CC BY
27
Оригинальная статья
УДК 622.882:622.33.012.3«Черногорский»:622.85:631.43 © А.Т. Лавриненко, Н.А. Остапова, О.С. Сафронова, В.А. Азев, И.Н. Евсеева, Е.А. Моршнев, 2020
Экологическое состояние почвенно-растительного покрова и атмосферного воздуха в санитарно-защитной зоне разреза «Черногорский» ООО «СУЭК-Хакасия»
- DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-8-96-99 -
ЛАВРИНЕНКО А.Т.
Старший научный сотрудник, заведующий группой рекультивации земель ФГБНУ «НИИАП Хакасии», 655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия, e-mail: [email protected]
ОСТАПОВА Н.А.
Канд. техн. наук,
старший научный сотрудник
ФГБНУ «НИИАП Хакасии»,
655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия,
e-mail: [email protected]
САФРОНОВА О.С.
Младший научный сотрудник
ФГБНУ «НИИАП Хакасии»,
655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия,
e-mail: [email protected]
АЗЕВ В.А.
Доктор техн. наук,
заместитель генерального директора -технический директор ООО «СУЭК-Хакасия», 655162, г. Черногорск, Россия, e-mail: [email protected]
ЕВСЕЕВА И.Н.
Инженер-исследователь
ФГБНУ «НИИАП Хакасии»,
655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия,
e-mail: [email protected]
МОРШНЕВ Е.А.
Инженер-исследователь
ФГБНУ «НИИАП Хакасии»,
655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия,
e-mail: [email protected]
В статье представлены результаты экологического исследования состояния растительного покрова в санитарно-защитной зоне (СЗЗ) угледобывающего предприятия -разреза «Черногорский» ООО «СУЭК-Хакасия» за 2019 г. Проведен анализ содержания тяжелых металлов, загрязняющих веществ в почвенно-растительном покрове, атмосферном воздухе СЗЗ, а также дана оценка техногенной нагрузки на СЗЗ.
Ключевые слова: санитарно-защитная зона, почвенно-растительный покров, фитоценоз, продуктивность надземной фитомассы, загрязняющие химические вещества, ПДК.
Для цитирования:Экологическое состояние почвенно-растительного покрова и атмосферного воздуха в санитарно-защитной зоне разреза «Черногорский» ООО «СУЭК-Хакасия» / А.Т. Лавриненко, Н.А. Остапова, О.С. Сафронова и др. // Уголь. 2020. № 8. С. 96-99. 001: 10.18796/0041-5790-2020-8-96-99.
ВВЕДЕНИЕ
Республика Хакасия характеризуется интенсивным развитием угольной и других добывающих отраслей с преимущественно открытыми способами добычи полезных ископаемых как наиболее высокопроизводительными [1]. Разрез «Черногорский» - крупнейший в Хакасии разрез по добыче угля открытым способом был сдан в эксплуатацию в 1959 г. По итогам работы за 2019 г. разрез «Черногорский» является одним из лидеров - крупным системообразующим предприятием по добыче угля в России [2].
Актуальность данной работы видится в том, что в настоящее время основной экологической проблемой, связанной с разработкой угольных месторождений и уничтожением почвенно-растительного покрова, является ухудшение среды обитания человека. Загрязнение окружающей среды и изменение экологических параметров имеют медленный, аккумулятивный эффект накопления неблагоприятных последствий для здоровья человека, который проявляется через много десятилетий. Поэтому
очень актуальны работы, направленные на изучение ре-генерационных возможностей экосистемы после антропогенного воздействия. Почвенно-растительный покров является интегральным показателем общего состояния экосистем и индикатором степени их нарушения.
ИССЛЕДОВАНИЯ И РАБОТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ РЕГЕНЕРАЦИОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЭКОСИСТЕМЫ ПОСЛЕ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
Для любых видов предприятий и других субъектов, несущих в себе даже потенциальный риск вредного воздействия на людей и окружающую среду, требуется наличие СЗЗ. Это закреплено законодательно Федеральным законом № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». Нормативный размер СЗЗ разреза «Черногорский» ООО «СУЭК-Хакасия» равен 1000 м [3]. В границах СЗЗ разреза «Черногорский» населенные пункты отсутствуют. В зоне негативного воздействия предприятия на расстоянии 1,2 км от границ СЗЗ расположена селитебная зона - д. Курганная.
Объектом нашего исследования послужила СЗЗ разреза «Черногорский», в северо-восточном секторе воздействия наиболее активных юго-западных ветров.
Экологический мониторинг на территории СЗЗ ведется сотрудниками ФГБНУ «НИИАП Хакасии» с 2011 г. [4]. В 2019 г. было продолжено данное исследование, которое проводилось полевым, лабораторным и сравнительно-аналитическим методами. В СЗЗ в северо-восточном направлении от границы разреза заложены четыре постоянные пробные площади размером 10х10 м, соответствующие четырем зонам удаленности от границы отвала: № 1 - 500 м, № 2 - 700 м, № 3 - 900 м, № 4 - 1000 м. Геоботаническое описание и определение продуктивности надземной фитомассы проводили по общепринятым бо-
таническим методикам [5, 6, 7, 8]. Отбор почвы проводили по ГОСТу [9]. Определение содержа ния за грязняющих веществ в почвенно-растительном покрове и атмосферном воздухе проведено в аналитических лабораториях.
По геоботаническому районированию Республики Хакасия, предложенному А.В. Куминовой и Ю.М. Маскаевым (1976 г.), территория разреза «Черногорский» относится к Приабаканскому (Центрально-Хакасскому) степному округу [10]. Рельеф, прилежащий к разрезу, холмисто-увалистый. Растительный покров СЗЗ по существующей градации относится к наиболее типичной крупнодерновиннойсухой степи, трансформированной на значительной площади в залежь. В результате геоботанических исследований в СЗЗ были выделены растительные сообщества - мелко- и крупнодерновинной сухой степи (пл. № 1, 2), а также залежной растительности - мятликово-тырсовая залежь, пырейно-вейниково-тырсово-колосняковая залежь (пл. № 3, 4), относящейся ко 2-4-й стадиям демутации. Выделенные растительные сообщества по количеству видов отличались несущественно (табл. 1.)
На всех выделенных участках наибольший вклад в запас надземной фитомассы вносят злаковые виды, ценные в кормовом отношении.
Важной стороной и свойством каждого растительного сообщества, в значительной степени определяющим его строение и степень использования им энергии солнца в данных условиях местообитания, является фитомасса [11] Исследуемые участки сухой степи и залежи характеризуются сравнительно высокой продуктивностью (табл. 2). Максимальные значения сырой надземной фитомассы в 2019 г. были отмечены на крупнодерновинном участке (51,2 ц/га), минимальные на залежи (38,6 ц/га), а воздушно-сухая - соответственно, 35,8 ц/га и 27,0 ц/га. Таким образом, средний показатель надземной фитомассы значительно выше аналогичного зонального показателя.
Таблица 1
Виды растений, преобладающие на исследуемых площадках СЗЗ
№ пл. Доминанты Содоминанты
1 Ковыль волосатик (Stipacapillata L.), тонконог гребенчатый (Koeleria macrantha (Ledeb.) Schult.) Змеевка растопыренная (Cleistogenes squarrosa (Trin.) Keng), мятлик кистевидный (Poa botryoides (Trin. ex Griseb.) Kom.)
2 Ковыль волосатик (Stipa capillata) Змеевка растопыренная (Cleistogenes squarrosa), мятлик кистевидный (Poa botryoides), колосняк ветвистый (Leymus ramosus (Trin.) Tzvelev)
3, 4 Пырей ползучий (Elytrigia repens (L.) Nevski), вейник наземный (Calamagrostis epigeios (L.) Roth), колосняк ветвистый (Leymus ramosus); мятлик узколистный (Poa angustifolia L.), ковыль волосатик (Stipa capillata) Вьюнок полевой (Convolvulus arvensis L.), мятлик степной (Poa transbaicalica Roshev.), подорожник средний (Plantago media L.)
Таблица 2
Продуктивность и ботанический состав растительного покрова СЗЗ разреза «Черногорский», 2019 г.
Название фитоценоза
| Надземная фитомасса, ц/га | Ботанический состав, %
I сырой I I воздушно-сухой I злаки I I разнотравье I ветошь I I всего
Тонконогово-тырсово-ковыльная крупнодерновая 51,2 35,8 45,3 1,9 52,8 100
степь
Змеевково-тонконогово-мятликовая мелкодерновин- 50,0 35,5 57,4 5,6 37,0 100
ная степь
Мятликово-тырсовая залежь 44,8 31,3 26,5 5,6 67,9 100
Пырейно-вейниково-тырсово-колосняковая залежь 38,6 27,0 28,6 10,0 61,4 100
Таблица 3
Химический анализ растений СЗЗ на содержание загрязняющих веществ
Постоянные 1 Содержание тяжелых металлов, мг/кг 1 Мышьяк 1 Фтор валовый 1 Нитраты 1
пл.от границы отвала, м Zn Cu Pb Cd На сухое вещество, мг/кг
500 22,27±4,10 4,14±0,81 0,971±0,231 <0,1 0,0310±0,0146 10,29±3,09 165,77±24,15
700 28,43±5,01 6,28±4,06 0,932±0,222 0,129±0,033 0,0490±0,0231 9,13±2,74 184,91±26,64
900 27,19±4,83 6,34±4,07 0,904±0,216 0,138±0,035 0,0710±0,0334 7,79±2,34 507,6±68,59
1000 17,97±3,46 5,32±0,95 0,777±0,188 < 0,1 0,0640±0,0301 12,54±3,76 352,59±48,44
2000 32,46±5,61 8,77±1,35 0,854±0,205 0,157±0,038 0,0365±0,0172 6,39±1,92 392,14±53,58
ПДК, МДУ* 50,0 30,0 5,0 0,3 0,5 20,0 500,0
* Предельно допустимые концентрации и максимально допустимые уровни содержания веществ в натуральном порядке.
Таблица 4
Химический анализ почвы СЗЗ на содержание загрязняющих веществ
Постоянные Содержание тяжелых металлов, мг/кг Содержание валовое, мг/кг Фтор Нитратный азот, мг/кг
пл. водораство-
от границы отвала, м Zn Cu Cd Pb Mn Hg As римый, мг/кг
500 1,63±0,35 <2,0 0,084±0,009 1,69±0,12 359±90 0,041±0,019 3,95±0,71 10,29±3,09 9,40±2,82
700 1,28±0,27 <2,0 0,052±0,005 0,91±0,18 459±115 0,027±0,012 3,32±0,60 9,13±2,74 9,60±2,88
900 1,10±0,23 <2,0 0,043±0,005 1,15±0,08 347±87 0,028±0,013 4,88±0,88 7,79±2,34 3,82±1,15
1000 0,52±0,11 <2,0 0,028±0,003 0,73±0,14 551±137 0,030±0,014 3,47±0,62 12,54±3,76 3,18±0,95
2000 0,26±0,06 <2,0 0,028±0,003 0,77±0,15 537±134 0,037±0,017 7,08±0,71 6,39±1,92 2,58±0,60
ПДК, ОДК 23,0 3,0 н/н 6,0 1500 2,1 10 10,0 по NO3- 130
Из табл. 2 следует, что ботанический состав хозяйственно-ботанических групп на всех исследуемых площадках хороший, преобладают злаки, которые резко увеличивают свой вклад в воздушно-сухую надземную фитомассу.
Оценку степени химического загрязнения растений и почв проводили с помощью санитарно-гигиенического нормирования содержания ТМ в почвенно-растительном покрове путем соотнесения фактической определенной концентрации элементов с ПДК. Для контроля были отобраны почвенно-растительные образцы в естественном степном ландшафте, за пределами СЗЗ № 5 - 2000 м от границы отвалов (табл. 3,4).
Анализ лабораторных данных почвенно-растительных образцов в 2019 г., взятых в северо-восточном секторе, показал, что содержание тяжелых металлов не превышает ПДК. Незначительное превышение отмечено по нитратам в растениях в 900 м от границы отвалов (507,6 мг/кг при нормативе ПДК 500 мг/кг). Причиной может быть применение азотсодержащих взрывчатых соединений, которые используются при проведении взрывных работ. Необходимо отметить, что присутствие нитратов в растениях -нормальное явление, так как азот является элементом питания растений. В почве превышение обнаружено только по фтору водорастворимому. При нормативе ПДК 10,0 мг/ кг его концентрация составляет 10,29 мг/кг и 12,54 мг/кг в полосе 500 м, 1000 м от границы отвалов соответственно. Наличие фтора и его соединений не характерно для производственного процесса добычи угля. Скорее всего, это фоновое содержание.
Концентрация измеренных взвешенных частиц в пробах атмосферного воздуха по всем определяемым показателям, мг/м3: пыль (взвешенные частицы), ангидрид сернистый 502, азота оксид (N0), сероводород (Н_£), азота
диоксид (NO2), оксид углерода (СО) не превышает гигиенические нормативы ПДК согласно ГН 2.1.6.3492-17.
Разрезом «Черногорский» ООО «СУЭК Хакасия» для обеспечения экологической безопасности и минимизации негативного влияния производства предусмотрен комплекс мероприятий: направленный на сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух:
- применение гидромониторов для орошения забоев перед производством экскавацонных работ;
- использование мобильных установок пылеподавления УПМ-18, установленных по розе ветров относительно населенных пунктов;
- проведение взрывных работ в дни с направлением ветра от населенных пунктов;
- обработка дорожного полотна водой и растворами Аргол-05, Бишофит, АОС, Антипыль;
- рекультивация внешних отвалов по инновационной технологии.
Применение на предприятии наилучших доступных технологи й (НДТ) позволяет снижать негативное воздействие на окружающую природную среду, что подтверждается результатами мониторинга.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проведенных исследований в СЗЗ разреза «Черногорский» в 2019 г. установлено, что видовое разнообразие растений характеризуется хорошим хозяйственно-ботаническим составом с преобладанием злаков. Показатели продуктивности запаса надземной фитомассы значительно выше аналогичного зонального показателя.
Все химические показатели, которые характеризуют антропогенное загрязнение почвенно-растительного покрова, а также воздуха СЗЗ, находятся в пределах ПДК.
Список литературы
1. Биологическая рекультивация нарушенных земель в республике Хакасия. Рекомендации и технологические схемы / И.С. Антонов, О.Т. Винокурова, Н.А. Градобоева и др. Абакан: Издательство ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2003. 68 с.
2. Таразанов И.Г., Губанов Д.А. Итоги работы угольной промышленности России за январь-декабрь 2019 года // Уголь. 2020. № 3. С. 54-69. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-3-54-69.
3. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов. М., 2003.
4. Сафронова О.С., Евсеева И.Н. Мониторинг техногенного воздействия разреза Черногорский» ООО «СУЭК-Хакасия» на территорию санитарно-защитной зоны // Уголь. 2018. № 9. С. 95-98. DOI: 10.18796/0041-5790-20189-95-98. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/092018.pdf (дата обращения: 15.07.2020).
5. Полевая геоботаника. Т. I-V. Л., 1959-1976.
6. Ценопопуляции растений (основные понятия и структура). М., 1976.
7. Корчагин А.А., Лавренко Е.М. Морфологическое строение растительных сообществ (синморфология) // Полевая геоботаника. 1976. Т. 5. С. 28-130.
8. Воронов А.Г. Геоботаника: учебное пособие для университетов и педагогических институтов. Изд. 2-е, испр. и доп. М., 1973. 384 с.
9. ГОСТ 17.4.3.01-2017 Охрана природы (ССОП). Почвы. Общие требования к отбору проб.
10. Растительный покров Хакасии / А.В. Куминова, Ю.М. Маскаев, Г.А. Зверева и др. Новосибирск: Наука, 1976. 418 с.
11. Ламанова Т.Г., Шеремет Н.В. Агрофитоценозы на отвалах в южной части Кузнецкой котловины. Новосибирск: Офсет, 2010. 226 с.
ECOLOGY
Original Paper
UDC 622.882:622.33.012.3«Chemogorsky»:622.85:631.43 © A.T. Lavrinenko, N.A. Ostapova, O.S. Safronova, V.A. Azev, I.N. Evseeva, E.A. Morshnev, 2020 ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, № 8, pp. 96-99 DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2020-8-96-99
Title
THE ECOLOGICAL CONDITION OF LAND COVER AND ATMOSPHERIC AIR IN THE SANITARY-PROTECTIVE ZONE OF THE COAL MINING ENTERPRISE "CHERNOGORSKY" OPEN-PIT MINE "SUEK-KHAKASSIA" LLC
Authors
Lavrinenko A.T.1, Ostapova N.A.1, Safronova O.S.1, Azev V.A.2, Evseeva I.N.1, Morshnev E.A.'
' "Scientific-Research Institute of Agrarian Problems of Khakassia" FSBI, Zelenoe village, 655132, Republic of Khakassia, Russian Federation 2 "SUEK-Khakassia" LLC, Chernogorsk, 655162, Russian Federation
Authors' Information
Lavrinenko A.T., Senior Researcher, Head land reclamation group, e-mail: [email protected]
Ostapova N.A., PhD (Engineering), Senior Researcher, e-mail: [email protected]
Safronova O.S., Junior Researcher, e-mail: [email protected] Azev V.A., Doctor of Engineering Sciences, Deputy General Director - Technical Director, e-mail: [email protected] Evseeva I.N., Engineer-Researcher, e-mail: [email protected] Morshnev E.A., Engineer-Researcher, e-mail: [email protected]
Abstract
The paper presents the results of ecological studies of vegetation in the sanitary-protective zone (SPZ) of the coal mining enterprise "Chernogorsky" open-pit mine "SUEK-Khakassia" LLC in 2019, the analysis of the content of heavy metals pollutants in soil-vegetation cover, the atmospheric air in SPZ, as well as the estimation of the technogenic load on the SPZ.
Keywords
Sanitary-protective zone, Soil and vegetation cover, Phytocenosis, Productivity of aboveground phytomass, Polluting chemicals, MPC.
References
1. Antonov I.S., Vinokurova O.T., Gradoboeva N.A. et al. Biologicheskaya rekul'tivaciya narushennyh zemel' v respublike Hakasiya: Rekomendacii i tekh-nologicheskie skhemy [Biological reclamation of disturbed lands in the Republic of Khakassia: Recommendations and technological schemes]. Abakan, Publishing house of Katanov Khakass State University, 2003, 68 p. (In Russ.).
2. Tarazanov I.G. & Gubanov D.A. Itogy raboty ugol'noy promishlennosty Rossii za yanvar - dekabr 2019 [Russia's coal industry performance for January - December, 2019]. Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, No. 3, pp. 54-69. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2020-3-54-69.
3. SanPiN 2.2.1/2.1.1.1200-03. Sanitarno-zashchitnye zony i sanitarnaya klas-sifikaciya predpriyatiy, sooruzheniy i inyh obyektov [Sanitary protection zones and sanitary classification of enterprises, structures and other objects]. Moscow, 2003. (In Russ.).
4. Safronova O.S. & Evseeva I.N. Monitoring of anthropogenic impact of "Chernogorsky" open-pit mine "SUEK-Khakassia" LLC on the territory of sanitary-protective zone. Ugol' - Russian Coal Journal, 2018, No. 9, pp. 95-98. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2018-9-95-98. URL: http://www.ugolinfo. ru/Free/092018.pdf (дата обращения: 15.07.2020).
5. Field geobotany. Vol. I-V. Leningrad, 1959-1976. (In Russ.).
6. Plant coenopopulations (basic concepts and structure). Moscow, 1976. (In Russ.).
7. Korchagin A.A. & Lavrenko E.M. Morphological structure of plant communities (shinmontage). Field geobotany, 1976, Vol. 5, pp. 28-130. (In Russ.).
8. Voronov A.G. Geobotanics: Textbook for universities and pedagogical institutes. Ed. 2nd, corrected and supplemented. Moscow, 1973, 384 p. (In Russ.).
9. GOST 17.4.3.01-2017 Nature Protection (SSOP). Soils. General requirements for sampling.
10. Kuminova A.V., Maskaev Yu.M., Zvereva G.A. et al. Vegetation cover of Khakassia. Novosibirsk, Nauka Publ., 1976, 418 p.
11. Lamanova T.G., Sheremet N.V. Agrophytocenoses on dumps in the southern part of the Kuznetsk basin. Novosibirsk, Offset Publ., 2010, 226 p. (In Russ.).
For citation
Lavrinenko A.T., Ostapova N.A., Safronova O.S., Azev V.A., Evseeva I.N. & Morshnev E.A. The ecological condition of land cover and atmospheric air in the sanitary-protective zone of the coal mining enterprise "Chernogorsky" open-pit mine "SUEK-Khakassia" LLC. Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, No. 8, pp. 96-99. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2020-8-96-99.
Paper info
Received February 20,2020 Reviewed March 17,2020 Accepted July 20,2020
