CC BY
19А.Н. Мирошниченко
МЕДИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ ЗОЛОТОРУДНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ ПРИАМУРЬЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ
In scientific work the characteristic of production wastes and consumption of the enterprises for gold open-cast mining is presented. The estimation of their influence on a state of health of the population and environment of Far East region is spent.
Интенсивное развитие золотодобывающей промышленности приводит к накоплению гигантских объемов отходов (пустые породы, некондиционное сырье, шламы, хвосты обогащения), которые, занимая большие земельные площади, образуют искусственные масштабные техногенные биогеохимические провинции, в конечном итоге негативно влияющие на состояние окружающей среды и здоровье населения. Хвосты золотоизвлекательных фабрик (ЗИФ) золоторудных предприятий представляют потенциальную опасность, связанную с недостаточной степенью технического обустройства объектов размещения этих отходов.
При открытой разработке месторождений золоторудные предприятия - один из наиболее значимых источников загрязнения, влияющих на состояние окружающей среды и здоровье человека, особенно при применении современных реагентных технологий извлечения благородного металла при малом содержании его в минеральном сырье. Основные источники их воздействия - это отходы производства и потребления золоторудных предприятий, которые относятся к антропогенным загрязнениям.
Целью исследования является изучение характера и масштаба влияния основных видов отходов золоторудных предприятий на окружающую среду и здоровье населения Приамурья. При этом решались задачи по определению основных видов отходов, минерального состава исходного сырья, оценки экологического состояния окружающей среды в районах влияния отходов, изучение путей снижения негативных экологических последствий их воздействия.
На золоторудных предприятиях Приамурья, использующих открытые способы разработки месторождений полезных ископаемых, вскрышные и буровзрывные работы осуществляются в сложных климатогеографических условиях.
Особенностью здешнего климата являются значительные годовые амплитуды температуры воздуха - от -50°С в январе, до +36°С в июле. Средняя температура воздуха наиболее холодного месяца - января - -34,7°С, а средняя температура воздуха наиболее теплого месяца - июля -+25,5°С. Период с отрицательными температурами воздуха длится 195 дней, а безморозный - 77 дней [9]. Следует отметить, что климатогеографические, социальные, экономические особенности территории проживания, уклад жизни оказывают существенное влияние на здоровье населения
[4].
Работники золотодобывающих предприятий северных районов Амурской области, приравненных к районам Крайнего Севера, испытывают на себе сочетанное действие вредных физико-химических производственных, - в основном, отходов производства и потребления и продуктов их деградации - и суровых климатоэкологических факторов [2,3,4].
При этом холодовое воздействие как экстремальный фактор природно-климатических условий приводит к усилению развития в организме токсических эффектов при воздействии химических веществ (табл. 1), со значительными трудопотерями, высоким уровнем временной нетрудоспособности, инвалидности, смертности и существенными нарушениями детородной
функции [2, 7, 8]. Статистическая обработка полученных данных выполнена с использованием прикладных программ Microsoft Excel 2000, Microsoft Access.
Таблица 1
Характеристика загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух при открытой разработке золоторудных предприятий Приамурья
Наименование веществ Класс опасности ПДК, м/р, мг/м3 Суммарный выброс
г/с т/год
Азот (II) оксид 3 0,4 491,1 234,8
Углерод 3 0,15 0,3 9,7
Сера диоксид 3 0,5 1,9 97,8
Углерод оксид 4 5,0 53,7 158,1
Пыль неорганическая >70 % 8Ю2 3 0,15 0,01 0,01
Пыль неорганическая: 70 - 20 % 8Ю2 3 0,3 1385,2 1153,3
Пыль неорганическая: менее 20 % 8Ю2 3 0,5 57,6 303,5
Всего 1989,81 1957,21
Наиболее выраженные патологические изменения определяются в верхних дыхательных путях под влиянием охлаждающих климатических факторов и воздействием пылевых отходов производства и потребления золоторудных предприятий Приамурья. При сочетанном воздействии холода и низких (меньше ПДК) концентраций окиси углерода, пыли, содержащей диоксид кремния, сернистого ангидрида, отмечено статистически достоверное увеличение заболеваний дыхательной системы (хронические бронхиты, пневмонии), что приводит к снижению функции внешнего дыхания у значительной части работников. Это позволяет ставить вопрос об изменении ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны в сторону их уменьшения. В то же время выполнение работ на открытом воздухе без наличия вредных веществ при интенсивном воздействии погодно-климатических условий не приводит к возрастанию простудных и бронхолегочных заболеваний [4].
Изучение заболеваемости с временной утратой трудоспособности показало, что более высокая степень ее корреляции соответствует температурным перепадам в рабочей зоне. На это указывает распространение у рабочих открытых горных разработок, расположенных в районах Крайнего Севера, непрофессиональных заболеваний - таких как сердечно-сосудистые, болезни опорно-двигательного аппарата, и периферических нервов и ганглиев, в этиологии которых климатические условия играют главенствующую роль. При этом отмечено увеличение заболеваний органов верхней дыхательной системы, подвергающейся наиболее сильному охлаждению, а у приезжих на 13-16% уменьшается основной обмен [2].
На рис. 1 приведена схема расположения подразделений «Брезитового рудника», являющимися источниками отходов производства и потребления.
Пустая порода вскрышных работ в карьере складируется в отвалах косогорного типа. Вскрышные породы имеют следующий минеральный состав: кварц - 58,25%; полевые шпаты -17,3%; серицит и каолинит - 9,4%; карбонаты - 2,2%; сульфиды - 1,3%; обломки и сростки -10,6% ; по степени опасности эти породы относятся к отходам V класса опасности (практически
неопасные) для окружающей природной среды, их можно использовать как строительный материал и для рекультивации карьеров.
Рис. 1. Схема расположения источников отходов производства и потреблении золоторудного предприятия «Березитовый рудник»: 1 - карьер; 2 - отвалы вскрышных пород; 3 пруд-отстойник карьерных вод; 4 - специализированный отвал забалансовых руд; 5 - склад исходной руды; 6 - промплощадка; 7 - вахтовый поселок; 8 - канализационно-очистные сооружения; 9 - отвал полусухих хвостов; 10 - склад реагентов; 11 - склад взрывчатых материалов; 12 - полигон твердых бытовых отходов.
Хвостовая пульпа ЗИФ складируется на складе забалансовых руд. Хвосты процесса гидрометаллургической переработки руды в виде хвостовой пульпы поступают на полигон хвостохранилища.
В табл. 2 приведена сводная характеристика основных видов отходов производства и потребления на золоторудных предприятиях Приамурья.
Таблица 2
Характеристика основных видов отходов производства и потребления на золоторудных
предприятиях Приамурья
Класс Количество отходов, т/год
Отходы Код по ФККО опасност Березитовый Покровский
и рудник рудник
Ртутьсодержащие лампы 353 301 00 13 01 1 1 0,1 0,25
Итого 1 класса опасности: 0,1 0,25
Отработанный электролит 521 001 01 02 012 2 1,1 1,2
Итого 2 класса опасности: 1,1 1,2
Масла моторные отработанные 541 002 01 02 03 3 3 4,5 18,4
Масла трансмиссионные отработанные 541 002 06 02 03 3 3 0,8 4,9
Масла гидравлические отработанные 541 003 13 02 03 3 3 0,7 12,60
Нефтешлам от зачистки 546 015 0104 03 3 3 2,3 12,3
резервуаров
Нефтепродукты от мойки 541 011 00 02 03 3 3 0,05 1,5
деталей
Лом свинца от АБ 353 102 3101 013 3 1,8 1,3
Фильтры масляные 187 200 00 13 07 3 3 0,8 0,9
Итого 3 класса опасности: 10,95 51,9
Обтирочный материал 549 027 010 103 4 4 1,9 3,90
Металлическая пыль 351 316 00 11 014 4 0,04 0,2
Отходы абразива 314 043 04 1 1014 4 0,01 0,2
Мусор бытовых помещений 912 004 00 0107 4 4 19,80 50,4
Осадок с иловых площадок 943 008 000 301 4 4 18,2 3,6
Шины отработанные 575 002 02 13 00 4 4 27,3 69,2
Накладки тормозные 314 037 02 01 014 4 1,02 3,05
Итого 4 класса опасности: 68,3 130,6
Вскрышные породы 314 011 00 08 99 5 5 13390000,0 11000197,4
Отходы гипса 314 038 02 01 99 5 5 0,3 1,7
Лом черных металлов 351 301 00 01 99 5 5 42,0 96,5
Стружка черных металлов 351 320 00 01 99 5 5 1,2 2,4
Огарки электродов 351 216 010199 5 5 0,6 1,2
Железные бочки 351 303 01 13 99 5 5 85,9 26,0
Опилки древесины 171 106 010103 5 5 40,9 42,7
Полиэтиленовая тара 571 029 03 13 99 5 5 7,8 0,9
Пищевые отходы 912 010 0100 00 5 5 16,8 9,1
Лом цветных металлов 353 100 00 01 99 5 5 7,7 9,7
Шлам минеральный 316 060 02 04 99 5 5 24,0 38,9
Итого 5 класса опасности: 13390210,3 11000426,6
Всего отходов: 13390290,75 11000610,55
В Приамурье на золоторудных предприятиях используются установки кучного выщелачивания с применением цианистых растворов. ЗИФ работает в замкнутом цикле с хвостохранилищем, без сбросов в гидрологическую сеть и на ландшафт. Измельчение руды производится в цианистой среде с использованием процесса сорбции цианистых комплексов активным углем.
Весь цикл работ, связанный с отходами, включает следующий алгоритм: обращение, размещение, хранение, захоронение, характеристику видов (бытовые, биологические, лечебно-профилактических учреждений, опасные), сортировка и транспортирование, рециклинг [1, 6].
Установлено, что в процессе эксплуатации золоторудных месторождений образуется около 25 млн. тонн отходов, 99,9% которых относятся к 4 и 5 классам опасности (рис. 2). Эти отходы являются практически неопасными для окружающей среды и не оказывают существенного влияния на здоровье населения.
100000000 10000000 1000000 100000 10000
ч
2 1000 100 10 1 0,1 0,01
□ Березитовый рудник □ Покровский рудник
■
-п
1 1 1=
1 2 3 4 5
класс опасности
Рис. 2. Характеристика отходов золоторудных предприятий Приамурья по классам опасности.
Для размещения образующихся отходов предусматривается строительство полигонов под отвалы вскрышных пород, забалансовых руд, полусухих хвостов гидрометаллургической переработки, захоронения твердых бытовых отходов.
Отвал полусухих хвостов гидрометаллургической переработки руд по цианистой технологии представлен хвостовой пульпой, содержащей в жидкой части токсичные вещества -реагенты или образующиеся химические вещества за счет химических реакций реагентов с рудными минералами.
Полигон захоронения твердых бытовых отходов вместимостью 15 тыс. куб. м принимает отходы из общежитий, общественных зданий и сооружений, столовой, а также частично производственные отходы 4 и 5 классов опасности. Процессы обращения с отходами (жизненный цикл отходов) включают этапы: образование, накопление и временное хранение, первичная обработка (сортировка, дегидратация, нейтрализация, прессование, тарирование), транспортировка, вторичная переработка (обезвреживание, модификация, утилизация, использование в качестве вторичного сырья), складирование, захоронение и сжигание [1].
Жизненный цикл отходов производства и потребления зависит от их происхождения, агрегатного состояния, физико-химических свойств субстрата, количественного соотношения компонентов и степени опасности для среды обитания человека и его здоровья.
Основными мероприятиями по снижению и контролю уровня отрицательного воздействия образующихся отходов являются:
тщательная регламентация проведения работ, связанных с загрязнением и нарушением рельефа;
организация системы сбора, транспортировки и утилизации отходов, исключающей загрязнение почвы отходами производства;
выбор участка для размещения штабелей кучного выщелачивания свободного от возможной растительности и почвенного покрова;
отвод поверхностного стока с площадок размещения штабелей кучного выщелачивания; проведение постоянного мониторинга производственной среды и состояния здоровья с целью выявления начальных признаков профессиональных заболеваний, а также их профилактики (см. схему).
Схема. Структура профилактики профессиональных заболеваний у работников
золоторудных предприятий.
Снижение количества отходов на предприятии достигается за счет: рационального использования материальных ресурсов; организации мест временного хранения отходов; административно-организационных мероприятий (инструктаж персонала, назначение ответственных по операциям обращения с отходами, организация их селективного сбора);
строгого выполнения проектных решений и соблюдения санитарно-эпидемиологических и экологических норм.
Медико-экологическая оценка воздействия отходов производства и потребления золоторудных предприятий Приамурья на окружающую среду и состояние здоровья населения позволила установить следующее.
Во-первых, при их эксплуатации образуются малоопасные твердые отходы, среди которых главные - твердые минерально-сырьевые, относящиеся к неиспользуемым вторичным материальным ресурсам, для которых в настоящее время отсутствуют экономически целесообразные технологические методы и условия утилизации. Это хвосты обогащения руд, загрязняющие атмосферный воздух аэрозолью пыли пустых пород и вызывающие заболевания дыхательной системы, что подтверждается статистическими обзорами состояния здоровья населения и окружающей среды по Дальневосточному региону. Менее опасными являются отходы пустой породы открытой разработки месторождения и технологическая вода ЗИФ, относящиеся к четвертому и пятому (практически неопасным) классам опасности.
Природные климатогеографические факторы имеют негативную направленность, усиливая воздействие отходов золоторудных предприятий на компоненты окружающей среды и здоровье населения.
Во-вторых, золоторудные предприятия Приамурья в зависимости от технологии обогащения руд и состава оказывают разное по характеру и интенсивности, а также по экологическим последствиям воздействие на окружающую среду и здоровье населения.
В-третьих, состав и масштабы загрязнения природной среды зависят от продолжительности и интенсивности воздействия, технологических и технических решений. При этом возможно образование техногенных ландшафтов за счет перепланировки исходного рельефа и отсыпки отходами технологических дорог.
Для выявления тенденций развития биолого-экологического воздействия отходов производства и потребления золоторудных предприятий Приамурья на окружающую среду и состояние здоровья населения в зонах влияния таких предприятий необходимо проведение комплексного анализа динамики изменения состояния окружающей среды и здоровья населения в течение длительных постоянных наблюдений [5].
1. ГОСТ Р 52108 - 2003 Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Основные требования.
2. Константинов, Р.В. Оценка риска нарушений здоровья, связанных с сочетанным воздействием основных производственных токсикантов и суровых климатических факторов в промышленных районах Крайнего Севера // Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты: материалы конференции. - СПб.: Изд-во «Фолиант», 2004. - С. 466.
3. Мирошниченко, А.Н. Прогностическая оценка воздействия Березитового золоторудного месторождения Амурской области на атмосферный воздух // Вестник Амурского государственного университета. 2009. - Вып. 45. - С. 67-72.
4. Мирошниченко, А.Н. Медико-экологическая оценка воздействия открытой разработки золоторудных месторождений Амурской области на окружающую среду и здоровье населения // Вестник Амурского государственного университета. - 2009. - Вып. 47. - С. 68-71.
5. Мониторинг и методы контроля окружающей среды / Ю.А. Афанасьев, С. А. Фомин, В. В. Меньшиков и др. - М.: Изд-во МНЭПУ, 2001 - 337 с., ил.
6. Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух. - СПб., 2002.
7. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. ГН 2.1.6.1338-03.
8. СанПиН 2.1.6.1032-01. Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест. - М.: Минздрав, 2001.
9. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. Приняты и введены в действие с 1 января 2000 г. Постановлением Госстроя России от 11.06.99 № 45.
