Виды техногенных последствий

Последствия техногенного воздействия на геологическую среду делят на минералогические, геохимические, гидрогеологические и инженерно-геологические. Кроме того, рассматривают геофизические, геодинамические, геотермические и геоморфологические последствия.

Минералогические последствия техногенеза обусловлены все возрастающими масштабами перераспределения вещества земной коры в процессе добычи и переработки полезных ископаемых. При добыче полезных ископаемых ежегодно перемещается около 60 км³ пород и это количество за 10—12 лет удваивается. С 1900 по 1970 гг. в капиталистических и развивающихся странах добыто 141 млрд т важнейших видов минерального сырья. До 2000 г. было извлечено еще 200 млрд т полезных ископаемых. Если учесть, что при добыче одной тонны полезного ископаемого вместе с ним извлекается от 2—3 до 15 т пустой породы, то количество извлекаемой из недр Земли горной массы достигает огромной величины.

Таким образом, минералогические последствия деятельности человека проявляются в истощении минеральных ресурсов и вызывают изменения технологических условий разработки месторождений. Снижение качества добываемых руд приводит к необходимости снижения требований к качеству сырья и вовлечению в эксплуатацию месторождений с низким содержанием полезного компонента. Если в начале прошлого века промышленными считались руды с содержанием меди 5—6%, то сейчас перерабатывают руды с содержанием 0,5—0,6%, а в недалеком будущем будут вовлечены в эксплуатацию месторождения с содержанием 0,2—0,3% меди в руде.

Геохимические последствия техногенеза состоят в нарушении и преобразовании химического баланса веществ в геологической среде. Эти последствия весьма разнообразны. Они обусловлены извлечением из недр большого количества горной массы, рассеиванием природных и синтезированных веществ на поверхности Земли, в поверхностных и подземных водах. Особенно велико рассеивание веществ в связи с эксплуатацией энергетических установок, промышленных и жилищно-коммунальных комплексов, транспортных средств, а также в связи с химизацией сельского хозяйства. При этом идет интенсивное перераспределение компонентов между литосферой и контактирующими с ней атмосферой, гидросферой и биосферой. Извлекаются из недр и затем интенсивно рассеиваются радиоактивные элементы, сернистые соединения, ртуть, углерод, азот и др.

Геофизичесие последствия выражаются в появлении в верхней части земной коры искусственных физических полей (блуждающих токов, сейсмических, звуковых волн и др.), которые воздействуют на вещество литосферы, усиливают коррозию металлов, повышают агрессивность воды и т. п.

Геодинамические последствия техногенеза проявляются в нарушении геостатического поля в связи с проходкой горных выработок, перераспределением больших объемов воды на поверхности при строительстве гидротехнических сооружений, извлечением из недр значительных масс горных пород и твердых полезных ископаемых, нефти, газа и подземных вод. Значимость этих процессов может быть оценена путем сопоставления их с природными. Так, искусственное перемещение горной массы, составляющее в год около 100 млрд т, примерно в три раза превышает интенсивность природных денудационных процессов.

Геотермические последствия техногенеза обусловлены нарушением теплового баланса отдельных территорий в результате изменения теплообмена между литосферой, атмосферой и гидросферой. Эти последствия проявляются в изменении вводно-теплового режима водотоков и водоемов, в изменении теплового режима поверхности литосферы, обусловленном массовым уничтожением лесов, строительством и эксплуатацией линейных коммуникаций и энергетических установок. Особенно ощутимы геотермические последствия в районах развития криолитозоны, где в условиях широкого распространения льдистых пород нарушение водно-теплового баланса приводит к активизации термокарстовых процессов.

Геоморфологические последствия выражаются в создании техногенного рельефа и в изменении первичного рельефа территорий вследствие нарушения равновесия между аккумулятивными и денудационными процессами. Наиболее существенными факторами формирования техногенного ландшафта является добыча и переработка полезных ископаемых. Эти техногенные процессы сопровождаются созданием понижений на месте карьеров и провалов, возникающих при обрушении кровли горных выработок, а также складировании на поверхности пород вскрыши, некондиционных руд и отходов переработки минерального сырья.

Гидрогеологические последствия техногенеза возникают при прямом или косвенном воздействии на водоносные горизонты и проявляются в изменении ресурсов, уровней, режима и качества подземных вод. Причинами этих изменений являются добыча твердых полезных ископаемых, мероприятия по предотвращению водотоков в горные выработки, добыча нефти и газа, эксплуатация подземных вод, регулирование поверхностного стока водохранилищами, строительство и эксплуатация мелиоративных систем.

Инженерно-геологические последствия техногенеза являются проявлением экзогенных процессов, которые могут быть не свойственными конкретной физико-географической или геологической обстановке. Под влиянием техногенеза активизируются оползневые, осыпные, суффозионные процессы. Эти процессы интенсивно развиваются в искусственных формах рельефа, по берегам водоемов. Строительство и эксплуатация линейных коммуникаций вызывает пучение грунтов и развитие наледей, на территории мерзлой зоны развиваются термокарстовые процессы.