Каталог Минералов
 

Рукотворные грунты


Грунтоведение / Рукотворные грунты
обсудить на форуме

Миллионы лет назад человек слез с дерева, выпрямился, взял в руки палку, развел первый костер и превратился в... производителя искусственных грунтов. Поколения сменялись поколениями. Люди строили, рыли землю, пахали, возводили насыпи и дамбы.

Пройдитесь по берегу Керченского залива. Здесь, в таманских берегах, как бы законсервирована человеческая история. В обрывах, достигающих 15 и даже 20 м, видны какие-то широкие красные прослои. Подойдите поближе и присмотритесь. Вы увидите, что такой слой состоит из черепков керамических сосудов. Да и на пляже волны перекатывают все те же самые обломки древней посуды.

Здесь когда-то были центры Боспорского государства — Фанагория, Пантикапей и другие города, существовавшие еще в V в. до н. э. Но, по всей вероятности, культурные слои стали накапливаться еще в догреческое время. Вот и стоит современный город Тамань на 10 — 15-метровой толще «рукотворных» грунтов.

С глубокой древности человек стал формировать на поверхности «культурные слои». Еще 100—200 лет назад мусор выбрасывался прямо на улицу. Несмотря на то, что значительная часть его уносилась водой и ветром, отходы постепенно накапливались, образуя подчас многометровые толщи.

Прошли многие тысячелетия, прежде чем деятельность человека превратилась в мощный геологический фактор. Это произошло лишь в XX в.

Крупнейший советский геохимик, академик В. И. Вернадский в 1944 г. писал, что «человек становится крупнейшей геологической силой». Человеку стало по плечу изменение «лика Земли». Ученый сделал вывод, что Земля переходит в новую стадию развития ноосферы — сферы разума.

Одна из особенностей деятельности человека — создание им молодых искусственных грунтов. Они образуются как путем переработки естественных пород земной коры, так и за счет концентрации отходов его бытовой и промышленной деятельности. Сегодня человек каждый год извлекает из естественных массивов, перевозит и вновь укладывает на поверхность более 6,5 м3 искусственных грунтов. За последние 150 лет на горнодобывающих предприятиях извлечено из недр более 1600 км3 грунта. Подумайте о грандиозности этой цифры!

Давайте представим это количество. Простой подсчет показывает, что этого грунта достаточно, чтобы воздвигнуть горную систему, равную по высоте Эльбрусу, шириной 10 и длиной 60 км.

Много искусственных грунтов образуется при строительстве. Так, одни только дорожники до настоящего времени создали искусственных грунтов более 245 км3. Это тоже горная система, правда, более скромной высоты — 2 км и длиной примерно 30 км. В сельском хозяйстве каждый год перерабатывается около 7000 км3 почвы. Это параллелепипед высотой 10 км (выше чем Эверест), шириной 10 км и длиной 70 км. Такая деятельность человека привела к образованию на значительной территории поверхности земли слоя искусственного грунта. Его мощность в разных местах колеблется от нуля до нескольких сот метров.

В подавляющем числе городов люди живут на толщах искусственно образованных грунтов. Давайте прогуляемся по городам. Вот красавец Киев. Здесь большая часть зданий расположена либо на срезанных буграх, либо на засыпанных оврагах. Человек ухитрился в отдельных местах насыпать до 55 м новых, созданных им грунтов и на них возвести много красивых многоэтажных зданий.

Замечательная столица нашей Родины — Москва имеет почти на всей поверхности искусственные грунты. Их слой колеблется от 2 до 50 м. Достаточно сказать, что в ходе совершенствования территории города люди засыпали более сотни рек, ручьев и оврагов.

Ф. В. Котлов, изучавший в течение многих лет эти «рукотворные» грунты в различных городах, установил, что в среднем их мощность (в метрах) составляет: в. Одессе — 45, Воронеже — 20, Ташкенте—18, Ленинграде—10, Лондоне —25, Париже —20 и т.д. Он дал им название «антропогенные».

Но это еще не все. Кто не любовался, проезжая через Донбасс, Соликамск, Кривой Рог, Воркуту, искусственными горами — терриконами. Это рукотворные горы высотой 50—100 м, а иногда даже до 300 м. Они, как «богатыри Черномора», шагают по равнинам, на которых разбросаны шахты. В Донбассе насчитывается более 1500 таких искусственных гор. Эти массы грунтов (так называемых «пустых» пород, не содержащих угля) были извлечены горняками из недр земли и выброшены на поверхность.

Академик А. В. Сидоренко утверждал, что при горных работах только в нашей стране извлекается из недр более 8 млрд. тонн пород в год.    Вея   эта   масса   превращается   в   искусственные   грунты.

Даже и это еще далеко не конец. Сейчас стоит важный вопpoc: что делать с массой бытовых и производственных отходов? Ф. В. Котлов, еще в прошлом веке показал, что одних только бытовых отходов в городах и селах образуется более 0,5 млрд. м3 в год. В США каждый год выбрасывается на свалки 6 млн. т пластмассы, 52 млрд. жестянок из-под консервов, 40 млрд. стеклянных банок и бутылок, 300 млн. шин и т.д.

Часть этих отходов идет на вторичную переработку. Например, старые автомашины обжимаются в мощных прессах и направляются на переплавку; ценным сырьем для бумажной промышленности является макулатура. Но пластмассовые отходы, зола, шлаки, большинство отбросов химической промышленности, часть стеклянной тары часто оказываются неэкономичными для вторичной переработки и использования. И вот громоздятся горы мусора и производственных отходов. С течением времени они слеживаются и превращаются в искусственные грунты, которые все больше и больше покрывают поверхность Земли.

В городах для уничтожения бытовых отходов и мусора стали использовать специальные установки. В последнее время в Будапеште начала работать крупнейшая мусоросжигательная станция. Четыре топки каждый час перерабатывают 15 т городских отходов (около 60% всего городского мусора). Получаемая энергий идет на тепло-и электроснабжение города. В результате этого процесса образуется шлак, который в 6 раз меньше по объему, чем начальный объем мусора, и может быть использован для строительной промышленности. В США даже сделана попытка использовать ядерное горючее для уничтожения отходов.

В нашей стране пишевые отходы собираются и направляются на животноводческие фермы для переработки в питательную биомассу. Техника, в свою очередь, стремится использовать некоторые производственные отходы, например шлаки, как дорожные материалы, сырье для получения строительных изделий и как искусственные грунты для возведения насыпей. Так, шлаковые отвалы Донбасса, образованные еще до 40-х годов, оказались достаточно надежными, чтобы можно было бы на них возводить высотные здания. И вот на 58-метровой толще шлака были построены и прочно стоят много лет высотные жилые корпуса.

На рукотворных грунтах сейчас строятся новые городские районы многих городов нашей Родины. Строители научились уплотнять рыхлые грунты свалок и делать их достаточно надежными как основания для построек. Ученые понимают, что искусственные грунты занимают в нашу эпоху столь значительные территории, которые постоянно увеличиваются, и столь многообразны, что они становятся достаточно серьезным объектом для исследования.

Многолетнее изучение этих рукотворных грунтов позволило многое выяснить. Установлен ряд закономерностей, определяющих их свойства. А это необходимо знать, чтобы строить здания на бывших свалках и промышленных отходах. Кроме того, рукотворные грунты в ряде случаев могут служить сырьем для различных производств.

Свойства таких грунтов прежде всего зависят от состава свалки. Бесспорно, самыми слабыми являются органические отбросы. Это не требует доказательства, достаточно лишь вспомнить гниющие кучи «кухонных и бытовых» отходов.

Более прочны скопления строительного мусора, шлаков, отвалы горнодобывающих предприятий. На них можно строить после того, как они слежатся и уплотнятся. Большую роль играют способ укладки этих отходов и время, прошедшее с момента формирования отвалов.

Современные городские свалки в возрасте 20—25 лет отличаются малой плотностью и сжимаемостью. Для их полного уплотнения (чтобы на них можно было строить)  необходимо от 30 до 40 лет.

Совсем иначе обстоит дело со строительно-бытовыми накоплениями. Для их уплотнения достаточно от 8 до 20 лет. Правда, если они содержат много органических веществ, то этот срок увеличивается до 40 лет. Известно, что при разработке карьеров образуются большие отвалы. Если они состоят из песчаного материала, то такие насыпные толщи быстро уплотняются в течение 1—5 лет. Когда отвал сложен глинистыми грунтами, то слеживание идет медленнее.  На них можно строить только через 5—10 лет.

Хуже обстоит дело с отвалами химических предприятий. Например, при добыче калия образуются мощные отвалы высотой 40— 100 м. Они состоят из обычной каменной соли. Однако в них содержатся примеси некоторых веществ, которые делают неэкономичным извлечение из них соли для бытовых и технических нужд. Эти искусственные грунты отравляют окружающие водоемы, губят прилегающие к ним леса. Использовать их как основание для зданий по ряду причин затруднительно.

Вообще, вопрос утилизации отходов химической промышленности пока остается проблематичным. Лишь небольшая часть их находит вторичное применение, что в настоящее время явно недостаточно. Новые районы быстрорастущих городов уже давно ушли за пределы бывших загородных свалок. Это делает необходимым освоение и застройку их территорий.

Рукотворные грунты — результат бытовой и производственной деятельности людей — являются новым типом горных пород. Они захватывают все более обширные поверхности нашей планеты.



Постельное белье 3d интернет магазин купить постельное белье magianochi.ru.
  • Моя коллекция
  • Добавить образец
  • Добавить месторождение
  • Предложить новость
  • Управление рассылкой
  • Профайл