3. Источники загрязнения литосферы

 Литосфера (составная часть биосферы, или земная кора) — это верхний покров нашей планеты, который имеет среднюю толщину 30...40 км (в районе Памира и Гималаев до 75 км). Верхняя часть литосферы — почва, в которой протекают физические, химические и биологические процессы, образовалась в результате воздействия тепла, воды, воздуха, живых и мертвых организмов на поверхностные слои земли. Характер и степень этого воздействия проходили в различных условиях, определяемых особенностями климата, рельефа, солнечной радиации и других факторов, характерных для данного региона, в том числе и деятельности человека. Ниже литосферы расположена мантия: верхняя (до глубины 1000 км), в которой содержатся оливины, и нижняя (до глубины порядка 3000 км), слагаемая из металлоподобных, повышенной прочности веществ. Внутренняя часть Земли — ядро, по мнению ученых, имеет металлические вещества в пластиновязком и твердом состоянии при температуре порядка 5700 °С и давлении 350 МПа. В земном покрове Земли примерно Уз занимают горные массивы и % равнинные области; '/ю часть всей поверхности суши — обрабатываемые земли и до '/з покрыта лесами. В земной коре находятся основные минеральные ресурсы, которые объединяют под общим названием недра; большинство из них сосредоточено в верхних слоях толщи Земли, а некоторые — на ее поверхности и все они относятся к категории не возобновляемых ресурсов, т. е. по мере использования их запасы уменьшаются. Среди элементов, содержащихся в земной коре, первое место занимает кислород (около 50%), затем кремний (26%), алюминий (7,45%), железо (4,2 %), кальций (3,35%), натрий (2,6%). калий (2,4 %) и магний (1,93 %), т. е. на восемь элементов приходится 97,6 % и на остальные (водород, титан, барий, хлор и др.) менее 3%.

Человечество использует минеральные ресурсы (полезные ископаемые) еще с глубокой древности, а с XIX в. и особенно со второй половины XX в.— интенсивно. С конца 50-х годов XX в из недр земли извлечено примерно столько минерального сырья, сколько было израсходовано за всю предыдущую историю человечества. В СССР добывалось около 400 видов минерального сырья и за 15 лет (с 1958 по 1973 г.) добыча полезных ископаемых возросла от 10 до 23 % от мирового объема. Технический прогресс в эпоху НТР вызывает рост производительных сил и сопровождается одновременно ростом потребностей общества в энергии и различных материалах, которые оно берет у природы, что вызывает законную тревогу об истощении этих ресурсов и в особенности запасов металла. Так, по подсчетам ученых, запасы свинца будут исчерпаны за 19 лет, цинка за 23 года, железа за 250 лет и алюминия за 570 лет, а запасы всех металлов по некоторым прогнозам до 2500 г. будут полностью израсходованы.

Минеральные ресурсы, заключенные в недрах земли и расположенные на ее поверхности (пески, глины и др.), имеют значение для народного хозяйства как источник энергии (тепловой, электрической, ядерной), как промышленное сырье для производства средств производства (горнодобывающая промышленность, металлургия, машиностроение и др.) и предметов потребления (легкая, пищевая промышленность и др.), а также как строительный материал и сырье для строительного производства. В большинстве случаев они имеют множественное значение и могут быть использованы по нескольким направлениям. Например, каменный уголь, нефть и природный газ, которые вначале использовались как топливо, сегодня являются основным сырьем для химической промышленности, т. е. сфера их применения все время расширяется, а запасы полезных ископаемых, несмотря на интенсивные геологоразведочные работы, а также успешное освоение в этих целях морского и океанического шельфа, постепенно истощаются.

Вместе с тем потребность в минеральных ресурсах непрерывно возрастает и возникает угроза их острого дефицита уже в ближайшем будущем. Данная проблема осложняется еще и тем, что интенсивное использование минерального сырья сопровождается образованием большой массы твердых отходов и промышленных выбросов на всех стадиях его добычи и переработки, т. е. на горных предприятиях, при дальней его транспортировке и переработке. В конечном итоге, величина отходов часто превышает количество получаемой продукции. Так, по некоторым данным, годовое потребление минерального сырья в мире равно 100 млрд. т, а объем отходов производства в 1970 г. составил свыше 39 млрд. т. Главная масса отходов образуется на предприятиях следующих отраслей промышленности: горнодобывающей, обогатительной и горно-химической (отвалы, шлаки, так называемые «хвосты»); черной и цветной металлургии (шлаки, шламы), машиностроения (стружка), химической (фосфотипс, пиритный огарок, отходы органических производств); лесной и деревообрабатывающей (при заготовке и обработке древесины) и др. Все указанные выше отходы существенно загрязняют и изменяют земную поверхность; особо следует отметить существенное влияние, которое оказывает на окружающую среду и, в частности, на поверхность Земли, разработка полезных ископаемых открытым и в ряде случаев — шахтным способом. Изменение лика Земли происходит уже во время разведки полезных ископаемых (заболачивание почвы при закладке скважин, пересекающих водоносные горизонты; вредные последствия сейсмической разведки). Особенно существенный вред приносит складирование пустых пород в терриконы и отвалы, ежегодный объем которых в нашей стране превышает 2,5 млрд. м³горной массы (только в районе Курской магнитной аномалии—4 млрд. м³). В Свердловской области отвалы занимают 50 тыс. га земельных угодий, а заводы черной металлургии ежегодно дают 70 млн. т шлаков (примерно столько же шлаков и золы образуется при работе тепловых электростанций). Много твердых отходов дают и металлообрабатывающие заводы, где при обработке поковок до 40...50 % металла «уходит» в стружку. В связи с интенсификацией и механизацией сельского хозяйства возросли и твердые отходы в колхозах и совхозах (деревянная, металлическая и пластмассовая тара, изношенное оборудование и запчасти, старая резина и пр.), а рост урбанизации резко увеличил количество бытовых отходов (стекло, пластмассы, металлические изделия, бумажная упаковка и т. п.).

Представляет интерес характеристика промышленных отходов как одного из основных загрязнителей поверхности Земли.

В основной химической промышленности наибольшее количество твердых отходов дают производства минеральных удобрений и серной кислоты, что объясняется не только наличием в исполь­зуемом сырье большого количества примесей, но и отсутствием на большинстве предприятий его комплексного использования. В производстве минеральных удобрений основным является переработка фосфатных рудапатитовых и фосфоритных. В процессе обогащения апатитовых руд образуется большое количество твердых отходов в виде «нефелиновых хвостов» и пыли. Основная масса (более 90 °/о) добываемых из недр калийных солей также используется как минеральное удобрение, а при их переработке и обогащении ежегодно образуются миллионы тонн твердых галитовых отходов и сотни тысяч тонн глинисто-солевых шламов. Твердые отходы производства серной кислоты из серного колчедана — пиритные огарки, пыль и шламы ежегодно исчисляются сотнями тысяч тонн; только при обжиге серного колчедана отходы пиритных огарков достигают 70 % массы колчедана.

При производстве органических продуктов и изделий на их основе наибольшее количество отходов имеет место при нефтепереработке, коксохимии, нефтехимическом и органическом синтезах, производстве резиновых изделий, пластмасс и других полимерных материалов. Одним из наиболее распространенных отходов являются кислые гудроны — смолообразные вязкие вещества, включающие серную кислоту, воду и органические соединения, содержание которых колеблется в широких пределах (от 10 до 93 %); ежегодно их выход достигает 300 тыс. т, из которых используется лишь 25 %.

Большие массы твердых, минеральных и угольно-минеральных отходов образуются в коксохимическом, сланце - и торфоперерабатывающем производствах и при газификации топлива; кроме них образуются вязкие смоляные фусы, которые практически не используются.

Весьма значительны отходы горнодобывающей промышленности, так как при большом объеме переработки добытой горной массы (13 млрд. т в год) на полезные ископаемые приходится лишь небольшая часть этого объема; так, при добыче угля из 2 млрд. т на уголь приходится только 20 %, а остальное идет в отвалы.