксан. Их объемы составляли несколько десятков миллионов кубических метров. Это вызвало широкое развитие осыпей, оползней и даже селей на ранее устойчивых склонах. Вследствие этого горнодобывающая деятельность создала реальную угрозу жизни населения города Тырныауз, расположенного в пределах конуса выноса грязекаменного материала, что не раз подтверждалось фактами схода селей с участием пород отвалов карьера. Сходы наиболее мощных селей были зафиксированы в 1964, 1974 и 2000 гг. В 1977 г. грязекаменными потоками были уничтожены более 30 домов в центре города, хотя человеческих жертв не было. В июле 2000 г. на город обрушилось четыре селевых потока, разрушивших три каскада железобе- „ тонных селеуловителей и создавших на реке а Баксан искусственную дамбу. Большая часть ™ города была затоплена водой. Под ней ока- | зались первые этажи многих зданий. Рухнул § один из девятиэтажных домов, погибли 9 че- « ловек. II
I
В данном случае при мощном и длитель- 8 ном техногенном воздействии на литосферу я-проявилось усиление экологического воз- 1 действия на человека за счет синергетичес- § кого эффекта в развитии геологических про- " цессов. Схематично цепочку каскадности их | проявления при разработке Тырныаузского ® молибден-вольфрамового месторождения = можно запи
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.