Как уже отмечалось, образование огромного количества техногенных месторождений полезных ископаемых на территории Украины является очень важной проблемой. Техногенные месторождения полезных ископаемых - это отвалы добычи и отходы обогащения и переработки минерального сырья
, в которых содержатся ценные полезные ископаемые, они имеют промышленное значение. Сейчас в Украине объемы этих отходов превышают 25 млрд. т, занимая площадь более 150 тыс. га. Таким образом, в Украине создана сотни крупных, средних и малых техногенных месторождений различных полезных ископаемых, пригодных для промышленного освоения. Потенциальная стоимость таких месторождений, по предварительным расчетам, исчисляется десятками миллиардов долларов. Такая часть вторичных продуктов в пересчете на 1 км2 территории страны превышает аналогичный показатель для США в 6 раз и в 3 раза - для государств Европейского Союза.
Добыча минерального сырья приводит к формированию специфических антропогенных ландшафтов, которые называют горнопромышленными. Площади они уступают сельскохозяйственным и лесохозяйственным, но в отдельных горных районах работы проводятся на площади в тысячи гектаров.
Масштабы воздействия на природу в горнопромышленных комплексах огромны. Самыми неблагоприятными по степени негативного воздействия на окружающую среду являются открытые разработки - карьеры, их размеры могут достигать значительных величин - глубина свыше 500 м, ширина карьерного поля почти 5 км, а размещение вскрышных пород требует огромной площади (тысячи гектаров).
В результате нарушается литогенной основы ландшафтов происходит быстрая перестройка поверхности, вследствие чего формируется техногенный неорельеф. Различают два типа форм техногенного неорельефу:
- Положительный (аккумулятивный) - отвалы, терриконы, насыпные и намывные поверхности;
- Отрицательный (произведенный) - шахты, карьеры, выемки и др.. Под влиянием открытых разработок происходит полное или
частичное уничтожение первичной растительности, почв, резкое нарушение биологической продуктивности ландшафтов. Биоценозы, возникающие являются однообразными и случайными по составу видов, примитивными по структуре, малоустойчивыми и часто не способны к самовосстановлению. Часто новые экотопы осваиваются организмами не на почве, а на специфическом минеральном субстрате.
Открытые разработки вызывают также значительные гидрологические изменения территории. Сами карьеры тратят огромное количество воды, с чем связано усыхания и истощения грунтовых вод в районах действующих карьеров, причем изменения охватывают территории, почти в 25 раз больше, чем собственно карьер. Напротив, в равнинных районах часто возникает локальное заболачивание территории усиливается в связи с нарушением естественного стока аккумулятивными формами неорельефу. И, наконец, для регионов открытых карьерных разработок характерно загрязнение природной среды, т.е. атмосферного воздуха, вод, почвенно-растительного покрова продуктами выветривания глубинных пород, а также промышленными выбросами, пожарными газами отвалов и терриконов, которые горят.
По классификации Ф.Н. Мильково, все ландшафты, связанные с промышленной деятельностью человека, объединяются в один класс - индустриальные ландшафты. В зависимости от способа добычи полезных ископаемых в этом классе выделяют типы ландшафтов (например, карьерно-отвальный), которые, в свою очередь, делятся на типы местности. Например, в карьерно-отвальные типе ландшафтов выделяют следующие виды местности:
1) обнаженный карьерно-отвальный, 2) терриконы, 3) карьерно-отвальные пустоши, 4) озерно-пагорбовий, обнаженно-пустынный, 5) кам "кровянистые бедленд, 6) гидроотвалов. Каждый тип местности - это система взаимосвязанных урочищ.
Г.И. Денисик (2001) считает, что горнопромышленные ландшафты Украины имеют сложную внутреннюю структуру. Исследователь выделяет три типа этих ландшафтов в пределах Украины:
- Карьерно-отвальный, представленный несколькими типами местности. Например, местности Платообразные карьерно-отвальных пустырей формируются в районах добычи железных руд (Криворожский бассейн), марганцевых руд (Никополь, Днепродзержинск) и угля (в районе Александрии);
- Тип торфяно-болотных пустырей формируется в местах торфоразработок. В Украине под торфоразработками занято 93 тыс. га;
- Просадковотериконовий тип образуется в районах подземной добычи полезных ископаемых (Львовский и Донецкий каменноугольный бассейн, подземные разработки фосфоритов и известняков в Среднем Приднестровье и т.д.). В структуре этого типа ландшафтов преобладают терриконы, т.е. тип местности, образованный высокими (25-35, иногда до 80 м) отвалами подземной добычи угля (в Донбассе, Новоград-Волынском и др..).
Относительно негативного влияния открытых разработок полезных ископаемых на окружающую среду, то основными его факторами являются:
- Полное или частичное уничтожение первичной растительности, почв, резкое нарушение биологической продуктивности ландшафтов;
- Значительные изменения гидрологического характера территории;
- Загрязнение природной среды, т.е. атмосферного воздуха, вод, почвенно-растительного покрова продуктами выветривания глубинных пород, а также промышленными выбросами, пожарными газами отвалов и т.д. * 54.
Рекультивация земель. Первые попытки рекультивации территорий, нарушенных горной промышленностью, начались еще в середине XIX в. в Германии. С начала XX в. подобные работы проводились в США и Англии. После Второй мировой войны они были распространены практически во всех европейских странах. Цель рекультивации - воспроизведение производительности территорий, нарушенных горной промышленностью, и возвращения их в различные виды использования, предусматривающий проведение комплекса инженерных, горнотехнических, мелиоративных, сельскохозяйственных и лесохозяйственных работ. Воспроизведение земель, нарушенных горными разработками, - это сложный процесс регенерации ландшафтов.
Объекты рекультивации очень разнообразны. Ими могут быть:
- Отвалы и карьерные выемки открытых разработок, различных разрезов и рудников с различными системами образования отвалов;
- Территории, нарушенные при подземной добычи полезных ископаемых;
- Отвалы золы и линейные нарушения поверхности в процессе строительства трубопроводов, дорог и других коммуникаций.
Рекультивация земель, как правило, осуществляется в несколько этапов:
- Подготовительный, сущность которого заключается в определенных конкретных действиях, а именно: а) исследование и типизация нарушенных территорий б) изучение специфики земель, подлежащих рекультивации в) определение следующей возможности использования земель после завершения рекультивационных работ;
- Этап горнотехнической рекультивации - это инженерная подготовка территории к различным видам дальнейшей рекультивации, которая включает комплекс инженерных работ: а) планирование поверхности б) создание отвалов оптимальной структуры и параметров в) регулирование водного режима г) разнообразные мелиоративные мероприятия д) строительство подъездных путей и других сооружений;
- Этап биологической рекультивации и переход к целевому использованию рекультивированных территорий. Работы на этом этапе направлены на окончательное восстановление плодородия и биологической продуктивности нарушенных земель, создания сельскохозяйственных и лесохозяйственных угодий.
Есть два основных вида биологической рекультивации - сельскохозяйственный и лесной. Сельскохозяйственная рекультивация осуществляется, как правило, в тех районах, где земледелие имеет большое хозяйственное значение, а почвенно-климатические условия благоприятные. При этом сначала воспроизводят плодородие почв путем возврата гумусового слоя и начального выращивания растений, нетребовательных к почвенным условиям. Затем выращивают обычные для этой местности сельскохозяйственные культуры, урожайность которых постепенно, по мере восстановления плодородия почв, достигает нормальных величин.
Лесная рекультивация применяется чаще, поскольку она требует меньших затрат и может осуществляться на токсических почвах и в неблагоприятных условиях рельефа. При выборе древесных и кустарниковых пород для посадки на отвалах лучшими местные виды, которые хорошо приспособлены к физико-географических условий определенного региона. Сначала высаживают пионерные породы, т.е. породы подготовительного периода, а затем - породы господарськоцинни, что в будущем можно использовать для лесоразработок. Лесные насаждения на отвалах играют важную мелиоративную, почвозащитную и оздоровительную роль.
Карьеры с высокотоксичными почвами, непригодные для других видов рекультивации, подлежат затоплению. Водная рекультивация проводится, как правило, на месте старых карьеров, ее задачами являются:
- Создание резервов промышленных вод для нужд химической, металлургической, текстильной промышленности, энергетики и сельского хозяйства;
- Формирование резервов питьевой воды;
- Образование рекреационных центров и зон, которые вместе с лесопосадками на отвалах превращаются в зоны отдыха.
Относительно подземных выемок, то они используются с целью рекультивации как хозяйственные помещения для размещения складов, архивов, хранилищ газа, жидкого топлива и т.д.. В городах на участках, нарушенных подземными разработками, сооружаются различные спортивные учреждения, создаются водоемы, парки, проводится жилищное и промышленное строительство.
На сегодня в Украине постепенно решаются сложные проблемы экологической рекультивации большинства горнодобывающих районов, сформированных в результате предыдущего экстенсивного развития промышленных отраслей и ресурсоемких технологий.
Масштабы ресурсопользования и создана в Украине структура промышленного производства способствовали тому, что ее можно отнести к странам с высокими относительными и абсолютными показателями образования и накопления отходов. Среди них 80-85% составляют собственно отходы горнопромышленного производства, связанные с добычей, обогащением и химико-металлургической переработкой минерального сырья. Выделяют два главных пути решения вопроса отходов в Украине: 1) разработка и освоение технологий, ограничивающих образования остаточных продуктов, прежде всего, технологии полной, комплексной переработки; 2) расширение использования отходов посредством формирования межотраслевых территориально-производственных комплексов с замкнутыми производственными циклами.