CC BY
157
------------------------------- © А.Н. Махинов, А.Ф. Махинова,
М.Н. Шевцов, 2009
УДК 504.574:622(571.6)
А.Н. Махинов, А.Ф. Махинова, М.Н. Шевцов
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ В ХАБАРОВСКОМ КРАЕ
~ШУ• ак известно, горное производство является одним из са--»%. мых природоемких видов хозяйственной деятельности. В его процесс вовлечены все виды природных ресурсов: недра, рельеф, почва, воздух, поверхностные и подземные воды, растительность и животный мир. В результате горнодобывающей деятельности появляются площади, нарушенные горными выработками, отвалами пород, отходами производства, которые отрицательно влияют на окружающую среду [1, 2].
Опыт многих стран показывает, что горнодобывающие предприятия наравне с тепловыми электростанциями являются самыми сильно загрязняющими природную среду объектами [3]. По данным Агентства по охране природы США 40% верховий рек Северной Америки в бассейне Тихого океана пострадали от горнодобывающей деятельности. Большая часть токсичных веществ поступает в поверхностные и подземные воды из отвалов и хвостохрани-лищ, открытых для доступа воды, ветра и воздействия растительности.
В настоящее время исследования долговременных последствий деятельности крупных горнодобывающих предприятий, влияющих на состояние окружающей природной среды, немногочисленны и они охватывают обычно сравнительно узкий спектр вопросов. Однако необходимость таких исследований определяется Законом РФ «Об охране окружающей среды», Земельным кодексом Российской Федерации и другими законодательными актами государственного и регионального уровней.
Горнодобывающие предприятия Хабаровского края функционируют в специфической природной среде, обусловленной географическим положением территории. В условиях сурового климата,
горного рельефа и широкого распространения многолетнемерзлых пород, восстановление нарушенных природных ландшафтов, происходит крайне медленно. Однако производство горных работ в отдельных случаях имеют положительные стороны. В процессе деятельности предприятия появляются вновь созданные формы рельефа, служащие впоследствии основой формирования новых элементов окружающей среды со специфическими проявлениями на них природных процессов. В частности, создание карьеров, выемок, отвалов и других форм антропогенного рельефа на заболоченных днищах речных долин приводит к увеличению разнообразия природных комплексов территории [4]. В районах разработок появляются озера, а среди болот - заросшие лесом возвышенные участки.
Дальнейшее развитие горнодобывающей промышленности в Хабаровском крае связано с освоением новых коренных месторождений золота, доля которых в добыче металла постоянно возрастает. Намечающееся в ближайшие годы в крае увеличение количества горнодобывающих предприятий обусловливает необходимость более эффективного контроля за локальными изменениями природной среды путем организации комплексного мониторинга.
Добыча золота коренных месторождений осуществляется с использованием методов выщелачивания, при которых применяются химически активные вещества. Однако с экономической точки зрения она приемлема, особенно в условиях широкого распространения многолетнемерзлых пород, поскольку отходы производства могут быть проморожены и выведены из сферы взаимодействия различных природных процессов, сводя к минимуму негативное влияние на окружающую природную среду [1].
Строительство горнодобывающих предприятий на территории Хабаровского края обычно осуществляется в условиях горного рельефа при достаточно глубоком вертикальном расчленении поверхности, поскольку подавляющее большинство месторождений приурочено к приводораздельным частям горных хребтов и массивов. Наибольшие изменения природной среды происходят в результате прямого механического воздействия на рельеф - при образовании карьеров, выемок, а также повышения поверхности в пределах отвалов и хвостохранилищ.
На территории, прилегающей к основным объектам, нарушается почвенный и растительный покровы и, соответственно, гидро-
термический режим грунтов, что оказывает локальное влияние на условия формирования поверхностного стока, приводит к активизации процессов выветривания, линейной и местами площадной эрозии. В отдельных случаях отмечается активизация склоновых процессов, горизонтальных и вертикальных деформаций русел водотоков, однако масштабы этих явлений ограничиваются лишь локальным распространением в пределах зон непосредственных нарушений рельефа.
Происходит существенное ухудшение качества водных ресурсов [4]. В поверхностных водах выявлены высокие содержания взвешенных веществ, хлоридов, сульфатов, нитритов, аммония, тяжелых металлов. При этом преобразования неодинаковы в зависимости от особенностей строения рельефа и характера хозяйственной деятельности.
Большое влияние на мутность воды оказывают конкретные природные условия территории. Так, например, в северном При-охотье содержание взвешенных веществ в водотоках существенно ниже, чем в южных районах. Эти естественные различия в формировании терригенного стока при горнопромышленном освоении территории необходимо учитывать при планировании и осуществлении мероприятий по защите поверхностных вод от загрязнения воды взвешенными веществами.
В северных районах территории мала эффективность прудов-отстойников вследствие высоких фильтрационных свойств отложений ложа и дамб прудов-отстойников. Наличие мощного слоя многолетнемерзлых пород и почти полное отсутствие таликов в верхних звеньях речной сети обусловливают практически весь объем стока загрязненных вод в поверхностные водотоки. Подмерз-лотные подземные воды в этих условиях остаются достаточно надежно защищенными от загрязнения.
В южных районах рассматриваемой территории имеется возможность создания дамб и прудов-отстойников с более высокими экранирующими свойствами, что ослабляет фильтрацию загрязненных вод, но не препятствует их частичному поступлению в глубокие горизонты. Кроме того, важным фактором распространения загрязняющих веществ в речных системах является большое количество летних атмосферных осадков и ливневый характер их выпадения. Они вызывают переполнение прудов и прорывы дамб, приводя к залповым выбросам загрязнений в реки.
Специфика влияния горнодобывающего производства на окружающую природную среду характеризуется также геологохимическими особенностями месторождения полезных ископаемых, применяемыми методами и технологией его разработки.
Разрабатываемое месторождение и связанные с его освоением объекты хозяйственной деятельности представляют собой сложную природно-техногенную систему, содержащую, как правило, ряд источников различного антропогенного воздействия на окружающую среду. Поэтому при организации мониторинга следует различать виды и источники антропогенного воздействия, связанные непосредственно с разработкой месторождения, а также с инфраструктурой горнодобывающего предприятия, обеспечивающей хранение, транспортировку и переработку полезного ископаемого
[5].
Как показывают результаты многочисленных и многолетних исследований, в процессе горнодобывающей деятельности происходит локальное воздействие производства на все компоненты окружающей природной среды и ландшафта в целом. При этом каждый вид работ сопровождается своим специфическим влиянием на рельеф, многолетнемерзлые породы, почвенный покров и другие компоненты природной среды [1,6,7]. Степень воздействия антропогенной деятельности на природную среду определяется также особенностями современного состояния и динамики самих природных комплексов и их составных элементов.
Площади территории, на которой проявляются последствия прямого и косвенного воздействия производства по добыче и переработке руды, изменяются в сторону увеличения по мере продолжения деятельности предприятия. Однако в процессе дальнейшей устойчивой работы предприятия вовлечение новых участков территории в производственную деятельность резко сокращается. Таким образом, природные ландшафты имеют различную степень нарушения в результате хозяйственной деятельности в зависимости от этапов развития предприятия, а нарушения природных комплексов имеют различный характер. Их диапазон очень велик - от полностью уничтоженных участков природных ландшафтов до едва измененных природных комплексов.
Нередко горнодобывающие предприятия располагаются в непосредственной близости от редких, уникальных, научно или эстетически значимых природных объектов, которые могут быть в пер-
спективе объектами для разработки туристических маршрутов, научных исследований или создания особо охраняемых природных территорий. Выявление таких объектов, поддержание условий для их сохранения является необходимой задачей исходя из интересов поддержания биоразнообразия и устойчивого развития природной среды.
Положительный опыт комплексной оценки воздействия горнорудного производства на окружающую среду и мониторинга был получен на предприятиях, расположенных в Аяно-Майском районе Хабаровского края. Ландшафты рассматриваемой территории обладают повышенным разнообразием природных условий в связи с географическим положением. Для них характерна высокая естественная динамичность и соответственно значительная уязвимость при антропогенном воздействии.
Среди процессов, требующих проведения специального мониторинга, следует отметить следующие:
- активизация склоновых процессов на крутых склонах, а также плоскостной смыв на лишенных растительности поверхностях;
- существенное изменение температурного режима мерзлых грунтов на нарушенных механическим воздействием пологих склонах в нижнем ярусе речных долин, формирование антропогенно обусловленных наледей;
- постоянная аккумуляция различных загрязняющих веществ антропогенного происхождения в почвах и донных отложениях водотоков;
- пылевые загрязнения воздушной среды в пределах природных комплексов, прилегающих к дорогам, карьеру и производственным объектам ЗИФ, в результате которых происходит химическое загрязнение почв;
- изменение численности, видового разнообразия и продуктивности растений и животных, в том числе нарушение сезонных и постоянных путей миграции ценных видов диких животных, обусловленных существенным усилением фактора беспокойства не только в непосредственной близости к предприятию, но и в его окрестностях.
На основе опыта природоохранной деятельности на ГОКах «Юбилейный», «Рябиновый», «Тас-Юрях» ЗАО Артелью старателей «Амур» реализованы и существенно усовершенствованы мероприятия, направленные на нейтрализацию наиболее негативных
воздействий производства на окружающую природную среду и, прежде всего, загрязнение поверхностных вод в результате фильтрации из хвостохранилищ, а также хозяйственно-бытовых стоков жилых поселков. Используемое на предприятиях полусухое складирование хвостов резко сократило величину фильтрации.
Обобщение полученного опыта по организации сети экологического мониторинга в районах со сложными природными условиями [4, 7, 9] позволило выделить нескольких этапов создания сети мониторинга в соответствии с основными видами работ по освоению месторождений.
Первый этап - предварительный. Он связан с подготовкой раздела ОВОС в проекте строительства. На основе имеющихся данных и проведения полевых работ производится изучение основных особенностей природной среды и ее динамики. Важным моментом является оценка ландшафтных особенностей территории - с целью выявления природных комплексов, обладающих различной устойчивостью к антропогенной деятельности и, соответственно, допускающих неодинаковый предельный уровень воздействия. При этом особое внимание обращается на наличие в зоне возможного влияния редких и уникальных природных объектов, имеющих научное, познавательное, историческое и экологическое значения.
Следует отметить, что строительство горнодобывающего предприятия осуществляется обычно на территории, существенно пострадавшей в результате предшествующих поисковых и разведочных работ. При этих видах работ основное воздействие оказывается на рельеф, почвенный и растительный покров. Водные объекты не испытывают столь сильного преобразования как в период разработки месторождений. Поэтому при выборе участков мониторинга должны учитываться особенности неодинакового влияния на природную среду различных видов деятельности.
Второй этап заключается в организации пунктов наблюдений непосредственно на местности. С этой целью проводится посещение участков, на которых оборудуются пункты в соответствии с решаемыми на них задачами. На этом этапе составляется крупномасштабная карта природоохранного мониторинга.
На карте изображаются основные объекты, оказывающие влияние на окружающую природную среду. Это карьеры, здание фабрики, склады ГСМ и ВВ, поселок, дороги и другие объекты.
На карту наносятся зоны различной степени нарушенности ландшафтов на основе прогнозных данных о преобразовании природной среды. Целесообразно выделение буферных зон, особенно если в непосредственной близости от производственных сооружений находятся редкие природные объекты, которые необходимо сохранить от уничтожения или преобразования. Особым знаком выделяются природоохранные объекты, которые должны быть включены в систему мониторинга с целью ежегодного обследования их состояния.
Основным содержанием карты являются пункты мониторинга за компонентами природной среды. Их количество и местонахождения определяются исходя из особенностей географического положения участка, распространения в его пределах речной сети и основных типов ландшафтов, а также размещения объектов производства. При этом целесообразно объединять вместе некоторые объекты наблюдения, например, гидрологические и гидрохимические, почвенные и мерзлотные и т.п.
Средства на организацию и содержание основных элементов сети мониторинга, а также ежегодные оценки состояния природных ландшафтов и медленно изменяющихся компонентов природной среды должны быть предусмотрены проектом строительства предприятия.
Третий этап мониторинга осуществляется в период эксплуатации месторождения. В его результате накапливаются данные о влиянии производства на отдельные компоненты природной среды и ландшафты. Полученные материалы должны один раз в пять лет обобщаться с целью выявления основных закономерностей преобразования изучаемых природных объектов под влиянием производства. На основании таких данных могут быть сделаны обоснованные заключения об изменении режимов наблюдений, числе пунктов наблюдений и т.д., которые затем используются при корректировке схемы мониторинга.
Четвертый этап мониторинга связан с наблюдениями за восстанавливающимися в процессе рекультивации нарушенных земель участками. Результаты мониторинга имеют огромное значение, поскольку рекультивируемые площадки могут представлять собой перспективный резерв увеличения земель сельскохозяйственного фонда, возможность использования которого акту-
альна не только в южных, но и в северных районах Хабаровского края.
В процессе рекультивации на заболоченных территориях имеется возможность провести реконструкцию природных комплексов с образованием значительно более ценных искусственных ландшафтов с заранее заданными свойствами. С этой целью отдельные заболоченные участки заполняются отвалами, поверхность которых подвергается планировке с образованием пологих склонов. Покрытие искусственно созданной поверхности плодородным слоем производится специально снятыми при вскрышных работах, складированными и сохраненными почвог-рунтами. На таких искусственных участках возможно создание в перспективе почв для выращивания кормовых трав или тепличных хозяйств даже в условиях распространения многолетнемерзлых пород.
Общая схема расположения и количество наблюдательных пунктов, частота, продолжительность наблюдений, методика оценок эффективности мониторинга обусловливаются особенностями динамики природных процессов и многими другими факторами, в том числе принятыми технологическими приемами и особенностями ведения горнодобывающих работ [8]. Поэтому схема мониторинга для каждого конкретного предприятия обосновывается индивидуально.
Таким образом, основные принципы мониторинга сводятся к следующему:
1. Обоснование наблюдательной сети производится на первом - подготовительном этапе (этапе проектирования). Эта сеть при строительстве, а также в период эксплуатации месторождения расширяется и трансформируется с учетом вовлечения в хозяйственную деятельность все новых территорий и накопления опыта мониторинга.
2. Сеть мониторинга создается с учетом физико-географических особенностей территории и интенсивности природных процессов и явлений, происходивших в прошлом, а также с оценкой прогноза их возможного развития в естественных условиях.
3. Наблюдательная сеть учитывает характер и интенсивность механических, химических, физических воздействий на
разные компоненты природной среды, позволяющих определить пороговые значения нагрузки на ландшафты, а также прогнозировать последствия эксплуатации месторождений.
4. Пункты наблюдения за различными компонентами природной среды по возможности увязываются в единую сеть с тем, чтобы в общих чертах представлять собой подобие связей в природном комплексе, а также располагаются в одном типе ландшафта, наиболее характерном для конкретной территории.
5. Все пункты наблюдений наносятся на крупномасштабные карты, а также защищаются от случайного уничтожения или повреждения.
6. Результаты наблюдений документируются, накапливаются, хранятся и являются доступными для анализа. При ликвидации предприятия все материалы по мониторингу передаются в соответствующие органы Правительства Хабаровского края.
7. Материалы мониторинга ежегодно подвергаются обработке и анализу. Результаты анализа содержат выводы о состоянии природной среды и изменениях ее компонентов за год, а также обоснованные рекомендации по трансформации наблюдательной сети в случае необходимости.
Задача экологического мониторинга состоит в выявлении источников и миграции загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, недрах, почвах, в поверхностных и подземных водах, растительности с учетом их накопления или транзита за пределы рассматриваемых территорий. Основой такого мониторинга является систематический анализ, выполненный на основе комплексных исследований всех компонентов ландшафтов, с учетом их взаимосвязей в условиях многофакторного воздействия.
В организации и постоянном функционировании систем экологического мониторинга на предприятиях горнодобывающей промышленности Хабаровского края принимают участие многие организации. Среди них Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Хабаровскому краю, Министерство природных ресурсов Хабаровского края, Дальневосточное территориальное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Дальгидрогео-центр, центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора по Хабаровскому краю и другие. Но эффективная система мониторинга с учетом комплексных наблюдений может
быть создана при участии научных учреждений, а также самих предприятий, осуществляющих добычу и переработку полезных ископаемых.
Многолетний опыт мониторинга в районах освоения золоторудных месторождений Хабаровского края, проводимого Дальэ-коцентром совместно с ОАО “Артель старателей Амур”, показал его высокую эффективность при анализе состояния природной среды в районах добычи и переработки полезных ископаемых. Он является необходимым условием нейтрализации негативных последствий горнодобывающей деятельности и восстановлении качества окружающей среды, нарушенной при производстве работ.
------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Махинов А.Н., Карсаков Л.П. Геоэкологические проблемы при освоении месторождений золота на Дальнем Востоке и некоторые пути их решения // Вестник Приам. регион. отд-ния РАЕН. 2000. N° 1. С. 99-104.
2. Саксин Б.Г., Крупская Л.Т. Региональная оценка воздействия горного производства на окружающую среду // Горный журнал. 2005. № 2. С. 82-86.
3. Экология горного производства / Г.Г. Мирзаев, Б.А. Иванов, В.М. Щербаков, Н.М. Проскуряков. М.: Недра, 1991. 301 с.
4. Водные ресурсы горнорудных районов и их преобразование (юг Дальнего Востока). / М.Н. Шевцов, К.П. Караванов, А.Н. Махинов, В.В. Кулаков, А.М. Мордовии, В.В. Шамов, В.П. Шестерин. Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. унта, 1998. 159 с.
5. Требования к мониторингу месторождений твердых полезных ископаемых / Сост. Б.В. Боревский, Г.Н. Катков, В.П. Новиков, Л.С. Язвин. М.: МПР России, 2000. 30 с.
6. Антропогенные изменения ландшафтов при разведке и добыче золота на севере Приохотья / А.В. Иванов, А.А. Бабурин, А.Н. Махинов, А.П. Николаев, А.С. Антонов // Мат-лы конф. по подготовке к Всеросс. съезду по охране природы (15 марта 1995 г.). Хабаровск: Приам. геогр. о-во, 1995. С. 54-55.
7. Влияние горнодобывающих предприятий на преобразование ландшафтов хребта Кет-Кап / А.Н. Махинов, А.Ф. Махинова, В.М. Сапаев, М.Н. Шевцов // Вопросы географии Дальнего Востока. Вып. 20: Экологические проблемы при горнорудном и энергетическом освоении территорий и акваторий. Хабаровск: Приам. геогр. о-во, 1997. С. 8-13.
8. Махинов А.Н., Сапаев В.М. Организация мониторинга при разработке золоторудных месторождений в экстремальных природных условиях // Вопросы географии Дальнего Востока. Вып. 20: Экологические проблемы при горнорудном и энергетическом освоении территорий и акваторий. Хабаровск: Приам. геогр. о-во, 1997. С. 26-29.
9. Шестеркин В.П. Влияние добычи и переработки рудного золота на качество речных вод Приамурья // Биогеохимические и экологические оценки техно-
генных экосистем бассейна реки Амур. Владивосток: Дальнаука, 1994. С. 98-105. iisrjsi
— Коротко об авторах -----------------------------------------------
Махинов А.Н. - доктор географических наук,
Махинова А. Ф. - кандидат географических наук, Е - mail:
Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, г. Хабаровск. E-mail: [email protected] Шевцов М.Н. - доктор технических наук,
Тихоокеанский государственный университет, г. Хабаровск.
