CC BY
66
--------------------------------- © Л.П. Лескова, Л.Т. Крупская,
Н.И. Г рехнев, В.А. Морин,
К.Е. Гула, Е.И. Бондаренко,
2007
УДК 66.098:504.06:577.1
Л.П. Лескова, Л. Т. Крупская, Н.И. Грехнев,
В.А. Морин, К.Е. Гула, Е.И. Бондаренко
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОСВОЕНИЯ НЕДР В ЗАО «МНОГОВЕРШИННОЕ»
И СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ИХ РЕШЕНИЮ
П асположенное на севере Хабаровского края, в бассейне крупнейшей дальневосточной реки Амур, куда впадает большое количество нерестовых речек, ЗАО «Многовершинное» является горно-обогатительным предприятием по добыче и переработке руд месторождения «Многовершинное» с извлечением из них драгоценных металлов (золота и серебра) и получением товарной продукции в виде сплава Дорэ. Использование цианистой технологии извлечения обусловливает химическое загрязнение промышленных сточных вод. Поэтому главным негативным источником воздействия на природные системы несомненно является обогатительная золотоизвлекательная фабрика (ЗИФ). В связи с этим целью исследования явилась оценка экологического состояния объектов природной среды зоны ее влияния для обеспечения экологической и социальной безопасности процессов переработки минерального сырья.
В ЗАО «Многовершинное» разработка золотосодержащей руды осуществляется открытым и подземным способами с применением взрывных работ. Схема переработки руды включает крупное дробление, мокрое измельчение с классификацией, гидроциклони-рованием и сгущением, цианирование с сорбционным осаждением на смолах и их регенерацией, электрохимическое измельчение, обжиг с плавкой и обезвреживание стоков гипохлоритом кальция. Здесь имеется реагентное хозяйство с узлами приготовления растворов известкового молока, серной кислоты, цианистого натрия, щелочи, полиакриламида, гипохлорита кальция.
Отходы на этом горном объекте складируются преимущественно в виде отвалов вскрышных пород и сбросной пульпы с содержанием твердого вещества 30-40 % в хвостохранилище, наливного, овражно-балочного типа, образованного каменно-земляной дамбой. В настоящее время заканчивается ее наращивание до отметки 370 м. В качестве противофильтрационного элемента выполнен суглинистый экран толщиной 1,5 м по всей чаше хвосто-хранилища. Экологические мероприятия предусмотрены в плане технического перевооружения горного предприятия. Обезвреживание хвостовой пульпы производится 37 % раствором гипохлорита кальция, который добавляется непосредственно в пачук обезвреживания. Его удельный расход на тонну руды составляет 6 кг или 4 грамма вещества на литр исходной пульпы. Химической лабораторией ЗАО «Многовершинное» ведутся наблюдения за качеством пульпы, поступающей на хвостохранилище. Однако за качеством ее водно-жидкой фазы сразу после обезвреживания они не проводятся.
В табл. 1 приведена характеристика сбросной пульпы. В пульпе отмечается аномальное количество химических элементов и их соединений (хлоридов, цинка, меди, железа, кобальта, марганца, роданидов, цианидов). Высокая токсичность способствует созданию потенциальной опасности для биоты и человека. К тому же эти токсиканты, поступающие в экосистемы, находятся в подвижной форме.
Анализ совокупности источников техногенной опасности отходов горного предприятия для компонентов природной среды проведен с учетом различных факторов. Оценка негативного воздействия техногенных объектов на природную среду осуществлена, исходя из следующих положений:
- заскладированные отходы, имея разнообразный состав и свойства, содержат загрязняющие компоненты биосферы химические токсичные элементы;
- хвостохранилище и отвалы определяют потенциальный, высокий и продолжительный риск загрязнения поверхностных и подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, хозяйственно-бытовых и рыбохозяйственных нужд и др.;
- техногенные объекты представляют опасность загрязнения пылью и газообразными продуктами разрушения отходов для природных систем;
Таблица 1
Характеристика сбросной пульпы ЗИФ ЗАО «Многовершинное», жидкой фазы в прудке хвостохранилища и дренажных водах
Наименова-
Концентрации вредных химических веществ (ВХВ), мг/л
ние вредных химических веществ (ВХВ) в сбросной пульпе в прудке хво-стохранили-ща в дренажных водах ПДК ВХВ для водоемов рыбохозяйственного назначения
Хлориды 1257.9 735,16 296,65 300
Цинк 0,047 0,024 0,0302 0.01
Медь 0.22 0,09 0,013 0,001
Железо 0,52 0,96 0,396 0,1
Кадмий - - 0,0168 0,005
Взвешен- 269061 21.3 11.04 2,93
ные в-ва
Никель 0,0134 0,0072 0,003 0.01
Кобальт 0.054 0,025 0,016 0.01
Алюминий - 0,155 0,018 0,0259 0.04
Марганец 0,04 0,066 0,177 0.01
Роданиды 0,25 0,234 - 0,1
Цианиды 0.29 0,183 - 0,05
- отходы способствуют опасному загрязнения почвеннорастительного покрова прилегающих территорий;
- техногенные объекты провоцируют нарушение экологического равновесия.
Установлено, что почвы, растительность и донные отложения в зоне влияния хвостохранилища обогащены токсичными элементами (цинком, свинцом, мышьяком и др.). Происходит трансформация растительного покрова. Оценка техногенного воздействия в исследуемом регионе на биоту, согласно методическим подходам академика Ю.А. Израэля [1], осуществлялась через ее «критическое звено», которое может быть представлено группой видов и даже одним из них. В таком случае, следуя взглядам В.Н. Сукачева о фи-тоценотипах [2], структура, видовой состав, направление циклической сукцессии фитоценозов, предопределяется их эдификаторной синузией, в состав которой даже в самых сложных растительных сообществах входит ограниченное количество видов. В условиях техногенеза сохранение жизнеспособности этой группы растений, даже, если исчезнут виды-ассектаторы, обеспечивает перспективу
самовосстановления исходного биогеоценоза при прекращении этого воздействия.
К сожалению, биологические методы в приложении к горному производству пока разработаны слабо в связи с их спецификой. Тем не менее, полученные нами материалы дают возможность их систематизировать и констатировать значительные нарушения в структуре и функционировании природных систем здесь. Обнаружено нарушение нормальных циклов развития растений, полное выпадение фенофаз. Отмечена задержка начала фазы вегетации уже при минимальном загрязнении компонентов биосферы у брусники, багульника на 25-35 дней (зона влияния ЗАО «Многовершинное»). Лишайниковая флора полностью исчезает на техногенно сильно загрязненных площадях. Наиболее чувствительными процессами, на которые оказывает влияние техногенное загрязнение среды, является репродуктивная деятельность и продолжительность жизни растений. Это выражается в увеличении стерильности пыльцевых зерен (табл. 2), что влечет за собой низкое прорастание семян. Также в состоянии глубокого биологического разрушения находятся почвы.
Таким образом, воздействие техногенных объектов вызывает отрицательные изменения почвенно-растительного покрова, подрывая его восстановительный потенциал.
Серьезной экологической проблемой в ЗАО «Многовершинное» является очистка сточных промышленных вод, Обезвреживание пульпы, производимое здесь традиционными химическими методами, проводится недостаточно эффективно. В результате сбрасываются в окружающую природную среду сточные воды, содержащие вредные химические соединения, значительно превышающие предельно допустимые концентрации (по марганцу, меди, железу, цинку, роданидам и др.).
Сбрасываемые в природные водоемы, они оказывают негативное влияние на гидробионты, нарушая биологическое равновесие. При этом изменяется кислородный режим, прозрачность и цветность, кислотность, снижается продуктивность в них и нарушаются процессы самоочищения. Наиболее экологически надежным и экономически целесообразным является способ биологической очистки, о чем свидетельствуют исследования разных авторов и наших собственных [3, 4 и др.].
Таблица 2
Биоиндикация по стерильности пыльцы растений - биоиндикаторов (зона влияния ЗИФ ЗАО «Многовершинное»)
Наименование гор- Наименование Количество ис- Стерильность Зона
ного растений- следованных кле- пыльцы, % воздей-
предприятия биоиндикаторов ток ствия
ЗИФ ЗАО «Много-Ромашка непаху- 500 21,0±0,35 1
вершинное», зоначая влияния Кипрей узколист- 500 19,8 ±0,47 1
ный Гравилат желтый 500 18,0±0,39 1
Ромашка непаху- 500 11,2±0,43 2
чая Кипрей узколист- 500 11,9±0,51 2
ный Гравилат желтый 500 10,5±0,38 2
Гравилат желтый 500 4,4±0,32 3
Кипрей узколист- 500 4,2±0,39 3
ный Ромашка непаху- 500 4,3±0,35 3
чая Гравилат желтый 500 0,3±0,20
Кипрей узколист- 500 0,5±0,54 -
ный Ромашка непаху- 500 0,3±0,19 -
КОНТРОЛЬ чая
Примечание: 0,3-0,5 % - эталонная оценка экологической ситуации; 0,7-4,4% -удовлетворительная; 4,6 %- 8,5 % - неудовлетворительна; 8,6-20,0 % - критическая (угрожающая)
Использование в процессе эксперимента, например, Ряски малой (Lemna minor), как биологического сорбента, способствовало практически стопроцентному извлечению загрязняющих веществ из промышленных сточных вод на ЗИФ ЗАО «Многовершинное» (табл. 3). Эколого-экономическая эффективность внедрения этого метода превышает эффективность применения традиционных химических методов очистки, используемых здесь в настоящее время.
Известно, что движение человечества к устойчивому развитию предполагает поддержание целостности природных систем и их жизнеобеспечивающих функций. Оно предусматривает
такое развитие, при котором техногенное воздействие на окружающую среду соответствует регуляторным возможностям биосферы и не превышает ее экологическую емкость. Решение этой проблемы возможно лишь при условии, когда не будет происходить разрушение естественного биотического механизма ее регуляции. Создание индустриальных биохимических циклов, целевое использование биологических систем (растений, микроорганизмов, животных), например, в процессе очистки промышленных сточных вод, образующихся при переработке золоторудных месторождений, позволит сохранить естественную биоту на Земле, как единственного механизма поддержания для жизнедеятельности условий окружающей среды в локальных и глобальных масштабах. При этом крайне важно осознание необходимости развития экологической биотехнологии в горнодобывающей отрасли на Дальнем Востоке.
----------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Израэль Ю.А., Семенов С.Н., Кутина И.М. Экологическое нормирование: методология и практика //Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. - Л.,1991. Т. 13. - С. 10 - 24.
2. СукачевВ.Н. Основные понятия биогеоценологии. - Л.: Наука, 1964 - 574 с.
3. Тимофеева С.С., Руш Е.А., Старостина В.Ю. Современные подходы к технологиям очистки сточных вод и утилизации бытовых отходов малых населенных пунктов //Проблемы оценки и прогноза устойчивости геологической среды г. Иркутска. -Иркутск, 1997. - С. 141 - 144.
4. Саксин Б.Г., Крупская Л.Т. Региональная оценка воздействия горного производства на окружающую среду // Г орный журнал. - 2005. -№» 2 - С. 82 - 86.
— Коротко об авторах ------------------------------------------------
Лескова Л.П. - заместитель главного инженера по охране окружающей среды, ЗАО «Многовершинное»,
Крупская Л.Т. - доктор биологических наук, заведующий лабораторией, Грехнев Н.И. - кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник,
Морин В.А. - кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник,
Институт горного дела ДВО РАН,
Гула К.Е. - аспирант, преподаватель, Тихоокеанский государственный университет,
Бондаренко Е.И. - лаборант ИГД ДВО РАН, студент 5 курса ТОГУ.
