rumah » Musim dingin » Abstrak dari kuliah “permasalahan pemanfaatan sumber daya mineral dan energi”. Masalah lingkungan yang terkait dengan pertambangan

Abstrak dari kuliah “permasalahan pemanfaatan sumber daya mineral dan energi”. Masalah lingkungan yang terkait dengan pertambangan

Basis ekologis pengelolaan alam

Kursus kuliah untuk siswa pendidikan menengah kejuruan dan formulir korespondensi sedang belajar

Kuliah 7 . Masalah penggunaan dan reproduksi sumber daya alam

Air adalah sumber daya alam yang tidak ada habisnya dalam skala planet, karena jumlah totalnya di planet ini dipertahankan oleh siklus kelembaban konstan antara laut, atmosfer, dan daratan dunia.

Air menempati 70,8% dari total permukaan planet ini. Lautan menyumbang 97% dari semua sumber daya air. Sebagian besar air tawar (70%) terkandung dalam gletser dan lapisan salju. Air tanah menyumbang 23% dari cadangan air tawar, oleh karena itu, hanya 7% air tawar yang tersisa untuk digunakan. Asupan air tahunan di Federasi Rusia dari sumber air untuk digunakan adalah 75 miliar m 3 .

Masalah utama saat ini adalah pencemaran air tawar dengan berbagai polutan: pestisida dan pestisida, minyak dan produk minyak, dan surfaktan. Peningkatan polusi badan air dan saluran air diamati di semua negara industri.

Di meja. 1 menyajikan data tentang isi beberapa bahan organik di perairan industri.

Kandungan polutan dalam air limbah industri

Polutan

saham dalam skala global,

juta ton per tahun

Produk minyak

26,563

Fenol

0,460

Limbah dari produksi serat sintetis

5,500

sisa organik tanaman

0,170

Total

33,273

Arah utama penggunaan sumber daya air secara rasional adalah: daur ulang, penerapan teknologi pemurnian baru, langkah-langkah organisasi.

Mendaur ulang air digunakan di perusahaan industri dalam berbagai proses teknologi.

Teknologi baru untuk pengolahan air. Saat ini, metode pemurnian air yang lebih maju digunakan: fisik-kimia, bioteknologi. Metode fisika dan kimia meliputi: radiasi, pertukaran ion, redoks dan metode pembersihan lainnya.

Acara organisasi direduksi menjadi administratif dan legal regulasi ekonomi penggunaan air. Hubungan di bidang penggunaan dan perlindungan badan air diatur oleh Kode Air Federasi Rusia, diadopsi pada 18 Oktober 1995. Negara pengendalian lingkungan dilakukan oleh Inspektorat Negara Perlindungan Sumber Daya Air, yang mengontrol kondisi peralatan pengolahan air, ketersediaan izin penggunaan air, memantau keadaan zona perlindungan air.

Masalah penggunaan mineral

Mineral - formasi mineral kerak bumi, komposisi kimia dan sifat fisik yang memungkinkannya digunakan secara efektif untuk memastikan kehidupan manusia dan di bidang produksi material. Mineral dibagi menjadi padat (batubara, bijih, bahan baku non-logam), cair (minyak, air mineral) dan gas (gas alam yang mudah terbakar dan inert).

Klasifikasi mineral. Tempat mineral dalam klasifikasi sumber daya alam didefinisikan dalam kuliah 6. (Gbr. 2). Pertimbangkan sekarang klasifikasi mineral.

Mineral dibagi menjadi logam, non-logam, mudah terbakar dan air-mineral (Gbr. 3

Beras. 3 . klasifikasi mineral

Penggunaan mineral . Rusia memproduksi sekitar 17% minyak, 25% gas, 15% batubara, komersial bijih besi- 14% dari total volume mineral ini ditambang di dunia. Cadangan mineral memungkinkan mempertahankan tingkat produksi selama ratusan tahun, tetapi tunduk pada pengembangan teknologi pada kedalaman yang lebih besar (5-7 km). Secara umum, masalah pertumbuhan kuantitatif basis sumber daya mineral Rusia hanya untuk kisaran mineral yang terbatas (mangan, kromium, antimon, merkuri).

Keadaan di bidang perlindungan lapisan tanah dan ekologi pertambangan di tahun-tahun terakhir memburuk secara signifikan. Alasan utama untuk ini adalah keadaan umum ekonomi negara dan transformasi yang tidak dipikirkan dengan matang dalam sistem manajemen kompleks sumber daya mineral. Ada banyak prasyarat untuk pengembangan predator dari potensi mineral negara.

Tumbuhan sebagai indikator komposisi tanah. Komposisi kimia tanah menentukan distribusi spesies individu, dan kadang-kadang seluruh kelompok tanaman. Seseorang dapat mengamati penampilan bentuk-bentuk khusus tanaman di tanah dengan kandungan satu atau lain unsur kimia yang tinggi (keburukan, warna khusus kelopak, dll.).

Beberapa spesies tumbuhan, dan terkadang komunitas tumbuhan, berkembang secara selektif pada endapan yang berbeda. Spesies dan komunitas tersebut berfungsi sebagai indikator mineral. Ada tanaman - indikator untuk peningkatan atau penurunan kandungan mineral di dalam tanah, untuk salinisasi atau peningkatan keasaman tanah.

Di tanah yang kaya akan mineral, kecambah, goutweed, tanaman stepa chernozem dan rawa dataran rendah. Di tanah yang miskin mineral, sundew, cinquefoil, podbel, yaitu tanaman rawa dataran tinggi, tumbuh. Tanaman yang tumbuh di tanah yang kaya akan nitrogen (nitrat) - jelatang, fireweed, elderberry.

Tanaman berkayu sebagai tuntutan mineral di dalam tanah dikelompokkan sebagai berikut: 1) abu, elm, beech; 2) cemara, alder hitam, linden, hornbeam, oak, maple; 3) aspen, cedar, abu-abu alder, cemara; 4) Pinus Scotch, birch.

Masalah penggunaan lahan

Jenis penggunaan lahan. Setiap jenis penggunaan lahan menyebabkan degradasi mereka. Degradasi dipahami sebagai restrukturisasi dan perusakan ekosistem alam, pengurangan dan penghapusan kemampuan mereka untuk memastikan kelestarian lingkungan. Ada dua jenis penggunaan lahan - industri dan pertanian.

penggunaan lahan industri, Mulai dari ekstraksi mineral dan diakhiri dengan pengolahannya, penciptaan infrastruktur industri dan pemukiman, disertai dengan penghancuran total ekosistem, lapisan tanah, pelanggaran rezim badan air, dan pencemaran semua lingkungan.

Penggunaan lahan pertanian juga mengakibatkan rusaknya ekosistem alam dan penanaman monokultur di areal yang luas.

Di Rusia, area terbangun menempati sekitar 1 juta km 2 , lahan pertanian - 2,2 juta km 2 , jalan dan lintasan - 8,2 ribu km 2 , badan air- 710 ribu km 2 . Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa setidaknya 14% wilayah Rusia terganggu dan ekosistemnya rusak parah. Luas total tanah tersebut adalah 2,5 juta km 2 . Wilayah yang terkena dampak tersebar di beberapa titik dan berfungsi sebagai pusat gangguan ekosistem alam di sekitarnya.

Peran ekologis tanah dan sifat-sifatnya . Tanah terbentuk dari batuan di bawah paparan jangka panjang untuk tanaman, hewan, mikroorganisme dan iklim. Tidak seperti batu, tanah memiliki sifat khusus - kesuburan.

kesuburan tanah - kemampuannya untuk memenuhi kebutuhan tanaman akan zat yang diperlukan untuk hidupnya. Kesuburan tergantung pada komposisi kimia, sifat fisik dan rezim air tanah.

Sifat-sifat tanah bersama-sama menciptakan rezim ekologi tertentu. Akibat dari proses-proses yang terjadi dalam ekosistem tanah adalahhumus - bahan organik tanah, hasil interaksi organisme hidup dan batuan induk. Di chernozem, kandungan humus bisa mencapai 10%, di tanah podsolik - 2-4%. Ketebalan lapisan humus di chernozem di dataran bisa mencapai 60-100 cm, dan di tanah hutan - 10-30 cm Tanah pegunungan yang disebut terbelakang memiliki cakrawala humus yang tipis. Penghancuran tanah biasanya terjadi dengan menipisnya nutrisi, merusak struktur dan, sebagai akibatnya -erosi, yaitu kehancuran fisik.

Jenis erosi dan tindakan untuk memeranginya. Erosi tanah sangat tergantung pada teknik pertanian pengolahan tanah. Lahan garapan yang terkuras lebih mudah terkikis, karena dengan kehilangan humus, ia kehilangan kemampuannya untuk menyerap dan menahan air. Saya membedakan antara erosi angin dan air (Gbr. 4).

Beras. empat. Jenis erosi tanah

Gerakan intensif yang dihasilkan dari partikel tanah dan batuan yang mendasari di atas permukaan bumi (meniup, berliku, berliku, badai hitam, dll.) disebuterosi angin . Itu dapat terjadi kapan saja sepanjang tahun dan dengan kekuatan angin apa pun, tetapi paling sering ketika angin kencang-15-20 m / s, ketika tanah dilonggarkan dan tanaman belum berkembang di atasnya.

erosi air adalah pencucian tanah oleh tetesan dan aliran air lelehan atau badai.

Teknik pengendalian erosi tanah sangat beragam dan tergantung pada kondisi tanah-iklim dan agro-ekonomi. Langkah-langkah berikut telah dikembangkan untuk melindungi tanah dari erosi angin dan air:

di daerah distribusierosi angin - rotasi tanaman pelindung tanah dengan penempatan strip tanaman dan bera, di belakang panggung, penggembalaan tanah yang sangat terkikis, strip penyangga rumput abadi, dll.

di daerah distribusierosi air - pengolahan tanah dan penaburan tanaman pertanian melintasi lereng, pembajakan kontur, pendalaman lapisan yang dapat ditanami, dan metode pengolahan lain yang mengurangi limpasan air permukaan.

di daerah pegunungan - pemasangan struktur anti-lumpur, terasering, penghijauan dan penggembalaan lereng, pengaturan penggembalaan ternak, konservasi hutan pegunungan.

Lahan basah. Rawa di Rusia menempati 108,7 juta hektar, yang merupakan 6,3% dari total luas dana tanah negara.Rawa didefinisikan sebagai lanskap geografis dengan tanah tergenang air, vegetasi rawa tertentu, dan jenis formasi tanah rawa, yang menentukan perkembangan proses restorasi dan dekomposisi tidak lengkap sisa tanaman yang menumpuk dalam bentuk gambut. Genangan air hanya mungkin terjadi di bawah kondisi genangan air tanah yang konstan atau berkepanjangan.

Pembentukan rawa selalu disertai dengan akumulasi gambut, yang endapannya sebagian besar sedalam 2-4 m (kadang-kadang kedalamannya mencapai 10 m).gambut - ini adalah akumulasi sisa-sisa tanaman rawa yang tidak terdekomposisi, terbentuk dalam kondisi kelembaban yang berlebihan dan aerasi yang tidak memadai. Ini terdiri dari bahan organik dan abu. Rawa merupakan dataran rendah, dataran tinggi dan peralihan.

rawa dataran rendah dicirikan oleh penyiraman yang tinggi, aliran air, keanekaragaman spesies vegetasi yang besar, fluktuasi level yang signifikan air tanah, kandungan abu, derajat tinggi dekomposisi gambut.

Rawa yang dibesarkan memiliki kadar air yang rendah, dicirikan oleh genangan air, dominasi lumut sphagnum dan komposisi spesies vegetasi yang terbatas.

rawa peralihan menempati posisi perantara. Mereka dicirikan oleh pemotongan air yang signifikan dan aliran rendah.

Lahan basah adalah lahan yang berharga. Setelah dikeringkan, gambut ditambang di atasnya. Tanah rawa yang dikeringkan sangat subur. Di dataran rendah yang dikeringkan dan sebagian rawa peralihan, hutan, kentang, tanaman biji-bijian, kubis, bit, rami ditanam, sedangkan hasil biji-bijian mencapai 30-40 sen per hektar, dan kentang 300-400 sen per hektar.

Masalah penggunaan dan reproduksi dunia tumbuhan

Penggunaan flora yang rasional di Rusia melibatkan, pertama-tama, penggunaan efektif tanah dana hutan Rusia dan peningkatan produktivitasnya, serta penggunaan sifat multifungsi biogeocenosis hutan untuk kepentingan ekonomi nasional negara secara keseluruhan, dan bukan hanya beberapa cabangnya.

Pengembangan sumberdaya hutan secara komprehensif melibatkan rasional dan maksimalpemanfaatan hasil utama hutan - pohon, tidak hanya batang pohon jenis konifera dan kayu keras, tetapi jugadaur ulang sampah produksi penebangan dan pengerjaan kayu, tunggul, kulit kayu, pohon hijau.

Pengembangan terintegrasi meliputi:penggunaan produk bukan kayu: buah-buahan, biji-bijian, jus, jamur, beri, tanaman obat, organisasi pembuatan jerami, pengembangan peternakan lebah, perburuan dan penggunaan fungsi rekreasi hutan.

Reproduksi dunia tumbuhan dapat dianggap dalam arti luas biogeocenotic atau ekosistem, yaitu, sebagai pembaruan komunitas. Reproduksi bisa alami, buatan dan gabungan.

reproduksi alami - proses pembentukan ekosistem generasi baru secara alami. Itu dapat berlangsung secara spontan, karena proses pembaruan diri adalahbentuk pasif reproduksi, tetapi dapat menjadi proses yang diatur yang diarahkan oleh seseorang- bentuk aktif pembaruan (penebangan selektif, tindakan untuk penyimpanan semak, dll.).

reproduksi buatan dinyatakan dalam fakta bahwa benih, tanaman atau bagian-bagiannya dimasukkan ke dalam tanah bukan oleh alam, tetapi oleh manusia (menabur, menanam, dll.).

Pembaruan gabungan - kombinasi reproduksi buatan dan alami di area yang sama.

Masalah penggunaan dan reproduksi dunia hewan

Di hampir semua ekosistem, hewan mendominasi tumbuhan dalam hal jumlah spesies, meskipun biomassanya berkali-kali lebih kecil. Dalam ekosistem alami yang tidak terganggu, setiap spesies hewan menempati ceruk khusus dan melakukan pekerjaan tertentu.

Pembagian hewan menjadi berguna dan berbahaya sangat relatif: bahkan hama yang diakui secara umum tidak selalu berbahaya bagi ekosistem alam.

Pemanfaatan satwa liar secara berkelanjutan . Hewan sangat bermanfaat bagi manusia. Mereka berfungsi sebagai makanan, digunakan untuk produksi pakaian, sebagai bahan baku obat, dll. Produk daging disediakan oleh 20 spesies ungulata liar (terutama rusa, rusa roe, rusa kutub, saigas, babi hutan), 7 spesies buruan dataran tinggi (belibis, belibis hitam, capercaillie, ayam hutan putih, dll.).

Kulit musang, rubah hitam-cokelat, berang-berang, cerpelai, tupai, dll sangat dihargai di pasar luar negeri dan domestik.Pada awal abad ke-20. stok bulu dan hewan lainnya berkurang tajam. Sable, berang-berang laut, berang-berang sungai, anjing laut berbulu, muskrat, serta beruang kutub, harimau Ussuri, dan di antara hewan berkuku - bison, rusa tutul, saiga, kulan, dll.

Pekerjaan berlanjut pada domestikasi hewan. Misalnya, rusa dapat menjadi daging dan susu yang matang dan hewan pengepakan awal. Di pelana, rusa dapat membawa 80-120 kg, dan diikat ke kereta luncur, hingga 300-400 kg. Pekerjaan sedang berlangsung dan peluang sedang dipelajari untuk menjinakkan eland, musk musk ox dan beberapa spesies lainnya.

Kawasan alami yang dilindungi secara khusus

Wilayah alami Rusia yang dilindungi secara khusus adalah wilayah paling tercemar menurut standar dunia, dan dalam beberapa tahun mereka mungkin menjadi pusat kebangkitan ekologi Rusia.

Saat ini ada lebih dari 2.000 cadangan di dunia, dan di Rusia ada 100 cadangan, termasuk 16 cagar biosfer dengan luas total lebih dari 34 juta hektar, atau sekitar 2,2% dari wilayah negara.

Menyimpan - kawasan lindung khusus di mana setiap kegiatan ekonomi (termasuk pariwisata) dilarang sepenuhnya untuk melestarikan kompleks alam, melindungi hewan dan tumbuhan, serta memantau proses yang terjadi di alam.

Dengan bantuan cadangan, tiga tugas utama diselesaikan:

keamanan flora, fauna, dan pemandangan alam dengan masa tinggal yang sangat terbatas atau sepenuhnya dilarang di wilayahnya;

penelitian dan kontrol keadaan ekosistem dan populasi hewan dan tumbuhan yang termasuk di dalamnya (cadangan adalah lembaga ilmiah tempat ahli biologi dari berbagai profil bekerja);

pemulihan populasi spesies tumbuhan dan hewan langka dan terancam punah.

Negara cagar alam - inidilindungi sementara kompleks alam yang dimaksudkan untuk konservasi, reproduksi dan restorasi beberapa sumber daya alam (benda) dalam kombinasi dengan penggunaan yang terbatas, diatur dan rasional lainnya. Lebih dari 1.500 cadangan telah dibuat di Rusia, yang dibagi sesuai dengan tujuan fungsionalnya:zoologi, botani, lanskap, hidrologis, geologis .

Taman alam nasional digunakan untuk tujuan lingkungan, rekreasi, pendidikan, ilmiah dan budaya.

terbesar Taman Nasional Eropa "Valdaisky" terletak di antara Moskow dan Sankt Peterburg di atas lahan seluas sekitar 160 ribu hektar. Ada 35 taman alam nasional di Rusia dengan luas total 7 juta hektar.

Monumen alam dan hutan yang sangat berharga - sebagai aturan, sampel lanskap khas, habitat spesies tanaman langka dan berharga, biasanya melakukan fungsi cagar mikro yang penting bagi lokal. Saat ini di Federasi Rusia sekitar 8.000 monumen alam dilindungi.

Pertanyaan untuk pemeriksaan diri

Sebutkan metode utama pengolahan air industri.

Apa saja jenis-jenis mineral?

Faktor apa saja yang menentukan kesuburan tanah?

Tindakan apa yang dapat diambil untuk mencegah erosi tanah oleh air dan angin?

Flora dan fauna apa yang sesuai dengan masing-masing jenis rawa?

Apa saja jenis dan tugas pokok yang dilindungi secara khusus? daerah alami Rusia.

Indikator tersebut mulai dikembangkan tidak hanya untuk mengidentifikasi kelebihan jumlah polutan, tetapi juga untuk menetapkan defisit air minum yang vital (esensial). unsur kimia. Secara khusus, indikator selenium seperti itu tersedia untuk negara-negara MEE.

Pendekatan normatif adalah langkah awal dalam menilai keadaan air, memungkinkan Anda dengan cepat dan hemat biaya mengidentifikasi polutan prioritas dan mengembangkannya. saran praktis untuk mengurangi atau menghentikan dampak negatif pencemaran air.

Namun, tidak memperhitungkan manifestasi sinergi dan antagonisme dalam aksi bersama polutan. Hal ini terutama benar ketika zat-zat ini hadir dalam konsentrasi yang mendekati nilai MPC, dan air tersebut digunakan untuk waktu yang lama. Telah ditemukan bahwa efek jangka panjang dari dosis rendah mungkin lebih pengaruh yang merusak pada populasi akuatik daripada efek toksik akut tetapi jangka pendek. Selain itu, setiap badan air adalah unik karena perbedaan besar dalam komposisi kimia, tingkat pencampuran, rezim suhu, zonalitas vertikal massa air dan karakteristik lainnya. Kekurangan signifikan dari pendekatan normatif termasuk ketidakcukupan pengamatan eksperimental saat menetapkan nilai MPC

Pengawasan yang ketat terhadap kualitas sumber air yang digunakan sesuai dengan indikator normatif saat ini mendapat perhatian lebih di semua negara maju. Di Amerika Serikat pada tahun 1974, undang-undang khusus tentang keamanan air minum disahkan.

Penilaian yang andal dan perkiraan keadaan sistem air adalah tugas yang sangat sulit karena fakta bahwa sistem ini dipengaruhi oleh banyak faktor alam dan antropogenik yang bervariasi dari waktu ke waktu, dan proses fisikokimia dan mikrobiologi yang kompleks terjadi di lingkungan perairan.

Untuk memahami proses seperti itu, perlu untuk memperhitungkan sedimen dasar, yang secara aktif terlibat dalam pertukaran kimia "sedimen air". Hal ini terutama berlaku dalam kasus masuknya komponen cairan dalam ke dalam lingkungan perairan. Distribusi yang luas dan intensitas yang tinggi dari aliran masuk tersebut dibuktikan oleh endapan hidrat gas yang tebal dan memanjang di sedimen dasar rak, akumulasi merkuri dan logam berat lainnya di lumpur danau. Lapisan gas hidrat ditemukan di sedimen dasar Danau Baikal.

Peran penting telah ditetapkan dalam reaksi kimia terjadi dalam air, senyawa karbon, belerang, nitrogen dan fosfor, potensial redoks, mikroorganisme. Misalnya, proses biogenik (biofiltrasi) menentukan perilaku komponen terrigenous dan biogenik di Danau Baikal.

dengan cara terbaik untuk memperoleh data empiris tentang proses di lingkungan perairan adalah pemetaan hidrogeokimia diikuti dengan pembenaran jaringan pemantauan. Informasi yang diperoleh sebagai hasil pengamatan rezim jangka panjang berfungsi sebagai dasar untuk memperkirakan keadaan sistem air pada waktunya.

Saat ini, untuk keperluan peramalan lingkungan, pemodelan komputer dari proses hidrogeokimia pencemaran permukaan dan air tanah menggunakan perangkat lunak berkualitas tinggi. Hal ini memungkinkan untuk melibatkan sejumlah besar data di bidang studi dan memperoleh informasi kualitatif baru.

Prakiraan ekologi yang lebih andal disediakan oleh studi model sistem ekologi dengan partisipasi organisme hidup di laboratorium.

Arah yang menjanjikan dalam menilai dan memprediksi keadaan sistem air adalah pendekatan yang terdiri dalam menjelaskan tanggapan mereka terhadap masuknya polutan selama jangka waktu yang lama. Pengasaman bertahap buatan sebuah danau kecil di bagian barat laut provinsi Ontario (Kanada) yang bersih secara ekologis selama 8 tahun menunjukkan bahwa perubahan ireversibel dalam rantai interaksi ekologis di dalam reservoir yang sulit dideteksi telah terjadi pada tahap awal. dampak negatif.

Pendekatan ini dianggap sebagai metode yang paling langsung dan efektif untuk memprediksi perubahan keadaan seluruh ekosistem perairan sebagai respons terhadap dampak kimia, fisik, dan biologis. Dialah yang akan memberikan kontribusi utama pada penciptaan basis ilmiah yang diperlukan untuk mengatur perilaku ekosistem.

Dalam beberapa tahun terakhir, di negara maju, konsep risiko lingkungan telah banyak digunakan untuk menilai dan memprediksi keadaan lingkungan dan komponennya. Prinsip dan kriteria utama yang mendasari metodologinya adalah identifikasi risiko, penilaian dampak polusi terhadap populasi, biosfer dan lingkungan, penilaian dosis-respons, manajemen risiko dan penentuan cara untuk menguranginya, klarifikasi kondisi penerimaan risiko, pengembangan metode dan metode pengendalian.

Penilaian dan perkiraan keadaan sistem air yang tercemar di bawah pengaruh proses alami atau antropogenik sangat berbeda. Kontrol proses alami seperti aktivitas vulkanik dan fluida modern di Bumi pada dasarnya tidak mungkin. Oleh karena itu, upaya harus diarahkan terutama untuk meminimalkan konsekuensi negatif.

Penggunaan air yang rasional di Federasi Rusia harus mencakup pengembangan strategi untuk tindakan perlindungan air di seluruh wilayah, pengembangan dan implementasi program jangka panjang untuk perlindungan air minum dari polusi dan penipisan, dengan mempertimbangkan alam dan sosial regional. -karakteristik ekonomi. Kementerian Sumber Daya Alam Federasi Rusia telah mengembangkan rancangan Program untuk penggunaan rasional dan perlindungan sumber daya air, berdasarkan konsep transisi negara ke pembangunan berkelanjutan. Pengembangan ekonomi air yang berkelanjutan dipahami sebagai keadaan badan air, struktur hidrolik, dan tindakan operasional, yang menjamin pasokan yang andal dari populasi dan ekonomi nasional Federasi Rusia dengan air berkualitas tinggi dalam jumlah dan mode yang diperlukan, reproduksi sumber daya air yang stabil, pemulihan dan perlindungan badan air, pencegahan dan likuidasi konsekuensi dari efek berbahaya air, pemulihan dan pelestarian keberlanjutan ekosistem perairan.

Ancaman terhadap pembangunan berkelanjutan sektor air di Federasi Rusia ditentukan oleh tindakan beberapa faktor negatif. Pertama, bagian Eropa Rusia, di mana mayoritas penduduk tinggal dan di mana potensi industri dan pertanian utama terkonsentrasi, menyumbang kurang dari 8% dari total limpasan sungai. Kedua, kualitas air semakin memburuk dan jumlah badan air dengan tingkat pencemaran tinggi dan sangat tinggi semakin meningkat setiap tahun. Sekitar setengah dari populasi Rusia menggunakan air minum, yang tidak sesuai persyaratan kebersihan menurut berbagai indikator kualitas, dan di sejumlah wilayah (bagian hilir Volga, Ural Selatan, Kuzbass) polusi air telah mencapai tingkat yang berbahaya bagi kesehatan. Situasi ini diperparah dengan penuaan aset produksi tetap dan tingkat teknologi industri air yang rendah, ketidakstabilan kondisi keuangan pengguna air, dan ketidaksempurnaan mekanisme ekonomi.

Sebagai langkah-langkah praktis untuk memecahkan masalah penggunaan air yang rasional, diusulkan:

– memperhitungkan semua sumber polusi dan tingkat pengolahan air limbah;

– pengembangan metode untuk pemodelan konsekuensi pencemaran air permukaan dan air tanah di semua bidang penggunaannya:

- insentif ekonomi untuk pengembangan dan implementasi skema sirkulasi air dengan bagian pengambilan air alami seminimal mungkin;

– memperluas praktik pengoperasian pengambilan air dangkal, yang akan mengurangi dampak negatif pengambilan air pada semua elemen hidrosfer dan lingkungan secara keseluruhan;

– implementasi tindakan pencegahan yang paling efektif, ekonomis dan tepat waktu yang mempertimbangkan proses kompleks dalam ekosistem perairan.

35 Produk perlindungan air. Langkah-langkah untuk melindungi badan air dari polusi industri meliputi:

penerapan teknologi anhidrat dan air rendah dan siklus tertutup persediaan air;

pencegahan atau pengurangan pencemaran air yang diambil dari sumber-sumber alam;

Pasokan air ke konsumen air dapat berupa aliran langsung, berurutan dan terbalik. Pada sekali lewat pasokan air, semua air yang ditarik, dengan pengecualian kehilangan yang tidak dapat diperbaiki (penguapan, tumpahan, dimasukkan ke dalam produk), setelah proses teknologi, dikembalikan ke reservoir. Pada konsisten Dalam skema ini, air dari sumber air digunakan kembali dalam beberapa proses.

Cara yang paling menjanjikan untuk mengurangi konsumsi air tawar dan meminimalkan pembuangan limbah ke badan air adalah pengenalan bisa dinegosiasikan dan tertutup sistem pasokan air. bisa dinegosiasikanair digunakan dalam penukar panas untuk menghilangkan panas berlebih, untuk mencuci bagian, produk, dan juga sebagai pelarut atau media reaksi.

Tergantung pada tujuan pasokan air yang bersirkulasi, skema dengan pendinginan, dengan pengolahan air yang bersirkulasi dan skema gabungan dengan pemurnian dan pendinginan air secara simultan dimungkinkan.

Untuk mencegah korosi, pengotoran biologis pada pipa dan peralatan, bagian dari air yang bersirkulasi dikeluarkan dari sistem dengan menambahkan air tawar dari reservoir atau air limbah yang diolah (blow water). Selain itu, sebagian air hilang di pabrik pendingin - menara pendingin (penguapan dari permukaan, percikan). Untuk mengkompensasi kehilangan air yang tidak dapat diperbaiki, sistem diisi ulang dari reservoir terbuka dan sumber pasokan air bawah tanah. Jumlah air yang ditambahkan, sebagai suatu peraturan, tidak melebihi 5-10% dari jumlah yang beredar dalam sistem. Penggunaan pasokan air yang bersirkulasi memungkinkan untuk mengurangi konsumsi air tawar dalam produksi industri hingga 10-50 kali lipat.

Dalam sistem tertutup (non-drainase), air digunakan dalam proses produksi berulang kali tanpa pemurnian atau setelah pengolahan yang tepat, yang tidak termasuk pembentukan limbah dan pembuangan air limbah ke reservoir. Sistem tertutup secara teknis lebih sulit, tetapi paling konsisten dengan prinsip produksi bebas limbah. Mereka harus diperkenalkan di perusahaan yang baru dibangun dan dibangun kembali.

Sistem pasokan air tertutup memastikan penghematan air bersih di semua industri, pemulihan air limbah maksimum, dan hampir menghilangkan pencemaran lingkungan.

Berbagai metode pengolahan air limbah (Gbr. 10.8) dibagi menjadi pemulihan dan destruktif. Yang pertama menyediakan ekstraksi zat berharga dari air limbah industri dan pemrosesan lebih lanjut. Dalam metode pengolahan destruktif, kontaminan dihancurkan dengan oksidasi atau reduksi, diikuti dengan penghilangan produk yang dihancurkan dari air dalam bentuk gas atau sedimen. Mekanispembersihan berfungsi sebagai tahap awal pengolahan air limbah industri. Penghapusan kotoran tersuspensi dicapai dengan sedimentasi, filtrasi atau siklon. Pengendapan dilakukan di tangki pengendapan (Gbr. 10.9, A), perangkap pasir, klarifikasi berbagai desain. Selama pengendapan, sedimen dan kotoran yang muncul di permukaan dipisahkan - lemak, minyak, produk minyak, yang dihilangkan menggunakan perangkap minyak. Untuk mengintensifkan sedimentasi partikel tersuspensi, air dikenai gaya sentrifugal dalam hidrosiklon dan sentrifugal terbuka atau bertekanan. Diagram struktural hidrosiklon (Gbr. 10.9, B) mirip dengan diagram siklon untuk pemurnian gas.

Filtrasi digunakan untuk memisahkan pengotor halus dari zat padat atau cair dari air limbah. Dua jenis utama filter yang umum: granular dan microfibre. Dalam filter granular, air dilewatkan melalui nozel yang terbuat dari bahan berpori non-kohesif (antrasit, pasir, serpihan marmer, dll.). Elemen filter mikrofilter terbuat dari mesh dengan sel berukuran mulai dari 40 hingga 70 mikron dan dari bahan berpori padat. Untuk pengolahan air limbah dari produk minyak, busa poliuretan banyak digunakan, yang memiliki kapasitas penyerapan minyak yang tinggi.

Pembersih kimia digunakan untuk menghilangkan kotoran larut dari air limbah sebelum dibuang ke reservoir atau saluran pembuangan kota, terkadang sebelum atau sesudah pengobatan biologis, serta dalam sistem pasokan air tertutup. Metode utama pembersihan kimia: netralisasi, oksidasi dan reduksi. Air limbah yang mengandung asam atau basa dinetralkan agar reaksi medium mendekati netral (pH = 6,5 - 8,0). Netralisasi dilakukan dengan mencampurkan air limbah yang bersifat asam dan basa, menambahkan reagen, menyaring air limbah melalui bahan penetral. Metode menetralkan air alkali dengan gas buang yang mengandung CO2, SO2, NO2 sedang dikuasai, yang memungkinkan untuk secara bersamaan melakukan pemurnian yang efektif dari komponen berbahaya dan emisi gas itu sendiri.

Oksidasi digunakan untuk menetralkan air limbah dari kotoran beracun (sianida, senyawa arsenik terlarut, dll.), yang ekstraksinya tidak praktis atau tidak mungkin dengan cara lain. Gas dan klorin cair, oksigen udara, ozon dan reagen lainnya digunakan sebagai agen pengoksidasi dalam pengolahan air limbah. Ozon, sebagai oksidator kuat, dapat merusak larutan air bahan organik dan kotoran lainnya. Ozonasi digunakan untuk mengolah air limbah dari produk minyak, fenol, hidrogen sulfida, sianida dan kotoran lainnya. Pada saat yang sama, penghilangan rasa, bau, perubahan warna dan desinfeksi air dipastikan. Keuntungan ozonasi (dibandingkan dengan klorinasi) termasuk kemungkinan memperoleh ozon langsung di pabrik pengolahan di ozonizers, di mana ia terbentuk dari oksigen atmosfer di bawah aksi pelepasan listrik.

Perawatan biologisair limbah memainkan peran utama dalam pelepasan air dari organik dan beberapa kontaminan mineral. Ini mirip dengan proses alami pemurnian diri badan air. Biopurifikasi dilakukan oleh komunitas organisme, yang terdiri dari berbagai bakteri, alga, jamur, protozoa, cacing, dll. Proses pemurnian didasarkan pada kemampuan organisme ini untuk menggunakan pengotor terlarut untuk nutrisi, pertumbuhan, dan reproduksi.

Di bawah aksi mikroorganisme, dua proses dapat terjadi - oksidatif (aerobik) dan reduksi (anaerob). PADA aerobikproses mikroorganisme yang dibudidayakan dalam lumpur aktif atau biofilm menggunakan oksigen terlarut dalam air. Untuk aktivitas vital mereka, pasokan oksigen yang konstan dan suhu 20-30 "C diperlukan. Anaerobikpembersihan berlangsung tanpa akses ke oksigen, proses utama di sini adalah fermentasi lumpur. Metode ini digunakan untuk membersihkan air limbah yang sangat pekat dari bahan organik dan untuk menetralkan sedimen,

Pengolahan air limbah secara biologis dapat dilakukan di vivo(di bidang irigasi, bidang filtrasi, kolam biologis) dan dalam struktur buatan - aerotank dan biofilter dari berbagai desain. Pengolahan biologis air limbah industri biasanya dilakukan. di kondisi buatan, di mana proses pembersihan berlangsung pada kecepatan yang lebih tinggi.

tangki udara Ini adalah tangki beton bertulang yang dibagi dengan partisi menjadi koridor terpisah, yang dilengkapi dengan perangkat untuk aerasi paksa. Proses pembersihan di tangki aerasi berlangsung ketika campuran limbah aerasi dilewatkan melaluinya: air dan lumpur aktif, yang terdiri dari organisme hidup dan substrat padat (bagian mati dari ganggang dan berbagai residu padat). Dalam beberapa jam, sebagian besar bahan organik diproses. Dari tangki aerasi, campuran air limbah yang diolah dan lumpur aktif memasuki clarifier sekunder. Lumpur aktif yang telah mengendap di dasar dibuang ke reservoir stasiun pompa, dan air limbah yang diolah masuk baik untuk pengolahan lebih lanjut atau didesinfeksi. Dalam proses oksidasi biologis, terjadi peningkatan biomassa lumpur aktif. Kelebihannya dikirim ke fasilitas pengolahan lumpur, dan bagian utama berupa lumpur aktif yang bersirkulasi dikembalikan lagi ke aerotank.

PADA biofilter air limbah disaring melalui lapisan pemuatan kental, yang digunakan sebagai batu pecah, kerikil, terak, tanah liat yang diperluas, plastik, jaring logam dan bahan lainnya, di mana lapisan biologis terbentuk yang melakukan itu. fungsi yang sama dengan lumpur aktif. Ini menyerap dan mendaur ulang bahan organik dalam air limbah. Kekuatan pengoksidasi biofilter meningkat ketika udara terkompresi disuplai ke arah yang berlawanan dengan penyaringan.

Dalam proses pengolahan air limbah biologis, sejumlah besar sedimen terbentuk, yang harus dibuang atau dinetralkan dan diisolasi. Untuk tujuan ini, pemadatan lumpur aktif, dehidrasi, perlakuan panas dan operasi lainnya digunakan. Setelah netralisasi, lumpur dapat digunakan sebagai pupuk organo-mineral atau sebagai komponen dari beberapa bahan. Ketika menerapkan lumpur yang diolah ke lapangan, ada keterbatasan kuantitatif karena adanya ion logam beracun dan sejumlah kecil senyawa organik beracun dalam lumpur. Teknologi pemulihan lumpur aktif telah dikembangkan, dengan bantuan yang diperoleh produk protein-vitamin, ragi pakan ternak dan vitamin teknis untuk industri pakan.

Pembersihan yang efisien air limbah industri dan kota adalah salah satu masalah teknik dan lingkungan yang paling mendesak. Ini rumit dengan penggunaannya sistem umum saluran pembuangan untuk limbah domestik dan industri, meluasnya penggunaan hydrowashing kotoran manusia dan hewan, mencampur produk limbah mereka dengan larutan bubuk pencuci, sampo dan surfaktan lainnya; Bahkan dengan pengolahan air limbah biologis, tidak lebih dari 90% zat organik dan hanya 10-40% senyawa anorganik yang diekstraksi darinya.

Proses pengolahan air limbah biologis yang ada memungkinkan penghancuran hanya senyawa organik yang relatif sederhana, tingkat pemurnian dari zat organik anorganik dan kompleks jauh lebih rendah. Hal ini menyebabkan perlunya memperoleh galur mikroorganisme baru yang cocok untuk pengolahan limbah industri khusus: Sudah banyak contoh penggunaan galur terpilih untuk meningkatkan pengolahan air limbah yang mengandung ion logam berat, fenol, sianida dan polutan beracun lainnya.

Metode fisik dan kimia digunakan untuk pemurnian mendalam air limbah, menghilangkan partikel tersuspensi halus (padat dan cair) dan kotoran larut darinya. Dibandingkan dengan metode pembersihan lainnya, mereka memiliki sejumlah keunggulan dan cakupannya terus berkembang dalam beberapa tahun terakhir. Kelompok metode ini meliputi: koagulasi, flotasi, sorpsi, pertukaran ion, ekstraksi, hiperfiltrasi, pemurnian elektrokimia, penguapan, desorpsi, deodorisasi, degassing dan lain-lain.

Mereka bersebelahan metode elektrokimia pengolahan air limbah, termasuk proses oksidasi anodik dan reduksi katodik, elektrokoagulasi, elektroflotasi dan elektrodialisis. Semua proses ini terjadi ketika arus listrik searah dilewatkan melalui air limbah. Perlakuan elektrokimia memungkinkan untuk mengekstraksi pengotor terlarut dan tersuspensi dari air limbah tanpa menggunakan reagen kimia, memberikan kemungkinan untuk mengotomatisasi proses teknologi pengolahan, dan menyederhanakan pengoperasian fasilitas pengolahan. Kerugian utama dari metode elektrokimia adalah konsumsi listrik yang tinggi.

Saat merancang fasilitas perawatan perusahaan industri perlu untuk memilih metode dan skema yang efektif untuk pengolahan air limbah. Kombinasi sistem pasokan air yang bersirkulasi, metode perawatan lokal dan umum dianggap paling rasional. Perawatan lokal memungkinkan Anda untuk mengekstrak dari saluran air industri yang berbeda komponen yang paling berharga, serta zat yang membuat pembersihan umum menjadi sulit. Air yang dimurnikan dari karakteristik produksi ini kotoran, melewati tahap kedua pemurnian di fasilitas perawatan pabrik umum. Di saluran umum, Anda dapat menggunakan sifat penetral, pembekuan, dan lainnya dari komponen saluran air lokal.

Air limbah industri dibagi atau digabungkan ke dalam aliran sesuai dengan polutan yang ada, dengan mempertimbangkan tempat pembentukan dan jumlah limbah. Dengan tidak adanya jenis polusi yang nyata, semua air limbah industri digabungkan menjadi satu aliran, memasang wadah khusus di saluran masuk fasilitas pengolahan - equalizer kolektor.

Arah pasokan air yang menjanjikan dan perlindungan badan air dari polusi adalah penciptaan sistem pengelolaan air lintas sektoral yang mempertimbangkan pengembangan teknologi produksi, penggunaan air, pengolahan dan pembuangan air buangan yang saling berhubungan (Kukhar et al., 1989). Dalam yang ditunjukkan pada Gambar. 10.10 skema menyediakan daur ulang dan penggunaan kembali air, pengolahan air limbah lokal dan umum di perusahaan industri dan energi. Bagian dari air limbah industri yang telah mengalami pengolahan lokal dan air limbah perkotaan diolah bersama di fasilitas pengolahan terpusat (regional, kota). Sistem pengelolaan air lintas sektor memungkinkan penggunaan air limbah domestik dan industri yang diolah untuk pertanian beririgasi, dan panas air limbah dari industri tenaga listrik untuk intensifikasi produksi pertanian (misalnya, memanaskan rumah kaca) dan perikanan. Pada saat yang sama, masalah lingkungan juga terpecahkan, karena sumber daya air dapat dihemat, dan pembuangan air limbah ke badan air berkurang.

37. Tanah bawah. Konsep usus. Klasifikasi mineral. Fitur ekstraksi dan penggunaan mineral di perut dan lautan. Kecenderungan berbahaya dari peningkatan penggunaan sumber daya mineral dan hidrokarbon.

Dibawah lapisan tanah sebelah bawah memahami bagian atas kerak bumi, di mana penambangan dilakukan.

Mineral- batu, langsung digunakan di ekonomi Nasional, serta formasi mineral alam dari mana mineral berharga untuk berbagai industri dapat diekstraksi.

Untuk jenis produk utama perusahaan pertambangan, sumber daya alam adalah mineral, yang terbagi menjadi mudah terbakar, logam dan non-logam.

Klasifikasi mineral:

bahan bakar dan energi - minyak, gas, batu bara, serpih minyak, gambut, bijih uranium, dll.;

sumber daya bijih - bijih besi dan mangan, bauksit, kromit, tembaga, timah-seng, nikel, tungsten, molibdenum, timah, bijih antimon, bijih logam mulia, dll.;

Bahan baku mineral kompleks adalah bahan bakar mineral padat - batu bara, serpih minyak. Ini membedakan antara bagian yang mudah terbakar (88-60%) dan pemberat (12-40%). Bagian yang mudah terbakar mengandung karbon, hidrogen, serta pengotor oksigen dan nitrogen, belerang. Pirit (marcasite) sering hadir di bagian organik yang mudah terbakar. Ballast terdiri dari campuran mineral silika, alumina, karbonat (kapur), serta sulfat, besi, nikel, kromium, merkuri dan logam langka.

Banyak dari komponen bagian ballast ini mudah disublimasikan selama pembakaran dan memasuki atmosfer bersama dengan gas buang. Saat membakar bahan bakar tersebut di pembangkit listrik termal besar, serta dalam produksi kokas, banyak perhatian diberikan pada ekstraksi awal senyawa ini dalam proses pengayaan, misalnya, pirit belerang. Dengan demikian, lebih dari 2 juta ton batu bara yang mengandung hingga 10% pengotor sulfur pirit (pirit) dikirim setiap tahun untuk pengayaan dari tambang terbuka Kimovsky dan tambang batu bara Mosbassa (wilayah Tula).

Di pabrik persiapan batubara, batubara dari potongan atau tambang mengalami pengayaan khusus, yang memungkinkan untuk memperoleh bahan bakar padat - konsentrat batubara komersial yang tidak mengandung kotoran berbahaya belerang (sulfur pirit), tanah liat untuk produksi batu bata di pabrik batu bata lokal . Konsentrat pirit adalah bahan baku yang berharga untuk produksi asam sulfat.

Penggunaan tanah di bawah untuk pengembangan endapan mineral memerlukan penggunaan metode yang paling rasional dan efektif untuk mengekstraksi mineral utama dan, bersama-sama, mineral dari lapisan tanah. Seiring dengan perluasan penggunaan penambangan terbuka batubara, bijih logam besi dan non-besi, bahan baku agrokimia, banyak perhatian diberikan untuk meningkatkan sistem penambangan bawah tanah.Akibatnya, pemulihan cadangan meningkat secara signifikan, yang telah secara signifikan meningkatkan produksi bahan baku mineral sekaligus menghemat biaya tenaga kerja dan modal. Misalnya, melalui ekstraksi besi dari tahun 1960 hingga 1980. meningkat dari 68,2% menjadi 73,7%, dan apatit - dari 84 menjadi 87,8%, garam kalium - dari 26,8 menjadi 32,7%. Pemulihan batubara end-to-end meningkat selama periode ini dari 69,7 menjadi 81,4 persen. Sejak tahun 60-an abad XX, kapasitas pengayaan bijih besi juga telah berkembang: produksi konsentrat dengan kandungan besi lebih dari 65% hanya pada periode 1965 hingga 1975 meningkat 63,5 kali, dan produksi pelet bijih besi - jenis baru produk bijih besi - meningkat 40 kali lipat selama periode yang sama. Puluhan juta ton batu bara hilang dalam batuan sisa yang terbentuk dari pemotongan dan penambangan.

Limbah batubara dapat berfungsi sebagai basis yang andal untuk memenuhi kebutuhan bahan bakar lokal. Di negara kita, di lubang terbuka Korkinsky ( Wilayah Chelyabinsk) selama lebih dari 30 tahun, pemisah hidrolik miring yang curam telah beroperasi, yang memungkinkan untuk mengekstraksi lebih dari 250 ribu ton batubara dari tumpukan batu bara di bagian tersebut setiap tahun. Saat ini, instalasi semacam itu beroperasi di cekungan Wilayah Moskow dan lainnya. Penggunaan instalasi di tambang dan tambang batubara dapat secara signifikan mengurangi biaya produksi batubara dan meningkatkan tingkat ekstraksi batubara dari perut selama produksi. Selama pengembangan deposito di tahun 90-an abad XX. tingkat ekstraksi bijih dari perut telah meningkat. Sekitar 70% mineral diekstraksi menggunakan penambangan terbuka dari logam non-ferrous. Di tambang dan tambang bawah tanah, sistem penimbunan goaf banyak digunakan. Penggunaan kompleks penyimpanan memungkinkan Anda untuk segera mengurangi hilangnya bijih di perut, meningkatkan kualitas bahan baku yang diekstraksi, dan mengurangi biaya tenaga kerja beberapa kali. Akibatnya, kerugian tahunan bijih logam non-besi dan logam langka yang tidak dapat diperbaiki di lapisan bawah tanah berkurang 1,5 juta ton. Cadangan yang signifikan tersedia untuk meningkatkan kualitas dan produktivitas pekerjaan sehubungan dengan penggunaan metode penambangan canggih - pelindian tumpukan dan bawah tanah, yang memungkinkan pengerjaan cadangan bijih yang buruk dan tidak seimbang, tailing pengayaan.

Arahan yang dicatat untuk meningkatkan pengembangan deposit mineral memerlukan penciptaan sistem mesin berkinerja tinggi khusus, pengenalan luas otomatisasi dan telemekanisasi, dan solusi masalah kompleks peningkatan proses teknologi produksi secara terpadu.

Perlindungan bawah tanah.

tindakan perlindungan tanah harus dilakukan secara kombinasi. Kompleksitas ditentukan oleh kombinasi reklamasi yang efektif dan layak secara ekonomi dari empat kelompok tindakan perlindungan tanah: organisasi dan ekonomi, agroteknik, reklamasi hutan dan teknik hidrolik. Kegiatan organisasi dan ekonomi termasuk pembentukan kombinasi yang benar dan penempatan yang saling berhubungan di atas dasar organisasi wilayah yang diperlukan (perbatasan, ladang, jalan, dll.) Dan kelompok tindakan perlindungan tanah lainnya, dengan mempertimbangkan kondisi alam dan ekonomi ekonomi.

Langkah-langkah perlindungan tanah agroteknik dilakukan di semua zona dan di bawah kondisi alam dan ekonomi apa pun dan dibagi ke dalam subkelompok berikut.

Sumber daya mineral- mineral yang terbentuk secara alami di kerak bumi. Mereka mungkin berasal dari organik atau anorganik.

Lebih dari dua ribu mineral telah diidentifikasi, dan sebagian besar mengandung senyawa anorganik yang dibentuk oleh berbagai kombinasi dari delapan unsur (O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, dan Mg) yang membentuk 98,5% dari kerak bumi. . Industri dunia bergantung pada sekitar 80 mineral yang diketahui.

Deposit mineral adalah akumulasi mineral padat, cair atau gas di dalam atau di atas kerak bumi. Sumber daya mineral adalah sumber daya alam yang tidak terbarukan dan dapat habis dan juga dapat memiliki sifat logam (misalnya besi, tembaga dan aluminium) serta sifat non-logam (misalnya garam, gipsum, tanah liat, pasir, fosfat).

Mineral itu berharga. Ini adalah bahan baku yang sangat penting bagi banyak sektor dasar ekonomi, yang merupakan sumber utama pembangunan. Pengelolaan sumber daya mineral harus terintegrasi erat dengan strategi bersama pembangunan, dan eksploitasi mineral harus berpedoman pada tujuan dan prospek jangka panjang.

Mineral memberi masyarakat semua bahan yang diperlukan, serta jalan, mobil, komputer, pupuk, dll. Permintaan mineral meningkat di seluruh dunia seiring pertumbuhan populasi, dan ekstraksi sumber daya mineral bumi semakin cepat dan ada konsekuensi lingkungan.

Klasifikasi Sumberdaya Mineral

Energi (mudah terbakar) sumber daya mineral (batubara, minyak dan gas alam)	Sumber daya mineral non-energi
	Sifat logam	Sifat non-logam
	Logam mulia (emas, perak dan platinum)	Bahan bangunan dan batu (batu pasir, batu kapur, marmer)
	Logam besi (bijih besi, mangan)	Sumber daya mineral non-logam lainnya (garam, belerang, kalium, asbes)
	Logam non-ferrous (nikel, tembaga, timah, aluminium, timbal, kromium)
	Ferroalloy (paduan besi dengan krom, silikon, mangan, titanium, dll.)

Peta sumber daya mineral dunia

Peran sumber daya mineral

Permainan sumber daya mineral peran penting dalam pembangunan ekonomi negara-negara di dunia. Ada daerah yang kaya akan mineral, tetapi tidak dapat mengekstraknya. Daerah lain yang mengekstraksi sumber daya memiliki peluang untuk tumbuh secara ekonomi dan menerima sejumlah keuntungan. Arti penting sumber daya mineral dapat dijelaskan sebagai berikut:

1. Pengembangan industri

Jika sumber daya mineral dapat diekstraksi dan digunakan, industri di mana mereka digunakan akan berkembang atau berkembang. Bensin, solar, besi, batu bara, dll. dibutuhkan untuk industri.

2. Pekerjaan penduduk

Kehadiran sumber daya mineral menciptakan lapangan kerja bagi penduduk. Mereka memungkinkan pekerja terampil dan tidak terampil untuk memiliki kesempatan kerja.

3. Pengembangan pertanian

Beberapa sumber daya mineral berfungsi sebagai dasar untuk produksi peralatan pertanian modern, mesin, pupuk, dll. Mereka dapat digunakan untuk modernisasi dan komersialisasi pertanian, yang membantu mengembangkan ekonomi sektor pertanian.

4. Sumber energi

Ada berbagai sumber energi seperti bensin, solar, gas alam, dll. Mereka dapat menyediakan energi yang diperlukan untuk industri dan pemukiman.

5. Pengembangan kemandirian diri

Perkembangan industri sumber daya mineral memungkinkan terciptanya lebih banyak pekerjaan dengan kualitas tinggi produk, serta kemandirian masing-masing daerah bahkan negara.

6. Dan masih banyak lagi

Sumber daya mineral adalah sumber mata uang asing, memungkinkan Anda menghasilkan uang untuk pengembangan transportasi dan komunikasi, meningkatkan ekspor, pasokan bahan bangunan, dll.

Sumber daya mineral lautan

Lautan menutupi 70% permukaan planet dan terlibat dalam sejumlah besar proses geologis yang berbeda yang bertanggung jawab atas pembentukan dan konsentrasi sumber daya mineral, serta menjadi gudang bagi banyak dari mereka. Akibatnya, lautan mengandung sejumlah besar sumber daya yang saat ini menjadi kebutuhan dasar umat manusia. Sumber daya saat ini ditambang dari laut atau daerah yang dulu ada di dalamnya.

Analisis kimia telah menunjukkan bahwa air laut mengandung sekitar 3,5% padatan terlarut dan lebih dari enam puluh elemen kimia yang teridentifikasi. Ekstraksi unsur-unsur terlarut, serta ekstraksi mineral padat, hampir selalu mahal secara ekonomi, karena memperhitungkan letak geografis objek (transportasi), keterbatasan teknologi (kedalaman cekungan laut) dan proses penggalian unsur-unsur yang diperlukan.

Saat ini, sumber daya mineral utama yang diperoleh dari lautan adalah:

Garam;
Kalium;
Magnesium;
Pasir dan kerikil;
Batu kapur dan gipsum;
Nodul Ferromangan;
Fosfotit;
Pengendapan logam terkait dengan vulkanisme dan ventilasi di dasar laut;
Emas, timah, titanium dan berlian;
Air tawar.

Ekstraksi banyak sumber daya mineral dari kedalaman lautan terlalu mahal. Namun, pertumbuhan populasi dan menipisnya sumber daya terestrial yang tersedia tidak diragukan lagi akan mengarah pada eksploitasi yang lebih besar dari deposit purba dan peningkatan ekstraksi langsung dari perairan samudera dan cekungan samudera.

Ekstraksi sumber daya mineral

Tujuan dari ekstraksi sumber daya mineral adalah untuk mendapatkan bahan galian. Proses penambangan modern meliputi pencarian mineral, analisis potensi keuntungan, pemilihan metode, ekstraksi langsung dan pemrosesan sumber daya, dan reklamasi lahan akhir setelah pekerjaan selesai.

Operasi penambangan biasanya menimbulkan dampak lingkungan yang negatif, baik selama dan setelah operasi penambangan. Akibatnya, sebagian besar negara di dunia telah mengadopsi peraturan yang ditujukan untuk mengurangi efek berbahaya. Keselamatan kerja telah lama menjadi prioritas, dan metode modern telah secara signifikan mengurangi jumlah kecelakaan.

Fitur sumber daya mineral

Karakteristik pertama dan paling dasar dari semua mineral adalah bahwa mereka terjadi secara alami. Mineral tidak diproduksi di bawah pengaruh aktivitas manusia. Namun, beberapa mineral, seperti berlian, dapat dibuat oleh manusia (ini disebut berlian sintetis). Namun, berlian buatan ini diklasifikasikan sebagai mineral karena memenuhi lima karakteristik utama mereka.

Selain dibentuk oleh proses alami, padatan mineral stabil pada suhu kamar. Artinya, semua mineral padat yang terdapat di permukaan bumi tidak berubah bentuk pada suhu dan tekanan normal. Karakteristik ini tidak termasuk air dalam keadaan cair, tetapi termasuk bentuk padatnya - es - sebagai mineral.

Mineral juga diwakili oleh komposisi kimia atau struktur atom. Atom-atom yang terkandung dalam mineral tersusun dalam urutan tertentu.

Semua mineral memiliki komposisi kimia tetap atau variabel. Sebagian besar mineral terdiri dari senyawa atau berbagai kombinasi oksigen, aluminium, silikon, natrium, kalium, besi, klorin, dan magnesium.

Pembentukan mineral merupakan proses yang berkesinambungan, tetapi sangat lama (tingkat konsumsi sumber daya melebihi laju pembentukan) dan memerlukan adanya banyak faktor. Oleh karena itu, sumber daya mineral tidak terbarukan dan habis.

Distribusi sumber daya mineral tidak merata di seluruh dunia. Hal ini disebabkan oleh proses geologi dan sejarah terbentuknya kerak bumi.

Masalah penggunaan sumber daya mineral

industri pertambangan

1. Debu yang dihasilkan selama proses penambangan berbahaya bagi kesehatan dan menyebabkan penyakit paru-paru.

2. Ekstraksi mineral beracun atau radioaktif tertentu mengancam kehidupan manusia.

3. Ledakan dinamit di pertambangan sangat berisiko, karena gas yang dikeluarkan sangat beracun.

4. Penambangan bawah tanah lebih berbahaya daripada penambangan permukaan karena ada kemungkinan besar kecelakaan akibat tanah longsor, banjir, ventilasi yang tidak memadai, dll.

Penipisan mineral yang cepat

Meningkatnya permintaan akan sumber daya mineral memaksa ekstraksi semua jumlah besar mineral. Akibatnya, permintaan energi meningkat dan lebih banyak limbah dihasilkan.

Penghancuran tanah dan vegetasi

Tanah adalah yang paling berharga. Penambangan berkontribusi pada penghancuran total tanah dan vegetasi. Selain itu, setelah ekstraksi (memperoleh mineral), semua limbah dibuang ke tanah, yang juga menyebabkan degradasi.

Masalah lingkungan

Pemanfaatan sumber daya mineral telah menimbulkan banyak masalah lingkungan, antara lain:

1. Transformasi lahan produktif menjadi kawasan pegunungan dan industri.

2. Penambangan mineral dan proses ekstraksi merupakan salah satu sumber utama pencemaran udara, air dan tanah.

3. Ekstraksi termasuk konsumsi besar sumber energi, seperti batu bara, minyak, gas alam, dll., yang pada gilirannya merupakan sumber energi tak terbarukan.

Penggunaan sumber daya mineral secara rasional

Bukan rahasia lagi bahwa cadangan sumber daya mineral di Bumi menurun dengan cepat, sehingga perlu untuk menggunakan karunia alam yang ada secara rasional. Orang dapat menghemat sumber daya mineral dengan menggunakan sumber daya terbarukan. Misalnya, dengan menggunakan pembangkit listrik tenaga air dan energi matahari sebagai sumber energi, mineral seperti batu bara dapat dilestarikan. Sumber daya mineral juga dapat dihemat melalui daur ulang. Contoh yang baik adalah daur ulang besi tua. Selain itu, penggunaan metode penambangan teknologi baru dan pelatihan penambang melestarikan sumber daya mineral dan menyelamatkan nyawa orang.

Tidak seperti sumber daya alam lainnya, sumber daya mineral tidak terbarukan dan tidak merata di seluruh planet ini. Mereka membutuhkan waktu ribuan tahun untuk terbentuk. Salah satu cara penting untuk melestarikan beberapa mineral adalah dengan mengganti sumber daya yang langka dengan yang melimpah. Mineral, yang membutuhkan energi dalam jumlah besar, harus diproses.

Ekstraksi sumber daya mineral memiliki dampak buruk terhadap lingkungan, termasuk menghancurkan habitat banyak organisme hidup, mencemari tanah, udara, dan air. Konsekuensi negatif ini dapat diminimalkan dengan melestarikan basis sumber daya mineral. Mineral semakin mempengaruhi hubungan internasional. Di negara-negara di mana sumber daya mineral telah ditemukan, ekonomi mereka telah meningkat secara signifikan. Misalnya, negara-negara penghasil minyak di Afrika (UEA, Nigeria, dll) dianggap kaya karena keuntungan yang diterima dari minyak dan produknya.

Jika Anda menemukan kesalahan, sorot sepotong teks dan klik Ctrl+Enter.

Masalah penggunaan mineral

Klasifikasi mineral. Mineral dibagi menjadi mineral logam, non-logam, mudah terbakar, dan mineral air. Mereka dapat dikelompokkan ke dalam jenis sumber daya berikut:

Sumber daya bijih - bijih besi dan mangan, bauksit, kromit, tembaga, timah-seng, nikel, tungsten, molibdenum, timah, bijih antimon, bijih logam mulia, dll.

Alami Bahan bangunan- batu kapur, dolomit, tanah liat, pasir, marmer, granit.

Mineral non-logam - jasper, batu akik, kristal batu, garnet, korundum, berlian, dll.

Pertambangan dan bahan baku kimia - apatit, fosfor, garam umum dan kalium, belerang, barit, larutan yang mengandung brom dan yodium, dll.

Bahan bakar dan energi - minyak, gas, batu bara, serpih minyak, gambut, bijih uranium, dll.

Sumber daya hidromineral - air tawar dan mineral bawah tanah.

Sumber daya mineral lautan adalah urat pembawa bijih, lapisan landas kontinen dan inklusi ferromangan pada kedalaman 3-6 km (sekitar 78% dari sumber daya mineral berada di bawah air Samudra Dunia).

Sumber daya mineral air laut adalah besi, timbal, uranium, emas, natrium, klor, brom, magnesium, garam, mangan.

Penggunaan mineral. Rusia menghasilkan minyak sekitar 17%, gas - 25%, batu bara - 15%, bijih besi komersial - 14% dari total volume mineral yang ditambang di dunia. Cadangan mineral memungkinkan untuk mempertahankan tingkat produksi selama ratusan tahun, tetapi tunduk pada pengembangan teknologi pada kedalaman yang lebih besar (5-7 km). Secara keseluruhan, masalah pertumbuhan kuantitatif basis sumber daya mineral Rusia hanya untuk kisaran mineral yang terbatas (mangan, kromium, antimon, merkuri).

Selama bertahun-tahun, kerugian di lapisan bawah tanah selama penambangan batubara bawah tanah (23,5%) tetap pada tingkat yang tinggi, termasuk. kokas (20,9%), bijih krom (27,7%), garam kalium (62,5%).

Gas minyak digunakan secara tidak memuaskan dalam produksi gas minyak, yang di Rusia telah berkobar dalam miliaran meter kubik.

masalah akut masih ada pengembangan deposit mineral, yang memerlukan kehilangan tambahan di perut dan, selanjutnya, biaya ekstraksi yang tinggi.

Kompleks pertambangan kini menjadi salah satu sumber gangguan dan pencemaran lingkungan terbesar. lingkungan alami. Bahan pencemar yang dikeluarkan oleh industri pertambangan sangat beragam komposisinya dan jumlahnya sangat besar sehingga di beberapa daerah menimbulkan efek yang tidak terduga yang berdampak merugikan terhadap keadaan ekosistem.

Peningkatan cadangan mineral yang dieksplorasi tidak menutupi ekstraksi mereka. Pada saat yang sama, ekspor bahan mentah terus meningkat.

Saturasi sumber daya Rusia, yang diukur dengan jumlah sumber daya yang dikonsumsi per kapita, 1,5-3 kali lebih rendah daripada di negara-negara industri. Segera Rusia dapat berubah dari pengekspor bahan mentah mineral menjadi pengimpornya.

Tumbuhan sebagai indikator mineral. Komposisi kimia tanah menentukan distribusi spesies individu, dan kadang-kadang seluruh kelompok tanaman. Seseorang dapat mengamati penampilan bentuk-bentuk khusus tanaman di tanah dengan kandungan satu atau lain unsur kimia yang tinggi (keburukan, warna khusus kelopak, dll.).

Beberapa spesies tumbuhan, dan terkadang komunitas tumbuhan, berkembang dengan cerdik di berbagai bidang. Spesies dan komunitas tersebut berfungsi sebagai indikator mineral. Ada tanaman indikator untuk peningkatan kandungan mineral di dalam tanah, untuk salinisasi atau peningkatan keasaman tanah. Di alam, migrasi unsur-unsur kimia terjadi dengan partisipasi organisme hidup. Atas dasar ini, metode biogeokimia untuk pencarian mineral dikembangkan.

Di tanah yang kaya akan mineral, kecambah, goutweed, tanaman stepa chernozem dan rawa dataran rendah tumbuh. Di tanah yang miskin mineral, sundew, cinquefoil, podbel, .ᴇ tumbuh. tanaman dataran tinggi. Tanaman yang tumbuh di tanah yang kaya akan nitrogen (nitrat) - jelatang, fireweed, elderberry.

Sebagian besar tanaman tumbuh di tanah yang netral atau sedikit basa, tetapi ada beberapa yang tumbuh di tanah yang sangat asam atau sangat basa. Tanaman dari tanah netral: semanggi merah, rumput timothy, fescue padang rumput dan tanaman hutan berdaun lebar. Tanaman dari tanah asam: tombak, heather, cranberry, blueberry, coklat kemerah-merahan, berjanggut putih. Tanaman tanah alkali: blueberry, larch, abu.

Tumbuhan berkayu, karena permintaannya akan mineral di dalam tanah berkurang, dikelompokkan sebagai berikut: abu, elm, beech; cemara, alder hitam, linden, hornbeam, oak, maple, aspen, cedar, alder abu-abu, cemara umum, pinus umum, birch.

Masalah penggunaan mineral - konsep dan jenisnya. Klasifikasi dan fitur kategori "Masalah penggunaan mineral" 2017, 2018.

Selama ekstraksi dan pengolahan mineral, dampak manusia skala besar terhadap lingkungan alam terjadi. Masalah lingkungan yang dihasilkan terkait dengan ekstraksi mineral memerlukan studi komprehensif dan solusi segera.

Apa yang menjadi ciri industri ekstraktif?

Industri ekstraktif dikembangkan secara luas di Federasi Rusia, karena endapan jenis mineral utama terletak di wilayah negara itu. Akumulasi mineral dan formasi organik yang terletak di perut bumi ini digunakan secara efektif, memastikan kehidupan manusia dan produksi.

Semua mineral dapat dibagi menjadi tiga kelompok:

padat dibagi menjadi: batubara, bijih, bahan non-logam, dll .;
cairan, perwakilan utama dari kategori ini adalah: segar, air mineral dan minyak;
berbentuk gas yang termasuk gas alam.

Tergantung pada tujuannya, jenis mineral berikut ditambang:

bahan bijih(besi, mangan, tembaga, bijih nikel, bauksit, kromit dan logam mulia);
bahan bangunan(batu kapur, dolomit, tanah liat, pasir, marmer, granit);
sumber daya non-logam(jasper, batu akik, garnet, korundum, berlian, kristal batu);
pertambangan dan bahan baku kimia(apatites, fosforit, dapur dan garam kalium, larutan yang mengandung belerang, barit, brom dan yodium;
bahan bakar dan energi(minyak, gas, batu bara, gambut, serpih minyak, bijih uranium);
bahan baku hidromineral(air tawar dan air mineral bawah tanah);
formasi mineral laut(urat pembawa bijih, lapisan landas kontinen dan inklusi ferromangan);
sumber daya mineral air laut.

Industri ekstraktif Rusia menyumbang seperempat dari produksi gas dunia, 17% minyak dunia, 15% batubara, dan 14% bijih besi.

Perusahaan industri pertambangan telah menjadi sumber pencemaran lingkungan terbesar. Zat-zat yang dikeluarkan oleh kompleks pertambangan memiliki efek yang merugikan bagi ekosistem. Masalah dampak negatif industri pertambangan dan pengolahan sangat akut, karena mempengaruhi semua bidang kehidupan.

Bagaimana industri mempengaruhi permukaan bumi, udara, air, flora dan fauna?

Skala pengembangan industri ekstraktif luar biasa: ketika menghitung ulang volume ekstraksi bahan baku per penduduk planet ini, sekitar 20 ton sumber daya akan diperoleh. Tetapi hanya sepersepuluh dari jumlah ini yang jatuh pada produk akhir, dan sisanya adalah limbah. Perkembangan kompleks pertambangan pasti membawa konsekuensi negatif, yang utamanya adalah:

menipisnya bahan baku;
pencemaran lingkungan;
gangguan proses alam.

Semua ini mengarah pada masalah lingkungan yang serius. Anda dapat melihat contoh individu tentang bagaimana berbagai jenis industri ekstraktif mempengaruhi lingkungan.

Pada endapan merkuri, lanskap terganggu, pembuangan terbentuk. Ini menghilangkan merkuri, yaitu zat beracun yang berdampak buruk bagi semua makhluk hidup. Masalah serupa muncul dalam pengembangan deposit antimon. Akibat pekerjaan tersebut, terjadi akumulasi logam berat yang mencemari atmosfer.

Saat menambang emas, teknologi digunakan untuk memisahkan logam mulia dari pengotor mineral, disertai dengan pelepasan komponen beracun ke atmosfer. Di tempat pembuangan deposit bijih uranium, keberadaan radiasi radioaktif diamati.

Mengapa penambangan batu bara berbahaya?

deformasi lapisan permukaan dan bantalan batubara;
pencemaran udara, air dan tanah di area tambang;
pelepasan gas dan debu selama pemindahan batuan sisa ke permukaan;
pendangkalan dan hilangnya sungai;
banjir tambang yang ditinggalkan;
pembentukan saluran depresi;
dehidrasi, salinisasi lapisan tanah.

Di wilayah yang terletak di dekat tambang, bentuk antropogenik (jurang, tambang, tumpukan sampah, tempat pembuangan) dibuat dari limbah bahan baku, yang dapat membentang hingga puluhan kilometer. Baik pohon maupun tanaman lain tidak dapat tumbuh di atasnya. Dan air mengalir dari tempat pembuangan zat beracun membahayakan semua makhluk hidup di daerah yang berdekatan.

Dalam endapan garam batu, limbah halit terbentuk, yang dibawa oleh presipitasi ke reservoir yang berfungsi untuk memasok penduduk pemukiman terdekat dengan air minum. Menjelang pengembangan magnesit, ada perubahan keseimbangan asam-basa tanah, yang menyebabkan kematian vegetasi. Perubahan komposisi kimia tanah menyebabkan mutasi tanaman - perubahan warna, keburukan, dll.

Pencemaran lahan pertanian juga terjadi. Saat mengangkut mineral, debu bisa terbang jarak jauh dan mengendap di tanah.

Seiring waktu, kerak bumi menipis, stok bahan baku berkurang, dan kandungan mineral berkurang. Akibatnya, volume produksi dan jumlah limbah meningkat. Salah satu jalan keluar dari situasi ini adalah dengan membuat analog buatan dari bahan-bahan alami.

Perlindungan litosfer

Salah satu metode untuk melindungi permukaan bumi dampak merugikan dari perusahaan pertambangan adalah reklamasi lahan. Dimungkinkan untuk menyelesaikan sebagian masalah lingkungan dengan mengisi ceruk yang terbentuk dengan limbah dari pembangunan.

Karena banyak batuan mengandung lebih dari satu jenis mineral, maka perlu untuk mengoptimalkan teknologi dengan mengekstraksi dan memproses semua komponen yang ada dalam bijih. Pendekatan seperti itu tidak hanya akan berdampak positif pada keadaan lingkungan, tetapi juga akan membawa manfaat ekonomi yang cukup besar.

Bagaimana cara menyelamatkan lingkungan?

Pada tahap perkembangan teknologi industri saat ini, perlu untuk menyediakan langkah-langkah perlindungan lingkungan. Prioritasnya adalah menciptakan limbah rendah atau produksi bukan limbah yang secara signifikan dapat mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan.

Tindakan untuk membantu memecahkan masalah

Saat memecahkan masalah perlindungan lingkungan, penting untuk menggunakan langkah-langkah kompleks: produksi, ekonomi, ilmiah dan teknis, sosial.

Anda dapat memperbaiki lingkungan dengan:

ekstraksi fosil yang lebih lengkap dari perut;
penggunaan gas minyak bumi ikutan oleh industri;
penggunaan terpadu semua komponen batuan;
langkah-langkah untuk pengolahan air di pertambangan bawah tanah;
penerapan air limbah tambang untuk keperluan teknis;
pemanfaatan limbah di industri lain.

Selama ekstraksi dan pemrosesan sumber daya mineral, perlu menggunakan teknologi modern untuk mengurangi emisi zat berbahaya. Terlepas dari biaya penerapan perkembangan lanjutan, investasi dibenarkan dengan memperbaiki situasi lingkungan.

Tampilan