CC BY
88
ЛИТЕРАТУРА
1. Врублевский B.Ac и др. Геологическое строение области сопряжения Кузнецкого Алатау и Колывань-Томской складчатой зоны. Изд. ТГУ, 1987. 95с,
2. Реологическая карта СССР. Масштаб 1:1000 ООО. Лист 0-(44), 45 Томск. Объяснительная записка. Л. ВСЕГЕИ, 1983.
3. Кошкарев В.Л. Применение методики геофизического анализа структурных ансамблей закрытых территорий (Колывань-Томская складчатая зона) (в настоящем сборнике).
4. Стратиграфический словарь СССР. Палеоген, неоген, четвертичная система. Л. Недра, 1982. 610 с.
5. Сурков B.C., Жеро О.Г. Фундамент и развитие платформенного чехла Западно-Сибирской плиты. М. Недра, 1981. 143 с.
6. Черняев Е.В. Черняева Е.И. Номоконова P.P. Геологические предпосылки золотоносности Томского района // Актуальные вопросы геологии и географии Сибири. Томск: изд-во Томск, ун-та, 1998. Т. 3. С. 168-172. - ......
7. Черняев Е.В., Черняева Е.И., Капишникова О.П. Геология и полезные ископаемые юга Томской области. Материалы региональной конференции геологов Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока России. Томск, 2000. Т.2. С. 190-192.
GEOLOGICAL-GEOPHYSICAL MODEL OF SEYERSK AREA
Chernyaev E.V., Koshkarev V.L., Kolmakova O.V., Sedelnikov A.U.,
Richkova I.V.
On the basis of results of carried out field jobs and of complex analysis of geological and geophysical data the geological-geophysical model for Seversk area is proved. The dissection of stratigrafic column and allocation of water-bearing complexes and of lithological horizons are made. The authors select structural blocks and long living consedimentary disjunctive dislocation and zones of jointing of the several orders. The variability of facies caused by development of blocks and faults, limiting them, is established. The structural-lithological conditions of underground burial place of fluid radioactive waste of Siberian chemical combine are determined.
УДК 622: 504.064.36
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ОТВАЛОВ НА ПОЧВЫ (НА ПРИМЕРЕ УГОЛЬНОГО РАЗРЕЗА ЧАЛПАН,
РЕСПУБЛИКА ХАКАСИЯ)
Язиков Е.Г., Худяков В.М., Азарова С.В.
В статье представлены геоэкологические проблемы угледобывающих предприятий и геохимическая оценка воздействия отвалов на почвы. Дана информация о поведении химических элементов в породах отвала с учетом значений суммарного показателя загрязнения и суммарного индекса токсичности пород отвала. Представлены результаты биотестирования. Сделаны выводы о повышенных концентрациях элементов в породах отвала и о состоянии почв на данной территории.
Введение
Добыча угля открытым способом сопровождается многосторонним негативным воздействием на окружающую среду. Если на долю разрезов приходится всего 8,7% сброса загрязняющих веществ в водоемы, 9,8% выбросов пыли и газов в атмосферу, 20Д% потери угля в недрах, то доля площади нарушенных земель разрезами составляет 76,9% от их общего количества по отрасли (данные института ВНИИОСуголь). Например, на территории Кузбасса действует 23 угольных разреза производительной суммарной мощностью 87,2 миллиона тонн и доля региона в общем объеме добычи угля открытым способом в России достигла 28,3%. Ежегодно разрезами Кузбасса в атмосферу выбрасывается свыше 230 тыс. т пылевидных частиц и выделяется более 21 млн.м3 газов после взрыва (окислы азота и углерода) [1]. В Кемеровской области за период интенсивной эксплуатации угольных и других месторождений полезных ископаемых нарушено около 100 тысяч га. Из общей площади разрушенных разрезами земель карьерные выемки составляют 33,9% , внешние отвалы-42,5%, внутренние отвалы-13% и прочие нарушения -10,6% * Эти, практически мертвые, земли сосредоточены в густонаселенных районах, занимая в ряде случаев 15-20% территории (районы городов Прокопьевска, Киселевска, Белова). При таких масштабных разрушениях естественных природных ландшафтов эти районы соответствуют критериям отнесения к зонам «экологического бедствия» [2].
Масштабы угледобывающей промышленности в Хакасии значительно меньше, чем в Кузбассе, тем не менее, занимают ведущую позицию в хозяйственной деятельности республики. Основные предприятия сосредоточены на юге Хакасии, где располагаются Черногорский, Степной, Изыхский, Абаканский, Чал-пан и другие угольные разрезы, а также шахты Хакасская и Советская.
Основные геоэкологические проблемы угледобывающих предприятий Хакасии связаны с размещением внешних отвалов вскрышных пород, загрязнением атмосферы выбросами пыли, газов, содержащих токсичные компоненты, нарушением естественного режима подземных вод, изъятием сельскохозяйственных угодий, изменением ландшафта и уничтожением плодородного слоя почвы» Разработка угля связана также с возникновением пожаров, которые чаще всего происходят за счёт самовозгорания полезного ископаемого. Эндогенные пожары создают большую опасность для работающих на объектах и жителей населенных пунктов, так как при этом выделяются ядовитые и удушливые пожарные газы, среди которых окись углерода, сернистый газ, сероводород и другие загрязняющие вещества [3], Средняя концентрация сернистого газа в зависимости от расстояния колеблется от 0,27 до 0,78 мг/м3, разовые - от 0,46 до 1,7 мг/м3. Радиус воздействия достигает 800 метров и более. За последнее время горными предприятиями накоплен практический опыт по предупреждению и ликвидации пожарной опасности [4], тем не менее, пожары на разрезах Изыхский, Черногорский, Абаканский и другие создают много проблем как для работающих, так и жителей близко расположенных населенных пунктов.
Проведенная неполная инвентаризация объектов размещения отвалов и отходов угледобывающих предприятий Хакасии показала, что только на объектах ООО «Черногорская угольная компания» площадь отвала вскрышных пород составляет 652 га при объеме 358921000 м3 (табл. 1). На данный момент горят 6 отвалов вскрышных пород, из которых 3 - действующих и 3 - недействующих. Ориентировочный ущерб (по данным Южкузбассугля) нанесен-434
ный выбросами вредных веществ от эндогенных пожаров на отвалах ООО "Черногорская угольная компания" составил в 2000 году 16771423 рубля.
Таблица 1
Результаты инвентаризации объектов размещения отходов угледобывающих предприятий Республики Хакасия
Населенный Объект Площадь Объем
Предприятие Месторождение пункт и размещения отходов, (тыс.м3)/
водоток отходов (га) масса отходов (тыс л)
ОАО Бейское с.Дмитриевка Отвалы
"Угольный месторождение (4 км), вскрышных 7,9 13060.9
разрез Чалпан" углей оз. Чалпан (4 км) пород
ОАО "Разрез Изыхский" Черногорское месторождение каменных углей с. Белый Яр (3,5 км), р. Абакан (2 км) Отвалы вскрышных пород 271,9 100000 230063,5
ООО Черногорское п. Солнечный Отвалы
"Саянсоюз месторождение (500 м) вскрышных 51 5400
сервис" каменных углей пород
1. Краткая характеристика объекта
Угольный разрез Чалпан расположен в 20 км от г.Саяногорска и 60 км от г.Абакана вблизи пос. Кирба. Данным объектом ведётся отработка углей Бей-ского месторождения, открытого в 1920 году в связи с созданием энергетической базы вдоль железной дороги Ачинск-Минусинск. В геологическом строении месторождения основную долю занимает угленосная толща представленная отложениями черногорской свиты мощностью 270 м. В основании свиты залегают гравелиты, конгломераты, песчаники. Выше углевмещающие породы представлены чередованием песчаников и алевролитов. Среди них устанавливаются до 20 пластов углей, среди которых 5-7 пластов имеют мощность до 22 м. Производительность разреза составляет в настоящее время 650 - 800 тыс. т/шд, а плановая составит 2 млн. т/год при выходе на полный режим. В технологию добычи угля входит формирование внешнего и внутреннего отвалов для вскрышных пород. Разрыхление горной массы производят взрывом, а затем экскаватором и мощной автотехникой вывозят породу на отвал, а уголь на дробильно-сортировочную фабрику.
В настоящее время основные геоэкологические проблемы угольного разреза Чалпан связаны как с вскрытием водоносного горизонта в ходе углубления разреза, так и формирования внешнего отвала. Для решения проблемы подземных вод предполагается несколько способов: а) создание поверхностных испарительных бассейнов с последующим возможным использованием рассолов в лечебных целях; б) создание перемычек для изолирования пространства добычи угля; в) закачка вод в пористые породы. Для размещения внешнего отвала вскрышных пород угольного разреза временно изъято из севооборота 7,9 га земли. На данной площади начата отсыпка отрицательной формы рельефа вскрышными породами с последующей нивелировкой поверхности, рекультивацией и возвращением ее в севооборот.
2. Методика проведения работ и методы анализа
При проведении эколого-геохимических исследований вскрышных пород отвала, расчета класса токсичности их и биотестирования, а также оценки влияния на почвы руководствовались методическими рекомендациями по геохимической оценке источников загрязнения окружающей среды [5, 6, 7], инженерно-экологическим изысканиям [8] и требованиями к геолош-эколо-гическим исследованиям [9]. Схема размещения точек опробования приводится на рисунке 1. Опробование отвала проводилось по 10 площадкам различного размера, а отбор проб почв по 5 почвенным разрезам.
Количественное определение Hg проводилось атомно-абсорбционным методом «холодного пара», F (водная подвижная форма) - потенциометрическим, В, Ni, Cr, Cu, V, Mn, Zn, Ва5 Sr - атомно-эмиссионным с индуктивно-связанной плазмой, Cd, Pb, Со, As, Se - атомно-абсорбционным с электротермической атомиза-цией в аналитической лаборатории АО «Механобр-Аналит», г. Санкт-Петербург. Определение радиоактивных элементов U и Th проводилось инструментальным нейтронно-активационным анализом (ИНАА) в лаборатории ядерно-геохимических исследований кафедры полезных ископаемых и геохимии редких элементов Томского политехнического университета. Количественное определение подвижных форм Zn, Со, Сг и Си проводилось в буферных растворах в лаборатории Государственной инспекции экологического контроля и анализа Государственного комитета по охране окружающей среды Республики Хакасия, г. Абакан. Виотести-рование проб на предмет содержания мутагенных соединений и обладающих токсическим эффектом выполнялось в Сибирском государственном медицинском университете под руководством д.б.н., профессора Ильинских Н.Н.
В расчетах используется суммарный показатель загрязнения (СПЗ) для геохимической характеристики загрязнения отвалов [5, 10]. Оценка токсичности отвальных пород проведена расчётным методом, в основу которого положен вероятный принцип возможного влияния отходов на окружающую среду, использование гигиенических регламентов с применением сравнительно доступных гигиенических, токсикологических и физико-химических параметров [11].
Биотестирование проводилось с использованием цитогенетических методик в условиях in vito на культурах клеток, полученных от 5 здоровых людей [12, 13, 14]. При анализе хромосом учитывали как изменения в числах хромосом, а также структурные нарушения хромосом с одиночными фрагментами, с хроматидными обменами, с двойными фрагментами и с хромосомными обменами, а также клеток с гиперплоидным набором хромосом. В каждом случае анализировали не менее 100 клеток. В качестве контроля служили культуры лимфоцитов после введения физиологического раствора в дозе 0,1 мл на 1 мл культурной среды. Все полученные данные обрабатывали статистически с применением критерия Стьюдента и ранговой корреляции Спирмена.
3. Химические элементы в породах отвала
Средние содержания элементов в породах отвала по данным различных методов анализа приведено в таблице 2. Результаты сопоставляются с нормативными показателями ПДК, ОД К для почв [15, 16, 17] и со средними значениями для осадочных пород, а также с кларком в земной коре по А.П.Виноградову [18]. Содержание многих компонентов в породах отвала содержится в концентрациях ниже ПДК, ОДК и фона для каштановых почв (табл. 2). Однако, ряд элементов представляет особый интерес. • . '• - •
П.р. №1 (фон)
| (992161, 992162)
П.р, №4 1
(992167, 992168)
почвенный разрез ш его номер
РисЛ. Схематический план опробования отвала и почв
Таблица 2
Содержание тяжелых металлов и радиоактивных элементов (мг/кг) в породах отвала, рекультивированного участка отвала и почвах
Элемен- Породы Рекультивиров. Среднее пдк Фон для Среднее для
ты отвала, Участок отвала, для почв (ОДК) каштано осадочных
(9)* почва гор.А отвала ДЛЯ вых почв пород (кларк
(1) гор. А почв [16] в земной
(4) [16, 17] коре) [18]
As 13,5 9,6 7 2(5) 6,6 (1,7)
Г - 55 0,5-9,35
■ Cd .. 0,31 0,34 0,1 (1) 0,03 (0,13)
0,15-0,43 0,10-0,12
Hg 0,103 0,041 0,03 2,1 0,4(0,083)
0,08 - 0,13 0,03
■ Se . 1,8 0,5 0,5 0,6 (0,05)
0,5-12 0,5
Pb 7,5 4,4 4.4 32 (65) 30 20(16)
4,1-10 4,1 -4,8
Zn 88,5 53 45,3 (110) 70 80 (83)
72,9 - 101 53,2 - 38,7
2п„ф 2,31 23
2,31
PÄ 7,6 5,5 3,4 10
2,5 - 11,2 5,5 - 2,1
В ; 59,9 63,6 67,1 100(12)
37,4 - 90,9 86,6-129
Co 8,1 6,9 7,5 25 20(18)
6 - 13,9 6,5-9,2
Со„ф 0,471 5
0,471
N1 35,38 39,5 35 (40) 58 95 (58)
31-41,2 28 - 40,7
Cr 52,3 99,7 82 120 100(83)
37,4 - 86,3 73,5 - 93
Сг„ф н.о. 6
Cu 65,8 21 16,5 (66) 28 57 (47)
25,6 - 335 12,6-20,2
Си„ф 3,40 3
Ba ■ 113 220 109,3 800 (650)
61,1 - 203 86,6 - 129
V 91.7 122 123 150 120 130 (90)
63-109 70-163
Mn 370 423 432 1500 800 670 (1000)
174 - 705 344 - 508
Sr 49 97,4 34,2 450 (340)
23-99 29 - 38,9
Радиоактивные элементы
и 6,8 Н.о. 3,2 (2,5)
6,4-7,1
Th 4,2 5,4 11 (13)
3,3-5,8 3,3-5,8
Th/U 0,62 3,4(5,2)
Примечание: в числителе среднее содержание, в знаменателе min и max; Fe - вытяжка водным раствором, Си пф - вытяжка буферным раствором; н.о - элемент не определен; *-количество проб
. Породы отвала характеризуются высокими концентрациями Аз (13,5 мг/кг), которые превышают ПДЕ (2 мг/кг) и ОДК (5 мг/кг), причем эта величина выше среднего содержания (6,6 мг/кг) для осадочных пород и кларка в земной коре (1,7 мг/кг) по А.П. Виноградову [18]. Концентрация Си - 65,8 мг/кг превышает фон для каштановых почв (28 мг/кг), но ниже ОДК (66 мг/кг), однако подвижная форма элемента 3,4 мг/кг превышает ПДК (3 мг/кг). Значения 8е 1,8 мг/кг выше среднего содержания (0,6 мг/кг) для осадочных пород и кларка в земной коре (0,05 мг/кг). Валовые содержания Zn 88,5 мг/кг выше фона (70 мг/кг) для каштановых почв, но ниже ОДК (110 мг/кг), кроме этого подвижная форма Zn (2,31 мг/кг) в 10 раз ниже ПДК (23 мг/кг). Уровни накопления Сс! - 0,31 мг/кг, - 0,103 мг/кг, РЬ - 7,5 мг/кг, ¥— 7,6 мг/кг, В - 59,9 мг/кг, Со-8,1 мг/кг, N1 - 35,38 мг/кг, Сг - 52,3 мг/кг, Ва - 113 мг/кг, V - 91,7 мг/кг, Мп - 370 мг/кг и 8г - 49 мг/кг не превышают средних содержаний в осадочных породах и кларка в земной коре.
Из радиоактивных элементов для пород отвала характерны повышенные концентрации П (6,8 мг/кг), причем значения превышают в 2 раза среднее (3,2 мг/кг) для осадочных пород и в 2,6 раза кларк (2,5 мг/кг) в земной коре [18].
Величина суммарного показателя загрязнения (СПЗ) пород отвала равна 44,4, причём основная доля в этом показателе приходится на 8е, Аз и В с коэффициентами концентрации 35,5; 7,9 и 4,9. Согласно методических указаний оценки степени опасности загрязнения почв химическими веществами, утверждённых Минздравом СССР (№ 266-87), величина СПЗ соответствует высокой степени загрязнения [10].
Суммарный индекс токсичности пород отвала равен 313,9 и они относятся к IV классу токсичности и являются малоопасными [11].
■ ■ . Таблица 3
Результаты биотестирования пород отвала
Регистрируемый показатель Исследуемый материал, номер пробы
Контроль (уровень, наблюдаемый с физиологическим раствором) Породы отвала
1. Клетки с аберрациями хромосом (в %): ® с одиночными фрагментами ■ с хроматидными обменами ■ с двойными . фрагментами ■ с хромосомными обменами 1,3±0,4 0,3±0Д од±од 0,01 ±0,0! ' 6,1+0,7** 0,5+0,2, 0,6±0Д 0,3±0,1
2. Клетки с гиперплоидным набором хромосом (в %) . 0,4+0,1 . 2,2+0,3*
3. Клетки с полиплоидным набором хромосом (в %) 0,2±0Д 0,3+0,2
Примечание: достоверные отличия от контроля (здоровые доноры) отмечены: р*< 0,05; р** <0,01.
Таблица 4
Содержание тяжелых металлов и радиоактивных-элементов (мг/кг) в почвенных горизонтах обобщенного почвенного разреза ,
Элементы Почвы ПДК Фон Кларк
Фоновая Гор. Гор. Гор. Гор. (ОДК) для в
(1)" АВ ВС сд для каш- земной
Гор. А1 Гор. А2 А (4) (1) (3) (1) почв танов ых почв коре [18]
А8 8,7 14,6 7 12 8,2 10 2(5) 1,7
0,5 - 9,35 5,4- 13,1
Сй 0,13 0,11 0,1 0,11 0,11 0,1 1 0,13
0,1-0,12 0,08-0,15
Щ 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 2,1 0,083
0,08-0,13 0,03
Бе 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,05
0,5 0,5
РЬ 6,8 3,5 4,4 4,4 5,7 3,9 32(65) 30 16
4,1-4,8 4,4-6,4
гп 48,1 114 45,3 40 43,1 31,8 (ПО) 70 83
53,2-38,7 33,4-61,2
2,6 10 3,4 3 3 5,2 10
5,5-2,1 2,5-3,3
В 62,7 57,9 67,1 56,2 60,1 46,8 12
86,6-129 56,6-61,7
Со 8 6,9 7,5 8,2 6,9 6,7 25 18
6,5-9,2 6,6-7,2
N1 35,3 31 35 31,8 33,8 25,8 (40) 58 58
28-40,7 30,6-39,7
Сг 87,1 84,7 81,95 58,7 68,9 44,4 120 83
73,5-93 59,3-86,1
Си 18,4 18,7 16,5 17,7 17,8 17,5 (66) 28 47
12,6-20,2 15,2-22,1
Ва 116 131 109,3 100 87 101 650
86,6-129 76-107
V 80 106 123 133 144,3 288 150 120 90
70-163 165-102
Мп 471 395 432 349 320,7 216 1500 800 1000
344-508 285-379
8г 34,8 35,1 34,3 74,2 87,9 191 340
33,2-35,8 77,7-97,8
Радиоактивные элементы
и н.о. н.о. н.о. н.о. н.о. н.о. 2,5
ть н.о. н.о. 5.4 н.о. 5,2 н.о. 13
5,4 1 5,2
ть/и н.о. н.о. н.о. н.о. 5,2
Примечание: Fв - вытяжка водным раствором, н.о - элемент не определен и количество проб
Породы отвала характеризуются наиболее сильным мутагенным действием (табл. 3). Результаты биотестирования показали по всем регистрируемым показателям превышение относительно контроля в 2 - 5 раз, причём материал пробы обладает и токсическим эффектом, что подтверждено в экспериментах на бактериях Е coli и Drosophilla melanogaster. По-видимому, основную долю в мутагенный и токсический эффект вносят повышенные концентрации As, F и XL 4. Геохимическая оценка воздействии отвала на почвы Учитывая специфику содержания химических элементов в породах отвала, где содержания As - 13,5 мг/кг превышают ПДК (2 мг/кг), а также высокую концентрацию подвижной формы Си - 3,4 мг/кг, которая превышает также ПДК (3 мг/кг), что соответственно может отразиться на почвах, расположенных ниже по рельефу (табл. 4). В обобщенной выборке почв в горизонте А наблюдаются повышенные концентрации As - 7 мг/кг (ПДК - 2 мг/кг, ОДК - 5 мг/кг) и V - 123 мг/кг (фон для каштановых почв - 120 мг/кг). Учитывая распределение компонентов по почвенным горизонтам обобщенного разреза (А - AB - ВС - СД) следует выделить горизонт AB (горизонт вмывания), где происходит аккумуляция техногенных компонентов Со и As (рис. 2). Наряду с этим отмечается природная обогащенность почвообразующего горизонта СД следующими элементами - F, V и Sr.
ПДК 32 мг/кг ОДК 65 мг/кг
0 1 2 3 4 5 6 7
—_____—----,—1
AB
ВС
СД
.........................!.......
'........ОДК 66 мг/кг
15 15.5 16 16.5 17 17,5 18
ОДК 1 мг/кг
Фон 25 мг/кг
0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 6 6,5 7 7.5 8 8,5 9
AB
ВС
СД
Cd
/
А
I AB
ВС
СД
ОДК 110 мг/кг
30 37
ОДК 40 мг/кг
25 27 29 31 33 35 37
AB
ВС
СД
! NI
ПДК 2 мг/кг ОДК 5 мг/кг
О 3 6 9 12 15
AB
ВС
СД
Рис.2. Графики распределения элементов в горизонтах обобщенного почвенного разреза
Сопоставляя значения элементов в почвах горизонта А в зоне влияния отвала и в фоновой пробе, можно констатировать, что в фоновой пробе концентрация элементов меньше по В- 62,7 мг/кг (67,1 мг/кг) и V - 80 мг/кг (123 мг/кг). Однако, фиксируются повышенные концентрации Аз - 8,7 мг/кг (7 мг/кг), РЬ - 6,8 мг/кг (4,4 мг/кг), Ел - 48,1 мг/кг (45,3 мг/кг), Сг - 87,1 мг/кг (81,95 мг/кг), Си -18,4 мг/кг(16,5мг/кг), Ва-116 мг/кг(109,2мг/кг)иМп-471 мг/кг(432 мг/кг).
В почвенных разрезах происходит следующее перераспределение элементов. На фоновом участке в почвенном разрезе №1, расположенном в 430 метрах от отвала в аккумулятивном понижении и представленный лугово-каштановой эродированной намытой почвой, отмечается вертикальная миграция с обогащением почвенного горизонта А2 - Ъп и Аз, тогда как в 20 метрах от отвала в почвенном раорооо №2 наблюдается тенденция обогащения горизонта ВС - РЬ, С& и Си. В почвенном разрезе № 3, расположенном в 64 метрах от отвала, почвообразующий го-
Мышьяк (ПДК 2 мг/кг; ОДК 5 мг/кг)
'.МГ/КГ/.
Породы отвала
Рекультивированный участок отвала (почва, горизонт А)
Среднее (почва, горизонт А)
Фон (почва, горизонт А)
мг/кг
0,4
0,35
Кадмий (ОДК 1 мг/кг)
~0г31
0,34
Породы отвала
Рекультивированный участок отвала (почва, горизонт А)
0,1
*
-0Д2-
Среднее (почва, горизонт А)
Фон (почва, горизонт А)
Рис.3. Диаграмма распределения элементов в породах отвала и почвах горизонта А
442 *
ризонт СД обеднен РЬ, Со, Аз, Ъп и Ш по сравнению с горизонтом АВ. Несколько иная картина наблюдается в почвенном разрезе № 4, расположенном в 50 метрах от отвала, где содержание РЬ и Сс1 практически не меняется с глубиной, тогда как концентрации Си, Со, 2п и N1 уменьшаются в горизонте ВС и лишь величина Аз увеличивается с глубиной. В почвенном разрезе № 5 расположенном в 15 метрах от отвала намечается перераспределение в горизонт ВС - РЬ и Аз.
Суммарный показатель загрязнения для всех горизонтов почвенных разрезов соответствует низкой степени загрязнения.
Сопоставляя значения химических элементов в обобщенном горизонте А почв вокруг отвала и рекультивированного участка отвала, где нанесен плодородный почвенно-растительный слой, отмечается, что в почвах рекультивированного участка фиксируются повышенные концентрации Сс1, В^, гп, Е, Си, Ва, Ми и 8г (табл. 2, 4, рис. 3,4).
Фтор (водная подвижная форма) (ПДК 10 мг/кг)
мг/кг
Породы отвала Рекультивированный Среднее (почва, горизонт Фон (почва,
участок отвала (почва, А) горизонт А)
горизонт А)
Медь (ОДК 66 мг/кг)
шг!ш
Породы отвала Рекультивированный Среднее (почва, Фон (почва,
участок отвала (почва, горизонт А) горизонт А)
горизонт А)
Рис А. Диаграмма распределения элементов в породах отвала и почвах горизонта А
Выводы
В породах отвала устанавливаются природные повышенные концентрации As, Си и U, что отражается на токсичности отходов и особенно вызывает сильное мутагенное действие. Почвы в пределах изученной площади еще не ощущают на себе действие отвала, однако, несколько иная картина наблюдается с почвами на отвале. Почвы на рекультивированном участке отвала за счет разубоживания почвообразующими породами в процессе снятия плодородного слоя, а также воздействия вскрышных пород отвала, содержат повышенные концентрации As, Cd, Hg, En, F, Си и Ba относительно используемых в севообороте почв (рис. 3, 4). Таким образом, при завершении формирования внешнего отвала и последующей рекультивации, возвращенные в севооборот пахотные площади будут иметь повышенные концентрации тяжелых металлов, что может отрицательно сказаться на растительную продукцию. Следовательно, после передачи земель совхозу необходимо будет проводить геохимический мониторинг данной площади.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ташкинов А. С., Маттис А. Р.Васильев Е. В. О путях снижения экологического воздействия на окружающую среду при открытой угледобыче.//Труды Международной научно-практической конференции «Экологические проблемы угледобывающей отрасли в регионе при переходе к устойчивому развитию». Т.2.- Кемерово: Кузбассвузиздат, 1999.-С. 84-90.
2. Грицко Г. И. Проблемы экологической безопасности в угольной промышленности. //Материалы IV Международной научно-практической конференции «Безопасность жизнедеятельности предприятий в угольных регионах». Кемерово: Изд. Куз ГТУ 2000. - С. 11-17.
3. Линденау Н.И., Маевская В.М., Крылов В.Ф. Происхождение, профилактика и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах „-М.: Недра, 1977.-320с.
4. Саранчук В.И. Борьба с горением породных отвалов. -Киев: Науково думка, 1978.-167с.
5. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории химическими элементами / Сает Ю.Е. и др., - М.: ИМГРЭ, 1982. - 121с.
6. Методические рекомендации по геохимической оценке источников загрязнения окружающей среды / Сает Ю.Е., Башаркевич И.Л., Ревич Б.А. М.: ИМГРЭ, 1982 - 66 с.
7. Методические рекомендации по геохимическим исследованиям рудных месторождений при проведении геологоразведочных работ для оценки воздействия на окружающую среду горнодобывающих предприятий / Сает Ю.Е., Онищенко Т.Л., Янин Е.П.-М.:ИМГРЭ, 1986.-98с.
8. СП 11-102-97 Инженерно-экологические изыскания для строительства.
9. Требования к геолого-экологическим исследованиям и картографированию масштаба 1:50000 - 1:25000. - М.: ВСЕГИНГЕО, 1990. -127 с.
10. Геохимия окружающей среды. / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. - М.:Недра, 1990. - 335 с.
11. Временный классификатор токсичных промышленных отходов и методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных отходов. М.: 1987. -8с.
12. Ах. № 1258829о Способ определения мутагенной активности химических соединений. Авторы: Пшеничников P.A., Еремина A.A., Сергеев В.В. - 1986.
18. Рекомендации по применению комплекта для качественной и количественной оценки прямых и потенциальных мутагенов (антимутагенов) окружающей среды. Утв. ИЭРиЖ УНЦ АН СССР от 25.04.1985 г. - Пермь, 1985. - 82 с.
14. Ильинских H.H., Новицкий В.В., Ванчугова H.H., Ильинских ИЛ. Микроядерный анализ и цитогенетическая нестабильность. - Томск: изд-во Том. ун-та, 1991, - 272 с.
15. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. JL: Химия, 1985.-528с.
16. Обобщённые перечни предельно-допустимых концентраций вредных веществ в почве. (Приложение 1 и приложение 2 к письму ЦСИ Госкомприроды РСФСР от 18.12.90 № ЦС-299/15-73).-М.: ЦСИ Госкомнедра, 1990.-8с.
17. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах (Дополнение №1 к перечню ПДК и ОДК №6229-91). Гигиенические нормативы. ГН 2.1.7.020-94. М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1995.-7с.
18. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры.// Геохимия. №7, 1962, с.555-571.
GEOLOGICAL PROBLEMS OF COAL MINING ENTERPRISES AND GEOCHEMICAL ASSESSMENT OF WASTES IMPACT TO SOILS (EXAMPLE OF COAL QUARRY CHALPAN, KHAKASSIA REPUBLIC)
Yazikov E.G., Khudjakov V.M., Azarova S.V.
In this article are presented geological problems of coal mining enterprises and geochemical assessment of wastes impact to soils. Given information about behavior of chemical elements in rock wastes, according to level of summary index of contamination and summary index of rock wastes toxity. Biotesting results are presented. There is a about high element concentration in rock wastes and about soil contamination at the studied area.
