CC BY
29
© Н.К. Растанина, Е.А.. Чумачснко, Л.Т. Крупская, 2007
УДК 574:622.34(571.6)
Н.К. Растанина, Е.А.. Чумаченко, Л.Т. Крупская
К ВОПРОСУ ИЗУЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАЦИИ ЭКОСИСТЕМ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ЮГЕ ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА (НА ПРИМЕРЕ ХЕРПУЧИНСКОГО ПРИИСКА)
Семинар № 10
Горное производство юга Дальнего Востока оказывает негативное воздействие на объекты природной среды (1-5).
Однако имеющихся данных недостаточно для полной характеристики химических элементов как загрязнителей окружающей среды различных компонентов экосистемы. Практически не проводится изучение процессов загрязнения природных сред, прилегающих к горнопромышленным объектам.
Учитывая сложившуюся напряженную экологическую ситуацию в окрестностях золотодобывающих предприятий, возникает необходимость исследования этой проблемы.
В связи с этим определена цель, заключающаяся в разработке научных основ трансформации экосистем под воздействием горного производства для обеспечения социальной и экологической его безопасности.
Исходя из цели исследования, сформулированы следующие задачи:
1. Анализ, обобщение и систематизация литературных данных по названной проблеме;
2. Изучение закономерностей трансформации экосистем при освоении недр;
3. Разработка предложений по снижению негативного воздействия
горного объекта на природные системы.
Методологической основой исследований послужило учение академика В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере, а также основные положения, изложенные в «Программе и методике изучения техногенных биогеоценозов» (Колесников, Моторина, 1978 г.).
Объектом исследования явились природно-горнотехнические системы юга Дальнего Востока.
О характере трансформации экосистем в зоне действия золотодобывающих горных предприятий Хабаровского края дают представления результаты экспедиционных и полевых исследований, проведенных в период с 2001 по 2004 годы.
Установлено, что основными источниками загрязнения экосистем является вещественный состав минерального сырья, отходов (в том числе «хвосты» шлихообогатительной установки (ШОУ), отвалы). О составе потоков загрязняющих веществ, формируемых с началом добычи и обогащения полезных ископаемых, можно судить по наличию в рудах элементов-спутников и элементному составу первичных ореолов, продуктах обогащения россыпей. Главными минералами, образующими россыпи р. Херпучи, являются магнетит, пирок-
сен, ильменит, лимонит и гематит. Присутствуют в небольших количествах пирит, арсенопирит, гранат и циркон.
Анализ пробы золотосодержащих песков Херпучинского прииска показывает повышенное содержание химических элементов с токсическим эффектом: хром (0,04 %), свинец (0,02 %), мышьяк (0,1 %), марганец (0,6 %), никель (0,01 %), медь (0,008 %), цинк (0,01 %), вольфрам (0,02 %).
Результаты экспериментальных данных свидетельствуют об аккумуляции валовых форм токсичных элементов (меди, цинка, свинца) в верхней части техногенных почв: в горизонте «А» (соответственно): 33,3; 83,1; 15,8 мг/кг. В горизонте «В» их количество становится значительно ниже: 21,1; 50,1; 11,4 мг/кг.
Обнаружена тенденция к перемещению подвижных форм этих же элементов в нижележащие слои почвенного профиля. Содержание таковых в горизонте «А» составляет: 3,2; 7,5; 6,0 мг/кг, а в горизонте «В»: 4,3; 8,9; 7,5 мг/кг. Установлено, что
транзитный перенос тяжелых металлов обеспечивается кислой реакцией среды, органическим веществом фульватного состава, грубым механическим составом почв.
Хранилища отходов горного производства (вскрышные, вмещающие породы и материалы после обогащения) также представляют собой высокий риск загрязнения поверхностных и подземных вод. Происходит деградация экосистем, в последующем образуются горнопромышленные агломерации, охватывающие иногда целые речные бассейны. Установлено, что на месте отвалов и промплощадок полностью разрушен почвеннорастительный покров, зональные почвы исчезли. Все почвогрунты характеризовались низкой биогенностью.
Серьёзную опасность представляет ртутное загрязнение экосистем. Особая экологическая обстановка складывается в базовых посёлках золотодобывающих предприятий, где вплоть до 1990 г. в технологии переработки золотосодержащих концентратов применялась ртутная амальгамация. В результате применения экологически несовершенного оборудования и нарушений технологических режимов его эксплуатации, в экосистемах обнаружены экстремально высокие уровни накопления ртути (в воде, почвах и в воздухе).
Широкое вовлечение в эксплуатацию техногенных россыпей в настоящее время способствует активизации захороненной ртути и интенсификации её механической формы. Происходит неконтролируемое расширение площади ртутного загрязнения.
На территории шлихообогатительной установки (ШОУ) прииска Хер-пучинский радиальный отбор проб почвогрунтов позволил выявить самую большую аномалию ртути-317,5 мг/кг.
Ртуть способна биоаккумулиро-ваться по пищевым цепям не только в водных, но и наземных экосистемах. Особенно опасное концентрирование металла происходит в следующей цепи: почва - вода - донные отложения (или илистые) - биота — рыба - человек, питающийся рыбой.
Одной из главных особенностей влияния горного предприятия на характер миграции этого токсичного элемента является резкое увеличение взвешенных форм. Это связано с высоким значением мутности водотоков и возрастанием абсолютных концентрации ртути в самой взвеси (табл. 1, 2).
Результаты исследования показывают, что в растворы поступают большие количества ртути, которая связывается продуктами, образующимися на
Таблица 1
Содержание ртути в водах Херпучинского прииска
Профиль Точка Описание Концентрация, мкг/л
отбора в растворе Во взвеси
проб
1 2 3 4 5
3 2 Ручей Тальмак 0,17 0,33
3 3 Отстойник 0,39 0,33
3 4 Отстойник 0,19 0,83
Пойма р. Херпучи 0,11 0,44
р. Хон (вблизи ШОУ) 1,50 5,00
Отстойник на
3 5 территории ШОУ Старое ШОУ (скважина 24,33 15,37
у жилого дома) 0,13 0,28
Колодец <0,01 <0,01
Примечание: ПДК: Питьевая вода - 0,05 мкг/л
Вода рыбохозяйственных водоемов - 0,0001 мг/л
Таблица 2
Содержание ртути в почвогрунтах Херпучинского прииска
№ п/ п Место отбора образцов Глубина взятия образца, см Концентрация, мг/кг сухого веса
1 2 3 4
1. Профиль 1, точка 1 0-10 10-20 0,16 0,17
2. Профиль 1, точка 2 0-10 10-20 0,25 0,11
3. Профиль 1, точка 3 0-10 10-20 0,53 0,18
4. Профиль 1, точка 4 0-10 10-20 0,04 0,12
5. Профиль 1, точка 5 0- 10 10-20 0,16 0,09
6. Профиль 2, точка 1 0-10 10-20 0,08 0,12
7. Профиль 2, точка 2 0-10 10-20 0,14 0,16
8. Профиль 2, точка 3 0-10 10-20 0,11 н/опр.
9. Профиль 2, точка 4 0-10 10-20 0,09 н/опр.
10. Профиль 2, точка 5 0-10 10-20 0,07 0,02
11. Профиль 3, точка 1 0-10 10-20 0,02 0,04
12. Профиль 3, точка 2 0-10 10-20 0,02 0,02
13. Профиль 3, точка 3 0-10 10-20 0,03 0,03
14. Профиль 3, точка 4 0- 10 10-20 0,05 0,05
15. Профиль 3, точка 5 0-10 10-20 0,41 0,06
16. Профиль 3, точка 6 0-10 10-20 0,03 0,03
17. Профиль 3, точка 7 0-10 10-20 0,06 0,47
18 . Контроль (р. Сомни, 7 км от п. Херпучи) 0-10 10-20 0,05 0,05
различных гипергенных геохимиче- Итак, естественные механизмы ских барьерах. трансформации техногенных вод спо-
собствуют интенсивному выделению её из растворов, но неустойчивый гидрологический режим Приамурья обуславливает размывание осадков, вынос в транзитные водотоки уже в составе взвешенного материала (Крупская, Саксин и др., 2002).
Таким образом, наиболее экологически напряженная ситуация по ртути складывается в окрестностях золотодобывающего предприятия, их шлихообогатительных установок, дражных котлованов, а также в местах складирования отвалов и хвостов амальгамации.
Необходимо дальнейшее комплексное изучение распределения и миграции ртутных соединений, которое позволит выявить тенденции накопления элемента и объективно оценить последствия ртутного загрязнения, масштабы которого до сих пор не оценены.
1. Крупская Л.Т. Охрана и рациональное использование земель на горных предприятиях Приамурья и Приморья. Хабаровск: ДВО РАН. Приамурское географическое общество, 1992. 175 с.
2. Крупская Ё.Т., Саксин Б.Г., Ивлев А. М., Бубнова М.Б. и др. // Оценка трансформации экосистем под воздействием горного производства на юге Дальнего Востока. Хабаровск, 2001. 192 с
3. Елпатьевский П.В. Горнопромышленный тип техногенеза, его геохимия и мониторинг // Геохимия техногенеза: Тез. докл. 1 Всесоюзн. совещ. Иркутск: ИГУ, 1985. Т. 1. С.63-67.
Районы золотодобычи должны стать первоочередными объектами для последующей очистки территории - демеркуризации (по технологии, предложенной А.М. Поздняковым и др., 2000). Так, в 2003г. производилась очистка территории ШОУ Хер-пучинского прииска от локальных загрязнений ртути и свинца, что позволило извлечь 37,5 кг ртути и 60 кг свинца.
Необходимо организовать переработку отходов ШОУ, дражных полигонов и др., загрязняющих компоненты биосферы с целью извлечения ртути и др. токсичных элементов. Повторная отработка техногенной россыпи не только способствует извлечению дополнительного минерального сырья, но и явится основой экологического оздоровления экосистем, в т.ч. и человека.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. Поздняков А. М., Бродягин В.А., Крупская Ё. Т. Экологически безопасная технология переработки отходов Софийского прииска ОАО «Приморзолото» и научные и практические аспекты добычи цветных и благородных металлов // Доклады международного совещания, Т. 2. Хабаровск, 2000. С. 497-498.
5. Грехнев НИ., Секисов Г.В. Мине-
ральные отходы разработки золотоносных россыпей и их влияние на состояние экосистем. В кн. Горный информационноаналитический бюллетень. 2002. №11.
С. 189-193. ЕШ
— Коротко об авторах-------------------------------------------------------------
Растанина Наталья Константиновна - преподаватель Тихоокеанскогогосударственно-го университета (ТОГУ),
Чумаченко Екатерина Анатольевна - преподаватель, аспирант Тихоокеанского государственного университета (ТОГУ),
Крупская Людмила Тимофеевна - доктор биологических наук, зав. лабораторией Института горного дела ДВО РАН.
