CC BY
13
- © Ю.А. Озарян, H.A. Сергеева, 2014
УДК 622.882
Ю.А. Озарян, Н.А. Сергеева
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЭКОСИСТЕМЫ ПРИ ОСВОЕНИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ (НА ПРИМЕРЕ ОАО «КОРФОВСКИЙ КАМЕННЫЙ КАРЬЕР»)
Представлены результаты исследования воздействия на компоненты окружающей среды при освоении месторождений строительных горных пород. Выявлены закономерности распределения химических элементов в исследуемых образцах почвогрунтов и растительности. Исходя из полученных данных, предложены природоохранные мероприятия.
Ключевые слова: строительные горные породы, воздействие, экологическая ситуация, горная экология.
Освоение месторождений строительных материалов, затрагивает практически все элементы биосферы [1 и др.]. Нарушение поверхности при добыче, приводит к гибели или деградации растительного покрова, ухудшению качества, изменению структуры почвенного слоя, в пределах горного отвода [2 и др.]. Появляются впадины и выемки на земной поверхности в результате чего нарушается водный режим. Лишенные почвенного покрова, обнаженные по-
14 12 10
в Кол-во месторождений
|
1
1 1 1 Н Н Н Н И
,fS Jb & ¿fi
/S </////?+
да4
А <$>
/
Рис. 1 Распределение месторождений строительного камня по видам в Хабаровском крае (на 01.01.2010 г.)
роды подвергаются интенсивной водной и ветровой эрозии [2 и др.].
По данным Министерства природных ресурсов Хабаровского края балансом запасов строительного камня на 1 января 2010 г. на этой территории учтено 32 месторождения (рис. 1), из которых 20 представлены интрузивными и метаморфическими, 9 - вулканогенными и 3 - осадочными породами. В 2009 г. добыча фактически проводилась на 7 месторождениях, где добыто 991 тыс. м3, в том числе более 600 тыс. м3 ОАО «Кор-фовский каменный карьер» [3 и др.]
Исходя из вышесказанного, целью исследования явилось - анализ негативного воздействия добычи и переработки строительных материалов на компоненты окружающей среды и разработка мероприятий по его снижению.
Для достижения поставленной цели, были определены следующие задачи:
1. Анализ, обобщение и систематизация литературных данных по названной проблеме;
2. Оценка горного предприятия, как источника негативного влияния на качество среды обитания;
3. Подготовка предложений, направленных на снижение воздействия на компоненты биосферы;
Среднегодовая повторяемость ветров в п. Корфовский, % с
юу юв
ю
ОАО "Корфовский
5гг—-^ ^ ^—-^г^ Г—3. Т. 7
каменный карьер \ ■
■-Jm
ногФовсти jey^f-^ h
т/.'
Лл^пг. .Vi
\Е
Рис. 2. Карта-схема района исследования
Методологической основой исследования послужило учение академика В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере [4 и др.] и основные положения, изложенные в «Программе и методике изучения техногенных биогеоценозов» (Колесников, Моторина). В зоне воздействия ОАО «Корфов-ский каменный карьер» проводился отбор проб почв и техногенных образований в соответствии с ГОСТом 17.4.3.01-83 и ГОСТом 17.4.4.02-84, а также отбирались пробы растительности по ГОСТу 27262-87. Точки обследования, обозначенные на карте-схеме, заложены по периметру карьера, а также с учетом направления ветров (рис. 2). Количественный анализ образцов проведен на приборе масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой ICP-MS ELAN DRC II.
Объект исследования - природ-но-горнотехническая система в районе эксплуатации Корфовского каменного карьера.
Анализ литературных данных [1, 2, 3, 5-7 и др.] позволил сделать вывод о том, что:
1. Проблема отрицательного влияния на компоненты природной среды и восстановления продуктивности земель, нарушенных в процессе освоения месторождений нерудных строительных материалов в специфических природных условиях Дальнего Востока, практически не изучена;
2. Освоение месторождений полезных ископаемых приводит к полному уничтожению почвенного покрова, разрушению ландшафтов, снижению биоразнообразия растительного и животного мира, загрязнению компонентов окружаю-
шей среды, по крайней мере в пределах горного отвода, и, как следствие, серьезному нарушению комфортной среды обитания человека;
3. Добыча и переработка строительных материалов сопровождается значительным пылевыделением, а, следовательно, ухудшением состава воздуха рабочей зоны и здоровья горнорабочих, что приводит к развитию профессиональных заболеваний и утрате трудоспособности [8 и др.];
4. Рекультивация нарушенных горными работами земель еше не стала неотъемлемой частью деятельности горнопромышленного комплекса;
5. Недостаточно проводится комплексных специальных исследований по созданию теоретических основ оценки воздействия и воспроизводства продуктивности земель, нарушенных в процессе добычи строительных материалов на юге Дальнего Востока страны.
Эти выводы, свидетельствуют об актуальности выбранной нами тему исследования.
Корфовский каменный карьер расположен в 30 км к юго-западу
Таблица 1
Качественная характеристика мелкозема гранодиорита [9]
№ п/п Физико-механические свойства Единица измерения Значение показателей
1 Плотность т/м3 2,73
2 Объемная масса - 2,65
3 Объемная насыпная масса щебня - 1,8
4 Пористость % 1,4
5 Водопоглощение % 0,25
6 Временное сопротивление сжатию в сухом состоянии кгс/см2 900-2100
7 Морозостойкость Цикл 100
8 Содержание слабых и выветренных зерен % 1,2
9 Содержание глинистых и пылевидных частиц % 0,4-0,7
10 Содержание лещадных и игловатых частиц % -
от г. Хабаровска. Месторождение гранодиоритов разрабатывается с 1907 г. В результате доразведки исследователями выявлено, что до уровня подсчета запасов месторождение не обводнено [9 и др.]. Водоприток возможен за счет атмосферных осадков. Техническое и хозяйственное водоснабжение осуществляется за счет подземных трещинных вод.
Месторождение представлено мезозойскими гранодиоритами. Оно является частью крупного интрузивного массива, вытянутого в широтном направлении и приуроченого к небольшой возвышенности (сопка Восточная) с абсолютной отметкой 319 м. Гранодиориты массива представляют собой светло-серую с голубым оттенком породу. Вмещающими являются песчано-глинистые сланцы и песчаники хехцирской свиты, сверху покрытые породами четвертичных отложений. [9 и др.]. В табл. 1 приведена качественная характеристика извлекаемых строительных горных пород.
Исходя из горно-геологических и сложившихся горнотехнических условий, на Корфовском каменном карьере, принята транспортная система разработки, цикличная, экскаватором с
погрузкой в автотранспорт. Вскрытие горизонтов разработки месторождения осуществляется открытым способом групповыми наклонными траншеями или полутраншеями внутреннего и внешнего заложения. При производстве буро-взрывных работ используются станки ROC L8 и ROC F9. Для дробления негабаритных кусков камня применяются перфораторы и самоходная буровая установки. Исходная горная масса проходит три стадии дробления. Полученный материал поступает в отделение сортировки.
Исходя из технологической схемы подготовки, добычи и переработки гранодиорита можно сделать вывод, что основным источником загрязнения являются пыль и пылегазо-вые выбросы, которые образуются при:
1. Буро-взрывных работах (массовый взрыв, станок пневмоударного бурения);
2. Работе экскаваторов и другого горно-транспортного оборудования;
3. Функционировании двигателей внутреннего сгорания автотранспорта;
4. Работе дробилок, грохотов, а также места пересыпки и складирования готовой продукции.
Рис. 3 Основные источники выделения пыли на предприятии
Результаты, проведенной на предприятии инвентаризации источников выброса вредных веществ в атмосферу ОАО «Корфовский каменный карьер» позволили сделать вывод о том, что самым крупным источником по объемам выбросов являются дробильно-сорти-ровочный цех, а именно конусная и щековая дробилки (рис. 3) [10 и др.].
Для изучения степени влияния, процессов добычи строительного сырья, на воздушный бассейн произведен расчет токсико-мутагенного фона (ТМФ) тер-
ритории [11 и др.]. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что, чем выше уровень загрязнения, тем выше величина рассчитанного показателя. На рис. 4 прослеживается закономерность, что с увеличением расстояния значение показателя условной повреждаемости территории снижается.
Кроме этого, был проведен количественный анализ образцов техногенных образований из отвалов разного возраста. Установлено превышение нормативных концентраций в 2
2,5 2
> С
>" 1,5 а>
Т
? 1 (б
« 0,5 0
-♦—УПУ! -Полиномиальный (УПУ1)
у = 0,0367х - 0,5986х + 2,54 РЧ2 = 0,8609
# ^ # # # ^ ^
# ^ ^ ^ ^ ^ <У" ^ ^ ^ ^ ^
ЛУ Ж Ж Ж
хУ -сГ -сГ
¿Г
/ / < У
Г
4
¿Г #
Место отбора проб
Рис. 4. Зависимость условного показателя повреждаемости территории от удаленности точки отбора от предприятия
160 Содержание эдшенха, мг/кг 1
234
234
234
234
234
1
2
3
4
1234
Фон ПДК
,№ точки отбора проб
Рис. 5. Содержание элементов, превышающих нормативные и фоновые значения, мг/кг
1
1
1
1
Содержание элемента, мг/кг
1
32 3
Фон ПДК
№ точки отбора проб
Рис. 6. Содержания в образцах некоторых элементов, не превышающих нормативные значения, мг/кг
160 ^Содержание-: 140 120 ЮО ЗО 60 40 20 О
Эт-мг/кг—
И2 = 0,922
-Со -Сг
Фон
Р2 = 0,916 № точки
отбора проб
Рис. 7. Зависимость количества содержания элементов от возраста отвала, мг/кг
1
90 SO 70 60 SO 40 30 20 ÍO О
Знячрнир 1Т1П.1П1П1МЯ
lili.
1 2 3 4 5 6 7 № точки
отбора проб
Рис. 8. Значения суммарного показателя загрязнения на исследуемых точках
и более раз по Сг, Со, N1, Си (рис. 5), незначительно по 2п, содержание остальных элементов ниже предельно допустимых (рис. 6). Выявлена закономерность - с увеличением возраста отвала концентрация содержания элементов снижается (рис. 7).
Расчет суммарного показателя загрязнения (2с) [12 и др.] позволил сделать вывод, что наибольшее его значение в т. 1, позволяет охарактеризовать обстановку как опасную, в т. 2-5 - умерено опасную, а т. 6, 7 -допустимую (рис. 8).
Анализ проб растительности позволил сделать выводы о зависимости содержания элементов в них от их концентрации в почвах, что подтверждено рассчитанным коэффициентом биологического накопления (КБН). Так, КБН для Си, Сг и N1 варьирует от 0,18 до 1,93.
Исходя из вышесказанного, предложены мероприятия по снижению негативного воздействия добычи строительных материалов на качество среды обитания.
По результатам экспериментальных исследований, проведенных в течение 2003-2010 гг. в теплице и производственных условиях, были определены наиболее эффективные дозы применения гуматов. Новизна подтверждена Патентом РФ на изобре-
тение № 2275779 от 10 мая 2006 г. «Способ воспроизводства продуктивности нарушенных горными работами земель с использованием гуминовых препаратов» (авторы: Крупская Л.Т., Бубнова М.Б., Озарян Ю.А. и др.) [13 и др.]. В 2010 г. в лабораторных условиях были проведены экспериментальные исследования по усовершенствованию предложенного ранее способа. В качестве сырья для восстановления продуктивности земель использовалась дресва коры выветривания гранодиорита, т.е. вскрышные, потенциально плодородные породы Корфовского каменного карьера (мелкозем гранодиорита). За критерии оптимальности приняты: высота всходов (мм); количество всходов (шт.); вес биомассы в сыром и воздушно-сухом виде (мг). Определены четыре варианта исследования, каждый в пятикратной повторности. Было предусмотрено регулярное проведение фенологических наблюдений, в результате которых выявлено, что третий вариант оказался наиболее эффективным по всем показателям. Полученные результаты подтвердились и при исследовании биомассы в сыром и воздушно-сухом виде.
Выволы:
1. Проблема оценки негативного воздействия освоения месторож-
дений строительных материалов на экосистемы, в условиях Дальневосточного региона, практически не изучена;
2. Исследование влияния ОАО «Корфовский каменный карьер» на компоненты окружаюшей среды свидетельствует о том, что наиболее интенсивно оно проявляется при ведении буро-взрывных и дробильно-со-ртировочных работ, а также пылении отвалов;
3. Выявлены закономерности влияния горных работ на компоненты окружаюшей среды;
4. Для снижения воздействия на элементы природной среды необходимо проведение санитарно-гигиенической рекультивации отвалов отсева с учетом природно-климатических особенностей района.
Кроме этого, необходимо разработать и внедрить средства и методы очистки пылегазовых выбросов предприятия и проводить регулярное обильное орошение автомобильных дорог и подъездные путей ОАО Кор-фовский каменный карьер».
В дальнейшем мы планируем продолжить наши исследования.
1. Певзнер М.Е., Костовеикий В.П. Экология горного производства. М.: Недра, 1990.
2. Крупская Л.Т. Оценка трансформации экосистем под воздействием горного производства на юге Дальнего Востока / Л.Т. Крупская, Б.Г. Саксин, А.М. Ивлев и др. Хабаровск, 2001. 192 с.
3. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды Хабаровского края в 2009 году / Под ред. В.М. Шихалева. Хабаровск: ООО «Амур-принт», 2010. 258 с.
4. Вернадский В.И. Биогеохимические очерки. М., 1940. 345 с.
5. Бульбашев А.П. Борьба с пылью на карьерах по добычи строительных материалов / А.П. Бульбашев, Ю.В. Шувалов. СПб.: МАНЭБ, 2006.
6. Елпатьевская В.П. Роль горно-добывающего производства в трансформации окружающей среды (юг Дальнего Востока) // География и природные ресурсы. 1996. № 3. С. 53-62.
7. Трубецкой К.Н. Природа и человек: противоречие и пути их преодоления / К.Н. Трубецкой, Ю.П. Галченко // Вестник РАН. 2002. № 2.
8. Лапшин Е.А., Аматняк Л.К., Мароч-ко Л.Д. Влияние окружающей среды на здоровье работающих на промышленных объектах Корфовского каменного карьера // Экологические проблемы медицины в ре-
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
гионе Дальнего Востока. Сборник научных трудов. Хабаровск, 1991. С. 87-90.
9. Хромцов М.В. Отчет о доразведке разрабатываемого Корфовского месторождения строительного камня (гранодиори-тов) в Хабаровском районе Хабаровского края в 1981-84 гг. с подсчетом запасов по состоянию на 01.06.1984 г. в 2 томах / М.В. Хромцов, В.Ф. Ряга, В.В. Успенский. Хабаровск, 1984.
10. Инвентаризация источников выброса вредных вешеств в атмосферу ОАО «Кор-фовский каменный карьер» п. Корфовский Хабаровского района. Хабаровск: ООО «РЭЦеДем», 2003. 71 с.
11. Горовая А.И. Оценка токсичности атмосферного воздуха тестом «Стерильность пыльцы растений»: Методические рекомендации / А.И. Горовая, С.А. Риженко, А.В. Пав-личенко и др. Днепропетровск, 2007. 27 с.
12. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружаюшей среды. М.: Недра, 1990. 335 с.
13. Патент № 2275779 Российская Федерация, Способ воссоздания продуктивности нарушенных горными работами земель с использованием гуминовых препаратов Авторы: Л.Т. Крупская, М.И. Бычев, Г.И. Петрова, Б.Г. Саксин, В.Т. Крупский, М.Б. Бубнова, Ю.А. Левинзон (Озарян), К.Е. Гула. МПК7, Бюл. № 13. 10 мая 2006. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
Озарян Юлия Александровна -- младший научный сотрудник, e-mail: [email protected], Сергеева Наталья Александровна - инженер-эколог, Институт горного дела ДВО РАН.
UDC 622.882
SOME ASPECTS OF INFLUENCE ON ECOSYSTEMS AT THE DEVEL-OPMENT OF BUILDING MATERIALS DEPOSITS (ON EXAMPLE OF «THE KORFOVSKY STONE OPEN-CAST MINE» OPEN SOCIETY)
Ozarjan Ju.A., Junior Researcher, e-mail: [email protected], Sergeeva N.A., engineer-ecologist,
Mining Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences.
The article presents the research results of influence on environment components at the development of building rocks deposits. The regularities of distribution of chemical elements in the investigated samples of soil and are revealed. Proceeding from the received data, nature protection actions are offered. Key words: building rocks, influence, an ecological situation, mountain ecology.
REFERENCES
1. Pevzner M.E., Kostoveckij V.P. Jekologija gornogo proizvodstva (Mining Ecology), Moscow, Nedra,
2. Krupskaja L.T. Ocenka transformacii jekosistem pod vozdejstviem gornogo proizvodstva na juge Dal'nego Vostoka (Evaluation of Mining-Induced Transformation of Ecosystems in the South of the Far East), Khabarovsk, 2001, 192 p.
3. Gosudarstvennyj doklad o sostojanii i ob ohrane okruzhajushhej sredy Habarovskogo kraja v 2009 godu, pod red. V.M. Shihaleva (Shikhalev V.M. (Ed.), Governmental Report on the Environmental Condition and Control in the Khabarovsk Region in 2009), Khabarovsk, OOO «Amur-print», 2010, 258 p.
4. Vernadskij V.I. Biogeohimicheskie ocherki (Bio-Geo-Chemical Essays), Moscow, 1940, 345 p.
5. Bul'bashev A.P., Shuvalov Ju.V. Bor'ba s pylju na kar'erah po dobychi stroitel'nyh materialov (Dust Control in Construction Material Open Pit Mines), Saint-Petersburg, MANJeB, 2006.
6. Elpat'evskaja V.P. Geografija i prirodnye resursy, 1996, no 3, pp. 53-62.
7. Trubeckoj K.N., Galchenko Ju.P. Vestnik RAN, 2002, no 2.
8. Lapshin E.A., Amatnjak L.K., Marochko L.D. Jekologicheskie problemy mediciny v regione Dal'nego Vostoka, Sbornik nauchnyh trudov, Khabarovsk, 1991, pp. 87-90.
9. Hromcov M.V., Rjaga V.F., Uspenskij V.V. Otchet o dorazvedke razrabatyvaemogo Korfovskogo mestorozhdenija stroitel'nogo kamnja (granodioritov) v Habarovskom rajone Habarovskogo kraja v 198184 gg. s podschetom zapasov po sostojaniju na 01.06.1984 g. (Report on Appraisal Works at the Korfovsky Building Stone (Granodiorite) Deposit under Mining in the Khabarovsk District of the Khabarovsk Region in 1981-1984, with the Reserves Estimate as of June 1, 1984 ), Khabarovsk, 1984.
10. Inventarizacija istochnikov vybrosa vrednyh veshhestv v atmosferu OAO «Korfovskij kamennyj kar'er» p. Korfovskij Habarovskogo rajona (Valuation Survey of Toxic Emission Points at the Korfovsky Stone Open Pit Mine JSC, Township of Korfovsky, Khabarovsk District), Khabarovsk, OOO «RJeCeDem», 2003, 71 p.
11. Gorovaja A.I. Ocenka toksichnosti atmosfernogo vozduha testom «Steril'nost' pyl'cy rastenij»: Meto-dicheskie rekomendacii (Air Toxicity Assessment by the Plant Pollen Sterility Test: Recommended Practice), Dnepropetrovsk, 2007, 27 p.
12. Saet Ju.E., Revich B.A., Janin E.P. Geohimija okruzhajushhej sredy (Environment Geochemistry), Moscow, Nedra, 1990, 335 p.
13. Krupskaja L.T., Bychev M.I., Petrova G.I., Saksin B.G., Krupskij V.T., Bubnova M.B., Ju.A. Levinzon (Ozarjan), Gula K.E. Patent RU2275779, 10.05.2006.
1990.
