Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ СПОСОБОВ ОТРАБОТКИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА БИОГЕОХИМИЧЕСКУЮ ПОДВИЖНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ (НА ПРИМЕРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИАМУРЬЯ)'

ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ СПОСОБОВ ОТРАБОТКИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА БИОГЕОХИМИЧЕСКУЮ ПОДВИЖНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ (НА ПРИМЕРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИАМУРЬЯ) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
29
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
золоторудные месторождения / карьер / хвостохранилище / подземная отработка / отходы / элементы / gold deposits / quarry / tailings / underground mining / waste / elements

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Л.М. Павлова

В статье представлен анализ биогеохимической мобильности токсичных элементов, поступающих в компоненты окружающей среды при разных способах разработки золоторудных месторождений. Оценка выполнена на основе обобщения данных, полученных при изучении снегового покрова, проб поверхностных водотоков, пород, грунтов, почв, растений золоторудных месторождений Приамурья. В результате анализа обнаружено, что отработка золоторудного месторождения открытым способом приводит к увеличению концентрации элементов-токсикантов в объектах наземной среды за счет атмосферного рассеивания мелкодисперсных минеральных частиц. Более глубокое диспергирование руды в процессе извлечения золота приводит к увеличению мобильности тяжелых металлов на более локальной территории. Негативное воздействие отработки подземным способом убогосульфидного золоторудного месторождения в условиях горно-сопочного рельефа в большей степени связано с воздействием дренирующих хвостохранилище и отвалы вскрышных пород водных потоков и приводит к формированию более широких гидро- и биогеохимических ореолов их рассеяния. Кроме способа отработки специфика воздействия рудных месторождений на компоненты окружающей среды определяется геохимическими характеристиками руд и вмещающих пород и природно-климатическими условиями региона.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Л.М. Павлова

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF DIFFERENT METHODS OF MINING GOLD DEPOSITS ON THE BIOGEOCHEMICAL MOBILITY OF CHEMICAL ELEMENTS: A CASE STUDY OF THE AMUR REGION DEPOSITS

The article presents the analysis of biogeochemical mobility of toxic elements entering the environment in different ways in the process of developing gold deposits. The assessment was made on the basis of generalization of the data obtained during the study of snow cover, samples of surface watercourses, rocks, soils, soils, plants of gold deposits in the Amur Region. As a result of the analysis, it was found that the development of a gold deposit by an open method leads to an increase in the concentration of toxic elements in the objects of the terrestrial environment due to the atmospheric dispersion of fine mineral particles. Deeper dispersion of the ore during the extraction of gold leads to an increase in the mobility of heavy metals in a more local area. The negative impact of the underground mining of a low-grade sulfide gold deposit in the conditions of a mountainous hilly terrain is largely associated with the impact of water flows draining the tailings and overburden dumps and leads to the formation of wider hydro- and biogeochemical dispersion haloes. In addition to the method of mining, the specific impact of ore deposits on the components of the environment is determined by the geochemical characteristics of ores and host rocks and the natural and climatic conditions of the region.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ СПОСОБОВ ОТРАБОТКИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА БИОГЕОХИМИЧЕСКУЮ ПОДВИЖНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ (НА ПРИМЕРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИАМУРЬЯ)»

УДК 504.054; 504.056; 550.47

DOI: 10.24412/1728-323X-2022-6-14-20

ВЛИЯНИЕ РАЗНЫХ СПОСОБОВ ОТРАБОТКИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НА БИОГЕОХИМИЧЕСКУЮ ПОДВИЖНОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ (НА ПРИМЕРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПРИАМУРЬЯ)

Л. М. Павлова, к. б. н, доцент, в. н. с., Институт геологии и природопользования Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИГиП ДВО РАН), pav@ascnet.ru, г. Благовещенск, Россия

Аннотация. В статье представлен анализ биогеохимической мобильности токсичных элементов, поступающих в компоненты окружающей среды при разных способах разработки золоторудных месторождений. Оценка выполнена на основе обобщения данных, полученных при изучении снегового покрова, проб поверхностных водотоков, пород, грунтов, почв, растений золоторудных месторождений Приамурья. В результате анализа обнаружено, что отработка золоторудного месторождения открытым способом приводит к увеличению концентрации элементов-токсикантов в объектах наземной среды за счет атмосферного рассеивания мелкодисперсных минеральных частиц. Более глубокое диспергирование руды в процессе извлечения золота приводит к увеличению мобильности тяжелых металлов на более локальной территории. Негативное воздействие отработки подземным способом убогосульфидного золоторудного месторождения в условиях горно-сопочного рельефа в большей степени связано с воздействием дренирующих хвостохранилище и отвалы вскрышных пород водных потоков и приводит к формированию более широких гидро- и биогеохимических ореолов их рассеяния. Кроме способа отработки специфика воздействия рудных месторождений на компоненты окружающей среды определяется геохимическими характеристиками руд и вмещающих пород и природно-климатическими условиями региона.

Abstract. The article presents the analysis of biogeochemical mobility of toxic elements entering the environment in different ways in the process of developing gold deposits. The assessment was made on the basis of generalization of the data obtained during the study of snow cover, samples of surface watercourses, rocks, soils, soils, plants of gold deposits in the Amur Region. As a result of the analysis, it was found that the development of a gold deposit by an open method leads to an increase in the concentration of toxic elements in the objects of the terrestrial environment due to the atmospheric dispersion of fine mineral particles. Deeper dispersion of the ore during the extraction of gold leads to an increase in the mobility of heavy metals in a more local area. The negative impact of the underground mining of a low-grade sulfide gold deposit in the conditions of a mountainous hilly terrain is largely associated with the impact of water flows draining the tailings and overburden dumps and leads to the formation of wider hydro- and biogeochemical dispersion haloes. In addition to the method of mining, the specific impact of ore deposits on the components of the environment is determined by the geochemical characteristics of ores and host rocks and the natural and climatic conditions of the region.

Ключевые слова: золоторудные месторождения, карьер, хвостохранилище, подземная отработка, отходы, элементы.

Keywords: gold deposits, quarry, tailings, underground mining, waste, elements.

Введение. На территории России, по разным оценкам, накоплено от 60 до 120 млрд т отходов недропользования, из которых около 12 млрд т образовалось за счет золотодобывающей отрасли [1—4]. На Дальнем Востоке на долю горного производства приходится до 80 % объема всех отходов [5]. На поверхности разрушение техногенных геоматериалов протекает интенсивнее за счет разнообразных геохимических реакций и климатических факторов, в результате чего высвобождающиеся токсичные элементы поступают в объекты окружающей среды. К группе наиболее экологически опасных относятся сульфидсодер-жащие отходы, так как в результате окисления сульфидных минералов образуются хорошо растворимые сульфаты различных металлов, миграция которых с поверхностными и подземными водотоками обуславливает их широкое рассеивание. Фиксированный разнос отдельных элементов в водотоках колеблется от сотен метров до нескольких километров.

Приамурье — старейший золотодобывающий регион России, золоторудные и россыпные мес-

торождения которого расположены преимущественно в горных районах. Эти районы характеризуются высокой чувствительностью и уязвимостью к любым антропогенным воздействиям, а обширные площади вечной мерзлоты придают горным экосистемам дополнительную хрупкость и уязвимость. Добыча полезных ископаемых, в частности золота, в таких районах характеризуется существенным нарушением природного равновесия: меняются рельеф, почвенно-раститель-ный покров, гидрологический режим, происходит загрязнение компонентов биосферы вредными веществами. Заброшенные отвалы и хвостохра-нилища становятся «химическими бомбами замедленного действия». В совокупности все эти факторы приводят к нарушению естественной саморегуляции природной среды и усложняют условия проживания населения.

Целью исследования был анализ миграционной активности токсичных элементов при эксплуатации золоторудных месторождений Приамурья разными способами в условиях высокогорья.

Модели и методы. Для исследования были выбраны золоторудные месторождения, расположенные в горном районе северо-востока Амурской области. Оба месторождения входят в То-курский центр Приамурской золотоносной провинции. Албынское месторождение относится к золотокварцевой формации Харгинского рудно-россыпного узла Джагды-Селемджинской ме-таллогенической зоны; Токурское является представителем малосульфидной золотокварцевой формации этого же рудно-россыпного узла [6]. Климат района резко континентальный с муссон-ным характером распределения годовых осадков, из среднегодового количества которых (700 мм) до 90 % выпадает в летний период; зимы малоснежные с невысокой глубиной снежного покрова до 54 см. Рельеф района — горно-сопочный с наличием множества глубоких долин и высоких сопкообразных возвышенностей с абсолютными отметками 700—1500 м. В гидрографическом отношении район приурочен к бассейну р. Селемд-жа с ее притоками [7].

Для достижения цели в геотехнозонах этих месторождений в течение ряда лет (с 2013 по 2016 г.) отбирались образцы снега, воды, пород, грунтов, почв, растений. Точки отбора охватывали как техногенно нарушенные участки, так и фоновые: на площади Албынского месторождения

(52°92'85'' - 52°96'82'' N, 133°55'01'' - 133°68'48'' E) в качестве точек отбора использовали мониторинговые площадки, расположенные по окружности от карьера на расстоянии 500—800 м, и на фоновой территории в 30 км от рудного поля [8]. Основными водотоками на территории Албынского рудника являются река Харга (левый приток р. Селемджа) и впадающие в нее р. Эльгокан с ручьями Маристый, Жедринский, Болтанак [9]. Поэтому точки отбора проб поверхностных водотоков (рисунок) охватили всю гидрографическую сеть территории месторождения и фоновую площадь.

На площади Токурского месторождения (53°08'04'' — 53°16'12'' N, 132°51'00'' — 132°90'62'' E) точки отбора проб охватывали техногенную территорию самого рудника, хвостохранилища, а также принятые в качестве условно фоновой территории в 6 км от технозоны Токурского месторождения. Основными водотоками на территории поля Токурского месторождения являются ручьи Челогор, Холодный, р. М. Караурак (правый приток р. Селемджа) [10]. Точки отбора проб поверхностных водотоков по р. Селемджа протянулись на 200 км [11].

Анализ образцов проводили масс-спектраль-ным (Х-7, Thermo Elemental, США) и атомно-эмиссионным (ICAP-61, Thermo ТагтеИ Ash, США)

Рис. Карта-схема Амурской области с встроенными схемами местоположения Токурского и Албынского месторождений

[по 9, 11]

методами (АСИЦ ИПТМ РАН). Степень миграционной подвижности элементов оценивали по содержанию их валовых, водорастворимых и подвижных форм в пробах относительно региональных фоновых концентраций, среднемировых фоновых значений [12, 13], кларков верхней континентальной коры [14] санитарно-гигиенических нормативов [15], а также определением широко применяемых при биогеохимических исследованиях эмпирических коэффициентов, характеризующих взаимосвязь концентраций в системе «порода—почва—растение», таких как Кк — коэффициент концентрации, Кн — коэффициент накопления.

Подвижные формы элементов в почве и грунтах определяли экстрагированием 1 M аммоний-ноацетатным буфером (NH4AC) с рН 4,8.

Результаты и обсуждение. Рудное поле Албын-ского месторождения сформировано метаморфи-зованными вулканогенно-осадочными и эффузивными породами основного и кислого состава. Основными породами являются кристаллические сланцы разного состава с незначительной примесью органического вещества, претерпевшие неоднократное гидротермально -метасоматичес -кое преобразование [6]. Золотоносные руды на 95—98 % представлены кварцем и полевыми шпатами, слюдистыми минералами, главным образом мусковитом и серицитом. Суммарная доля сульфидов не превышает 2 %, с преобладанием пирита и арсенопирита, остальные сульфиды (халькопирит, галенит, сфалерит, леллингит, арсенолит) встречаются в единичных зернах. Горнотехнические условия и геологические особенности месторождения предопределили открытый способ его отработки, который начался с 2011 года. Золото из руды Албынского месторождения извлекают по технологии прямого сорбционного цианирования на расположенной рядом золотоизвлекатель-ной фабрике (ЗИФ); отходы обогащения складируют в хранилище (рисунок).

Для руд Албынского месторождения в сравнении с верхней континентальной корой характерны высокие содержания Sb, As, Мо, W, Nb, Та, контрастными ореолами оконтуривающие тела метасоматитов. Рассчитанные по средним содержаниям коэффициенты их концентраций составляют 16,85, 31,67, 9,2, 7,19, 4,11 и 3,62 соответственно [9]. Содержание остальных элементов варьируют, при этом в одних пробах отмечается некоторый дефицит, в других — избыток элементов. На момент исследований протяженность добычного карьера на руднике составляла 2,2 км. Известно, что при эксплуатации месторождений открытым способом до 80 % от общего количества образуемой на нем пыли приходится на долю

массовых взрывов [16]. Состав пылевых выбросов отражает характер добываемого сырья. Эффективным накопителем органических и неорганических соединений в виде твердых ч астиц и аэрозольных загрязняющих веществ, попадающих в приземные слои атмосферы, является снежный покров. Результаты снегового опробования достаточно представительны, поскольку исключают вариации (направление ветра, непостоянство выбросов) и дают усредненную естественным путем величину загрязнения за продолжительный временной отрезок. Анализ снегового покрова вблизи карьера, как основного источника пылевого загрязнения, показал, что показатель среднесуточной пылевой нагрузки (Рп) вокруг карьера варьирует от 4000 до 4716 мг/м2 сут, что соответствует очень высокой степени запыленности [17]. На удалении 5 км от карьера это значение в среднем было значительно меньше фонового показателя для континентальных территорий (10—20 мг/м2 сут) [17] и составило 11,5 мг/м2 сут, а на фоновой точке (в 30 км от рудника) — 2,06 мг/м2 сут [10].

Суммарное количество элементов в снеговых пробах слагается из растворимых соединений в жидкой фракции и нерастворимых — в твердой. Растворимые соединения геохимически наиболее активные, могут быстро включаться в водную и биогеохимическую миграции, для нерастворимых форм более естественно депонирование в почве. В жидкой фазе проб, отобранных вблизи карьера, обнаружено превышение ПДК [15] по содержанию Аз — в 8—14,9, Мп — в 1,4—1,7, ЗЬ — в 1,7—2,2 раза. В пробах снега, отобранных на удалении 5 км от карьера, не выявлено превышения нормативно-санитарных показателей по содержанию токсичных металлов и металлоидов. Реакция атмосферных осадков слабощелочная (рН варьировал от 7,69 до 7,90), что обуславливает в д альнейшем ограничение подвижности некоторых тяжелых металлов и металлоидов.

В твердой фазе снега для всех изученных проб обнаружено высокое содержание Аз, которое превышает ПДК для почв в 9—380 раз; ОДК для почв в 3,6—152 раза [15]. Для оценки содержаний тех элементов, ПДК для которых не определены, использовали эмпирический критерий — превышение четырех фоновых значений [18]. Содержание таких токсичных элементов, как Ве, Сг, Бе, Со, N1, Си, 2п, Зг, Мо, Аё, Сё, Ва, Зе, Т1, в твердой фазе снега не превышает этого показателя.

О преобладании той или иной формы соединений элемента в атмосферном воздухе и, соответственно, потенциальной или активной его опасности говорит показатель их соотношения. Для всех исследуемых элементов выявлено очень

высокое преобладание взвешенных нерастворимых форм и, соответственно, потенциальное депонирование их в почве. Количественная оценка

поступления элементов в составе нерастворимых

2

соединений на м на территорию рудника относительно фона показала превышение на три— четыре порядка; максимальные коэффициенты превышения элементной нагрузки выявлены для Аз (33069). Этот факт свидетельствует о том, что поступление и накопление токсичных элементов в экосистему в большей степени происходит за счет твердых выпадений, что предполагает потенциальную опасность для биоты в случае изменения реакции почвенных растворов, а за счет выщелачивания Аз, ЗЪ, Мо, Сё, Зп, РЬ почвенными растворами возможен дополнительный привнос этих элементов в поверхностные водотоки.

Разработка месторождений карьерным способом влечет за собой нарушение естественного почвенного покрова на значительной территории и формирование специфических техногенно-нарушенных почв, перемешанных со щебенкой и обломочным материалом извлекаемых на поверхность вскрышных пород. Суммарный объем токсичных элементов, поступающих в наземную среду, в большей степени складывается из поступлений за счет твердых выпадений, а также выщелачивания из складируемых вскрышных отвалов. Верхние горизонты техногенно измененного почвенного покрова на территории Албынского рудника характеризуются повсеместным превышением фоновых концентраций по Аз, Зг, Сё, Со, N1, Си, Мп. Максимальные значения коэффициентов аномальности, отражающих увеличение среднего содержания элемента в техногенно измененных почвах относительно фона, были наиболее высокими для Аз (106) и Сё (10) [8]. Превышение санитарно-гигиенических нормативов по Аз (в 6—880 раз) [15] отмечено повсеместно и в некоторых точках по РЪ и V в 1,3—2 раза.

Валовое содержание элементов характеризует общую загрязненность почвы, но большую экологическую опасность представляют их подвижные формы, выделяемые экстракцией ацетатно-аммонийным буфером. Эта фракция характеризует быструю доступность элемента для биоты. В результате анализа не было выявлено превышения ПДКподв тех элементов, для которых существуют нормативы [15] — 2п, Си, Со, N1 и Сг. Для оценки загрязнения техногенных почв теми элементами, для которых нет нормативов по подвижным формам, были использованы величины ПДП (предельно допустимое превышение [18], которое рассчитывается как ПДП = МДБК/10, где МДБК — максимальная концентрация, не оказывающая значимого влияния на рост или реп-

родукцию тестовых организмов. Ранжирование элементов по степени опасности относит к первой группе сильноопасных элементов с ПДП < 1 мг/кг Ве, Зе, Т1, ЗЪ, Сё; ко второй умеренноопасной с ПДП от 1 до 10 мг/кг — V, N1, Си, Сг, Аз, Ва; к третьей — элементы с ПДП > 10 мг/кг. Повсеместное превышение ПДП в технозоне исследуемого месторождения обнаружено в 3—13 раз по Ве, в 1,2—3,7 раза по Ва и по одной точке вблизи карьера по Аз (в 6,2 раза) и N1 (в 1,04 раза).

Превышением рыбохозяйственных нормативов по Бе, Мп, Си, А1 характеризуется значительная доля водных проб поверхностных водотоков. Пробы водотоков ниже хвостохранилища ЗИФ характеризуются превышением ПДК в 37 раз по Аз, в 20 раз по ЗЪ, в 10 раз по Мо, что обусловлено локальным дренированием заграждающей дамбы. Подавляющая же часть микрокомпонентов содержится в концентрациях ниже нормируемых ПДК [9].

Поставщиком большинства элементов для жизнедеятельности растений является почвенная среда. Интенсивность внешнего воздействия на химический состав растений и вклад конкретных элементов в этот процесс отражают коэффициенты концентрации (Кк) и коэффициенты накопления (Кн). Коэффициент концентрации характеризует уровень химических элементов в растительности исследуемых объектов относительно аналогичных показателей на фоновой территории, что опосредованно отражает степень загрязнения территории. Содержание большинства токсичных элементов в растениях, произрастающих вокруг карьера на территории Албынского рудника, в несколько раз выше, чем в растениях незагрязненной экосистемы: Зг7.9 Аз3.2 Бе3.0 ЗЪ2.8 V2.5 СГ2.5 С02.4 ЛЯ2,1 М02.0 СёЬ9 N11.7 Ве^ Зе1.2 РЪ^.1 Си^.1 Znl.o Вад.9 Мп0.2 Т10.2. Аналогичные показатели для растительности, произрастающей вокруг хвостохранилища, еще выше — Зг^ Сё6.5 ЗЪ4.9 М04.6 Аз3.6 Зе3.1 Бе2.4 С02.4 N12.2 VL7 Ве^ РЪ1.4 Ва1.2 ^1.0 А80,8 Мп0.6 Сг0.5 Си0.5 Т10.4 [8].

Коэффициент накопления характеризует степень использования растениями наиболее доступных форм (подвижных) элементов, содержащихся в почве, и рассчитывается как отношение количеств элемента в сухой массе растений и почвенных ацетатно-аммонийных экстрактах. При значениях Кн > 1 поступление элемента происходит не только из почвы, но и из атмосферы; при Кн < 1 превалирует загрязнение из почвы. Результаты показали, что наиболее интенсивно не только из почвы, но и из атмосферы накапливаются растениями Аз, Сг, Мо, Т1, Ag, РЪ, Си, Zn, Мп, N1, V (Кн > 1). Для ЗЪ, Сг, Ве, Бе, Со, Сё, Зе, Ва, Зг Кн < 1 свидетельствует о пассивном

поступлении элемента из почвы. Изменение соотношений элементов в растительной биомассе преимущественно за счет увеличения доли элементов-токсикантов характеризует фактор аэротехногенного воздействия открытой разработки месторождения.

Подземные геотехнологии характеризуются менее масштабными изменениями поверхностного рельефа, но более многообразными последствиями отрицательного влияния на окружающую среду. За период эксплуатации Токурского малосульфидного месторождения (с 1941 по 1996 гг.) подземными горными выработками вскрыто до 300 м вглубь и до 5 км по простиранию рудного поля, а протяженность подземных горных выработок превышает 130 км [19]. Извлекаемую на поверхность руду обогащали на расположенной рядом ЗИФ по гравитационно-флотационной технологии, а хвостовые отходы складировали в хвос-тохранилище. До 1966 г. оно располагалось выше устья руч. Челогор (правый приток р. М. Кара-урак), а затем было перемещено ниже устья (рисунок). На две площадки нового хвостохранили-ща размерами 800 х 200 м и 770 х 350 м было сброшено более 2548 тыс. т отходов переработки руды [11]. Дамбы, огораживающие хвостохрани-лище с северной и восточной сторон, неоднократно размывались паводковыми водами, и техногенный геоматериал распространялся вниз по течению р. М. Караурак на несколько километров. По минеральному составу геоматериал хвостовых отходов отражает характер руды м есторож-дения: в основном в нем преобладают осколки кварца (32 %), карбонатов (11 %), полевого шпата (21 %), амфибола, слюды, минеральные частицы зачастую покрыты пленками гидроокислов железа, реже присутствуют слюдисто-глинистые минералы, гидроксиды железа, сульфиды (пирит, арсенопирит, сфалерит). В элементном составе техногенного геоматериала относительно кларков верхней континентальной коры преобладают Аз, БЪ, И (с Кк 269,3, 8,93, 10,06 и 8 соответственно), с превышением ПДК по Аз и БЪ в 400—1640 и 1,1—27 раз соответственно [20]. Оценка степени выщелачивания токсичных элементов при воздействии атмосферными осадками на техногенный геоматериал была выполнена при проведении модельных лабораторных экспериментов со снеготалой водой. Результаты модельного эксперимента показали, что Аз, Си, 2п, Ия, А1, Мп, Бе выщелачиваются в водный раствор в количествах, превышающих санитарно-гигиенические нормативы в среднем в 1,8—10 раз, а для Аз, И эти показатели превышали ПДК в 20—30 раз.

Анализ проб природной воды поверхностных водотоков на рассматриваемой территории также

показал превышение санитарно-гигиенических нормативов по Аз, Бе, Мп Си и устойчивое превышение среднемировых значений по РЪ, Сз, БЪ, Бг, Аз, 2г, 2п, Си, N1, Со, Сг.

Свидетельством о существенном массопере-носе элементов из отвалов ЗИФ является количественное перераспределение Аз и Ия в точках отбора проб, охватывающих геотехнозону месторождения. В отвалах шахтных пород среднеарифметические показатели валовых концентраций Аз превышают ПДКпочв в 1015 раз, в веществе хвос-тохранилища — в 1086; в почвогрунтах зоны влияния хвостохранилища превышение составляет 320 раз. Для пород шахтных отвалов выявлены высокие коэффициенты аномальности (62), отражающие увеличение среднего содержания Аз относительно фона; для грунтов хвостохранилища эти показатели составляют 41—66 ед. Высокое валовое содержание Аз, превышающее санитарно-гигиенические нормативы в 19 раз, обнаруженное в природных почвах (в 6 км от месторождения) свидетельствует о природных металлогени-ческих особенностях территории в целом. Но Кк Аз в условно фоновой почве и грунтах Токурской геотехнозоны относительно кларков этого элемента в почве и верхней континентальной коре [14] имеют широкий разброс — от 6,6 до 388 ед. В зоне влияния хвостохранилища, на расстоянии первых сотен метров за его границами, почво-грунты характеризуются аномально высокими Кк (223); на более удаленном расстоянии (~ 5 км) содержание элемента уменьшается до уровня условно фоновых почв (Кк = 6,8). Содержание Аз в пробах поверхностных водотоков в зоне влияния хвостохранилища составляет 26—100 мкг/дм3, в пробах воды, на состав которой не оказывает влияние хвостохранилище, концентрация Аз снижается значительно и составляет 0,3—2,5 мкг/дм3. Загрязнению ртутью подвергаются поверхностные водотоки (р. М. Караурак) в районе жилого поселка Токур и ниже, а также р. Селемджа после впадения в нее р. М. Караурак. Содержание Ия в этих точках варьировалось от 0,014 до 0,033 мкг/дм3, что превышает санитарно-гигиенические нормативы [15]. Коэффициенты обогащения взвешенного вещества поверхностных водотоков относительно земной коры Аз (87), W (5,7), БЪ (5,2), Ия (4,4), Ва 1,8), РЪ (1,3), 2п (1,2) свидетельствуют о формировании геохимических аномалий в водотоках (р. М. Караурак), принимающих дренирующие Токурское хвостохранилище стоки [20].

В пробах сухой биомассы растений, отобранных в технозоне, выявлено (по максимальным концентрациям) значительное увеличение ряда токсичных элементов относительно фона: Аз^7.2, БЪ15.3, Мо3, и3, РЪ41, W3.8, У34, Сг2.7, Си2.5, Бг21,

Ni2- А усредненное содержание As в растительной биомассе превышает растительный кларк на 2—3 порядка. Микроэлементный состав листьев произрастающего на хвостохранилище тополя по сравнению с тополем с условно фоновой территории отражает специфику минерально-химического состава вещества хвостохранилища: AS73.9, Sb43.7, Tlg.5, M07.7, СГ5.4, N13.1, Pb2.8, C02.1, Zni.6, Sr11; Cui, Rbi, Cdo.9, Sn0.6.

Таким образом, отработка золоторудного месторождения открытым способом приводит к увеличению концентрации элементов-токсикантов в объектах наземной среды за счет атмосферного рассеивания мелкодисперсных минеральных частиц. Более глубокое диспергирование руды в про-

цессе извлечения золота приводит к увеличению мобильности тяжелых металлов на более локальной территории. Негативное воздействие отработки подземным способом убогосульфидного золоторудного месторождения в условиях горносопочного рельефа в большей степени связано с воздействием дренирующих хвостохранилище и отвалы вскрышных пород водных потоков и приводит к формированию более широких гидро- и биогеохимических ореолов их рассеяния. Кроме способа отработки специфика воздействия рудных месторождений на компоненты окружающей среды определяется геохимическими характеристиками руд и вмещающих пород и природно-климатическими условиями региона.

Библиографический список

1. Минприроды России намерено активизировать вовлечение отходов горнодобывающей промышленности во вторичное использование / Новости / Твердые бытовые отходы. Утилизация и переработка бытовых отходов. Вторичное сырье. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.solidwaste.ru/ 20.10.2022 г.

2. Лифановская С. Ю. Экологические аспекты добычи минерального сырья // Вестник Камчатского государственного технического университета. — 2009. — № 10. — С. 44—49.

3. Голик В. И., Комащенко В. И. Пути выхода горнодобывающего производства из эколого-технологического кризиса современности // Проблемы региональной экологии. — 2011. — № 11. — С. 67—75.

4. Шумилова Л. В. Гравитационно-электрохимический способ извлечения золота из техногенных россыпей // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № S1-4. — С. 186—191.

5. Александрова Т. Н., Крупская Л. Т., Липина Л. Н. Оценка хвостохранилищ золотоизвлекательных фабрик — потенциального резерва золотодобычи и источника негативного воздействия на окружающую среду // Известия вузов. Горный журнал. — 2008. — № 7. — С. 39—42.

6. Степанов В. А., Мельников А. В. Токурский золоторудный центр Приамурской золотоносной провинции // Региональная геология и металлогения. — 2022. — № 90. — С. 107—116. doi: 10.52349/0869-7892_2022_90_107-116.

7. Напрасников А. Т., Богоявленский, Б. А. Буфал В. В., Кириченко А. В., Авсеев В. В., Домбровский И. А. Гидроклиматические ресурсы. Амурская область. — Благовещенск: Хабаровское книжное издательство, 1983. — 68 с.

8. Радомская В. И., Радомский С. М., Павлова Л. М., Кулик Е. Н. Биогеохимический отклик ландшафта на воздействие открытого способа разработки на примере Албынского золоторудного месторождения Приамурья // Экологическая химия. — 2015. — Т. 24, № 4. — С. 207—218.

9. Radomskaya V. I., Radomskiy S. M., Pavlova L. M., Shumilova L. P. Hydrogeochemical aspects of the behavior of elements at the development of the Albynskoe gold field, Amur basin // Water Resources. — 2019. — V. 46, № 2. — P. 226—241.

10. Радомская В. И., Радомский С. М., Павлова Л. М. Геохимические аспекты влияния разработки Албынского золоторудного месторождения (Приамурье) на природную среду // Разведка и охрана недр. — 2018. — № 6. — С. 55—64.

11. Павлова Л. М., Шумилова Л. П., Радомская В. И., Кезина Т. В. Оценка содержания мышьяка в элементах техногенной экосистемы золоторудного месторождения // Экологическая химия. — 2022. — Т. 31, № 1. — С. 10—24.

12. Тейлор С. Р., Мак-Леннан С. М. Континентальная кора: ее состав и эволюция. — М.: Мир, 1988. — 384 с.

13. Гусева Т. В., Молчанова Я. П., Заика Е. А., Виниченко В. Н., Аверочкин Е. М. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды. Справочные материалы. — М.: Эколайн, 1999. — 74 с.

14. Григорьев Н. А. Распределение химических элементов в верхней части континентальной коры. — Екатеринбург: УРО РАН, 2009. — 383 с.

15. СанПиН 1.2.3685—21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания // [Электронный ресурс]. URL: https://docs.cntd.ru

16. Адушкин В. В. Вайдлер П. Г., Дубовской А. Н., Перник Л. М., Попель С. И., Фридрих Ф. Свойства нано- и микромасштабных частиц, поступающих в окружающую среду при открытой разработке железорудных месторождений // Геология рудных месторождений. — 2010. — Т. 52, № 5. — С. 418—426.

17. Сает Ю. Е. Геохимия окружающей среды. — М.: Недра, 1990. — 335 с.

18. Vodyanitskii Y. N. Standards for the contents of heavy metals and metalloids in soils // Eurasian Soil Science. — 2012. — V. 45, No. 3. — С. 321—328.

19. Ostapenko N. S., Neroda O. N. Deposition conditions and distribution features of native gold individuals in the veins of the Tokur mesothermal deposit, Russia // Geology of Ore Deposits. — 2016. — V. 58, No. 3. — P. 213—223.

20. Радомская В. И., Павлова Л. М., Кезина Т. В., Шумилова Л. М. Выщелачивание элементов из отходов Токурской золотоизвлекательной фабрики: лабораторные и натурные исследования // Экологическая химия. — 2020. — Т. 29, № 4. — С. 221—232.

INFLUENCE OF DIFFERENT METHODS OF MINING GOLD DEPOSITS ON THE BIOGEOCHEMICAL MOBILITY OF CHEMICAL ELEMENTS: A CASE STUDY OF THE AMUR REGION DEPOSITS

L. M. Pavlova, Ph. D. (Biology), Associate Professor, Leading Researcher, Institute of Geology and Nature Management, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences (IGiP FEB RAS), pav@ascnet.ru, Blagoveshchensk, Russia

References

1. Minprirody Rossii namereno aktivizirovat vovlechenie othodov gornodobyvayushej promyshlennosti vo vtorichnoe ispol-zovanie. [The Ministry of Natural Resources of Russia intends to intensify the involvement of mining waste in recycling]. Nov-osti. Tverdye bytovye othody. Utilizaciya ipererabotka bytovyh othodov. Vtorichnoe syre. URL: http://www.solidwaste.ru/, date of access: 20.10.2022 r. [in Russian].

2. Lifanovskaya S. Yu. Ekologicheskie aspekty dobychi mineralnogo syrya. [Environmental aspects of mineral extraction]. Bulletin оf Kamchatka State Technical University. 2009. No. 10. P. 44—49 [in Russian].

3. Golik V. I., Komashenko V. I. Puti vyhoda gornodobyvayushego proizvodstva iz ekologo-tehnologicheskogo krizisa sovre-mennosti. [Ways out of mining production from the environmental and technological crisis of our time]. Regional Environmental Issues. 2011. No. 11. P. 67—75 [in Russian].

4. Shumilova L. V. Gravitacionno-elektrohimicheskij sposob izvlecheniya zolota iz tehnogennyh rossypej. [Gravity-electrochemical method for extracting gold from technogenic placers]. Mining informational and analytical bulletin. 2015. No. S1-4. P. 186—191 [in Russian].

5. Aleksandrova T. N., Krupskaya L. T., Lipina L. N. Ocenka hvostohranilish zolotoizvlekatelnyh fabrik — potencialnogo rez-erva zolotodobychi i istochnika negativnogo vozdejstviya na okruzhayushuyu sredu. [Assessment of tailings of gold recovery plants as a potential reserve for gold mining and a source of negative environmental impact]. Minerals and Mining Engineering. 2008. No. 7. P. 39—42 [in Russian].

6. Stepanov V. A., Melnikov A. V. Tokurskij zolotorudnyj centr Priamurskoj zolotonosnoj provincii. [Tokur gold mining center in the Amur gold province]. Regional Geology and Metallogeny. 2022. No. 90. P. 107—116. doi: 10.52349/0869-7892_2022_90_107-116 [in Russian].

7. Naprasnikov A. T., Bogoyavlenskiy B. A., Bufal V. V., Kirichenko A. V., Avseev V. V., Dombrovskiy I. A. Gidroklimaticheskie resursy. Amurskaya oblast. [Hydroclimatic resources. The Amur Region]. Blagoveshensk, Khabarovskoe knizhnoe izdatelstvo. 1983. 68 p. [In Russian].

8. Radomskaya V. I., Radomskiy S. M., Pavlova L. M., Kulik E. N. Biogeohimicheskij otklik landshafta na vozdejstvie otkrytogo sposoba razrabotki na primere Albynskogo zolotorudnogo mestorozhdeniya Priamurya. [Biogeochemical response of landscape on open pit mining impact evidence from the Albynskoe gold field of the Amur River Region]. Ecological Chemistry. 2015. Vol. 24 (4). P. 207—218 [in Russian].

9. Radomskaya V. I., Radomskiy S. M., Pavlova L. M., Shumilova L. P. Hydrogeochemical aspects of the behavior of elements at the development of the Albynskoe gold field, the Amur basin. Water Resources. 2019. Vol. 46 (2). P. 226—241.

10. Radomskaya V. I., Radomskiy S. M., Pavlova L. M. Geohimicheskie aspekty vliyaniya razrabotki Albynskogo zolotorudnogo mestorozhdeniya (Priamure) na prirodnuyu sredu. [Geochemical aspects of the Albyn gold deposit (Priamur'e) development impact on the natural environment]. Prospect and protection of mineral resources. 2018. No. 6. P. 55—64 [in Russian].

11. Pavlova L. M., Shumilova L. P., Radomskaya V. I., Kezina T. V. Ocenka soderzhaniya myshyaka v elementah tehnogennoj ekosistemy zolotorudnogo mestorozhdeniya. [Assessment of arsenic content in the elements of the man-generated ecosystem of the gold deposit]. Ecological Chemistry. 2022. Vol. 31 (1). P. 10—24 [in Russian].

12. Tailor S. R., MacLennan S. M. Kontinentalnaya kora: ee sostav i evolyuciya. [Continental crust: its composition and evolution]. Moscow, Mir. 1988. 384 p. [In Russian].

13. Guseva T. V., Molchanova Ya. P., Zaika E. A., Vinichenko V. N., Averochkin E. M. Gidrohimicheskie pokazateli sostoyaniya okruzhayushej sredy. Spravochnye materialy. [Hydrochemical indicators of the state of the environment. Reference materials]. Moscow, Ekolain. 1999. 74 p. [In Russian].

14. Grigor'ev N. A. Raspredelenie himicheskih elementov v verhnej chasti kontinentalnoj kory. [Distribution of chemical elements in the upper part of the continental crust]. Ekaterinburg, URO RAN. 2009. 383 p. [In Russian].

15. SanPiN 1.2.3685—21. Gigienicheskie normativy i trebovaniya k obespecheniyu bezopasnosti i (ili) bezvrednosti dlya cheloveka faktorov sredy obitaniya. [Hygienic standards and requirements for ensuring the safety and (or) harmlessness of environmental factors for humans]. URL: https://docs.cntd.ru [In Russian].

16. Adushkin V. V., Vaidler P. G., Dubovskoy A. N., Pernik L. M., Popel S. I., Fridrikh F. Svojstva nano- i mikromasshtabnyh chastic, postupayushih v okruzhayushuyu sredu pri otkrytoj razrabotke zhelezorudnyh mestorozhdenij. [Properties of nano-and microscale particles released into the environment during open-pit mining of iron ore deposits]. Geology of Ore Deposits. 2010. Vol. 52 (5). P. 418—426 [in Russian].

17. Saet Yu. E. Geohimiya okruzhayushej sredy. [Environmental geochemistry]. Moscow, Nedra. 1990. 335 p. [In Russian].

18. Vodyanitskiy Y. N. Standards for the contents of heavy metals and metalloids in soils. Eurasian Soil Science. 2012. Vol. 45 (3). P. 321—328.

19. Ostapenko N. S., Neroda O. N. Deposition conditions and distribution features of native gold individuals in the veins of the Tokur mesothermal deposit, Russia. Geology of Ore Deposits. 2016. Vol. 58 (3). P. 213—223.

20. Radomskaya V. I., Pavlova L. M., Kezina T. V., Shumilova L. M. Vyshelachivanie elementov iz othodov Tokurskoj zolo-toizvlekatelnoj fabriki: laboratornye i naturnye issledovaniya. [Leaching elements from Tokur gold-processing plant waste: laboratory and field study]. Ecological Chemistry. 2020. Vol. 29 (4). P. 221—232 [in Russian].

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.