CC BY
44
© Ю.А. Мамаев, Л. Т. Крупская, Б.Г. Саксин, М.Б. Бубнова,
2005
УДК 622.014.3:502.76
Ю.А. Мамаев, Л.Т. Крупская, Б.Г. Саксин, М.Б. Бубнова
РЕГИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ЗОЛОТОДОБЫЧИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ В ЦЕНТРАЛЬНОЙ И ВОСТОЧНОЙ ЧАСТЯХ БАССЕЙНА р. АМУР
Семинар № 7
У~т ассейн р. Амур занимает исклю-X# чительно важное географическое положение и будет играть значительную роль в экономическом развитии восточной части России в ХХ1 веке. Приамурье обладает огромными запасами различных природных ресурсов, включая многочисленные месторождения полезных ископаемых. Однако используются они в недостаточной мере по причине низкой степени освоенности региона, обусловленной рядом разнообразных проблем - экономических, природных, геополитических, межгосударственных, региональных. Тем не менее, процесс хозяйственного освоения территории бассейна, в котором заметную роль играет горнопромышленный комплекс, неуклонно возрастает. Это порождает существенно обострившуюся в последние годы проблему общего загрязнения р. Амур. В связи с этим особую актуальность приобретают фундаментальные исследования закономерностей развития природной среды бассейна, результаты которых необходимы для развития теоретических представлений о закономерностях функционирования речной системы планетарного уровня. Потребность в глубоких научных разработках обусловлена также решением на этой основе многих прикладных задач, в т.ч. связанных с горнодобывающей промышленностью. Поэтому целью исследований явилось определение масштабов и изучение закономерностей негативного воздействия гор-
ного производства на почвы и биоту в бассейне р. Амур для обеспечения экологической и социальной безопасности. Проводились маршрутные исследования, направленные на систематизацию и классифицирование техногенных ландшафтов с использованием почвенно-
картографических методов, заложения опорных профилей и отбора проб почвог-рунтов, растительности, донных отложений, отходов обогащения. Важным методическим отличием наших исследований является получение сопоставимого материала по разным типовым объектам горного производства. В процессе изучения данной проблемы были использованы современные инструментальные и традиционные физико-химические, химические, ландшафтно-экологические методы. Осуществлялся сбор биогеохимической, гео-лого-вещественной, картографической,
природно-экологической информации по золотороссыпным и золоторудным месторождениям. Выполнены экспериментальные исследования по генетическим последствиям действия техногенных факторов на растительность (Паушева, 1984; Горовая, 2000). Экспедиционные работы в зоне влияния горных предприятий бассейна р. Амур проведены в 2003-2004 гг. Они планировались с таким расчетом, чтобы получить сопоставимый материал, который позволил бы решить следующие задачи региональной экологии: 1) совершенствование методики прогноза возможных
экологических последствий, связанных с горными работами; 2) разработка методов использования естественных и искусственных макробарьеров для предотвращения «расползания» техногенного загрязнения по территории бассейна р. Амур; 3) поиск меры допустимого техногенного изменения биосферы и методов ее определения на основе законов живой природы; 4) поиск способов экспрессного определения зон техногенного загрязнения компонентов биосферы. По комплексу предложенных нами показателей, диагностирующих состояние среды обитания в зоне влияния горного предприятия в бассейне р. Амур (а именно: видовой состав и фи-тоценотическая зависимость видов, состояние биоразнобразия, доля антропо-фильных видов в составе растительных группировок и скорость восстановления коренной растительности, элементы биологического круговорота, т. е. запасы мор-тмассы, ее трансформация, биохимические харак-теристики,, а также тератологические изменения растений, уродства различных органов, связанные с геохимическими аномалиями, вес 1000 семян, цитологические и цитогенетические тест-системы, как наиболее информативные, высокочувствительные и достаточные для адекватной оценки влияния горнопромышленного объекта на экологическое состояние компонентов биосферы («ростовой тест» и тест «стерильность пыльцы»), исследуемые территории горнопромышленного освоения можно отнести к зоне повышенного экологического риска. Установлено угнетение микрофлоры (особенно бактериального комплекса) и мик-ропедофауны. Отрицательные последствия техногенного воздействия на экосистемы заключаются не только в обще токсическом действии на живые организмы, ослаблении жизнедеятельности и преждевременной гибели отдельных особей, но и в ответной его реакции - тератогенных эффектах (уродствах, как всего растения, так и отдельных органов). Следствием техногенеза является ухудшение фи-
зиологического состояния потомства, что приводит к изменению генетического статуса популяции в целом.
Следует отметить, что собранный по единой методике материал, характеризующий многие представительные объекты горного производства Хабаровского края получен впервые. На основании проведенных экспедиционных исследований на горных предприятиях (Кербинский, Херпучинский прииски и ЗАО «Многовершинное») установлено, что опасность горного производства в бассейне р. Амур определяется техногенным загрязнением экосистем токсичными химическими элементами в подвижной водорастворимой форме.
Специфичность бассейна р. Амур состоит в весьма широком спектре загрязняющих веществ, которые присутствуют как в его водах, так и в составе руд и око-лорудных ореолов самых разнообразных месторождений полезных ископаемых. В связи с этим они обнаруживаются и в поч-вогрунтах, и растительности, и донных отложениях, и в сточных водах.
Первый этап картографических работ выполнен на примере Центральной и Восточной части бассейна (рис. 1). При этом сведения о золотоносности северовосточного Китая нами заимствованы из работы Л.П. Карсакова и др. (1997).
Три обстоятельства вынуждают рассмотреть этот вид антропогенной деятельности в бассейне р. Амур особо: 1. Он охватывает значительные пло-щади в левобережной части бассейна, а также приграничную правобережную часть со стороны КНР (рис. 1); 2. Кроме мощного загрязнения поверх-ностных водотоков (взвесь, тяжелые металлы, нефтепродукты и другие токсиканты), на территории происходит почти полное уничтожение наиболее продуктивных долинных ландшафтов; 3. В технологическом процессе при добыче золота санкционировано, или «подпольно», используются значитель-ные объемы высокотоксичных компо-нентов: ртути, цианидов, роданидов, кислоты.
Рабочий макет прогнозно-экологической карты построен по методике, разработанной в ИГД ДВО РАН, которая подробно изложена в работе (Саксин, Крупская, Ивлев, 2001). Исходными материалами для построения явились опубликованные данные предшественников (Коваль и др., 1997; Карсаков и др., 1997; 2001; Саксин и др.,2001; Селезнев и др., 2000; Остапчук, 2000; Крупская и др., 2001; Сидоров и др., 2003). Как видно из рис. 2, в результате отработки известного ресурсного потенциала коренных месторождений золота на изученной территории бассейна будут сформированы две провинции: 1) Зее - Нижне-Амурская, 2) Сунгари - Северо-При-морская. В контуры указанных провинций попадает абсолютное большинство уже отработанных россыпных месторождений золота. В совокупности эти провинции займут 55 % изученной территории. Указанные таксоны состоят из более мелких иерархических подразделений - областей и районов. Площадь, занимаемая областями, составляет 23 %, районами - 4,7 %. Размеры районов варьируют от 1500 км2 до 6000 км2, областей - 29000 км2 до 525000 км2, провинций - 250000 км2 - 350000 км2. Подразделения ранга рудных районов на карте выделены с использованием статистически определенного расстояния внешней границы 3еи зоны загрязнения, формируемой вокруг отдельного месторождения. Площадь таких таксонов в районах ранее существовавших и ныне действующих предприятий составила 2,3 % от изученной территории бассейна.
Территории россыпных узлов, которые загрязнены техногенной ртутью, составляют 10 %. Следует отметить, что информация по этому вопросу, отраженная на макете, не является полной, поскольку наладить учет скрытого применения ртути, после официального запрета использования амальгамации при обогащении золота, не представляется возможным. Участки очагов чрезвычайного и опасного ртутного загрязнения
(аномальные эмиссии ртути в окружающую среду в количестве до 10 т, по данным Ю.Ф. Сидорова, Л.Т. Крупской и др., 2003) почв и отвалов могут занимать площади от нескольких десятков квадратных метров до нескольких гектаров. В настоящее время количество подобных локальных техногенных аномалий на изученной территории достоверно не известно, поскольку места производства работ по обогащению, а также складирования отходов, неоднократно менялись. Представление о характере распространенности по площади бассейна установленных объектов подобного рода дает макет прогнозно-экологической карты (рис. 2). Перенос ртути от аномальных участков производится водами во взвешенном состоянии. По р. Бурея такой перенос зафиксирован на расстоянии 200 км, а по р. Сунгари (химкомбинат г. Гирин) - более чем на 1000 км. Вниз по течению (р. Джалинда) в донных осадках формируются вторичные источники загрязнения (содержание ртути 8-10-6 % до 100-10-6 %, протяженность 5-30 км), которые перемещаются в паводки еще ниже. Таким образом, наряду с рассеиванием по воздуху, происходит расширение во времени ареала техногенного ртутного загрязнения, интенсивность которого возрастает при повторной отработке техногенных россыпей золота.
Для того, чтобы представить себе то огромное количество ртути, которое внесено в окружающую среду при добыче золота напомним, что только на территории Амурской области 400-600 т этого высокотоксичного химического элемента израсходовано (по оценкам Сидорова и др., 2003) до 30х годов прошлого столетия, а с 1969 по 1974 гг. - 16,5 т (официальные данные). В совокупности с изложенным выше, представленный макет прогнозноэкологической карты (рис. 2) демонстрирует, что проблема ртутного загрязнения исследованной части бассейна р. Амур уже переросла из локальной в региональную.
Рис. 1. Схема исследований, проведенных ИГД ДВО РАН в бассейне р. Амур в 2004 г.:
1 - обобщенный контур бассейна р. Амур; 2 - контур прогнозно-экологической карты районов добычи золота; 3-6 - участки экпедиционных работ; 3 - Нижнеамурский (месторождение Многовершинное и Б. Гора); 4 - Кербинский; 5 - Комсомольский; 6 - Балейский
Добыча золота остается приоритетным направлением экономики региона. В этой связи общая ситуация по названной проблеме будет только ухудшаться, несмотря на официальные запреты. В связи с истощением запасов россыпных месторождений золота, все больше внимания уделяется повторной отработке ранее эксплуатируемых объектов, а это приводит к активизации захороненной техногенной ртути. Нельзя не упомянуть, что на территории бассейна имеются и другие достаточно мощные источники ртутного загрязнения: агрогенные геохимические
ореолы и потоки рассеяния (от сельско-
хозяйственных земель), техногенные геохимические ореолы и потоки от промышленных предприятий, ТЭЦ, бытовых свалок больших городов, природные объекты (месторождение ртути, природные геохимические ореолы и потоки рассеяния). Данные некоторых исследователей (Остапчук, 2000) свидетельствуют о том, что совокупное действие ртутного загрязнения р. Амур уже сказывается на здоровье коренного населения, проживающего на его побережье ниже г. Хабаровска (Казанцева, 1997).
На макете прогнозно-экологической карты на примере коренных месторож-
дений золота показаны результаты балльной оценки экологического риска их эксплуатации, которая выполнена по методике ИГД ДВО РАН (Саксин и др., 2001). Оценка произведена путем учета 64 факторов, из которых 25 относится к природным, 12 характеризуют специфику месторождения, 24 - геохимические особенности объекта эксплуатации и 3 относится к категории прочих. Как видно из рис. 2, большинство золоторудных месторождений бассейна р. Амур, по сравнению с другими аналогическими месторождениями Дальнего Востока, имеют аномальную
балльную характеристику экологического риска. Это свидетельствует в пользу того, что горные предприятия, которые их осваивают, или будут эксплуатировать в будущем, уже создали, и увеличивают во времени угрозу загрязнения бассейна комплексом металлов путем формирования региональных природно-горно-
технических систем. Системы эти имеют значительные площадные размеры и находятся в условиях активного водообмена и маломощных почв, что способствует смыву и выносу загрязнителей
бассейна р. Амур: 1-3 - главные элементы обобщенной модели миграции загрязняющих веществ с континента: 1 - региональные водоразделы, оконтуривающие водораздел р. Амур; 2 - материковые (про-
межуточные) бассейны аккумуляции; 3 - граница морского седиментацмонного бассейна (береговая линия Японского моря). 4-9 - разноранговые региональные природно-горнотехнические системы (прогнозируемые): 4 - провинции (в разрыве номер провинции: I - Зея-Нижнеамурская, II - Сунгари-Северо-Приморская); 5 - области (1 - Нижне-Амурская, 2 - Верхне-Амурская, 3 - Гонжинско-Дамбукинская, 4 - Верхне-Нунузянская, 5 - Северо-Приморская, 6 - Нижне-Сунгарийская); 6 - узлы отработанных россыпных месторождений золота, слабо загрязненные ртутью в результате применения технологии амальгамации (слабая и умеренная экологическая опасность по Остапчук В.И. 1999); 7 - другие узлы отработанных россыпных месторождений (сведений о применении технологии амальгамации нет); 8-9 - районы добычи коренного золота: 8 - прогнозируемое предельное положение 2еи и 3 - зон загрязнения. Сплошным - от эксплуатировавшихся месторождений, пунктиром - их вероятное положение после отработки месторождений Госрезерва России; 9 - условное положение зон от среднего по масштабам месторождения на территории КНР. 10-11 - прочие обозначения: 10 - участки опасного и чрезвычайно опасного (до 100 ПДК) ртутного загрязнения почв и отвалов (по Остапчук В.И. 1999); 11 - интенсивность экологического риска освоения коренных месторождений золота в баллах (аномальное значение -более 50)
сначала в промежуточные бассейны аккумуляции (рис. 1), а затем и в конечный бассейн стока - Японское море.
Известно, что любые преобразования природной среды должны осуществляться с учетом экономических, социальных и экологических последствий. К сожалению, на территории бассейна р. Амур, как единой системы планетарного уровня, два последних аспекта если и учитывались, то формально, без должного анализа территориальных и геохимических факторов, а также вариаций природно-климатических условий их проявления в различных частях системы. Подобный учет невозможен без построения мелкомасштабных тематических карт (отражающих пространственное положение приоритетных источников антропогенного загрязнения, их масштаб и увязанных с обобщающей моделью миграции вещества с континента), которые позволяют принимать взвешенные стратегические решения (в т.ч. и межгосударственные), направленные на оптимальную защиту природных систем бассейна. Наш опыт составления макета прогнозно-экологической карты золотодобывающих районов Центральной и Восточной частей бассейна р. Амур убеждает в приоритетности построения подобной карты в рабочем масштабе 1: 2500 000 хотя бы на левобережную (Российскую) часть бассейна.
Таким образом, проведение исследований на горных предприятиях в бассейне р. Амур с применением маршрутных исследований, направленных на систематизацию и классифицирование техногенных экосистем с использованием эколого-ланд-шафтных методов, заложения опорных профилей, химического, микробиологического, биологического анализов проб почвогрунтов, донных отложений, растительности и сточных вод позволили сделать вывод о том, что масштабы изменения базового компонента биосферы уже таковы, что не могут не влиять на общую экологическую ситуацию в бассейне р. Амур. Однако региональный аспект этой проблемы до настоящего времени изучен крайне недостаточно и практически никаких мероприятий регионального уровня по защите р. Амур от негативного воздействия горного производства не проводится.
В связи с этим необходимо выполнить неформальный учет вариаций природно-климатических и геохимических условий производства горных работ в пределах бассейна р. Амур для объективной оценки масштабов влияния горнопромышленной деятельности на экологическую ситуацию в его пределах. Главным методическим приемом решения данной проблемы является мелкомасштабное тематическое картографи-
рование, материалы которого позволяют принимать взвешенные стратегические решения, направленные на оптимальную
1. Карсаков Л.П., Романовский Н.П., Малышев Ю.Ф., Бакулин Ю.И. Золотоносность северовосточного Китая в связи с перспективами Российского Приамурья // Добыча золота. Проблемы и перспективы. Докл. научно-практич. конф. Хабаровск: ИГД ДВО РАН, 1997. Т. 3. - С. 408-415.
2. Саксин Б.Г., Крупская Л.Т., Ивлев А.М. Региональная экология горного производства. Хабаровск: ИГД ДВО РАН, Приамурское географическое общество, 2001.- 233 с.
3. Селезнев П.Н, Меркурьев К.М., Романюхина
П.П. и др. Составить комплект геологоэкономических карт черных металлов, цветных и редких металлов, благородных металлов, агрохимического сырья м-ба 1: 1 500 000 - 1: 2 500 000 территории Дальнего Востока для обоснования использования ее минеральных ресурсов на этапе экономики переходного типа. Хабаровск:
ДВИМС, 2000. Фонд геоинформации.
4. Сидоров Ю.Ф., Крупская Л.Т., Саксин Б.Г. и др. Прогнозная экологическая оценка техногенного загрязнения ртутью экосистем районов золото-
защиту природных систем бассейна р. Амур.
---------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
добычи юга Дальнего Востока. Хабаровск: Изд-во ХГТУ, 2003. - 31 с.
5. Остапчук В.И. Объяснительная записка к карте ртутного загрязнения юга Дальнего Востока м-ба 1: 1 500 000. Хабаровск: ДВИМС, 2000. - 69 с. Фонд геоинформации.
6. Казанцева А. (Амурское БВУ, г. Хабаровск) Размышления о проблемах Амура // Вода России, 1997. № 1. с. 21-25.
7. Крупская Л.Т. Охрана и рациональное использование земель на горных предприятиях Приамурья и Приморья. Хабаровск: ДВО РАН, Приамурское геогр. Об-во, 1992.- 175 с.
8. Крупская Л.Т., Ивлев А.М., Саксин Б.Г. и др. Оценка трансформации экосистем под воздействием горного производства на юге Дальнего Востока. Хабаровск: ХГТУ, 2001.- 193 с.
9. Коваль А. Т. и др. Техногенное загрязнение металлической ртутью районов золотодобычи Амурской области и Хабаровского края// Добыча золота. Проблемы и перспективы. Докл. научн.-практ. конф. Хабаровск, 1997. - С. 347-352. т. 11.
— Коротко об авторах --------------------------------------
Мамаев Ю.А. - доктор технических наук, профессор,
Крупская Л. Т. - доктор биологических наук, доцент,
Саксин Б.Г. - доктор геолого-минералогических наук, доцент, Бубнова М.Б.,
Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН.
© А.В. Самохин, А.В. Караваев, 2005
