Восстановление экологических функций природно-технических систем после разработки месторождений ПИ

Аннотация
Охарактеризованы особенности формирования природно-технических систем (ПТС) в зоне месторождений полезных ископаемых, в частности Краснодарского края. Систематизированы процессы формирования техногенных ландшафтов. Показано экологическое состояние ПТС Краснодарского края и предложены рекомендации по восстановлению экологических функций после выработки месторождений.
Природно-технические системы (ПТС) формируются при возникновении взаимодействия технических объектов и инженерных работ с природными комплексами. ПТС в виде месторождений полезных ископаемых (ПИ) претерпевают ряд геологических, литологических, гидрогеологических и пр. превращений, которые происходят при воздействии добывающих компаний на окружающую среду. Одновременно, технологии добычи и работа техники сопряжены с различным типом вредных выбросов, что неблагоприятно сказывается на составе воздуха, почвы, воды в зоне ПТС, производится уничтожение и угнетение биоты. Проблемой остается недостаточный уровень природоохранных и рекультивационных мероприятий на территориях действующих месторождений и после их выработки [7]. Соответственно, актуальным является решение вопросов восстановления экологических функций ПТС после разработки месторождений ПИ.
Так, на территории Краснодарского края обнаружено более 60 видов ПИ, в частности нефтегазовые месторождения, мрамор, кварц, гравий, цементные мергеля, гипс, песчаник, различные виды руд, каменная соль и т.д., преимущественно в горных и предгорных районах. ПТС, сформированные в процессе добычи углеводородного сырья, включают 11 нефтегазоконденсатных, 63 нефтяных, 24 газонефтяных месторождения, в основном сосредоточенных на стыке степных и горно-лесных зон, освоением которых заняты более 20 нефтегазодобывающих компаний. Около 10 нефтегазовых месторождений выработаны на уровне 75-90% и значительно обводнены. Месторождения руд и черных металлов с общим запасом 116,8 млн.т. преимущественно располагаются на территории Таманского полуострова; марганцевые руды – в дельтовых отложениях междуречий рек; ртутные месторождения – по северному и южному склонам Кавказского хребта. Горно-химические ПИ Маркопиджского месторождения апатитов характеризуются высоким содержанием фосфатов и нетипичных мелиорантов (вермикулит, фосфорсодержащие пески, глауконит, цеолит, бентонит); запасы соли каменной на балансе составляют 2848 млн. т (Шедокское месторождение, B+C1), известняков для получения соды – 118,37 млн.т (Правобережное месторождение, А+В+С1)

. ПТС формируются также на территории месторождений горно-технического, горнорудного, строительного сырья [6].
Негативные экологические изменения на территории ПТС обусловлены комплексом природных факторов и техногенными воздействиями. Подготовка территории сопровождается вырубкой лесных ресурсов и кустарников, что, в присутствии тяжелой техники, обуславливает изменения почвы, флоры и фауны. Далее, процессы бурения, добыча посредством карьеров и шахт формируют поля напряженности и вносят изменения в растительный и животный мир, атмосферу территории ПТС, почву и геологические процессы, поверхностные и подземные воды и пр. В процессе добычи ПИ формирование техногенных ландшафтов происходит за счет процессов антропогенного литогенеза, гидролитогенных, субтерральных, гравитационных процессов (рис. 1) [4].
Рис. 1 Процессы формирования техногенных ландшафтов (составлено по данным [4])
После прекращения добычи, техногенные процессы продолжают оказывать влияние на деградацию ландшафтов. Например, излив вод затопления выработок на поверхность почвы, подтопление, заболачивание, загрязнение вод рудами или нефтепродуктами, снижение прочностных свойств грунтов, выветривание и эрозионные процессы, сдвижения, обрушения, водная эрозия, техногенные землетрясения, образование вторичных поллютантов в процессе химических взаимодействий [1].
Исследование территорий месторождений Краснодарского края (по данным 2018 г.) показало очень низкую обеспеченность гумусом и подвижным фосфором на участках добычи. Установлено превышение ПДК по марганцу и меди. Превышений по свинцу, кобальту, никелю, радионуклеидам и нефтепродуктам не обнаружено. В воздухе от стационарных источников добычи регистрировались превышения ПДК по взвешенным компонентам, производным бензола, предельным углеводородам, углекислому газу, азоту, сероводороду. Сточные воды добывающих предприятий имели в составе сульфаты, хлориды, кальций, магний, нитраты, фосфаты, поверхностно активные, нефтесодержащие, органические компоненты, что ухудшает экологию поверхностных вод. В целом экологическая ситуация на территориях добывающих предприятий без значительных ухудшений, отмечается проблема утилизации и размещении твердых отходов.
Восстановление экологических функций участков вырубки лесов, техногенных пустырей и прогалин производится посредством лесовосстановления естественного, искусственного и смешанного типа