Курская магнитная аномалия и ее влияние на природу - Курсовая работа

Первичным фактором социально-экономического развития любой территории выступает окружающая среда, обладающая определенным качественным своеобразием, уникальностью в сочетании насыщающих ее природных компонентов, различной мерой устойчивости природных систем к антропогенным воздействиям. Современный этап в решении проблем в системе «общество - природа», несмотря на все сложности переходного периода, переживаемого Российским государством, дает определенный шанс в пересмотре приоритетов, а именно возможность установления приоритета охраны окружающей среды над экономическими интересами. Лейст, проанализировав данные съемок, пришел к твердому убеждению, что КМА связана с громадными залежами железной руды. Однако когда бур достиг этой глубины, руды не было обнаружено. Курская серия представлена нижней песчано-сланцевой свитой мощностью 500-4000 м., средней железорудной, сложенной железнослюдково-магнетитовыми, магнетитовыми и слаборудными кварцитами общей мощностью 500-600 м; верхней свитой, образованной кварц-серицитовыми филлитовидными и углистыми сланцами с прослоями доломитов, общей мощностью около 700 м; курбакинской свитой, представленной метаморфизованными кварцевыми порфирами, их туфами, туффитами, песчаниками и седиментационными брекчиями общей мощностью 4000 м.

Содержание

Введение

История курской магнитной аномалии

Михайловское месторождение железной руды и ее влияние на окружающую среду

Хвостохранилище Михайловского ГОКА - источник загрязнения почвенного покрова и атмосферного воздуха

Экологические последствия влияния КМА на гидросферу

Экологические последствия влияния КМА на человека

Экологические последствия влияния КМА на растительный и животный мир

Заключение

Список литературы

Первичным фактором социально-экономического развития любой территории выступает окружающая среда, обладающая определенным качественным своеобразием, уникальностью в сочетании насыщающих ее природных компонентов, различной мерой устойчивости природных систем к антропогенным воздействиям. На разных этапах развития общества степень взаимовлияния природных и социально-экономических факторов менялась по мере совершенствования орудий и средств производства, получения научных знаний и, в конечном итоге, ориентированности государства на достижение определенных целей.

Современный этап в решении проблем в системе «общество - природа», несмотря на все сложности переходного периода, переживаемого Российским государством, дает определенный шанс в пересмотре приоритетов, а именно возможность установления приоритета охраны окружающей среды над экономическими интересами.

Известно, что в настоящее время, как и в обозримом будущем, основу экономического развития Российского государства составляет использование его природно-ресурсного потенциала, причем, в первую очередь, на уже освоенных территориях, обладающих соответствующей инженерной и социальной инфраструктурой, где в течение многих десятилетий эксплуатируются природные объекты и где, следовательно, не требуется дополнительных существенных капиталовложений. Таким регионом является Курская магнитная аномалия. курская магнитная аномалия загрязнение экологический

История курской магнитной аномалии

История открытия КМА связана с необычным поведением магнитной стрелки под Курском. Впервые на это явление обратил внимание известный ученый-астроном академик П.Б. Иноходцев в 1773 г. Руководя работами по определению географического положения городов центральной части Европейской России, он обнаружил в районе Белгорода и Курска сильную аномалию поля земного магнетизма.

Более чем через 100 лет, вторично с загадкой КМА столкнулся приват-доцент Казанского университета И. Н. Смирнов, когда проводил в 1874 г. первую геомагнитную съемку Европейской части России.

В 1883 г. приват-доцент Харьковского университета Н. Д. Пильчиков провел 71 серию наблюдений КМА. Он обнаружил ее новые районы (в Марьиной и у Прохоровки). И один из первых указал на то, что причина аномалии - залежи железной руды, за что ему в 1884 году была присуждена Большая серебряная медаль Российского географического общества.

В 1898 г. из Парижа был приглашен для участия в исследовании КМА директор геомагнитной обсерватории профессор Муро. Во время магнитных съемок, выполнявшихся Муро, его сопровождал Э. Е. Лейст. Муро через несколько рабочих дней телеграфировал в Париж, что полученные им во время магнитных съемок результаты «переворачивают кверху дном всю теорию земного магнетизма». Муро через две недели съемочных работ вернулся в Париж, а Э. Е. Лейст, проанализировав данные съемок, пришел к твердому убеждению, что КМА связана с громадными залежами железной руды.

Геологи по-прежнему считали, что руды в этих местах быть не может. По Курской губернии распространились слухи о громадных залежах железной руды на территории губернии. Возникла настоящая «железорудная лихорадка». Одни помещики начали продавать свои земли, другие - их скупать. Земство выделило деньги Э. Е. Лейсту на покупку приборов для магнитных измерений и необходимого оборудования для бурения скважин. Все необходимое было закуплено в Германии. По указаниям Э. Е. Лейста было начато бурение скважины. По его расчетам руда должна была залегать на глубине не более чем 200 м от поверхности Земли. Однако когда бур достиг этой глубины, руды не было обнаружено. Сторонники Э. Е. Лейста отвернулись от него. Земство отобрало у него приборы и бурильное оборудование. Однако, Лейст, будучи твердо уверенным, что аномалия связана с залежами железных руд, несмотря на препятствия и трудности, решил за свой счет во время летних отпусков продолжать съемку. Он хотел оконтурить и понять структуру рудных тел.

Съемку КМА он проводил из года в год в течение 14 лет в июле-августе, когда остальные преподаватели отдыхали. Отдельные этапы этой работы докладывались им регулярно, и более всего в Московском Обществе Испытателей Природы, действительным членом которого он был с первого года работы в Московском университете (секретарь общества с 1899 г., почетный член с 1913 г.). В трудах Общества была напечатана добрая половина его разнообразных геофизических трудов, среди которых работы по наблюдениям магнитных бурь, магнитных вариаций, по характеристике циклонов и многое другое.

В 1910 Лейст закончил свою наиболее крупную работу по анализу данных магнитной съемки районов Курской магнитной аномалии на основании выполненных им лично 4500 «абсолютных» определений элементов земного магнетизма. Работа была им доложена в Московском институте физики и биофизики. По существу, исследования физической природы Курской магнитной аномалии - первый научный опыт геомагнитной разведки железорудных залежей в России. В том же 1916 г. он возглавил организованную по его почину Геофизическую комиссию. Весной 1918 г. он вместе с профессором Михельсоном учреждает Московское Метеорологическое Общество и принимает предложение отдела науки Наркомпроса стать консультантом по геофизике.

Многолетняя напряженная работа без отпусков подорвала здоровье Э.Е. Лейста. Летом 1918 г. Советское Правительство направило Э.Е. Лейста на лечение на курорт в Наугейме.

Отправляясь на лечение, Лейст захватил с собой все материалы своих исследований по КМА. Дело в том, что для составления магнитных карт необходимы данные не только о величинах элементов геомагнетизма, но и о географических координатах точек, в которых производились магнитные измерения. Лейст, производя магнитные измерения, определял и координаты соответствующих точек. Однако он не успел до своего отъезда в Германию свести эти данные воедино и построить магнитную карту КМА. Эту работу он предполагал выполнить в Наугейме. К сожалению, смерть прервала его работу.

Немцы захватили материалы покойного Э. Е. Лейста и предложили их советскому правительству за огромную денежную сумму. В. И. Ленин обратился к академику П. П. Лазареву и другим ученым с вопросом, смогут ли они организовать за достаточно короткое время новую магнитную съемку в районах КМА. Ответ был положительным. Были организованы экспедиции по проведению съемки КМА. Руководил этими экспедициями П. П. Лазарев, в съемках участвовал профессор МГУ А. И. Заборовский.

В.И. Ленин постоянно держал под контролем эти работы, а по завершению магнитных съемок - работы по организации бурения скважин. Была создана особая комиссия (ОККМА), которую возглавил академик И. М. Губкин, выделены немалые по тем временам денежные средства. И 7 апреля 1923 г. из скважины, пробуренной у села Лозовка под Щиграми, на глубине 167 м были добыты первые образцы железной руды.

В стране по этому поводу было всенародное ликование. В. В. Маяковский написал две большие поэмы о трудовом подвиге тех, кто осуществил эту работу и о геологическом происхождении руды. Последнее ученым неясно до сих пор. Каким образом в спокойном равнинном районе на небольшой глубине (200-400 м) образовались огромные залежи железной руды, запасы которой превышают запасы всех железорудных месторождений мира вместе взятых.

При бурении недалеко от скважины, которую в 1899 году бурили по указанию Э. Е. Лейста, была обнаружена железная руда на глубине 220 м. Всего еще 20 м в дополнение к 200 м надо было пробурить Э. Е. Лейсту для того, чтобы при его жизни были оценены его выдающиеся заслуги по исследованию КМА.

В итоге всех исследований, проведенных в двадцатые годы, наметился наиболее перспективный район КМА- Старооскольский, где после детальной геологической разведки в 1931 г. была заложена первая разведочно-эксплуатационная шахта. 27 апреля 1933 г. первый ствол был доведен до руды, а в ноябре 1935 г. первые пять тысяч тонн богатой железной руды были отправлены для пробной плавки в Липецк на металлургический завод. Сороковые и пятидесятые годы ознаменованы усиленным геологическим изучением бассейна КМА. В эти годы открыт целый ряд крупных месторождений, в их числе Яковлевское и Михайловское. Последнее открыто в 1950 г. Львовской геологоразведочной экспедицией.

В 1956 был построен первый горно-обогатительный комбинат, который начал добычу неглубоко залегающей руды открытым способом[1].

Михайловское месторождение железной руды и ее влияние на окружающую среду

Михайловское месторождение железной руды находится вблизи г. Железногорска Курской области, в 400 км. северо-западнее г. Курска. На площади месторождения вскрыты породы архейского и протерозойского возраста. Архейские породы (за пределами схемы) представлены гнейсами, плагиоклазовыми гранитами и их мигматитами, протерозойские - породами Михайловской и курской серий.

Рис.1 Схема геологического строения докембрия Михайловского месторождения (по В.Палищуку): 1 - метаморфизованные кварцевые порфиры, их туфы и туффиты, песчаники, брекчии курбакинской свиты; 2-4 - породы курской серии: 2 - сланцы и алевролиты верхнего отдела; 3 - железистые кварциты среднего отдела; 4 - сланцы нижнего отдела; 5 - богатые железные руды; 6 - метапесчаники и кварциты с прослоями сланцев; 7 - амфиболиты, метабазиты, силикатные сланцы, прослои кварцитов михайловской серии; 8 - тектоническое нарушение.

Михайловская серия (мощность до 3 км.) сложена в основном амфиболитами, подчиненными им кварцитами и метапесчаниками, тальк-карбонатными породами, метадиабазами и серпентинитами. Курская серия представлена нижней песчано-сланцевой свитой мощностью 500-4000 м., средней железорудной, сложенной железнослюдково-магнетитовыми, магнетитовыми и слаборудными кварцитами общей мощностью 500-600 м; верхней свитой, образованной кварц-серицитовыми филлитовидными и углистыми сланцами с прослоями доломитов, общей мощностью около 700 м; курбакинской свитой, представленной метаморфизованными кварцевыми порфирами, их туфами, туффитами, песчаниками и седиментационными брекчиями общей мощностью 4000 м.

Из магматических пород протерозойского возраста установлены плагиограниты и мигматиты, залегающие в виде пластообразной залежи на границе архея и протерозоя, и небольшое тело диабазовых порфиритов среди сланцев верхней свиты курской серии у юго-восточной границы месторождения.

В структурном отношении Михайловское месторождение приурочено к крупному массиву железистых кварцитов на западном крыле Михайловской синклинальной структуры. Здесь пласты кварцитов собраны в серию сжатых складок с крутым (60-80°) восточным падением осевых плоскостей. С юго-востока на северо-запад в северной части массива проходит разрывное нарушение, по-видимому, сбросового типа[2].

Рис.2 Карта Курской магнитной аномалии

Покрывающая осадочная толща чехла платформы сложена отложениями девонского, юрского, мелового, палеогенового и четвертичного возраста, представленных глинами, известняками, песками и суглинками. Наименьшая мощность (35-40 м.) осадочных пород наблюдается в центральной части месторождения, над приподнятой частью кристаллического фундамента, наибольшая (100-144 м) - на его окраинах. В породах осадочного чехла в изобилии встречаются различные виды ископаемой фауны девонского (останки и зубы девонских рыб), юрского и мелового периодов: крупные раковины двустворчатых моллюсков (Griphea, Lopha) аммониты, некоторые виды белемнитов (в изобилии), стволы окаменелого дерева и многое другое.

На площади месторождения установлены две плащеобразные залежи богатых железных руд - Веретенинская и Остаповская, площадью соответственно 8,6 и 1,7 км2, средней мощностью 13 и 9,5 м. и средней мощностью покровных отложений 90 и 409 м. Обе залежи отличаются извилистыми контурами и большим количеством безрудных окон и пережимов. Подошва их местами карманообразная. На территории бассейна распространены два промышленных типа руд: осадочно-метаморфизованные железистые кварциты (джаспелиты) и богатые железные руды коры выветривания. Железистые кварциты слагают большую часть пород свиты курской серии нижнего протерозоя. Они перекрыты толщей осадочных палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений мощностью 40-450 м. в Курско-Орловском, 60-240 м. в Старооскольском, 130-250 м. в Новооскольском и 500-700 м. в Белгородском железорудных районах.

Железистые кварциты приурочены в основном к 2 железорудным полосам С-З. простирания, имеющим сложное складчатое строение с крутым падением пластов. В области замыкания крупных синклинорных зон находятся мощные массивы железистых кварцитов, достигающие в поперечнике нескольких км. К таким массивам приурочены наиболее крупные месторождения железистых кварцитов с мощными залежами богатых железных руд коры выветривания. Выделяют силикатно-магнетитовые, гематит-магнетитовые и гематитовые железистые кварциты. Это тонкослоистые, мелко- и тонкозернистые породы. Главные минералы: магнетит, гематит и кварц. Среднее содержание Fe в железистых кварцитах 32-37%, в мартитовых и железнослюдково-мартитовых рудах коры выветривания 52-66% с малыми содержаниями вредных примесей.

Район КМА характеризуется сложными гидрогеологическим и инженерно-геологическими условиями. Надрудная толща (глинистые, песчаные и карбонатные породы) включает несколько водоносных горизонтов. В более благоприятных условиях находятся месторождения центральной части, в менее благоприятных - месторождения на севере и юго-западе, склонах Воронежского кристаллического массива.

Разработка железистых кварцитов производится с 1952г. шахтой им. И.М. Губкина (комбинат "КМАРУДА"). На карьерах система разработки - с внешним отвалообразованием. Открытым способом разрабатываются месторождения только наиболее богатых руд: Лебединское и Михайловское с 1959-1960гг.

Добыча руд Михайловского месторождения ведется с1960 г. в трех карьерах (Южном, Центральном и Северном), имеющих общую протяженность около 6 км, и ширину около 4 км. Вскрышные работы состоят в снятии осадочного чехла с железных руд шагающими экскаваторами. Затем осуществляется бурение в рудных забоях скважин для взрывных работ и производится взрыв разбуренного блока (100-150 т.), а после отпалки мощный экскаватор ковшом грузоподъемностью 20-25 т. грузит руду на карьерные самосвалы ("Белаз", "Камацу" с грузоподъемностью 120-130 тонн). Добытая руда по местной железнодорожной ветке транспортируется на ГОК, где обогащается с переработкой в окатыши для металлургических комбинатов. В плотных богатых рудах содержится (в вес. %): Fe 45-46,4; S 0,7-0,9; Р 0,06-0,08; в рыхлых богатых рудах(вес. %): Fe 52-58,5; S 0,240,32 и Р 0,03-0,05. В кварцитах содержится (вес. %): Fe 37,5-39; Si02 40-42; S 0,01-0,07 и Р 0,01-0,06.[3]

Рис.3 Михайловский карьер КМА.

В первый период своего существования техногенные экосистемы крайне неустойчивы. Низкий уровень биологической организации не позволяет им включать в биотический оборот весь поток поступающей извне энергии.

Вода и ветер, выполняя одновременно разрушительную и созидательную функцию, выносят часть продуктов своей деятельности за пределы селитебных территорий, загрязняя тем самым граничащие с ними природные ландшафты. Проникновение продуктов дефляционно-эрозионных процессов (техногенный элювий) в глубь территории и их экологические последствия в одновременно вызывают тревогу и научный интерес. Вынос и распределение техногенного элювия на прилегающей к отвалу территории зависит от агента, формирующим и транспортирующим этот материал.

Однако эрозионные процессы при снеготаянии и ливневых дождях имеют свои особенности. При ливневой эрозии основная масса твердого стока аккумулируется у основания отвала, простираясь от него на 20-50 метров. Такие выносы техногенного элювия на сельскохозяйственные поля отмечаются по всему периметру основания отвала.

Несколько иной характер загрязнения при снеготаянии, когда сток с отвалов попадает на мерзлую почву еще при наличии снега. Вместе с паводком ненарушенных земель он распространяется от отвала на 2-3 км.

С целью наглядности степени загрязнения территории продуктами водной эрозии и дефляции можно выразить графически (рис.4). В этом случае загрязнение территории оценивается по количеству рассеиваемого техногенного элювия от общей величины, поступающей с отвала.

Хорошо видно, что основная масса загрязнителя приходится на полукилометровую, граничащую с отвалами зону.

Формирование пыльных бурь на отвалах преимущественно ветрами южного, юго-западного и западного направлений приводит к тому, что территория к северу и северо-востоку от техногенного ландшафта загрязнена больше, чем на других направлениях (рис 4).

Рис.4 Степень загрязнения территории продуктами дефляционно-эрозионных процессов с отвалов железорудного месторождения.

В.Д. Горлов (1972) считает, что продукты деятельности воды и ветра, попадая в почву, понижают ее плодородие путем разубоживания полезных компонентов (гумуса, фосфора, калия), изменения кислотности и физико-механических свойств. Исследования показали, что повышенное содержание тяжелых металлов в меловых породах может служить источником загрязнения зональных почв свинцом, кобальтом, кадмием и молибденом. Дальность миграции и уровень геохимического загрязнения территории зависит от транспортных потоков в техногенных экосистемах и величины дефляционно-эрозионных процессов.[4]

Хвостохранилище Михайловского ГОКА - источник загрязнения почвенного покрова и атмосферного воздуха

Воздействие горного производства на среду - многообразно проявляется в прямом и косвенном воздействии на природные ландшафты.

Горное производство способствует уничтожению растительного покрова, возникновение техногенных форм рельефа (карьеры, отвалы, хвостохранилища и пр.), деформации участков земной коры (особенно при подземном способе добычи полезных ископаемых).

Среди загрязнителей воздушной среды выделяется прежде всего запыленность и загазованность. При разработке рудных месторождений в атмосферу выделяется значительное по видам и объемам количество газов. В первую очередь это метан (СН4) и сопутствующие углеводороды, а также сернистый газ (S03), углекислота (НСОЗ), окись углерода (СО), сероводород (H2S), радон, азот. Производственные факторы определяют как газовую, так и пылеаэрозольную загрязненность.

Состояние атмосферного воздуха характеризуется концентрациями загрязненных веществ, зависящих от поступления вредных ингредиентов в воздушную среду и рассеивания их в атмосфере.

Металлургический комплекс на сегодняшний день является самым мощным источником поступления загрязняющих веществ в атмосферу

На карьерах Курской магнитной аномалии инфильтрация из хвостохранилищ препятствует снижению уровня верхнего водоноса горизонта на 50 м, что приводит к подъему уровня грунтовых вод и заболачиванию прилегающей территории. Отрицательно влияет горное производство и на недра Земли, так как в них захороняют отходы промышленного производства, радиоактивные отходы и др.

Технологические процессы горнодобывающей и горноперерабатывающей промышленности неразрывно связаны с потреблением природных ресурсов и формированием разнообразных отходов, накапливающихся в окружающей природной среде.

Техногенные массивы характеризуются изъятием значительных площадей земной поверхности, а также негативным воздействием загрязняющих веществ в результате ветровой и водной эрозии на компоненты природной среды, что способствует формированию значительных по площади ореолов загрязнения.

В результате деятельности комбината в техногенном массиве накоплено более 300 млн.т. отходов с массовой долей общего железа 25-28%, являющихся, с одной стороны, источником высокой экологической опасности, с другой, - потенциальными ресурсами ценных полезных компонентов.

Эрозия, которой подвергаются хвостовые отложения, протекает в виде их физического и химического разрушения, при этом продуктами эрозии являются выносимые в окружающую среду механические взвеси дисперсных минеральных частиц в воде и воздухе и химические растворы, а также остающиеся на месте складирования измененные отложения.

Интенсивность загрязнения воздушной эрозии хвостовых отложений оценена по расчетным данным годовой мощности выброса пыли в атмосферу от объектов складирования дисперсных твердых отходов и данным аналитического определения химического состава снежного покрова, позволяющим выявить пространственные ореолы загрязнения и количественно рассчитать реальное поступление загрязняющих веществ в средообразующие компоненты исследуемого ландшафта в течение периода с устойчивым снежным покровом.

Твердая фаза хвостов Михайловского ГОКА содержит частицы крупностью менее 250 мкм, а в пляжных зонах хвостохранилищ образуются участки пылеватых шламов со средневзвешенной крупностью менее 1 мкм. В результате ветровой эрозии такие частицы переносятся с поверхности хранилища на расстояния до 20 км (с начальной скоростью пылеподъема 3-5 м/с).

Ветровая эрозия отходов приводит к формированию атмохимического ореола, контрастного по содержанию пыли, а также переотложенного литохимического ореола, контрастного по железу, сере, марганцу, никелю и др. К наибольшему эколого-экономическому ущербу приводит воздействие техногенных массивов на сельскохозяйственные угодья. Так, с каждого гектара техногенного массива, сложенного из пород легкого механического состава, ежегодно выносится от 1000 до 1200 т пыли, при отложении которой на поверхность почвенного слоя толщиной 4-5 см наступает полная гибель всходов зерновых культур, вызываемая изменением состава почв.

Высокий уровень загрязнения компонентов природной среды высокотоксичными веществами на территории свыше 2 тыс. км2, обусловливает необходимость разработки эффективных средозащитных мероприятий для предотвращения техногенного воздействия хвостохранилища МГОК.[10]

Экологические последствия влияния КМА на гидросферу

Разработка месторождений полезных ископаемых сопровождается резким снижением уровня подземных вод, выемкой и перемещением пустых и рудосодержащих пород, образованием открытых карьеров, котлованов, стволов шахт открытых и закрытых резервуаров, оседанием земной коры, дамб, плотин и других искусственных форм рельефа. Объем водопонижений, выемок и стволов горных пород исключительно велик. На территории КМА площадь снижения уровня подземных вод достигает несколько десятков тысяч км2.

Изза различия в интенсивности использования водных ресурсов и техногенного воздействия на природные геологические условия в районах КМА естественный режим подземных вод значительно нарушен за счет понижения уровней водоносных горизонтов при осушении месторождений железных руд. В результате водоотлива из водоносных горизонтов юры, девона и докембрия в районе г. Курска сформировалась депрессионная воронка, которая на западе взаимодействует с депрессионными воронками Михайловского рудника, так что радиус депрессионной воронки превышает 100км.

Интенсивность отбора подземных вод, обусловливающая развитие депрессионных воронок во времени, нарастает непрерывно. Но увеличение отбора не беспредельно и ограничивается эксплуатационными запасами используемого водоносного горизонта. Развивающиеся при извлечении воды из недр земли депрессионные воронки распространяют свое влияние на различные части речной долины: междуречье, русло, склон, пойму.

В настоящее время депрессии уровня подземных вод, сливаясь в региональные понижения, оказывают существенное влияние на формирование водного режима на значительном удалении от КМА. На реках и водоемах, находящихся в зоне влияния депрессионных воронок, происходит: O Частичное или полное прекращение подземного питания;

O Фильтрация речных вод в нижележащие водоносные горизонты при падении уровня подземных вод ниже вреза гидрографической сети;

O Увеличение стока в случаях отведения в поверхностные водоемы после использования подземных вод из глубоких, не дренируемых рекой водоносных горизонтов.

О развитии депрессионных воронок на территории ЦЧ можно судить по данным таблицы 1. Депрессионные воронки, образовавшиеся в девоновских водоносных горизонтах на территории КМА при эксплуатации подземных вод относительно крупными водозаборами, взаимодействуя между собой, распространяются на значительные расстояния. При сравнительно небольших водозаборах (до 1 м3/с) радиус влияния этих депрессионных воронок по эксплуатируемому водоносному горизонту достигает десятков, а нередко и сотен километров.

Экологическая проблема здесь состоит в том, что эксплуатация любого водозабора, независимо от его местоположения относительно речной долины и от условий залегания водоносного горизонта, обязательно рано или поздно скажется на режиме поверхностных вод. Это влияние может быть самым различным: речной сток будет ниже водозабора, соответствуя, как правило, безвозвратным потерям или практически не сократится или вследствие сбросов подземных вод в реки растет.

Таблица 1. Характеристика распространения депрессионных воронок

Местоположение депрессионной воронки Эксплуатируемый водоносный горизонт Глубина залегания эксплуатируемого водоносного горизонта от поверхности земли, м Снижение уровня подземных вод, м Площадь депрессионной воронки, км2

Крупные водозаборы

Бассейн реки Тускарь Сеноман-альбский 30-60 _ 28-50

Бассейн реки Сейм Девонский 70-90 55-60 20000-26000

Осушение месторождений полезных ископаемых

Михайловское месторождение железных руд (бассейн реки Чернь) Докембрийский 70-90 70-75 1000-1260

Надюрский 20-30 8 126-280

Старооскольское месторождение железных руд (бассейн реки Осколец) Докембрийский 80-100 93 1260

Надюрский 30 43 530

Яковлевское месторождение железных руд (бассейн реки Ворсклы) Каменноугольный 430-450 210 11300

Экологические последствия влияния КМА на человека

Влияние горнодобывающего комплекса на состояние здоровья населения горнопромышленных районов КМА. Формирование отрицательной динамики состояния здоровья работников горнодобывающего комплекса и населения горнопромышленных районов КМА в значительной степени обусловлено негативным влиянием комплекса антропогенных факторов среды обитания. В месте с тем, здоровье населения горнопромышленных районов не может рассматриваться без учета природообусловленных аномальных отклонений среды, которое имеет место в регионе КМА.

В Курской магнитной аномалии напряженность геомагнитного поля Земли достигает 2 эрстеда при фоновом значении 0,45 эрстеда, что почти в 4 раза выше, чем в соседних областях Украины и России. Издавна Курскую магнитную аномалию считали удивительным природным явлением, где на относительно небольшой площади поверхности Земли (160 тыс. км2) отмечаются локальные участки со значительными колебаниями напряженности геомагнитного поля Земли. Ее изучали в основном с целью выявления запасов железорудного сырья и почти никогда не задумывались о влиянии повышенного геомагнитного поля на состояние здоровья человека.

Первые публикации по изучению влияния Курской магнитной аномалии на здоровья населения этого региона появились лишь в конце 60-х годов прошлого столетия. Только в начале 70-х годов была опубликована первая обобщающая научная работа по изучению влияния аномального геомагнитного поля Земли, принадлежащая А.П. Дуброву (1974). В ней автором были проанализированы обширные и разносторонние данные о действии магнитного поля Земли на живые организмы и, в частности, особое внимание им было уделено влиянию аномального геомагнитного поля КМА на состояние здоровья здоровых и больных людей. В указанных публикациях отмечается, что заболеваемость населения гипертонией, ревматизмом и нервно-психическими болезнями на 120-160 % выше, чем районах, не подверженных воздействию геомагнитного поля КМА.

Планомерные исследования по влиянию аномального геомагнитного поля повышенной напряженности в регионе КМА на состояние здоровья человека, состояние живых систем и отдельных микроорганизмов проводятся в Курском медицинском университете на протяжении последних двадцати пяти лет. На основании эпидемиологического анализа указанными выше исследователями было установлено, что на территории КМА (г. Железногорск) суммарная заболеваемость кишечными инфекциями выше в 2,66 раза (в частности, дизентерией - 1,5 раза, сальмонеллезом - 2,89 раза), чем в других районах Курской и Белгородской областей, расположенных вне зоны влияния напряженного геомагнитного поля.

Есть основание считать, что повышенная заболеваемость среди населения, проживающего в зоне влияния аномального геомагнитного поля другими нозологическими формами неинфекционной природы (гипертоническая болезнь, ревматизм, онкологические, нервно-психические болезни и т.д.) связана с влиянием аномального магнитного поля, что подтверждается исследованиями многих авторов (Дардымов, 1966; Травкин, Колесников, 1969; Дубров, 1974; Борченко, Малоземов, 1973; Павловский, 1973 и др.).

Таким образом, аномальное геомагнитное поле можно рассматривать как важный фактор, участвующий в формировании санитарно-эпидемиологического благополучия населения региона КМА.

Загрязнение окружающей среды приводит к ухудшению санитарно-гигиенических условий, комфортности проживания, и как следствие этого, негативно отражается на состоянии здоровья людей, работающих на горнорудных предприятиях и проживающих вблизи них. Основу техногенных выбросов в горнопромышленных районах КМА составляют железосиликатная пыль, сернистый ангидрит, окись углерода и окислы азота. Такие вещества, выброшенные в атмосферу, вызывают при длительном дыхании различные заболевания у человека, в том числе гиперплазию, а затем и атрофию слизистой оболочки верхних дыхательных путей, стоматиты, воспаления десен, поражение зубов. Аэрозоли железа и его оксиды при длительном воздействии, откладываются в легких и вызывают (разновидность пневмокониоза), бронхиты, начальную стадию эмфиземы, сухой плеврит. Среди рабочих железорудных предприятий со стажем более 10 лет сидероз выявлен в 33% случаев. Не менее опасна для состояния здоровья пыль кремнезема. Негативное воздействие ее на организм человека проявляется в том, что трудно растворимые в физиологических жидкостях частицы пыли осаждаются в дыхательных путях и являются причиной заболевания бронхита и силикоза. Последнее заболевание - это прогрессирующий фиброз легочной ткани (пылевой пневмосклероз).[8]

Исследования, проведенные в горнодобывающих районах КМА свидетельствуют о высоком уровне суммарного санитарно-эпидемиологического неблагополучия. Это неблагополучие на 77-92% связано с воздействием антропогенных факторов, обусловленных загрязнением атмосферного воздуха, нарушением природных ландшафтов, повышенным радиационным фоном и т.д. В местах же добычи железной руды (г. Старый Оскол, Губкин, Яковлево и др.), где наблюдаются аномальные участки с напряженным геомагнитным полем (до 2 эрстед), значительный вклад (до 23%) в формировании суммарного эколого-гигиенического неблагополучия принадлежит геомагнитному полю.

Геоэкологическое районирование территории КМА. Комплексный анализ оценочных критериев основных природных характеристик и имеющаяся экогеологическая информация позволили в пределах железорудной провинции КМА провести ранжирование территории и выделить четыре геоэкологических ареала с разной степенью напряженности экологической ситуации.

Геоэкологическая ситуация состояния - особое свойство геосистемы геологической среды, возникающее в результате техногенных изменений природных характеристик территории, характеризующихся специфическим набором геоэкологических проблем, неблагоприятных (в различной степени) для жизни человека и хозяйственной деятельности. Выделенные ареалы различной степени остроты геоэкологических ситуаций территориально совпадают с границами ныне разрабатываемых железорудных месторождений и горнопромышленных районов КМА.

Первый, наиболее крупный ареал со сложной геоэкологической ситуацией (около 900 км2) расположен в северо-восточной части Белгородской области, охватывая городскую территорию городов Губкина и Старого Оскола, а также территорию между ними, и приурочен к зоне влияния Старооскольско-Губкинского горнопромышленного комплекса. По количеству объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, этот участок является наиболее насыщенным в области, модуль техногенной нагрузки превышает 1000.

Второй ареал со сложной геоэкологической ситуацией геологической среды приурочен к Михайловскому горнопромышленному району. Он занимает площадь около 500 км2, в пределах которого разрабатывается с конца 50-х годов Михайловское железорудное месторождение. На базе этого месторождения действует крупнейший в России Михайловский ГОК, который является предприятием по добыче и переработке богатых руд, железистых кварцитов, стройматериалов, производству аглоруды, железорудных офлюсованных окатышей и концентратов.[7]

Экологические последствия влияния КМА на растительный и животный мир

В результате техногенного воздействия Михайловского ГОКА произошло коренное преобразование ландшафта, появился крупный карьер площадью 12 км2, глубиной 300 м, отвалы вскрышных пород, многие овраги и балки засыпаны вскрышными породами, на крупных балках созданы обширные техногенные водоемы, хвостоханилище на реке Песочной, водохранилище на реке Свапа (Копенковское), система мелких искусственных водоемов на реках Речица, Погарщина, Рясник.

Состояние биоты является индикатором экологического благополучия территории вследствие миграции элементов в системе «горные породы - подземные воды - газы - почва - биота». Под биотой будем понимать совокупность всех живых организмов, включая человека, связанных посредством обмена энергией и питательных веществ в единое целое. Это единое целое есть экологическая пирамида, фундаментом пирамиды являются автотрофные растения, которые трофически связаны с вершиной пирамиды - человеком

Растительная биомасса быстро реагирует на различные стрессовые воздействия, на отклонения от оптимума условий существования. Лимитирующие факторы могут быть как естественные (изменение температуры, влажности, химического состава почв и т.д.), так и техногенные, которые по сравнению с естественными отличаются более катастрофичным характером проявления. Ответом на стресс (если его воздействие не выходит за пределы зоны угнетения, т.е. не приводит к гибели организма) является значительное изменение морфоструктуры растения (например, изменение формы, размера листовой пластины, удлинение или укорачивание стеблевидного черешка, утолщение кутикулы и др.) Одним из признаков естественного состояния является симметрия листовой пластины (вид симметрии двусторонний). Появление асимметрии свидетельствует о наличии неблагоприятных факторов в природной среде.

Урожайность сельскохозяйственных культур на землях косвенных техногенных нарушений (загрязнение почв, нарушение режима подземных вод) снижается на 10-60 %. Отмечается усыхание древесной растительности. Указанные процессы позволили ученым сделать вывод о деградации природной системы в зоне техногенного влияния Стойленского и Лебединского ГОКОВ.26 Аналогичные процессы развиваются и на территории Курской области в зоне влияния горных работ на Михайловском ГОКЕ.

В результате горнопромышленных работ в регионе КМА естественные ландшафты полностью утрачиваются. Взамен их формируются промышленно-технические комплексы, зачастую полностью лишенные даже самых примитивных фитоценозов.[11]

Животные вместе с растениями играют исключительную роль в миграции химических элементов, которая лежит в основе существующих в природе взаимосвязей они также важны для существования человека как источник пищи и различных ресурсов.

Воздействие горонообогатительных и металлургических предприятий на животный мир приводит к в зоне влияния их деятельности резко сокращается видовой состав и тому, что количество птиц, исчезают практически полностью копытные животные и хищники.

Тяжелые металлы и химические соединения в сочетании с осушительными работами, с пагубным влиянием ударной волны, образующейся при отбойных взрывах пластов руды

Все вышеизложенное позволяет нам сформулировать общие проблемы, замедляющие темпы принятия и совершенствования экологических нормативно-правовых актов всех уровней, имеющих важное значение для сохранения окружающей среды и всех ее компонентов, включая природные ресурсы в регионе КМА: 1) имеет место определенная недооценка масштабности негативного техногенного влияния горнорудных и других ресурсодобывающе-перерабатывающих предприятий на экосистемы региона;

2) недостаточно проводится финансирование природоохранных мероприятий, осуществляемых в рамках действующего экологического законодательства и изза нехватки средств замедляется процесс принятия и введение в действие новых правовых актов;

1. ru.wikipedia.org

2. Рудные месторождения СССР, в 3 т. М., "Недра", 1978, под ред. акад. В. И. Смирнова

3. Горная энциклопедия, в 5 т. М., изд-во "Советская энциклопедия", 1987, гл. ред. Е.А. Козловский

4. Пигорев, И.Я. Экология техногенных ландшафтов КМА и их биологическое освоение/ И.Я. Пигорев. - Курск, Изд.- во Курск. Гос. С.-х. ак., 2006.- 366с.

5. Муха В.Д. Экология Центрального Черноземья: Учеб. Пособие / В.Д.Муха, А.И.Стифеев, В.П.Герасименко и др. - Курск: Изд-во Курск. Гос. С.-х. ак., 2006.-366с.

6. Петин, А.Н. Геоэкологические последствия освоения железорудных месторождений КМА и проблемы оптимального недропользования в регионе / А.Н. Петин // Научные труды Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана: Региональные гигиенические проблемы и стратегия охраны здоровья населения. - 2004, Вып.10.- С.149-158.

7. Макаров А.Б., Техногенные месторождения // Соросовский Образовательный журнал - 2000.- № 9/10.- С. 65-74.

8. Горлова О.В. Техногенные месторождения. - Магнитогорск: МГМА: 1997- С. 68.

9. Аргимбаев К.Р. Хвостохранилища ГОКОВ - перспективные техногенные месторождения. Выемочно-погрузочное оборудование для разработки полусухих хвостохранилищ / Холодняков Г.А., Аргимбаев К.Р., Иконников Д.А. // Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения. - Воркута, 2011.-Том №1.- С. 145-147.

10. Оценка техногенного воздействия хвостохранилища Михайловского ГОКА на прилегающие агроландшафты. /Понурова И.К.// Записки горного института. 2006. Т. 167. Часть 1. С. 97-99.

11. Фильчаков, Ю.В. Состояние почвенного и растительного покрова в зоне функционирования хвостохранилища Михайловского ГОКА / Ю.В. Фильчаков // Мат-лы всеросс. нучно-практ. конф. в 2 х частях, часть 2. -Курск: КГСХА, 2005. - С. 114-119.

12. Гальперин А.Н., Техногенные массивы и охрана окружающей среды/ А.Н. Гальперин, В.Н. Ферстер Х. Ю. Шеф - М.: МГГУ, 1977. -534 с.

Размещено на