Гравийный карьер — это карьер, предназначенный для добычи гравия .
Гравийные карьеры часто находятся в речных долинах , где уровень грунтовых вод высок, поэтому они могут естественным образом заполняться водой, образуя пруды или озера . [1] Озера с гравийными карьерами, как правило, богаты питательными веществами и могут поддерживать процветающие экосистемы, но также могут представлять экологические проблемы, такие как выброс токсичных металлов в водоразделы из обнаженной породы. [2] Старые, заброшенные гравийные карьеры обычно используются либо как природные заповедники , либо как зоны отдыха для водных видов спорта , свалок и прогулок . В Германии бывшие гравийные или песчаные карьеры, которые заполнились водой, известны как Баггерзее («мощное вырытое озеро») и популярны для рекреационного использования. Кроме того, многие гравийные карьеры в Соединенном Королевстве были заселены пресноводной рыбой, такой как карп, для создания мест для грубой рыбалки . Озера с гравийными карьерами также были заселены карпом в Дании, а также радужной форелью . [3]
Гравийные карьеры являются основным источником заполнителей, таких как гравий и песок , которые добываются, а затем подвергаются интенсивной обработке, чтобы быть пригодными для различных целей. [4] Заполнители добываются для изготовления бетона , измельчаются в строительные заполнители и для других промышленных минеральных целей. Гравийные карьеры расположены там, где есть богатые источники материалов, подходящих для измельчения в заполнители, часто на участках речных, ледниковых или пойменных геологических отложений. [4] Осадочные и магматические породы обычно производят заполнители хорошего качества различных размеров, но метаморфические породы редко добываются в гравийных карьерах, поскольку они, как правило, имеют более слабую геологическую структуру. [4] Прочность заполнителей, добываемых в гравийных карьерах, важна для обеспечения того, чтобы продукты, созданные с их использованием, имели хорошую структурную целостность.
После того, как месторождение заполнителя обнаружено (часто в речных долинах, где горные породы были снесены вниз по течению и со временем осели), поверхностная растительность и верхний слой почвы очищаются, чтобы обнажить горную породу. [5] После того, как яма с заполнителем вырыта, ее можно вынуть бульдозерами, которые загружают ее на конвейер или выкапывают, если яма заполнена водой. [5] [6] Затем ее разделяют по размеру частиц, измельчают и промывают для подготовки к использованию. [5] [6] Промывка удаляет нежелательные мелкие твердые частицы, такие как глина, ил и песок, а также является мерой безопасности для контроля за пылью. [6]
Основным прямым применением заполнителей, полученных в гравийных карьерах, является дорожное строительство. Дорожная конструкция обычно включает дорожное покрытие и несколько подслоев заполнителей, размеры которых увеличиваются с глубиной под покрытием, до нескольких метров. [7] Все слои дорожной конструкции требуют природных заполнителей, которые добываются из гравийных карьеров или других мест добычи поверхностного материала. [7] [8] Помимо первоначального строительства асфальтированных дорог, гравийные карьеры важны для текущего обслуживания грунтовых дорог, поскольку поверхности грунтовых дорог должны постоянно выравниваться и покрываться новыми партиями заполнителя. [9] В отдаленных регионах, обслуживаемых изолированными грунтовыми дорогами, операции по добыче гравия часто располагаются на стратегических интервалах каждые несколько сотен километров вдоль проезжей части вместе с лагерями по обслуживанию дорог, чтобы обеспечить бригады по обслуживанию, работающие в этих лагерях, необходимыми материалами. [10] Например, вдоль шоссе Демпстер, которое тянется через изолированный северный регион территории Юкон, Канада, есть несколько гравийных карьеров, используемых для обслуживания дорог, и еще несколько, которые пришли в негодность. [10] Однако ожидается, что большинство из них будут снова введены в эксплуатацию в ближайшем будущем, поскольку вечная мерзлота со временем меняет структуру дороги, что является проблемой, затрагивающей многие изолированные дороги на севере, и одним из способов, благодаря которым гравийные карьеры особенно важны для отдаленных регионов, сталкивающихся с уникальными проблемами. [11]
Гравийные карьеры нарушают естественные процессы ландшафтов, в которых они работают, вытесняя растительность, почву и горные породы. [12] Это, в свою очередь, перенаправляет поверхностный водный поток, изменяя характер стока, что может создать дальнейшие экологические проблемы для целых водоразделов. [12] Среды обитания уничтожаются, вытесняя диких животных и уничтожая растения, что меняет экологию региона. [12] Кремниевая пыль, образующаяся при извлечении заполнителя, поднимается и переносится ветром, покрывая листья растений и сводя к минимуму фотосинтез, что не только нарушает естественные вегетативные процессы, но и влияет на сельское хозяйство и, следовательно, может нарушить сельскую экономику. [13] [14] Перед такими проектами необходимо проводить оценку воздействия на окружающую среду, чтобы смягчить негативные последствия, а после проектов по восстановлению естественной экосистемы следует предпринять усилия по реабилитации. [12] [15] [16] К сожалению, большинство старых гравийных карьеров не были восстановлены после прекращения добычи заполнителя, и их потенциал для восстановления с целью улучшения функции экосистемы растрачивается впустую. [12]
Негативное воздействие на здоровье человека от работы гравийных карьеров хорошо документировано. Как рабочие гравийных карьеров, так и жители, проживающие вблизи гравийных карьеров, подвержены риску легочных проблем, начиная от одышки и ограничения дыхательных путей до хронической обструктивной болезни легких и силикоза. [17] [14] Причиной этих проблем является мелкая кремниевая пыль, создаваемая и поднимаемая процессами добычи заполнителя и переносимая ветром, которую люди вдыхают и которая покрывает поверхности, такие как близлежащие дома и растения. [17] [18] Также существуют опасения, что сельскохозяйственные растения, покрытые пылью от работы гравийных карьеров, представляют опасность для здоровья человека при потреблении, если растение содержит пыль. [13] Были широко распространены движения сообществ, пострадавших от работы гравийных карьеров, с целью их переселения в менее ветреные, жилые или сельскохозяйственные районы, а также принятия лучших мер безопасности для здоровья рабочих. [13] [17] [18]
Как только гравийный карьер перестает производить заполнитель, он часто приходит в негодность и остается заброшенным. [19] [20] Многие из них становятся неофициальными местами отдыха или переходят в водно-болотные угодья, озера или пруды по мере заполнения водой, но рекультивация может помочь этому процессу и снизить угрозы безопасности, которые они представляют в своем промышленном состоянии. [20] [21] Программы рекультивации могут быть реализованы для превращения заброшенных гравийных карьеров в места процветающих местообитаний диких животных, парков или сельскохозяйственных угодий и/или для затопления и зарыбления для любительского рыболовства и создания водных экосистем. [19] [20] [21]