Усі уроки до курсу «Екологія». 11 клас

УРОК 3. ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ ВИКОРИСТАННЯ РЕСУРСІВ НАДР

Цілі уроку: закріпити поняття «екологічні проблеми», «надра»; актуалізувати знання про мінеральні ресурси; розглянути екологічні проблеми надрокористування; виявити причини формування геохімічних аномалій; розглянути основні шляхи й напрямки виваженого ресурсокористування; розвивати навички трансформації теоретичних відомостей у практичну діяльність; формувати інтерес до теми.

Обладнання й матеріали: довідники, ілюстрації із зображенням різних виробництв, атласи України для 9 класу, настінна карта «Економічна карта України», карта області (АРК), комп’ютерна презентація.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

  • 1. Дайте визначення поняття «надра».
  • 2. Які види горючих корисних копалин ви знаєте?
  • 3. Назвіть два основні способи видобування вугілля. Поясніть чим вони відрізняються.
  • 4. Наведіть приклади корисних копалин, під час видобування яких утворюються кар’єри.
  • 5. Назвіть основні види хімічної сировини, які видобуваються на території України.
  • 6. Чим небезпечні хімічні забруднення?

Освоєння родовищ мінеральних ресурсів охоплює геологорозвідувальні роботи, розробку родовищ і переробку мінеральної сировини. Кожний із цих етапів впливає на навколишнє середовище. У місцях видобутку відбувається перетворення природних ландшафтів, на місці яких виникають шахти, кар’єри, відвали, вугільні терикони. Це пов’язано з відчуженням родючих земель, зміною ландшафтів і погіршенням екологічної ситуації.

III. Вивчення нового матеріалу

1. Екологічні проблеми надрокористування

Видобуток будь-якої корисної копалини — це серйозне втручання в природу. Найбільш істотний вплив на земні надра чинять відкриті розробки. Так, гірничо-збагачувальними комбінатами Криворізького залізорудного району створені кар’єри загальною довжиною кілька кілометрів. Це призводить до зрушень, обвалів і селів.

Навколо багатьох родовищ облаштовують відвали порожньої породи, терикони й шламосховища. Швидкість заростання відвалів визначається властивостями ґрунтів і фізико-географічних умов їх місцезнаходження. За токсичності ґрунтів вони тривалий час можуть бути безжиттєвими. З їх поверхні на великі відстані вітрами розноситься пил. У шламосховищах накопичується забруднена вода, яка підтоплює прилягаючі території й погіршує якість ґрунтових вод.

Розробка родовищ з допомогою вибухів викликає забруднення атмосферного повітря пилом і шкідливими газами. Порушується ґрунтовий покрив, збільшується тріщинуватість гірських порід і зникають ґрунтові води. Пил і газові викиди гірничо-збагачувальних фабрик розносяться вітрами, осідають на поверхні ґрунту, знижуючи врожайність сільськогосподарських культур.

Під час підземних розробок утворюються порожнечі, виникають тріщини в гірських породах, обвали й просідання. Відбувається виділення шкідливих газів (гідрогенсульфіду, метану). Тільки під час підземного видобутку вугілля на шахтах світу щорічно виділяється 25-28 млрд м3 метану. У результаті порушення водоносних горизонтів відбувається підтоплення підземними водами шахт і кар’єрів. Щорічно із шахт України відкачують у ставки-накопичувачі понад 600 млн м3 шахтних вод з підвищеною мінералізацією. Вони викликають засолення ґрунтів і водоносних шарів. Дослідження показують, що якщо дати можливість ґрунтовим водам піднятися до первісного рівня після закриття шахти, то близько третини поверхні багатьох селищ і міст Донбасу може бути підтоплено.

2. Гірничопромислові ландшафти. Негативний вплив геохімічних аномалій на живу природу й організм людини

У районах активної розробки родовищ мінеральних ресурсів формуються особливі геохімічні системи — гірничопромислові ландшафти. У них виділяють кілька зон. Безпосередньо до ділянки видобутку пристосована шахтно-кар’єрно-відвальна зона. Вона характеризується руйнуванням ґрунтового покриву, знищенням рослинності й тваринного світу, а також високими концентраціями металів у пилу й воді. Наступна зона — це території гірничо-збагачувальних комбінатів і збагачувальних фабрик. Вона характеризується повного або значною перебудовою природного комплексу в результаті забруднення токсичними відходами, викидами й стоками.

Інші зони сильно забруднені, але самі не є джерелами викидів.

Значні геохімічні зміни ландшафтів пов’язані з видобутком вугілля. Вони обумовлені високою концентрацією багатьох хімічних елементів у цьому виді сировини та її великою масою, яка витягається під час видобутку. У вугіллі концентрується понад 30 хімічних елементів, уміст яких у сотні й тисячі разів вищий, ніж в інших осадових породах. Їх склад залежить від конкретних геологічних умов формування родовища. Так, установлено, що гірничодобувне виробництво сприяло утворенню на території Львівського вугільного басейну складної геохімічної системи, у межах якої одночасно існують два різноспрямовані процеси накопичення металів у ґрунтах і їх винос. Зокрема, такі елементи, як свинець, мідь, молібден, цинк, берилій, барій, ванадій, утворюють у ґрунті чітко локалізовану комплексну аномалію, у межах якої перебуває значна територія басейну. Важкі метали, надходячи з ґрунту в рослини й потім в організми тварин і людини, мають здатність поступово накопичуватися. Найбільш токсичними є ртуть, кадмій, свинець, арсен; отруєння ними викликає важкі наслідки. Менш токсичними є цинк і мідь, однак забруднення ними зумовлює пригнічення мікробіологічної діяльності ґрунтів і знижує їх біологічну продуктивність.

Надходження різних елементів у ландшафт відбувається головним чином з відвалів розкривних порід, порошення яких призводить до підвищеної концентрації пилу в повітрі, а розмив дощовими й талими водами — до забруднення поверхневих і ґрунтових вод.

Відкритий спосіб застосовується й під час розробки родовищ залізних руд. Сам їх видобуток і переміщення не викликає геохімічних аномалій, але до техногенної міграції залучається широкий спектр хімічних елементів (Mo, As, Mn, Zn, Co, Cr). Під час збагачення залізної руди сульфідами відбувається утворення сірчанокислих озалізнених ландшафтів, у яких відбувається видужування металів і їх міграція в кислих водах на значні відстані.

Населення змінених ландшафтів разом з їжею, водою й повітрям (пил, газоподібні речовини) уживає надмірну кількість мікроелементів. Це відбивається на їх умісті в організмі: вони накопичуються у волоссі, зубах, крові, м’язах, кістках, що може призводити до захворювань. Так, під час дослідження впливу підвищеного вмісту хімічних речовин у зовнішньому середовищі на стан здоров’я дітей одного з геохімічних районів Львівської області була виявлена підвищена захворюваність на гіпоплазію.

3. Підходи до раціонального ресурсокористування

Для охорони надр потрібно проводити повну розвідку родовищ для того, щоб на їх території не було забудов або водоймищ. Одним з найважливіших завдань раціонального використання мінеральних ресурсів є зменшення їх утрат під час розробки. У разі шахтного видобутку сировини вони становлять 20-60 % (вугілля — 20-40 %, руди чорних і кольорових металів — 15-25 %). У разі відкритого видобутку втрати менші та, як правило, становлять 10-12 %.

У випадку підземного видобутку втрати значно зменшуються, якщо застосовувати закладання порожніми породами відпрацьованих підземних порожнин (штреків, штолень).

Заощадити мінеральні ресурси можна за рахунок удосконалювання технології їх видобутку. Потрібно використовувати комплексну переробку сировини, вилучаючи всі корисні інгредієнти, а відходи використовувати як будівельні матеріали. Так, порожні породи з вугільних та інших шахт застосовують під час будівництва шляхів сполучення, гідротехнічних дамб, виробництва будівельних блоків, заповнення відпрацьованих штолень, штреків і кар’єрів. З ряду порід виготовляють щебінь, цемент, скло, силікатну цеглу, вогнетривкі й формувальні матеріали. На підприємствах кольорової металургії разом з основними металами почали додатково вилучати сполуки ще 60 елементів (наприклад, Селен, Індій, Вісмут, Кобальт).

Після завершення експлуатації родовищ слід проводити рекультиваційні роботи. Їх прийнято ділити на два етапи: гірничотехнічний і біологічний. Перший спрямований на перетворення порушеної місцевості. У результаті створюється рельєф зі штучним чохлом поверхневих відкладень. Іноді рекультивовані ділянки покриваються штучним (культурним) ґрунтом з певними заданими властивостями. Потім уживають біологічних заходів, які полягають у вирощуванні деревних порід.

У цілому, раціональне використання й охорона надр передбачають такі заходи: створення високоекологічних технологій розробки родовищ мінеральних ресурсів; одержання з добутої мінеральної сировини всіх хімічних елементів, які в ній містяться; утилізація відпрацьованої породи або надійне її поховання; запобігання втратам мінеральної сировини в період експлуатації родовищ; збереження чистоти водоносних обріїв, очищення й утилізація стічних вод; забезпечення економії мінеральної сировини під час транспортування й переробки; охорона родовищ від затоплення під час створення водоймищ; більш повне використання вторинних ресурсів.

За роки існування вугільної промисловості навколо шахт Донбасу утворилося близько тисячі териконів з відвальної породи. Тільки на 12 з них здійснені рекультиваційні роботи: вони засипані ґрунтом і засаджені деревами. На інших териконах вигоряють залишки вугілля з виділенням в атмосферу отруйних газів.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

А. Дайте відповіді на запитання.

  • Дайте визначення поняттям «ресурсоємність», «рівень ресурсоємності».
  • Наведіть приклади екологічних проблем надрокористування.
  • Назвіть райони України, для яких найбільш характерними є зміни ландшафтів, пов’язані з видобутком вугілля.
  • Які наслідки пов’язані з відкритими розробками мінеральних ресурсів?
  • Назвіть причини формування геохімічних аномалій.
  • Наведіть приклади негативного впливу геохімічних аномалій на довкілля й живі організми.

Б. Запропонуйте шляхи раціонального ресурсокористування у вашій області (республіці) на прикладі конкретних виробництв (під час виконання завдання використовуються комп’ютерні презентації, підготовлені школярами).

V. Домашнє завдання

Опрацювати теоретичний матеріал за відповідною темою.