1.9.2.1. Техногенная нагрузка
На территории Свердловской области находится много техногенных объектов: карьеры, отвалы горных пород, хвостохранилища, шламохранилища, отстойники, свалки промышленных и бытовых отходов, гидротехнические сооружения и водохранилища, дражные отвалы, дорожные насыпи, горные выработки. 45 - 50 кв. км территории занято карьерными выработками и зонами обрушения шахт. Глубина отработки подземных ископаемых на действующих подземных рудниках области достигает тысячи метров: Североуральский бокситовый рудник - 1050 м (запасы бокситов разведаны до глубины 2000 м), на карьерах - 300 м (на конец отработки глубина карьера Баженовского месторождения хризотил-асбеста, вероятно, достигнет 420 м). В настоящее время на территории области ведется разработка более 200 месторождений полезных ископаемых, в том числе разрабатывается 36 месторождений черных и цветных металлов, 14 месторождений рассеянных элементов, 48 месторождений благородных металлов, 77 месторождений неметаллических полезных ископаемых, 3 угольных месторождения, 36 месторождений строительных материалов. В области накоплено 8,2 млрд. т промышленных отходов (техногенных грунтов), под которыми занято более 17 тыс. га.
В пределах горных отводов формируется типичный "техногенный ландшафт". В районе г. Нижний Тагил ежегодно теряется до 15 га природных ландшафтов. Радиус развития деформации сдвижения на Высокогорском и Лебяжинском месторождениях достигает 800 - 1200 м. Скорость движения фронта обрушения составляет 3 - 7, иногда до 20 м/год. Провалы над обрушенными подземными горными выработками в пределах шахтного поля Северо-Песчанского месторождения достигают площади 220 га и глубины 70 м. Продолжается оседание поверхности земли в пределах шахтного поля при подземной отработке Североуральского бокситового рудника, достигающее 50 - 150 мм/год.
Строительство подземных сооружений является мощным фактором воздействия на геологическую среду. Возведение и эксплуатация подземных объектов ведется в условиях интенсивного водоотлива от строящихся сооружений. Откачка подземных вод при разработке месторождений полезных ископаемых вызывает снижение гидростатических напоров и статических уровней горизонтов подземных вод. Нарушение природной гидродинамической обстановки приводит к изменению напряженного состояния водовмещающих толщ пород и, как следствие, к уплотнению пород в пределах образующихся депрессионных воронок. Это, в свою очередь, служит причиной опускания территории. Кроме того, подземное сооружение вызывает подъем уровня перед собой и спад ниже по потоку.
Наиболее распространенным видом воздействия являются статические нагрузки на толщу пород от веса зданий и сооружений. Величина этой нагрузки зависит от этажности зданий, плотности застройки территории и применяемых строительных материалов. Как правило, давление на грунт составляет от 0,01 до 0,5 МПа. В результате происходит уплотнение грунтов оснований и оседание поверхности. Глубина и размер поверхности оседания зависят от величины нагрузки, площади и типа фундамента, а также физико-механических свойств массива грунтов.
Огромная антропогенная нагрузка приводит к коренным изменениям окружающих ландшафтов, нарушению гидросферы и интенсивному загрязнению атмосферы, почв, поверхностных и подземных вод. Хозяйственная деятельность человека активизирует развитие природных геологических процессов и вызывает новые, ранее не свойственные данной территории, процессы.
Из природно-техногенных явлений для Свердловской области реальную опасность представляют:
- обрушение земной поверхности над старыми горными выработками;
- развитие карстово-суффозионных процессов в зоне дренажа горнорудных предприятий;
- подтопление и заболачивание территории;
- горные удары и техногенные землетрясения;
- оползни на бортах карьеров;
- катастрофические затопления, вызванные разрушением гидротехнических сооружений.
Значительные площади по-прежнему занимают нерекультивированные нарушенные земли, представленные карьерами, выемками, отвалами, хвостохранилищами и хранилищами горнодобывающих и перерабатывающих предприятий. Увеличиваются площади загрязненных земель промышленными и бытовыми отходами, вредными химическими веществами, тяжелыми металлами.
В настоящее время на территории Свердловской области существуют объекты накопленного вреда окружающей среде, образовавшиеся в результате хозяйственной и иной деятельности (в основном от горнодобывающей и горноперерабатывающей промышленности). Такие объекты характеризуются высокой степенью опасности для окружающей среды и здоровья населения. Наиболее крупные из них кислые шахтные воды и шламы их нейтрализации остановленного Левихинского месторождения медных и цинковых колчеданных руд, кислые шахтные воды и шламы их нейтрализации остановленного Дегтярского медноколчеданного месторождения, подземные воды Крылатовско-Чесноковское месторождение золотокварцевых руд, подземные воды Буланашского угольного месторождения, шламы монохроматного производства и снижение негативного влияния от ранее накопленных отходов ПО "Хромпик".