CC BY
17
Геоэкология
УДК 504.7 (282.256.66)
ТРАНСФОРМАЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД В ЗОНЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО КОМБИНАТА НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ ЯКУТИИ
Б01: 10.24412/1728-323Х-2021-5-92-95
М. И. Ксенофонтова, кандидат географических наук, старший научный сотрудник, Научно-исследовательский институт прикладной экологии Севера им. проф. Д. Д. Саввинова СВФУ, ksemaria@mail.ru, Якутск, Россия
В данной статье приведены результаты гидрохимических исследований, проведенных в зоне влияния хвостохранилища Депутатского ГОКа Усть-Ян-ского района РС (Я). В ходе исследования выявлено, что техногенные воды хвостохранилища существенно влияют на поверхностные воды водотоков, расположенных вблизи данного объекта горнодобывающей промышленности. Исследуемые воды обогащены сульфат и фосфат-ионами, стронцием, алюминием, железой, медью, марганцем, никелю, кадмием, кобальтом, цинком. На фоновых участках в донных отложениях наблюдается незначительное накопление марганца и кадмия. В р. Иргичээн и Таас Юрях превышений локального геофона не отмечается. В зоне влияния хвостохранилища в водотоках зафиксировано накопление меди, цинка, свинца, кобальта, марганца и кадмия. В донных отложениях р. Депутатская в техногенно-преобразованных территориях отмечается накопление меди, на устьевом участке р. Поисковый — марганца. В реке Иргичээн после впадения р. Ойуун Унуохтаах отмечается незначительное накопление цинка, кадмия и меди. Трансформация химического состава наблюдается в части загрязнения исследованных вод экстремально высокими концентрациями по сульфат- и фосфат-ионам, стронцию, алюминию, железу, меди, марганцу, никелю, кадмию, кобальту, цинку, а также изменению рН среды в сторону закисления.
The paper presents the results of hydrochemical studies carried out in the zone of influence of the tailing dump of the Deputatsky mining and processing plant in the Ust Yansky Region of the Republic of Sakha (Yakutia). In the course of the study, it was revealed that the technogenic waters of the tailing dump significantly affect the surface waters of the streams located near this mining facility. The investigated waters are enriched with sulfate and phosphate ions, strontium, aluminum, iron, copper, manganese, nickel, cadmium, cobalt, zinc. In the background areas in bottom sediments, there is an insignificant accumulation of manganese and cadmium. In the Irgicheen and Taas Yuryakh rivers, the local geo-phones are not exceeded. The accumulation of copper,
Введение. На территории Усть-Янского района расположено уникальное коренное месторождение Депутатское — 32,5 % всех балансовых запасов. Промышленное освоение оловоносных месторождений начато в 1951 г., когда был организован прииск Депутатский. [1]. Хвостохранилище Депутатского ГОКа введено в эксплуатацию в 1983 г. и с 1997 г. оно не эксплуатируется. Хвостохранилище образовано пионерной дамбой и расположено в долине реки Депутатская, перекрывая почти всю долину. Поверхностные воды р. Депутатская отводятся от хвостохранилища водосбросными туннелями в р. Иргичээн ниже от естественного впадения р. Депутатская. С правого берега от хвостохранилища протекает руч. Поисковый, который так же отводится водоотводным каналом в долину р. Депутатская, где сливается с чистым стоком из хвостохранилища. В настоящее время проект консервации хвостохранилища Депутатского ГОКа проходит стадию включения его в национальный проект «Экология». Консервация хвостохранилища Депутатского ГОКа является одним из важных природоохранных мероприятий. Реализацию проектных решений необходимо произвести в самое ближайшее время для улучшения общей экологической обстановки в субарктической зоне Республики Саха (Якутия).
Материалы. В 2020 г. сотрудниками Научно-исследовательского института прикладной экологии Севера им. проф. Д. Д. Саввинова СВФУ в рамках выполнения Госзадания Министерства образования и науки РФ проведены комплексные экологические исследования в зоне воздействия объектов Депутатского ГОКа. В данной работе отражены результаты гидрохимических исследований водотоков, находящиеся в зоне влияния Депутатского ГОКа. Химико-аналитические работы выполнены в аккредитованной лаборатории физико-химических методов анализа НИИПЭС СВФУ (аттестат аккредитации ИА.Яи.21ОВ48).
Результаты и обсуждение. Основными водными объектами, расположенными в зоне влияния Депутатского ГОКа
zinc, lead, cobalt, manganese and cadmium was recorded in the watercourses in the zone of impact of the tailing dump. In the bottom sediments of the river Deputatskaya in the technogenically transformed territories, the accumulation of copper is noted, at the mouth of the river Poiskovy, i.e. manganese. In the Irgicheen river after the confluence of the river Oyuun Unuokhtaakh there is an insignificant accumulation of zinc, cadmium and copper. The transformation of the chemical composition is observed in terms of the pollution of the studied waters with extremely high concentrations of sulfate and phosphate ions, strontium, aluminum, iron, copper, manganese, nickel, cadmium, cobalt, zinc, as well as a change in the pH of the medium towards acidification.
Ключевые слова: водные объекты, хвостохра-нилище, р. Иргичээн, р. Депутатская, Депутатский ГОК, тяжелые металлы, загрязнение вод.
Keywords: water bodies, tailing dump, the Irgicheen River, the Deputatskaya River, Deputatsky mining and processing plant, heavy metals, water pollution.
являются реки Иргичээн, Депутатская (на картах Генштаба обозначена как р. Оюн-Унгуохтах, но в государственном водном реестре она же числится как река Депутатская), руч. Поисковый.
Река Иргичээн — правый приток р. Уяндина, левого притока р. Индигирки, берущей начало на южных склонах хребта Полоуского. Долина реки имеет хорошо разработанный корытообразный поперечный профиль. Ширина ее в районе устья у правого притока р. Депутатская достигает 250 м. Долина р. Депутатская асимметрична: правый склон крутой, левый — пологий, террасированный. Длина реки составляет 20 км; площадь водосбора — 116 км2. Ниже хвостохранилища Депутатского ГОКа река принимает в себя два л евых притока: руч. Поисковый и Узловой [2].
По результатам гидрохимических исследований выявлено, что ручей Безымянный в период исследования характеризуется средней минерализацией с нейтральной средой. Ионный состав воды преимущественно сульфатно-кальциевый. Превышения нормативов ПДКр/х отмечается только по меди до 2,5 раз. Концентрация взвеси ниже 2,5 мг/л, показатель мутности ниже 1 ЕМФ, цветность воды — 12 град.
Река Оюн-Унгуохтах (р. Депутатская) характеризуется средней минерализацией с нейтральной средой. Ионный состав воды преимущественно сульфатно-кальциевый. Превышения нормативов ПДКр/х отмечается только по меди до 2,0 раз. Концентрация взвеси ниже 2,5 мг/л, показатель мутности ниже 1 ЕМФ, цветность воды — 15 град. Ручей Таас-Юрях в период исследования характеризуется малой минерализацией с нейтральной средой. Ионный состав сульфатно-кальциевый. Концентрация взвеси ниже 5 мг/л, показатель мутности ниже 1 ЕМФ, цветность достигает до 4 град.
Река Иргичээн в период исследования д о впадения руч. Поисковый характеризуется средней минерализацией с нейтральной средой. Ионный состав воды преимущественно сульфат -но-кальциевый. Концентрация взвеси ниже 5 мг/л, показатель мутности ниже 1 ЕМФ, цветность достигает до 30 град. Превышения ПДКр/х отмечаются по алюминию до 1,2 раз, по железу до 14 раз, по м еди до 3 раз, по м арганцу д о 1,4 раз. В точке ниже впадения руч. Поисковый превышения нормативов ПДКр/х достигает по стронцию до 1,5 раз, по меди до 15 раз, по марганцу до 450 раз, по никелю до 2,1 раз, по кадмию до 5,6 раз, по кобальту 2,8 раз и по цинку до 200 раз.
Ручей Поисковый в устьевой части характеризуется малой минерализацией с нейтральной средой. Ионный состав также сульфатного класса группы кальция. Концентрация взвеси ниже 5 мг/л, показатель мутности ниже 1 ЕМФ, цветность достигает до 6 град. Превышения ПДКр/х отмечается по алюминию до 1,2 раз, по меди до 3,5 раз, по марганцу до 23 раз.
Река Депутатская около п. Депутатский в период исследования характеризуется повышенной минерализацией с сильнокислой средой (рН = 2,7—4,3). Ионный состав воды преимущественно сульфатно-кальциевый. Концентрация взвеси ниже 5 мг/л, показатель мутности до 2,4 ЕМФ, цветность достигает до 20 град. Превышения нормативов ПДКр/х отмечается по алюминию до 1,4 раз, по алюминию до 1650 раз, по меди до 2400 раз, по марганцу до 190 раз, по железу до
265 раз, по никелю до 24 раз, по кадмию до 4 раз, по кобальту до 28 раз, по цинку до 1830 раз, по сульфат-иону до 9 раз, по фосфат-иону до 335 раз.
Химический состав воды из чащи хвостохра-нилища в период исследования характеризуется высокой минерализацией до 4,5 г/л, сильнокислой средой (рН = 2,4—2,5). Ионный состав воды преимущественно сульфатного класса группы железа и кальция. Концентрация взвеси достигает до 200 мг/л, показатель цветности выше 400 град, мутность воды достигает д о 10,9 ЕМФ. Превышения нормативов ПДКр/х отмечается по сульфат-иону до 37 раз, по стронцию до 4,5 раз, по литию до 1,6 раз, по алюминию до 2575 раз, по свинцу до 2,2 раз, по железу до 6216 раз, по меди до 6900 раз, по марганцу 470 раз, по никелю до 25 раз, по кадмию до 54 раз, по кобальту до 100 раз, по цинку до 11 000 раз.
Химический состав воды из водоема ниже плотины хвостохранилища в период исследования характеризуется высокой минерализацией до 1,9 г/л, сильнокислой и кислой средой (рН = 2,4—4,4). Ионный состав воды преимущественно сульфатного класса группы железа и кальция. Концентрация взвеси достигает до 42,1 мг/л, показатель цветности выше 70,8 град, мутность воды! достига-
ет до 8,7 ЕМФ. Превышения нормативов ПДКр/х отмечается по сульфат-иону до 16 раз, по стронцию до 3 раз, по алюминию до 650 раз, по железу до 599 раз, по меди до 1300 раз, по марганцу 370 раз, по никелю до 22 раз, по кадмию до 38 раз, по кобальту до 38 раз, по цинку до 2800 раз.
Река Депутатская в районе входа в шахты характеризуется повышенной минерализацией с кислой средой. Ионный состав воды сульфатно-кальциевый. Концентрация взвеси достигает до 13 мг/л, показатель цветности выше 22 град, мутность воды достигает д о 7 ЕМФ. Превышения нормативов ПДКр/х отмечается по сульфат-иону до 4 раз, по фосфат-иону до 50 раз, по алюминию до 400 раз, по железу до 1,4 раз, по меди до 990 раз, по марганцу 94 раз, по никелю до 19 раз, по кадмию до 16 раз, по кобальту до 12 раз, по цинку до 1130 раз. Река Депутатская (Оюн-Унгуохтах) после выхода из шахты характеризуется повышенной минерализацией с кислой средой. Ионный состав воды сульфатно-кальциевый. Концентрация взвеси достигает до 3,6 мг/л, показатель цветности 1,8 град, мутность воды достигает до 2 ЕМФ. Превышения нормативов ПДКр/х отмечается по сульфат-иону до 4 раз, по фосфат-иону до 39 раз, по алюминию до 298 раз, по железу до 23 раз, по
Таблица
Ряды накопления микроэлементного состава донных отложений
Точка отбора Ряд Точка отбора Ряд
Фоновые точки
В1 — р. Безымянный Мпх,3 В2 — р. Ойуун-Унуохтаах Мп1.5
В3 — р. Ойуун-Унуохтаах СЙ2,8 < МП6,9 В16 — р. Иргичээн выше аэропорта н/п
В17 — р. Таас Юрях выше устья н/п
Влияние хвостохранилища
В6 — р. Депутатский вход в шахты Сих,2 В7 — водоем хвостохранилище гп2,0 < Сё4,3
В7.1 — водоем хвостохра-нилище 2пх,8 < РЬ3,7 < Сё4,7 < С05,8 В8 — водоем хвостохранилище верхняя часть Мпм < С03,7 < РЬ5,3 < < 2п10,3 < Сй24,7
В11 — руч. Поисковый выше устья слива хвосто-хранилища Си2,3 < С06,6 < гпх7,6 < < МП21,9 < Сё25,3 В11.1 — руч. Поисковый ниже устья ручья слива с хвостохранили-ща Сих,7 < гп5,2 < Сд5,3
Техногенно-преобразованные территории
В4 — р. Депутатский Си2,3 В4.1 — р. Депутатский Си5,4
В5 — р. Депутатский н/п В14 — руч. Поисковый выше устья Мп1,8
В20 — р. Ойуун-Унуохтаах после выхода из шахты н/п
р- Иргичээн после впадения ручьев Поисковый и Ойуун-Унуохтаах
В15 — р. Иргичээн ниже устья руч. Поисковый н/п В21 — р. Иргичээн ниже устья ручья Ойуун-Унуохтаах 2п1,2 < Сй1,3 < Си2,0
меди до 1000 раз, по марганцу 700 раз, по никелю до 12 раз, по кадмию до 7,2 раз, по цинку до 780 раз.
Река Иргичээн ниже устья р. Депутатская характеризуется малой минерализацией с кислой средой, ионный состав воды сульфатно-кальциевый. Концентрация взвеси ниже 2,5, показатель цветности 3 град, мутность воды достигает до 3,2 ЕМФ. Превышения нормативов ПДКр/х отмечается по алюминию до 3 раз, по железу до 20 раз, по меди до 1,6 раз, по марганцу 48 раз, по кадмию до 2,2 раз, по цинку до 44 раз. Кроме поверхностных вод, проведены исследования донных отложений изученных водных объектов и рассчитан локальный геохимический фон (п = 20) подвижных форм микроэлементов с извлечением ацетатно-аммонийным буферным раствором (рН = 4,8) в связи с отсутствием нормативов предельно-допустимых концентраций для данного объекта окружающей среды на территории РФ. По рассчитанным коэффициентам концентрации Кк построены ряды накопления в исследованных водотоках (таблица).
Библиографический список
Таким образом, на фоновых участках в донных отложениях наблюдается незначительное накопление марганца и кадмия, в р. Иргичээн и Таас-Юрях превышений локального геофона не отмечается. В зоне влияния хвостохранилища в водотоках зафиксировано накопление меди, цинка, свинца, кобальта, марганца и кадмия. В донных отложениях р. Депутатская в техногенно-преобразованных территориях отмечается накопление меди, на устьевом участке р. Поисковый — марганца. В реке Иргичээн после впадения р. Ойуун-Унуохтаах отмечается незначительное накопление цинка, кадмия и меди.
Заключение. В целом, отмечается существенное влияние хвостохранилища Депутатского ГОКа на поверхностные воды рек Иргичээн, Депутатская и руч. Поисковый. Наблюдается трансформация их химического состава в части загрязнения исследованных вод экстремально высокими концентрациями по сульфат- и фосфат-ионам, стронцию, алюминию, железу, меди, марганцу, никелю, кадмию, кобальту, цинку, а также изменению рН среды в сторону закисления.
1. Матвеев А. И., Еремеева Н. Г. Технологическая оценка месторождения олова Якутии. — Новосибирск: ООО «Академическое издательство «ГЕО»», 2011. — 120 с.
2. Чистяков Г. Е. Водные ресурсы рек Якутии. — М.: Наука, 1964. — 255 с.
TRANSFORMATION OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF SURFACE WATER IN THE OPERATION AREA OF THE MINING PROCESSING PLANT IN THE NORTH EAST OF YAKUTIA
M. I. Ksenofontova, Ph. D. in Geoghaphy, Senior Researcher, Research Institute of Applied Ecology of the North North-Eastern Federal University, ksemaria@mail.ru, Yakutsk, Russia
References
1. Matveev A. I., Eremeeva N. G. Tekhnologicheskaya ocenka mestorozhdeniya olova Yakutii [Technological assessment of the tin deposit in Yakutia]. Novosibirsk, Akademicheskoe izdatel'stvo "GEO". 2011. P. 120 [in Russian].
2. Chistyakov G. E. Vodnye resursy rek Yakutii [Water resources of the rivers of Yakutia]. Moscow, Nauka. 1964. P. 255 [in Russian].
