Особливості будови літосфери, природно-ресурсна, мінерально-сировинна та енергетична безпека

Шляхи вирішення  проблеми: видобуток важковидобувних запасів вуглеводнів – сланцевого газу.

 

^{Відновлювані  джерела енергії}

Гідравлічна

Сонячна

Вітрова

Припливна

Геотермальна

 

 

 

 

Нафтова криза 1973 року в багатьох країнах стала каталізатором  пошуку альтернативних джерел енергії. Франція відтоді переорієнтувалася  на атомну енергетику, а в Бразилії за браком нафти і високих технологій почали активніше використовувати  цукрову тростину. Етанол став альтернативним пальним у Бразилії. Це джерело  з часом перекрило 35% енергопотреб країни.

З 80-х років Бразилія стала не лише однією з перших держав, яка активно запроваджувала використання альтернативного пального, а й одним з експортерів відповідних технологій та адаптованих двигунів. Технологія виробництва біодизелю доволі проста: за допомогою метилового спирту з олії видаляється гліцерин і на виході отримується пальне, яке за молекулярним складом подібне до дизпального і може використовуватися замість нього. Перелік переваг біодизелю доволі переконливий: викиди двигуна, який працює на біодизелі, порівняно з традиційними двигунами скорочуються на 30-60%; виробництво біодизелю дешевше: на Заході витрати на синтез 1 тис. л альтернативного пального становлять близько $300 — щоб отримати аналогічну кількість бензину, необхідно вдвічі більше коштів; менші витрати власників автотраспорту: в Німеччині літр біодизелю коштує на 15 EUR дешевше від звичайного ДП. У Євросоюзі сьогодні на потребу ПЕК переробляється 2,7 т олійних на рік і на АЗС надходить понад 1 млн т біодизелю. рапс сприяє рекультивації земель, забрудненим радіоактивними речовинами. Відходи рапсу можна використовувати як корми для худоби.

 

Хімічний склад літосфери

Найбільше у літосфері  кисню (49,13%), кремнію (26,0%) і алюмінію (7,45%). Менш розповсюджені залізо (4,20%),кальцій (3,25%), калій і магній (по 2,53%), водень (1%), ще менше у корі титану (0,61%), вуглецю (0,35%) і хлору (0,20%). На долю всіх решти  хімічних елементів лишається лише 0,71%.

Таким чином літосфера  є джерелом усіх необхідних для життєдіяльності  живих організмів хімічних елементів

 

Під природними ресурсами розуміють тіла, явища і процеси у довкіллі, які використовуються людиною у господарській діяльності, складають сировинну і енергетичну базу техноекосистем.

Природні ресурси  класифікують за:

1)необхідністю - життєво необхідні (повітря, вода, продукти харчування) вкрай необхідні  (будматеріали, енергоносії, метали), відносно непотрібні (діаманти, перлини);

^{2)масштабністю - світові, глобальні, національні, територіальні;}

3. просторовим розташуванням: зовнішні - енергія сонця, космічний простір, ресурси інших небесних тіл;

• поверхні Землі - ресурси ландшафту (грунтові, водні);

• земних надр - мінерально-сировинні, паливно-енергетичні;

4. належністю до певних компонентів довкілля: космічні, планетарні, ресурси літо- (грунтові, мінеральні, сировинні) гідро-(водні), атмо- (повітряні), біосфери (лісові);

5) цільовим призначенням: - матеріальні (мінерали, руди, породи), енергетичні (сонячна, водна, хімічна, атомна енергії); грунтові, біологічні (харчові, тваринний та рослинний світ), рекреаційні, естетичні, ті, які мають наукову, культурну та історичну цінність;

6) можливістю використання - використовувані (нафта, газ), недоступні (мантійна магма), резервні (геотермальне тепло), ^{можливі для використання (відходи, вторинні ресурси);}

^{7) ступенем вивченості - виявлені, вивчені, прогнозовані;}

8) техногенним впливом на природні ресурси – зазнають шкідливого впливу, помірного або слабкого.

9) вичерпністю/відновністю - невичерпні ресурси (енергія сонця, припливи та відпливи, енергія текучої води, вітру, внутрішнє тепло Землі, кліматичні ресурси).

^{вичерпні  відновні - ґрунтові, водні, біологічні;}

невідновні - корисні  копалини, частково відновні, придатні до повторного споживання (метали, пластик).

10) замінністю - замінні ресурси - це та частина природних 
ресурсів, що можуть бути замінені іншими зараз чи в майбутньому.

незамінні ресурси - природні  ресурси, які не можуть бути замінені іншими ні зараз, ні у  визначеній перспективі.

11) виснаженістю - виснажні ресурси - усі види природних ресурсів, кількість яких може знизитися під впливом людської діяльності до такої межі, коли подальша їх експлуатація стає економічно нераціональною або загрожує їм повним фізичним зникненням. Виснаження природного ресурсу ще до фази його економічної нерентабельності призводить до повного незворотного знищення цього ресурсу або до екологічної катастрофи.

Невиснажні ресурси - це невиснажувана частина природних ресурсів, недостатність яких поки що не відчувається і не очікується у найближчому майбутньому.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лекція № 5. Екзогенна  безпека стійкості довкілля. Небезпечні екзогенні геологічні процеси, їх причини  та наслідки, прогноз і попередження, способи забезпечення екологічної  безпеки.

Методи боротьби з проявами суфозії, аналогічні до боротьби з карстом  плюс:

4) заповнення (тампонування) тріщин і порожнин цементними  розчинами, бетоном або безцементними нерозчинними матеріалами

5. закріплення всій або частини (не менше 5 м) товщі незв'язаних грунтів, перекриваючі закарстованні грунти, шляхом цементації, силікатування або смолізації;
6. регулювання гідрогеологічної обстановки з метою стабілізації або уповільнення карстово-суффозійних процесів

• дренування, гідроізоляція, водовідведення,

• підвищення рівнів підземних вод,
• посилення їх коливань і збільшення інтенсивності.

рух вод в надкарстових водоносних горизонтах (перш за все в четвертинному водоносному горизонті) не допускається;

9 жовтня 1963 р. з схилу  гори Струм в Італійських Альпах  у водосховище вище по течії  від дамби Вайонт, відбувся крупний зсув грунту обємом 240 млн. мЗ грунту.

Внаслідок потрапляння  зсувного тіла у водосховище, дамба  встояла, але хвиля заввишки 100 м  перелилась через гребінь і повністю змила селище Лонгароне, внаслідок чого загинули 2500 чоловік.

^{Способи боротьби зі зсувами}

1) Заліснення зсувонебеспечних ділянок

2) Дренування (прискорення  стоку води) зсувонебеспечних схилів

3) Терасування зсувонебеспечних схилів

4) Підпірні стінки, анкерні кріплення

^{Надзвичайні екологічні ситуації природного характеру}

_{Селі, селеві потоки}

Селі або селеві потоки представляють  собою грязекам'яні, водонасичені маси гірських порід, які можуть переноситись на значні відстані, змітаючи все на своєму шляху, включаючи ліси, будинки та інші об'єкти будівництва. В міру звезводнювання рух елевого потоку сповільнюється або припиняється аж до надходження нової порції води, яка знову призводить сель у рух.

 

Вплив особливостей будови літосфери, активізації екзогенних та ендогенних геологічних процесів на екологічну безпеку

До небезпечних  екзогенних геологічних процесів належать зсувні, солюфлюкційні, осипові, обвальні, карстові, суфозійні, просадочні та інші, які виникають внаслідок прямого чи опосередкованого впливу енергії Сонця внаслідок вивітрювання, денудаційної та акумулятивної роботи поверхневих вод, діяльності моря, озер і боліт, вітру, а також їх техногенної активізації. До небезпечних ендогенних геологічних процесів належать вулканічні виверження, тектонічні рухи, землетруси та інші, які виникають внаслідок прямого впливу внутрішньої енергії земних надр. Роль техногенного чинника у активізації ендогенних процесів є значно меншою ніж вплив на екзогенні прояви.

Лахари - селеві потоки ініційовані виверженням вулкану чи геотермальним теплом.

^{Лавини - потоки снігових мас зі схилів гір}

^{Селі, селеві потоки}

В гідрології під  селем розуміється паводок з  дуже великою концентрацією завислих речовин, каміння і уламків гірських порід (до 50—60 % об'єму потоку), який виникає в басейнах невеликих  гірських річок і сухих русел  та викликаний, як правило, зливовими  опадами або бурхливим таненням снігів. Сель — це короткотривале (1—3 години) явище, характерне для малих водотоков завдовжки до 25—ЗО км і з площею водозбору до 50—100 км2. Існують класифікації селів по висотному положенню, геоморфологічній будові басейну, причин винекнення, по ступеню насиченості наносами і їх фракційному складу. Розрізняють: "грязьові ", "камяні" і "водокам'яні " селі. Селі характеризуються просуванням лобової частини у формі валу з води і наносів або частіше наявністю ряду валів, що послідовно зміщуються. Проходження селя супроводжується значним переформовуванням русла.

Умови сходження сельового потоку:

1. значний перепад висот
2. водонасиченість грунту
3. незакріпленність грунту деревно-рослинним шаром.
4. значна кількість опадів

Наслідки сходження сельового потоку

 

^{Ознаки  селевого потоку:}

1. У-подібна долина
2. наявність «конусу виносу».
3. значний (не менш 0,10) ухил тальвегу
4. наявність значних скупчень продуктів звивітрювання гірських порід. Шаруватість, кут падіння та блоковість корінних порід сприяють активізації сельового потоку.

Способи мінімізації руйнівної  сили _{селевих потоків}

Під зсувом у  вузькому розумінні розуміють масу корінних порід або грунтів, що під дією сили тяжіння зміщуються уздовж стінки відриву, що має різну форму - плоску, дугоподібну, напівциліндричну та ін.

У широкому сенсі до цієї категорії небезпечних  екзогенних процесів відносять не тільки власне зсуви, але і різноманітні каменепади, осипи та інші утворення.

_{облаштування "пасток" селевих потоків}

_{Облаштування селескидів селевих потоків}

_{облаштування  селепропусків (над комунікаціями)}

4) інженерне закріплення ґрунтового масиву палями

5) інженерне закріплення  ґрунтового масиву _{геотекстилем}

6) лісомеліорація схилів  та закріплення рослинного покриву

 

^{Причини активізації зсувів}

Природними причинами  активізації зсувів є особливості  літологічного складу гірських порід, їх фізичне, хімічне та біологічне вивітрювання, ерозійна робота постійних та тимчасових водотоків, що призводить до підрізання схилів, тектонічні рухи та ін. Гірничо-видобувна  та інженерно-будівельна діяльність людини активно сприяє утворенню зсувів. Вважається, що близько 80% сучасних проявів  зсувних процесів мають техногенну природу. Техногенними причинами активізації  зсувів є: підрізання схилів та укосів, перевантаження їх при будівельних  роботах, обводнення та перезво ложе ння, вибухові роботи, ерозійна робота штучних каналів та дренажів і т.п. В залежності від динаміки прояву зсувного процесу та періодичності активізації на окремій ділянці виділяють прості, субпаралельні та багатофазні зсуви.

 

Способи мінімізації руйнівної  сили осипів,обвалів, каменепадів

^{1) лісомеліорація схилів та закріплення}

_{рослинного  покриву}

_{2) підпірні стінки}

Способи боротьби зі солефлюкційними явищами

1) опора на стійкий грунт

2) несучі конструкції не повинні розмерзати

^{Методи  запобігання активізації  схилових процесів:}

покриття схилу геосинтетичними матеріалами для запобігання розмиву і звітрювання, утримання рослинного покриву; створення водонепроникного покриття у верхній частині схилу для обмеження зволоження об'єму лінзи ковзання; створення водозливів і поверхневих дренуючих систем

Під просадочністю розуміють здатність лессового макропористого грунта дуже швидко розмокати та ущільнюватися (під навантаженням) Приклади: висотний будинок чи меліоративний канал в лесевій товщі. Виділяють два типи просадочніх грунтів:

1. тип - просадка грунту під впливом власної ваги до 5 см
2. тип - просадка грунту під впливом власної ваги понад 5 см

^{Природа просадочності лесевих товщ}

Є дві основні  гіпотези причин просадочності лессу.

Просадочність лессу — є його первинною властивістю, тобто просадочність формується безпосередньо в ході накопичення і перетворення мінерального пилуватого осадку.

II Просадочність лессу - новоутворена властивість грунту, після накопичення пилуватого осадку - гіпотеза вивітрювання лесу при впливі низьких температур. Просадочність набувається в результаті циклічного сезонного промерзання відтаювання початкового пилуватого грунту і видалення з них льоду за допомогою сублімації (випаровування льоду минаючи рідкий стан). В ході промерзання порова вода перетворюється  на лід, ущільнює породу і сприяє дробленню більш крупних піщаних зерен до розміру пилуватих частинок та формування порожнин. Дана гіпотеза формування просадочності підтверджується лабораторним і натурним моделюванням.