CC BY
61
УДК 622.852.2
ТИПИЗАЦИЯ ВОЗДЕЙСТВИЙ НАКОПИТЕЛЕЙ ОТХОДОВ РУДООБОГАЩЕНИЯ НА КОМПОНЕНТЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
Е.А. Гулан
Заполярный филиал ОАО «ГМК «Норильский никель»
ул. Вокзальная, д. 8, 663300, г. Норильск, Россия
Рассмотрены вопросы измененное™ окружающей среды при проектировании, строительстве и эксплуатации хвостохранилищ как долговременных источников воздействий на окружающую среду. На основе комплексного подхода разработана методика геоэкологического анализа системы «хвостохранилшце - окружающая среда»; составлена типизация воздействий хвостохранилищ на природную среду и дана классификация их последствий.
Около 45 % территории России - это область распространения вечной мерзлоты, на которой сосредоточены огромные запасы различных полезных ископаемых: золота, олова, алмазов, никеля, меди и т.д. Однако горнопромышленное освоение этих месторождений в условиях криолитозоны, характеризующейся повышенной чувствительностью к техногенным воздействиям, тесно связано с проблемами экологической безопасности.
Хвостохранилища обогатительных фабрик горнорудных предприятий являются источниками нарушения экологического равновесия прилегающих территорий. Основные вопросы, определяющие промышленную и экологическую безопасность хвостохранилищ, связаны с технологическими особенностями эксплуатации сооружений, обеспечением их статической и фильтрационной устойчивости, методами исследований и наблюдений и представлением получаемых результатов. При этом оценка воздействий на окружающую среду, типизация и классификация последствий содержания хвостохранилища часто рассматриваются как самостоятельные задачи. Исследование вопросов, связанных с эколого-геологической оценкой верхних горизонтов литосферы, невозможно без анализа хозяйственной деятельности и техногенных воздействий на рассматриваемой территории, без их типизации и классифицирования.
Типизация воздействий хвостохранилищ может быть представлена в виде отдельных, но взаимосвязанных и в совокупности составляющих единое целое блоков, характеризующих и источники воздействий, и вызванные ими изменения в природной среде. Эго позволяет проследить всю цепочку взаимоотношений инженерного объекта и элементов окружающей среды, проанализировать причины возникновения изменений в природе и выбрать направления их предупреждения.
Методика составления типизации базируется на следующих этапах:
1. Типизация источников воздействия.
2. Типизация основных видов воздействий по природе и механизму происходящих процессов, по временному диапазону, направленности, периодичности, обратимости.
3. Типизация измененное™ основных элементов природной среды.
4. На первом этапе по технологическим особенностям выделяются самостоятельные классы гидротехнических сооружений (равнинные, овражные, косогорные, намывные, наливные и др.), на втором - классы вызванных ими воздействий (нарушений и загрязнений).
Воздействия хвостохранилшц на природную среду необходимо рассматривать как результаты следующих видов деятельности: а) проектирование инженерных сооружений; б) строительство; в) эксплуатация сооружений, включая аварии и ликвидацию их последствий. Каждое воздействие характеризуется одним или несколькими показателями, которые могут быть общими (одинаковыми для всех) и частными, отражающими особенности определенного вида воздействий. В соответствии с этими представлениями выделены следующие классы нарушений и загрязнений природной среды.
Геомеханические нарушения (изменение рельефа, температурного и естественного напряженно-деформированного состояния фунтов и т.д.) проявляются при строительстве плотин и дамб, планировочных работах, устройстве насыпей под трубопроводы и инспекторские дороги и т.д.
Гидродинамические (гидрологические, гидрогеологические) нарушения проявляются в виде изменения естественных условий питания и стока, повышения или понижения уровня поверхностных и подземных вод И Т.Д.
Аэродинамические нарушения связаны с изменением скорости и направления движения воздушных потоков и естественных условий снежных отложений.
Биоморфологические нарушения происходят в результате снятия или захоронения почвенно-растительного покрова, вырубки леса и др.
Воздействия физико-химической природы влияют на вещественный состав компонент природной среды и выражаются в следующих классах загрязнений.
Литосферное загрязнение является следствием утечек пульпы, складирования строительного мусора, металлолома и т.д., ареал распространения которого определяется условиями миграции загрязняющих веществ.
Гидросферное загрязнение: аварийное поступление промышленных вод и пульпы в поверхностные водоемы, сброс сточных вод, смыв атмосферными осадками загрязняющих веществ с откосов дамб и плотин, миграция загрязняющих веществ в подземные водоносные горизонты.
А)ровоздушное загрязнение: пыление сухих откосов и поверхностей хвостохрани-лшц, насыпей; ремонтные, погрузочные, транспортные работы и т.д.
Биологическое загрязнение проявляется в накоплении макро- и микрокомпонентов и выражается в появлении новых видов, болезнях и гибели растительности и животного мира.
Классы по характеру воздействия делятся на группы первичных и вторичных нарушений и загрязнений. Каждая группа по временному признаку делится на типы постоянных и временных воздействий, которые по возможности восстановления естественных функций природной среды подразделяются на виды обратимых и необратимых. К таксономической единице низшего уровня отнесены подвиды целенаправленных и стихийных воздействий.
Постоянное воздействие определяется периодом эксплуатации и консервации хво-стохранилшца и характеризуется изменениями с отдаленными экологическими последствиями. Временное воздействие характеризуется периодичностью действия.
Обратимое воздействие предусматривает возможность при нарушении элементов природной среды их самовосстановление и самоочищение, либо проведение эффективных природоохранных мероприятий.
Необратимое воздействие вызывает практически полное нарушение элементов природной среды с необратимыми последствиями для экосистем. Воздействия, заранее определенные проектными решениями возведения накопителя, рассматриваются как целенаправленные, а не предусмотренные проектом как стихийные, обычно возникающие в процессе эксплуатации объекта.
Суммарная оценка типологических характеристик, выраженная в условных индексах, характеризует степень воздействия на окружающую среду и коррелируется с определенным интервалом техногенной измененное™ ее компонентов в соответствии с градацией, разработанной Б.В.Виноградовым (1993) (табл. 1). Такая схема оценки нарушений и загрязнений позволяет выделить вклад инженерной деятельное™ в изменение окружающей среды на каждой стадии проектирования, строительства и эксплуатации сооружения.
Таблица 1
Оценка техногенных воздействий и их последствия________
Степень воздействия Индекс Характеристика воздействий Условный знак Геоэкологическая ситуация
Слабая 1-Ш Целенагтр. - Врем - Обрат. ЦВО Норма
Умеренная ІУ-У Целенапр.-Врем. - Необр. Целенапр. Пост. - Обрат. Стих. - Врем. - Обрат. ЦВН ЦПО СВО Риск
Сильная УІ-УІІІ Стих. - Врем. - Необрат. Стих. - Пост. - Обрат. Целенапр.-Пост.-Необрат. СВН СПО цпн Кризис
Опасная -VIII Целенапр.-Пост. Необрат. Целенапр.-Врем.-Необрат. Стих. - Врем. - Необрат. Стих. - Пост. - Необрат. цпн ЦВН СВН спн Бедствие
На основании проведенных исследований составлена модель состояния природной среды территорий, прилегающих к одному из хвостохранилищ Норильского промыш-
ленного района (табл. 2).
Таблица 2
_______Фактологическая модель состояния компонентов природной среды_______
Геоэколо- гическая ситуация Компоненты природной среды
рельеф расти- тель- ность почвы поверхностные воды подземные воды грунты
режим качест- во режим качест- во свой- ства тепловое состоя- ние
Норма - - - - - СВН СВО - -
Риск цпн - - ЦПН - - - ЦПН СВН
Кризис - ЦПН ЦВН СВН СПО - - СВН ЦПН
Бедствие - спн СВН - ЦВН - - - -
Проведенный анализ фактического состояния компонентов природной среды позволяет сделать следующие выводы:
целенаправленные воздействия носят в основном постоянный и необратимый характер, их границы находятся в пределах земельного отвода хвостохранилища;
изменение компонентов природной среды растительного покрова, почв, поверхностных и подземных вод прилегающих к хвостохранилищу территорий происходит в результате воздействий, имеющих стихийный и необратимый характер.
На основании проведенных исследований произведено геоэкологическое моделирование (картирование и оценка) рассматриваемой территории, где отдельные воздействия, накладываясь на карте друг на друга, отражают реальные поля техногенных комплексных воздействий на геолог ическую среду. Используя данную методику, разработаны рекомендации по снижению негативного влияния хвостохранилищ на окружающую среду на территории Норильского промышленного района.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бупогин В.В., Гулан Е.А. Геодинамическая и геоэкологическая безопасность хвостохранилищ в Норильском промышленном районе //Горный информационноаналитический бюллетень-М.: МГГУ, 2005.-№ 1.-С. 122-126.
2. Виноградов Б.В., Орлов В.А., Снакин В.В. Биотические критерии выделения зон экологического бедствия России. - ИЛ РАН. Сер.5. География. - 1993. - № 5. - С. 77-79.
3. Пучков Л.А., Воробьев А.Е. Человек и биосфера: вхождение в техносферу: Учебник для ВУЗов. - М.: Издательство МГГУ, 2000. - 342 с.
4. Экология горного производства: Учебник для ВУЗов /Г.Г. Мирзаев, Б.А. Иванов и др.-М.: Недра, 1997.-320 с.
TYPiFICATION OF THE TAILING DUMPS' INFLUENCE ON THE ENVIRONMENT
WAS DEVELOPED
E.A. Gulan
Zapolar branch of Open Society «GMK «Norilsk nickel »
Vokzalnaya str., 8,663300, Norilsk, Russia
The problems of environment changes during design, construction and using of the tailing dumps as long-duration sources of influence on the environment were examined. Based on the comprehensive approach the methodology of geoecoiogical analysis of the “tailing dump - environment” system was developed; typification of the tailing dumps’ influence on the environment was developed and the consequence classification was given.
Гулан Елена Анатольевна, канд. техн. наук, инженер по охране окружающей среды Заполярного филиала ОАО «ГМК «Норильский никель», специалист в области геотехнологии и геоэкологии, соискатель ученой степени докт.техн.наук (кафедра горного и нефтяного дела РУДН), автор 30 публикаций.
