Метрологический контроль, мониторинг и формирования базы данных техногенных месторождений
Н.
В. КичигинБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Кичигин
Н.
В. Метрологический контроль, мониторинг и формирования базы данных техногенных месторождений // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2014. – Т. 20. – С.
1696–1700. – URL:
http://e-koncept.ru/2014/54603.htm.
Аннотация. Статья посвящена вопросу организации метрологического контроля, мониторинга и формирования базы данных техногенных месторождений. Отражены основные особенности техногенных месторождений в современной науке о Земле. Проанализированы основные экономические, социальные и экологические проблемы, которые возможно решить путем использования и переработки техногенных месторождений. На основе проведенного исследования по вопросу формирования базы данных техногенных месторождений предлагается решить ряд значимых и актуальных проблем.
Ключевые слова:
мониторинг, техногенные месторождения, метрологический контроль, переработка, недропользование.
Текст статьи
Кичигин Никита Валерьевич,военнослужащий по контракту, г. Калининградkichigin88@mail.ru
Метрологический контроль, мониторинг и формирование
базы данных техногенныхместорождений
Аннотация:Статья посвящена вопросу организации метрологического контроля, мониторинга и формирования базы данных техногенных месторождений. Отражены основные особенности техногенных месторожденийв современной Науке о Земле. Проанализированыосновные экономические, социальные и экологические проблемы, которые возможно решить путем использования и переработки техногенных месторождений.На основе проведенного исследования по вопросу формирования базы данных техногенных месторождений предлагается решить ряд значимых и актуальных проблем.Ключевые слова:Техногенные месторождения, метрологический контроль, мониторинг, переработка, недропользование.
«Откопать меня полезное, а загрязнить и обогатить для вас окружающую среду угарными (и ударными) выбросами я обязуюсь».Ромен Гари, французский писатель
В настоящее время вопросы рационального недропользования, комплексного использования минерального сырья и экологизации производства тесно связаны. Необходим взвешенный подход с учетом экономических, технологических и экологических факторов к выбору альтернативы получения одного и того же продукта –из новых или техногенных месторождений, и в то же время исключение однобокой трактовки экологических выгод.Современные технологии переработки минерального сырья предполагают комплексное освоение месторождений с использованием как можно большего спектра получаемых продуктов.[1] Вовлечение в хозяйственный оборот отходов угольной,химической, горнорудной, нефтегазовой,металлургической, отраслей промышленности, образующихся в результате производственной деятельности этих комплексов и составляющих техногенного месторождения –остается одной из важнейших задач на нашей планете.
Разразившийся в настоящее время кризис естественным образом отодвигаетна второй план решение возникающих и всё более обостряющихся геоэкологических проблем при добыче и переработке минеральных ресурсов.При выполнении указанных мероприятий необходимо качественно и правильно осуществлять каждый шаг на всех этапах и при всех видах полевых и лабораторных работ.Итак, техногенные месторожденияв современной Науке о Земле скопление минеральных веществ на поверхностиЗемлиили вгорных выработках, образовавшееся в результате их отделения от массива и складирования в виде отходов горного, обогатительного, металлургического и других производств и пригодное по количеству и качеству для промышленного использования (дляизвлечения металлови другихполезных компонентов, получения топлива и стройматериалов).[2]Из вышеприведенного определения, необходимо сделать вывод к которому приходят в настоящий момент современные ученные занимающиеся вопросами изучения геологии, как одной из разновидности Наукио Земле, а именно,техногенные месторождения –скопления минерального сырья, созданные человечеством в результате промышленной деятельности.[3]В работе будут раскрыты основания и порядок проведения метрологическогоконтроля, мониторингаи формирования базы данных таких месторождений. Скопления минерального сырья, созданногочеловеком являетсяуникальным источник многих редкихэлементов, это видно из представленной ниже таблицы 1. Техногенные месторождения становятся всё более важным источником многих видовминерального сырья.Суммарное содержание полезных компонентов, накапливающихся за 2030 лет в техногенных месторождениях, сопоставимо, а иногда и превышает их количество в ежегоднодобываемыхрудах.Таблица №1Список химических элементов получаемых из техногенных месторождений Химический элементРазновидность техногенных месторождений32ГерманийGe72,613d104s24p2
золыТЭЦ75РенийRe186,2074f145d56s2
пыль обжига молибденовых концентратов34СеленSe78,963d104s24p4
отходы переработки сульфидных медных руд52ТеллурTe127,604d105s25p4
отходы переработки сульфидных медных руд48КадмийCd112,4114d105s2
полиметаллические руды
81ТаллийTl204,3834f145d106s26p1полиметаллические руды
49ИндийIn114,8184d105s25p1полиметаллические руды31Галлийотходы переработки бокситов и нефелиновGa69,7233d104s24p1
Исходя из опыта последних десятилетий, потребления энергетических и минеральных ресурсов, таких как: угль, нефть, газ и т.д., произошел стремительный рост добычи и как итог создание огромного количества отходов.Что существенно сказывается на экологическом состоянии отдельных регионов. Кроме того, эти отходы могут быть использованы в будущем, а частью и в настоящее время как дополнительный источник минерального сырья, то есть техногенных месторождений. Особенностями техногенных месторождений в настоящее время являются: 1) расположение в промышленно развитых районах; 2) месторождения находятся на поверхности, и материал в них преимущественно раздроблен;3) количество искусственных минеральных форм, которые образуются в техногенных месторождениях, превышает 30000, что значительно превосходит число известных в настоящее время природных минералов, составляющее около 3300.[4]Последняя особенность определяет сложность переработки техногенных руд, так как изза многообразия минеральных форм, требуются иные технологии, чем для обычных руд, основанные на последних достижениях науки и техники.Как указывалось ранее, перспективностьиспользование техногенные месторождения в настоящее время позволят решить целый рядэкономических, социальных и экологических проблем, которые указаны в таблице № 2.Таблица №2Основные экономические, социальныеи экологическиепроблемы, которые возможно решить путем использования и переработкитехногенных месторожденийЭкономические проблемыСоциальные проблемыЭкологические проблемы1. Постоянное удорожание сырья, извлекаемого из недр, в связи с разработкой месторождений на всё более значительных глубинах, часто с закономерным понижением содержания ценных компонент.1. Осложнение ситуации с использованием рабочей силы во многих рудных районах вследствие уменьшения объёма работ, вызванного истощением запасов полезных ископаемых.1. Исключение из хозяйственного оборота больших площадей земель, занятых отходами производства.2. Истощение запасов полезных ископаемых в недрах Земли.2. Ухудшение условий труда при эксплуатации глубокозалегающих месторождений.2. Уничтожение или снижение качества земель изза пылевых заносов с отвалов и хвостохранилищ.3.Снижение производительности трудаи уменьшение темпов добычи полезных ископаемых в связи с постоянным ухудшением горногеологических условий добычи (большие глубины, бедные руды).
3. Загрязнение окружающей среды (почв, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха) тяжёлыми металлам и солями в концентрациях, нередко превышающих допустимые нормы.Указанные проблемы возможно решить путем использования и переработкитехногенных месторождений1. Сокращение расходов на поиски новых и разведку эксплуатируемых месторождений.2. Сохранение истощающихся минеральных ресурсов в недрах, так как запасов полезных компонент, накопившихся в отходах горнообогатительных комбинатов, достаточно чтобы удовлетворить потребности на многие десятилетия вперёд.3. Повышение производительности труда за счёт рентабельной переработки уже добытого сырья, являющегося, по существу, готовым полупродуктом и находящегося вблизи действующих предприятий.4. Улучшение условий труда, так как техногенные месторождения расположены на поверхности Земли в отличиеот всё более глубокозалегающих обычных месторождений полезных ископаемых.5. Производство дешёвых стройматериалов (песок, щебень, гравий, цемент, абразивы, материал для отсыпки дорожного полотна, строительства плотин, дамб, и т.д.), а из шлаков шлаковаты, шлакового литья (брусчатка, тюбинги, плитки, бордюрный камень и т.д.)6. Освобождение занимаемых им земель и их рекультивацию и ликвидацию источников загрязнения окружающей среды (ОС), улучшая тем самым экологическую обстановку вокруг действующих предприятий.Техногенные месторождения можно охарактеризовать и квалифицировать по ряду признаков, таких как: ·условия образования, объёмы, вещественный состав, характер процессов, преобразующих первичноевещество и т.д. В современной Науки о Земле техногенные месторождения в основном классифицируют по процессу образования. В настоящее время терминология, классификация техногенных месторождений, критерии принадлежности их к тому или иному типу меняются и дополняются по мере углубления исследований и практических работ в области разработки техногенных месторождений.Наиболее удобной представляется классификация техногенных месторождений(см. схему № 1), в основу которой положены условия их формирования, так как они определяют обычно и морфологию, и вещественный состав, и возможные области использования, и экологическое воздействие на окружающую среду.[5]
Схема № 1 Классификация техногенных месторожденийИсходя из вышесказанного, необходимо прийти к выводу, что исследования техногенных месторождений и вовлечение их в эксплуатацию представляет собой комплексную проблему, которая может быть решена только совместными усилиями геологов, геофизиков, горняков, обогатителей и экологов. Для того, чтобы решить эту проблему необходимо постоянно проводить метрологический контроль, мониторинг и в завершении формировать базы данных техногенных месторождений.В основу этих мероприятий легла методика исследования техногенных месторождений, котораяв значительной мере отличается от изучения природных объектов [6, 7].И так, метрологический контроль качества должен осуществляться на всех этапах и при всех видах полевых и лабораторных работ. Аналитические исследования должны проводиться в лабораториях, прошедших аккредитацию в установленном порядке. Контроль качества аналитических работ осуществляется в форме:1. Внутреннего (внутрилабораторного)(включает контроль правильности и оценку точности результатов определений с помощьюстандартных образцов и контрольных проб, контроль систематических расхождений результатов, получаемых принципиально различными методами; организуется руководителем аналитического подразделения и выполняется группой контроля;данные обрабатываются раздельно по методам анализа);[8]2. Внешнего (осуществляется лабораториями, объединёнными этойпроцедурой, которыепроводят анализ отраслевых стандартных образцов, стандартных образцов предприятияи контрольных пробпо единой методике с последующей обработкой результатов измерений метрологической службой головной организации, которая разрабатывает рекомендации по улучшению качества работ;[9]3. Геологического контроля(предусматривает повторное опробование в количестве 3% от общего объёма отобранных проб).[10]При переработке техногенных месторождений, требует их мониторинга, который является необходимой частью единой технологической цепочки при формировании банка данных техногенных месторождений.Мониторинг техногенных месторождений обеспечивает периодическое обновление геоинформационных пакетов. Источником информации служит пакет данных представленныйнижев таблице № 3.Геоинформационныйпакетобычно состоит из следующих информационных слоёв:1) образ земной поверхности –цифровая модель по космои аэросъёмке в оптическом диапазоне с разрешением от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров;2) инфраструктура –цифровая топооснова коммуникаций, застройки, сетей и т.д.;3)рельеф –цифровая модель рельефа с морфологическими объектами и физическими параметрами радарного сканирования;4)ландшафт –модель градации растительности и гидросферного покрова по оптическому и радарному сканированию;5)геохимия –элементный состав, радиоактивность, сорбированные газы, нефтепродукты и другие физикохимические параметры грунтового покрова;6)геофизика –аномальные геофизические естественные и искусственные поля, интегральные и дифференциальные параметры на различных глубинных срезах, начиная от дневной поверхности;7)геология –геологические объекты, элементы и параметры покровного и глубинного строения земной коры;8)гидросфера –карты открытых и подземных гидросистем, фильтрационных потоков и воднофизических параметров;9)геодинамика –блоковая структура земной коры;10) экология –экологический паспорт, объекты мониторинга, реперная система и банк контрольных параметров территории;11) ресурсы –прогнозные карты ресурсов минеральных, углеводородных, строительных, техногенных, лесных, сельскохозяйственных и др.;12) эталонная коллекция образцов, включающая систематизацию, минералогическое и петрографическое описание, определение петрофизических и технологических свойств и элементного состава, паспорт коллекции.[11]Таблица №3Источники информации для формирования геоинформационных пакетов№ п/пТип информации
Масштаб
1Космоснимок
разрешение: 10 мтип съёмки: панхроматиказахват: 60 69 км1:50 000
2Аэроснимок
разрешение: 1 мтип съёмки: цветные полутонаортофотоплан: 2 ´2 км
1:5 000
3Топокарты
планшет 1:200 000 (40 ´40 км)планшет 1:25 000 (10 ´10 км)планшет 1:5 000 (2 ´2 км)
1:200 0001:25 0001:5 000
4Геологические картыпланшет 1:200 000 (40 ´40 км)планшет 1:25 000 (10 ´10 км)
1:200 0001:25 000
5Гидрогеологическая картапланшет 1:200 000 (40 ´40 км)
1:200 000
6Геохимическая съёмка в масштабах
1:100 000 (40 ´40 км)1:25 000 (10 ´10 км)1:5 000 (2 ´2 км)
1:100 0001:25 0001:5 000
7Радиометрическая съёмка в масштабах1:100 000 (40 ´40 км)1:25 000 (10 ´10 км)1:5 000 (2 ´2 км)
1:100 0001:25 0001:5 000
8Эманационная съёмка в масштабах1:100 000 (40 ´40 км)1:25 000 (10 ´10км)1:5 000 (2 ´2 км)
1:100 0001:25 0001:5 000
9Инженерногеологическая съёмка1:25 000 (10 ´10 км)1:5 000 (2 ´2 км)
1:25 0001:5 000
10Экологическая съёмка1:100 000 (40 ´40 км)
1:100 000
11Гидрогеологическая съёмка1:25 000 (10 ´10 км)1:5 000 (2 ´2 км)
1:25 0001:5 000
12Опробование сырья, подсчёт запасов
Мониторинг является источником получения информации о закономерностях изменения во времени химических составов и физических свойств, как самих техногенных отложений, так и объектов вблизи техногенных месторождений, таких как почв, донных отложений, подземных и грунтовых вод, воздушного бассейна. Данные этого блока являются основой для прогноза изменения экологической ситуации исследуемой территории и выработки рекомендаций для принятияуправляющих решений.В настоящее время жизнь человека настолько насыщена различного рода информацией, что для ее обработки требуется создание огромного количества хранилищ информации различного назначенияи группировка по ряду признаков. Современные информационные системыхарактеризуются огромными объемами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования пользователей. [12]По этому, необходимо для получения объективного, своевременного и полноценного контроля, за техногенными месторождениями следует создать структурированную общедоступную базу данных. Основой которой, будет составлять документальные материалы полученные в ходе метрологического контроля и мониторинга за техногенными месторождениями.
Необходимо выделить основные цели создания базы данных таких месторождений:1.Представление информации о техногенных месторожденияхв виде, позволяющем отслеживать запасы ценных компонент, содержащихся в этих месторождениях, и управлять опасными отходами на всех этапах обращения с ними, а именно, при их образовании, накоплении, транспортировке, переработке, обезвреживании, захоронении;2.Обеспечение областных, муниципальных и районных органов управления, специалистов, предпринимателей и общественность информацией о техногенных месторождениях, в том числе, об опасных отходах, их перемещении, причинах не использования;о прогнозируемых процессах, вызванных их наличием;об оценках риска для здоровья человека и возможных путях его снижения;о технологиях переработки, а так жео затратах, связанных с реализацией мероприятий по их утилизации. [13]Технология построения базы данныхтехногенных месторожденийоснована на объединении:информационной базы иматематических моделей распространения загрязнений в окружающей среде иоценки связанных с этим рисков.Создание информационной базы является достаточно сложным процессом, требующим огромного объёма информации, основными источниками которой являются:1)база знаний, содержащая информацию специалистов по изучению и использованию техногенных месторождений;2)база данныхо вещественном составе и физическим свойствам отложений техногенных месторождений;3)нормативноправовая база, предоставляющая информацию, которая следует из нормативноправовых документов.С учетом вышеизложенного, по моему мнению, следует прийти к выводу и ответить на закономерный вопрос, который возникв ходе изложения текста статьи, аименно:Для чего необходимо в современном мире создавать базы данных техногенных месторождений?В процессе формирования базы данных техногенных месторождений решаются следующие задачи:a)Аудит объекта на основе применения оптимального комплекса измерительного оборудования и аппаратуры;b)Формирование обновляющихся характеристик техногенных месторождений, в том числе по результатам опробования;c)Постоянный мониторинг техногенных месторождений, в том числе слежение за запасами полезных компонент в них;d)Повышение достоверности информации о техногенных месторожденийза счёт комплексирования данных, поступающих из разных источников;e)Паспортизация и сертификация техногенных месторождений;f)Экспертиза способов переработки техногенных месторожденийи оценка их экономической целесообразности, т.е. поиск рациональных технологий переработки техногенных месторожденийи выдача рекомендаций по способам использования;g)Оценка существующих и прогнозируемых ущербов, связанных с наличием техногенных месторожденийи др.Внастоящее время значительным резервом национальной экономики являются техногенные месторождения, которые в своей основной массе являются дополнительным источником сырья для различных сегментов рынка. Вовлечение техногенных месторождений в хозяйственный оборот позволит одновременно решать проблемы охраны окружающей среды и улучшения экологической обстановки. Предложены первоочередные мероприятия в сфере недропользования для активизации использования техногенных месторождений. [14]В завершении статьи хотелось бы заметить, чторазработка техногенных месторождений, как правило, экономически целесообразна, так как техногенные месторождениянаходятся на поверхности и материал в них уже частично дезинтегрирован. [15]Однако использование техногенных месторожденийдолжно проводиться своевременно, поскольку складируемые отходы во многихслучаях значительно видоизменяются, теряют свои технологическиесвойства и практическую ценность.Что в свою очередь может послужить основанием для: созданияновыхрабочих местдля населения;
получениедополнительнойгеологическойинформациибез привлечения бюджетных финансовых средств;
созданияреальныхвозможностейдля развития малого бизнеса и снижения оттока населения из регионовгде в настоящее время располагаются техногенные месторождения.
Ссылки на источники1.Мазур Р.Ю., Цой Л.А., Колдаев А.А. // Ангренское техногенное месторождение редкоземельных элементов // Проблемы геологии и освоения недр Труды XVI Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 110летию со дня основания горногеологического образования в Сибири. Томск, 2012. С. 267269. 2.Горная энциклопедия –URL: http://www.miningenc.ru/t/texnogennyemestorozhdeniya/ –[Дата обращения 15.03.2014].3.Макаров А.Б. Техногенные месторождения // Соросовский образовательный журнал, 2000, №8, с. 7680.4.Чантурия В.А Корюкин Б.М // Проблемы геотехнологии и недроведения: (Мельниковские чтения): Докл. междунар. конф. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. Т. 3. С. 26–34.5.URL: http://http://www.coolreferat.com/Техногенные_месторождения. –[Дата обращения 19.03.2014].6.Талалай А.Г ., Глушкова Т.А ., Макаров А.Б. и др . // Рос. геофиз. журн. 1998. № 9/10. С. 65–74.7.Талалай А.Г ., Макаров А.Б ., Зобнин Б.Б. // Изв. вузов. Горный журнал. 1997. № 11/12. С. 20–36.8.URL: http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id = 10158 [Дата обращения 19.03.2014].9.URL:
http://knowledge.allbest.ru/geology/3c0a65625b2ad68a5c43b89521306c271.
html[Дата обращения20.03.2014].10.URL: http://www.coolreferat.com/Техногенные_месторождения_часть=5[Дата обращения 19.03.2014].11.URL: http://gendocs.ru/v2855 [Дата обращения 19.03.2014].12.URL: http://wiki.mvtom.ru/index.php
[Дата обращения 20.03.2014].13.Учебное пособие: техногенные месторождения// URL: http://gendocs.ru/v2855 [Дата обращения 19.03.2014].14.Аксенов Е.М., Садыков Р.К., Алискеров В.А., Киперман Ю.А., Комаров М.А.техногенные месторождения проблемы и перспективы вовлечения в хозяйственный оборот// Разведка и охрана недр. 2010.№2. С. 1720.15.Трубецкой К. Н., Барский Л. А. Горная энциклопедия. —М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991 URL: http://www.miningenc.ru/t/texnogennyemestorozhdeniya/ –[Дата обращения 20.03.2014].
Kichigin Nikita Valeryevichcontractual soldier, Kaliningradkichigin88@mail.ru
Abstract:Article is devoted to a question of the organization of metrological control, monitoring and formation of a database of technogenic fields. The main features of technogenic fields are reflectedin modern Science about Earth. The main economic, social and environmental problems which are possible for solving by use and processing of technogenic fields are analysed. On the basis of the conducted research on a question of formation of a database oftechnogenic fields it is offered to solve a number of significant and actual problems.Keywords: Technogenic fields, metrological control, monitoring, processing, subsurface use.
Метрологический контроль, мониторинг и формирование
базы данных техногенныхместорождений
Аннотация:Статья посвящена вопросу организации метрологического контроля, мониторинга и формирования базы данных техногенных месторождений. Отражены основные особенности техногенных месторожденийв современной Науке о Земле. Проанализированыосновные экономические, социальные и экологические проблемы, которые возможно решить путем использования и переработки техногенных месторождений.На основе проведенного исследования по вопросу формирования базы данных техногенных месторождений предлагается решить ряд значимых и актуальных проблем.Ключевые слова:Техногенные месторождения, метрологический контроль, мониторинг, переработка, недропользование.
«Откопать меня полезное, а загрязнить и обогатить для вас окружающую среду угарными (и ударными) выбросами я обязуюсь».Ромен Гари, французский писатель
В настоящее время вопросы рационального недропользования, комплексного использования минерального сырья и экологизации производства тесно связаны. Необходим взвешенный подход с учетом экономических, технологических и экологических факторов к выбору альтернативы получения одного и того же продукта –из новых или техногенных месторождений, и в то же время исключение однобокой трактовки экологических выгод.Современные технологии переработки минерального сырья предполагают комплексное освоение месторождений с использованием как можно большего спектра получаемых продуктов.[1] Вовлечение в хозяйственный оборот отходов угольной,химической, горнорудной, нефтегазовой,металлургической, отраслей промышленности, образующихся в результате производственной деятельности этих комплексов и составляющих техногенного месторождения –остается одной из важнейших задач на нашей планете.
Разразившийся в настоящее время кризис естественным образом отодвигаетна второй план решение возникающих и всё более обостряющихся геоэкологических проблем при добыче и переработке минеральных ресурсов.При выполнении указанных мероприятий необходимо качественно и правильно осуществлять каждый шаг на всех этапах и при всех видах полевых и лабораторных работ.Итак, техногенные месторожденияв современной Науке о Земле скопление минеральных веществ на поверхностиЗемлиили вгорных выработках, образовавшееся в результате их отделения от массива и складирования в виде отходов горного, обогатительного, металлургического и других производств и пригодное по количеству и качеству для промышленного использования (дляизвлечения металлови другихполезных компонентов, получения топлива и стройматериалов).[2]Из вышеприведенного определения, необходимо сделать вывод к которому приходят в настоящий момент современные ученные занимающиеся вопросами изучения геологии, как одной из разновидности Наукио Земле, а именно,техногенные месторождения –скопления минерального сырья, созданные человечеством в результате промышленной деятельности.[3]В работе будут раскрыты основания и порядок проведения метрологическогоконтроля, мониторингаи формирования базы данных таких месторождений. Скопления минерального сырья, созданногочеловеком являетсяуникальным источник многих редкихэлементов, это видно из представленной ниже таблицы 1. Техногенные месторождения становятся всё более важным источником многих видовминерального сырья.Суммарное содержание полезных компонентов, накапливающихся за 2030 лет в техногенных месторождениях, сопоставимо, а иногда и превышает их количество в ежегоднодобываемыхрудах.Таблица №1Список химических элементов получаемых из техногенных месторождений Химический элементРазновидность техногенных месторождений32ГерманийGe72,613d104s24p2
золыТЭЦ75РенийRe186,2074f145d56s2
пыль обжига молибденовых концентратов34СеленSe78,963d104s24p4
отходы переработки сульфидных медных руд52ТеллурTe127,604d105s25p4
отходы переработки сульфидных медных руд48КадмийCd112,4114d105s2
полиметаллические руды
81ТаллийTl204,3834f145d106s26p1полиметаллические руды
49ИндийIn114,8184d105s25p1полиметаллические руды31Галлийотходы переработки бокситов и нефелиновGa69,7233d104s24p1
Исходя из опыта последних десятилетий, потребления энергетических и минеральных ресурсов, таких как: угль, нефть, газ и т.д., произошел стремительный рост добычи и как итог создание огромного количества отходов.Что существенно сказывается на экологическом состоянии отдельных регионов. Кроме того, эти отходы могут быть использованы в будущем, а частью и в настоящее время как дополнительный источник минерального сырья, то есть техногенных месторождений. Особенностями техногенных месторождений в настоящее время являются: 1) расположение в промышленно развитых районах; 2) месторождения находятся на поверхности, и материал в них преимущественно раздроблен;3) количество искусственных минеральных форм, которые образуются в техногенных месторождениях, превышает 30000, что значительно превосходит число известных в настоящее время природных минералов, составляющее около 3300.[4]Последняя особенность определяет сложность переработки техногенных руд, так как изза многообразия минеральных форм, требуются иные технологии, чем для обычных руд, основанные на последних достижениях науки и техники.Как указывалось ранее, перспективностьиспользование техногенные месторождения в настоящее время позволят решить целый рядэкономических, социальных и экологических проблем, которые указаны в таблице № 2.Таблица №2Основные экономические, социальныеи экологическиепроблемы, которые возможно решить путем использования и переработкитехногенных месторожденийЭкономические проблемыСоциальные проблемыЭкологические проблемы1. Постоянное удорожание сырья, извлекаемого из недр, в связи с разработкой месторождений на всё более значительных глубинах, часто с закономерным понижением содержания ценных компонент.1. Осложнение ситуации с использованием рабочей силы во многих рудных районах вследствие уменьшения объёма работ, вызванного истощением запасов полезных ископаемых.1. Исключение из хозяйственного оборота больших площадей земель, занятых отходами производства.2. Истощение запасов полезных ископаемых в недрах Земли.2. Ухудшение условий труда при эксплуатации глубокозалегающих месторождений.2. Уничтожение или снижение качества земель изза пылевых заносов с отвалов и хвостохранилищ.3.Снижение производительности трудаи уменьшение темпов добычи полезных ископаемых в связи с постоянным ухудшением горногеологических условий добычи (большие глубины, бедные руды).
3. Загрязнение окружающей среды (почв, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха) тяжёлыми металлам и солями в концентрациях, нередко превышающих допустимые нормы.Указанные проблемы возможно решить путем использования и переработкитехногенных месторождений1. Сокращение расходов на поиски новых и разведку эксплуатируемых месторождений.2. Сохранение истощающихся минеральных ресурсов в недрах, так как запасов полезных компонент, накопившихся в отходах горнообогатительных комбинатов, достаточно чтобы удовлетворить потребности на многие десятилетия вперёд.3. Повышение производительности труда за счёт рентабельной переработки уже добытого сырья, являющегося, по существу, готовым полупродуктом и находящегося вблизи действующих предприятий.4. Улучшение условий труда, так как техногенные месторождения расположены на поверхности Земли в отличиеот всё более глубокозалегающих обычных месторождений полезных ископаемых.5. Производство дешёвых стройматериалов (песок, щебень, гравий, цемент, абразивы, материал для отсыпки дорожного полотна, строительства плотин, дамб, и т.д.), а из шлаков шлаковаты, шлакового литья (брусчатка, тюбинги, плитки, бордюрный камень и т.д.)6. Освобождение занимаемых им земель и их рекультивацию и ликвидацию источников загрязнения окружающей среды (ОС), улучшая тем самым экологическую обстановку вокруг действующих предприятий.Техногенные месторождения можно охарактеризовать и квалифицировать по ряду признаков, таких как: ·условия образования, объёмы, вещественный состав, характер процессов, преобразующих первичноевещество и т.д. В современной Науки о Земле техногенные месторождения в основном классифицируют по процессу образования. В настоящее время терминология, классификация техногенных месторождений, критерии принадлежности их к тому или иному типу меняются и дополняются по мере углубления исследований и практических работ в области разработки техногенных месторождений.Наиболее удобной представляется классификация техногенных месторождений(см. схему № 1), в основу которой положены условия их формирования, так как они определяют обычно и морфологию, и вещественный состав, и возможные области использования, и экологическое воздействие на окружающую среду.[5]
Схема № 1 Классификация техногенных месторожденийИсходя из вышесказанного, необходимо прийти к выводу, что исследования техногенных месторождений и вовлечение их в эксплуатацию представляет собой комплексную проблему, которая может быть решена только совместными усилиями геологов, геофизиков, горняков, обогатителей и экологов. Для того, чтобы решить эту проблему необходимо постоянно проводить метрологический контроль, мониторинг и в завершении формировать базы данных техногенных месторождений.В основу этих мероприятий легла методика исследования техногенных месторождений, котораяв значительной мере отличается от изучения природных объектов [6, 7].И так, метрологический контроль качества должен осуществляться на всех этапах и при всех видах полевых и лабораторных работ. Аналитические исследования должны проводиться в лабораториях, прошедших аккредитацию в установленном порядке. Контроль качества аналитических работ осуществляется в форме:1. Внутреннего (внутрилабораторного)(включает контроль правильности и оценку точности результатов определений с помощьюстандартных образцов и контрольных проб, контроль систематических расхождений результатов, получаемых принципиально различными методами; организуется руководителем аналитического подразделения и выполняется группой контроля;данные обрабатываются раздельно по методам анализа);[8]2. Внешнего (осуществляется лабораториями, объединёнными этойпроцедурой, которыепроводят анализ отраслевых стандартных образцов, стандартных образцов предприятияи контрольных пробпо единой методике с последующей обработкой результатов измерений метрологической службой головной организации, которая разрабатывает рекомендации по улучшению качества работ;[9]3. Геологического контроля(предусматривает повторное опробование в количестве 3% от общего объёма отобранных проб).[10]При переработке техногенных месторождений, требует их мониторинга, который является необходимой частью единой технологической цепочки при формировании банка данных техногенных месторождений.Мониторинг техногенных месторождений обеспечивает периодическое обновление геоинформационных пакетов. Источником информации служит пакет данных представленныйнижев таблице № 3.Геоинформационныйпакетобычно состоит из следующих информационных слоёв:1) образ земной поверхности –цифровая модель по космои аэросъёмке в оптическом диапазоне с разрешением от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров;2) инфраструктура –цифровая топооснова коммуникаций, застройки, сетей и т.д.;3)рельеф –цифровая модель рельефа с морфологическими объектами и физическими параметрами радарного сканирования;4)ландшафт –модель градации растительности и гидросферного покрова по оптическому и радарному сканированию;5)геохимия –элементный состав, радиоактивность, сорбированные газы, нефтепродукты и другие физикохимические параметры грунтового покрова;6)геофизика –аномальные геофизические естественные и искусственные поля, интегральные и дифференциальные параметры на различных глубинных срезах, начиная от дневной поверхности;7)геология –геологические объекты, элементы и параметры покровного и глубинного строения земной коры;8)гидросфера –карты открытых и подземных гидросистем, фильтрационных потоков и воднофизических параметров;9)геодинамика –блоковая структура земной коры;10) экология –экологический паспорт, объекты мониторинга, реперная система и банк контрольных параметров территории;11) ресурсы –прогнозные карты ресурсов минеральных, углеводородных, строительных, техногенных, лесных, сельскохозяйственных и др.;12) эталонная коллекция образцов, включающая систематизацию, минералогическое и петрографическое описание, определение петрофизических и технологических свойств и элементного состава, паспорт коллекции.[11]Таблица №3Источники информации для формирования геоинформационных пакетов№ п/пТип информации
Масштаб
1Космоснимок
разрешение: 10 мтип съёмки: панхроматиказахват: 60 69 км1:50 000
2Аэроснимок
разрешение: 1 мтип съёмки: цветные полутонаортофотоплан: 2 ´2 км
1:5 000
3Топокарты
планшет 1:200 000 (40 ´40 км)планшет 1:25 000 (10 ´10 км)планшет 1:5 000 (2 ´2 км)
1:200 0001:25 0001:5 000
4Геологические картыпланшет 1:200 000 (40 ´40 км)планшет 1:25 000 (10 ´10 км)
1:200 0001:25 000
5Гидрогеологическая картапланшет 1:200 000 (40 ´40 км)
1:200 000
6Геохимическая съёмка в масштабах
1:100 000 (40 ´40 км)1:25 000 (10 ´10 км)1:5 000 (2 ´2 км)
1:100 0001:25 0001:5 000
7Радиометрическая съёмка в масштабах1:100 000 (40 ´40 км)1:25 000 (10 ´10 км)1:5 000 (2 ´2 км)
1:100 0001:25 0001:5 000
8Эманационная съёмка в масштабах1:100 000 (40 ´40 км)1:25 000 (10 ´10км)1:5 000 (2 ´2 км)
1:100 0001:25 0001:5 000
9Инженерногеологическая съёмка1:25 000 (10 ´10 км)1:5 000 (2 ´2 км)
1:25 0001:5 000
10Экологическая съёмка1:100 000 (40 ´40 км)
1:100 000
11Гидрогеологическая съёмка1:25 000 (10 ´10 км)1:5 000 (2 ´2 км)
1:25 0001:5 000
12Опробование сырья, подсчёт запасов
Мониторинг является источником получения информации о закономерностях изменения во времени химических составов и физических свойств, как самих техногенных отложений, так и объектов вблизи техногенных месторождений, таких как почв, донных отложений, подземных и грунтовых вод, воздушного бассейна. Данные этого блока являются основой для прогноза изменения экологической ситуации исследуемой территории и выработки рекомендаций для принятияуправляющих решений.В настоящее время жизнь человека настолько насыщена различного рода информацией, что для ее обработки требуется создание огромного количества хранилищ информации различного назначенияи группировка по ряду признаков. Современные информационные системыхарактеризуются огромными объемами хранимых данных, сложной организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования пользователей. [12]По этому, необходимо для получения объективного, своевременного и полноценного контроля, за техногенными месторождениями следует создать структурированную общедоступную базу данных. Основой которой, будет составлять документальные материалы полученные в ходе метрологического контроля и мониторинга за техногенными месторождениями.
Необходимо выделить основные цели создания базы данных таких месторождений:1.Представление информации о техногенных месторожденияхв виде, позволяющем отслеживать запасы ценных компонент, содержащихся в этих месторождениях, и управлять опасными отходами на всех этапах обращения с ними, а именно, при их образовании, накоплении, транспортировке, переработке, обезвреживании, захоронении;2.Обеспечение областных, муниципальных и районных органов управления, специалистов, предпринимателей и общественность информацией о техногенных месторождениях, в том числе, об опасных отходах, их перемещении, причинах не использования;о прогнозируемых процессах, вызванных их наличием;об оценках риска для здоровья человека и возможных путях его снижения;о технологиях переработки, а так жео затратах, связанных с реализацией мероприятий по их утилизации. [13]Технология построения базы данныхтехногенных месторожденийоснована на объединении:информационной базы иматематических моделей распространения загрязнений в окружающей среде иоценки связанных с этим рисков.Создание информационной базы является достаточно сложным процессом, требующим огромного объёма информации, основными источниками которой являются:1)база знаний, содержащая информацию специалистов по изучению и использованию техногенных месторождений;2)база данныхо вещественном составе и физическим свойствам отложений техногенных месторождений;3)нормативноправовая база, предоставляющая информацию, которая следует из нормативноправовых документов.С учетом вышеизложенного, по моему мнению, следует прийти к выводу и ответить на закономерный вопрос, который возникв ходе изложения текста статьи, аименно:Для чего необходимо в современном мире создавать базы данных техногенных месторождений?В процессе формирования базы данных техногенных месторождений решаются следующие задачи:a)Аудит объекта на основе применения оптимального комплекса измерительного оборудования и аппаратуры;b)Формирование обновляющихся характеристик техногенных месторождений, в том числе по результатам опробования;c)Постоянный мониторинг техногенных месторождений, в том числе слежение за запасами полезных компонент в них;d)Повышение достоверности информации о техногенных месторожденийза счёт комплексирования данных, поступающих из разных источников;e)Паспортизация и сертификация техногенных месторождений;f)Экспертиза способов переработки техногенных месторожденийи оценка их экономической целесообразности, т.е. поиск рациональных технологий переработки техногенных месторожденийи выдача рекомендаций по способам использования;g)Оценка существующих и прогнозируемых ущербов, связанных с наличием техногенных месторожденийи др.Внастоящее время значительным резервом национальной экономики являются техногенные месторождения, которые в своей основной массе являются дополнительным источником сырья для различных сегментов рынка. Вовлечение техногенных месторождений в хозяйственный оборот позволит одновременно решать проблемы охраны окружающей среды и улучшения экологической обстановки. Предложены первоочередные мероприятия в сфере недропользования для активизации использования техногенных месторождений. [14]В завершении статьи хотелось бы заметить, чторазработка техногенных месторождений, как правило, экономически целесообразна, так как техногенные месторождениянаходятся на поверхности и материал в них уже частично дезинтегрирован. [15]Однако использование техногенных месторожденийдолжно проводиться своевременно, поскольку складируемые отходы во многихслучаях значительно видоизменяются, теряют свои технологическиесвойства и практическую ценность.Что в свою очередь может послужить основанием для: созданияновыхрабочих местдля населения;
получениедополнительнойгеологическойинформациибез привлечения бюджетных финансовых средств;
созданияреальныхвозможностейдля развития малого бизнеса и снижения оттока населения из регионовгде в настоящее время располагаются техногенные месторождения.
Ссылки на источники1.Мазур Р.Ю., Цой Л.А., Колдаев А.А. // Ангренское техногенное месторождение редкоземельных элементов // Проблемы геологии и освоения недр Труды XVI Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 110летию со дня основания горногеологического образования в Сибири. Томск, 2012. С. 267269. 2.Горная энциклопедия –URL: http://www.miningenc.ru/t/texnogennyemestorozhdeniya/ –[Дата обращения 15.03.2014].3.Макаров А.Б. Техногенные месторождения // Соросовский образовательный журнал, 2000, №8, с. 7680.4.Чантурия В.А Корюкин Б.М // Проблемы геотехнологии и недроведения: (Мельниковские чтения): Докл. междунар. конф. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. Т. 3. С. 26–34.5.URL: http://http://www.coolreferat.com/Техногенные_месторождения. –[Дата обращения 19.03.2014].6.Талалай А.Г ., Глушкова Т.А ., Макаров А.Б. и др . // Рос. геофиз. журн. 1998. № 9/10. С. 65–74.7.Талалай А.Г ., Макаров А.Б ., Зобнин Б.Б. // Изв. вузов. Горный журнал. 1997. № 11/12. С. 20–36.8.URL: http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id = 10158 [Дата обращения 19.03.2014].9.URL:
http://knowledge.allbest.ru/geology/3c0a65625b2ad68a5c43b89521306c271.
html[Дата обращения20.03.2014].10.URL: http://www.coolreferat.com/Техногенные_месторождения_часть=5[Дата обращения 19.03.2014].11.URL: http://gendocs.ru/v2855 [Дата обращения 19.03.2014].12.URL: http://wiki.mvtom.ru/index.php
[Дата обращения 20.03.2014].13.Учебное пособие: техногенные месторождения// URL: http://gendocs.ru/v2855 [Дата обращения 19.03.2014].14.Аксенов Е.М., Садыков Р.К., Алискеров В.А., Киперман Ю.А., Комаров М.А.техногенные месторождения проблемы и перспективы вовлечения в хозяйственный оборот// Разведка и охрана недр. 2010.№2. С. 1720.15.Трубецкой К. Н., Барский Л. А. Горная энциклопедия. —М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991 URL: http://www.miningenc.ru/t/texnogennyemestorozhdeniya/ –[Дата обращения 20.03.2014].
Kichigin Nikita Valeryevichcontractual soldier, Kaliningradkichigin88@mail.ru
Abstract:Article is devoted to a question of the organization of metrological control, monitoring and formation of a database of technogenic fields. The main features of technogenic fields are reflectedin modern Science about Earth. The main economic, social and environmental problems which are possible for solving by use and processing of technogenic fields are analysed. On the basis of the conducted research on a question of formation of a database oftechnogenic fields it is offered to solve a number of significant and actual problems.Keywords: Technogenic fields, metrological control, monitoring, processing, subsurface use.
