Эколого-геохимическая оценка состояния природной среды в районе рудника "Веселый" (Республика Алтай)

• Автор: Шурова, Майя Владимировна
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 166 с.

1. Ландшафтно-геохимическая характеристика северо-восточной части Горного Алтая

1.1. Геологическое строение

1.2. Климат

1.3. Подземные воды и гидросеть

1.4. Растительность

1.5. Основные геохимические ландшафты

2. Основные источники загрязнения территории

2.1. Промышленная освоенность территории

2.2. Рудник «Веселый»

2.2.1. Геологическое строение месторождения

2.2.2. Минеральный и вещественный состав руд

2.2.3. Извлекаемые основные и попутные компоненты
2.2.4. Схема извлечения полезных компонентов и способы утилизации отходов
2.2.5. Материальный баланс производства
3. Экогеохимическое состояние основных депонирующих сред в зоне влияния горнорудного производства рудник «Веселый»
3.1. Методика исследования
3.2. Теоретическая база экогеохимии горнорудных территорий
3.3. Методы аналитических исследований
3.4. Состояние снегового покрова
3.5. Состояние почв
3.6. Трансформация состава донных отложений местных водотоков
3.7. Биобъекты в зоне влияния горнорудного производства
3.8. Общая оценка уровней техногенной трансформации территории
4. Геохимические аспекты структуры и функционирования природнотехнической системы (ПТС) в районе рудника “Веселый”
4.1. Понятие ПТС применительно к горнорудным предприятиям
4.2. Структура ПТС рудника «Веселый»
4.3. Геохимические аспекты развития техногенного загрязнения
4.3.1. Илы отстойника
4.3.2. Почвы
4.3.3. Донные отложения
5. Возможности самоочищения местных ландшафтов и практические рекомендации
5.1. Самоочищение почв
5.2. Самоочищение донных отложений естественных водотоков
5.3. Практические рекомендации
Заключение
Список использованной литературы

Рудник «Веселый» в настоящее время является единственным горнодобывающим предприятием в Республике Алтай, производственная деятельность которого продолжается уже более полувека. Горные районы являются территориями с особой уязвимостью к антропогенному воздействию и с высоким риском экологических и техногенных катастроф. Проблема оценки Экологических последствий изменения геохимических циклов элементов под воздействием горнодобывающей промышленности является одной из важнейших в современной геохимии и экологии. Извлеченные из недр и обогащенные в технологических циклах многие металлы приобретают особые токсичные свойства в окружающей среде. Отвалы вскрышных и вмещающих горных пород, шахтные и карьерные руды, стоки и складированные отходы обогатительных производств являются источниками техногенного загрязнения природной среды многими опасными химическим элементами. В условиях возрастающей техногенной нагрузки на окружающую природную среду могут формироваться и реально возникают техногенные геохимические провинции, экологические условия которых требуют пристального исследования (87, 15, 21, 70).
Компоненты руд медь, свинец, цинк, кадмий занимают ведущие места в ряду токсичных химических элементов, угрожающих здоровью человека. К веществам с высокой степенью опасности относятся: Щ, РЬ, Сс1, Си, Ъл. Тех-нофильность многих металлов, т.е. отношение их ежегодной добычи к кларку в земной коре, достигает высоких значений: Си - 1*1109, Ъл - 4*107, Сс1 - 1*108, РЬ - 2*109 (100). Известно, что целый ряд массовых заболеваний человека связан с образованием техногенных геохимических аномалий в компонентах окружающей среды: ртуть вызывает нейрологический эффект, кадмий и свинец обладают канцерогенными свойствами; избыток микроэлементов в организме приводит к эндемичным заболеваниям (54).
Вся инфраструктура рудника «Веселый» (карьеры, шахты, золотоизвле-кательная фабрика, отвалы, хвостохранилища, пруды-отстойники) фактически примыкает к селитебной зоне без санитарно-защитной зоны, более того находится гипсометрически выше рабочего поселка. В таких условиях все техногенные миграционные потоки загрязняющих веществ направлены вниз по долине через селитебную зону и далее.
Целью работы являлось оценка механизмов, уровня и масштабов загрязнения компонентов окружающей природной среды тяжелыми металлами в зоне воздействия рудника «Веселый» (Республика Алтай), а также изучение возможностей процессов самоочищения почв и донных отложений исследуемой территории.
В качестве основных задач исследования предусматривалось:
- изучение содержания тяжелых металлов в снеговом покрове, почвах, донных отложениях, растительности, гидробионтах;
- оценка доли подвижных форм тяжелых металлов в почвах и донных отложениях;
- оценка уровня загрязнения компонентов природной среды тяжелыми металлами и выявление участков с наиболее напряженной экологической обстановкой;
- изучение механизмов техногенного загрязнения и самоочищения почв и донных отложений.

Научная новизна работы. Диссертационная работа является комплексным исследованием, отражающим состояние окружающей природной среды в зоне воздействия рудника «Веселый». Впервые была изучены подвижные формы соединений Ъл, Си, РЬ, Сб в почвах и донных отложениях; уровень накопление растениями и гидробионтами тяжелых металлов. Установлены основные источники и механизмы загрязнения компонентов окружающей природной среды тяжелыми металлами; рассмотрены основные аспекты возможностей самоочищения почв и донных отложений.
Практическая значимость работы заключается в экогеохимической оценке состояния окружающей природной среды в районе рудника «Веселый» и выделении зон различного уровня загрязнения тяжелыми металлами. Результаты работ были использованы для выполнения курсовых и дипломных работ в учебном процессе Горно-Алтайского государственного университета, а также в мониторинговых работах по оценке экологической ситуации горнорудных территорий Республики Алтай, проводимых ФГУ «Алтай-Гео».
Фактический материал. Работа выполнена в рамках совместного гранта Томского и Горно-Алтайского государственных университетов №98-15-03183 РФФИ. При выполнении работы автор использовал материалы, полученные во время полевых исследований, проведенных в 1999-2000 гг. преподавателями и студентами ТГУ и ГАГУ. Руководителем гранта был А.Д. Строителев, заведующий НИЛ экспериментальной и прикладной минералогии ТГУ. В основу диссертационной работы положены результаты анализов 23 проб снегового покрова, 35 проб почв, 36 проб донных отложений, 32 проб растительности, 30 проб рыб.
Определение ионного состава фильтрата снеготалой воды; определение валовых содержаний Ъх, Си, РЬ, Сб, ^ в почвах, донных отложениях, в растительности, рыбах; определение содержаний подвижных форм Ъп, Си, РЬ, Сб в

вая таким образом аномальное геохимическое поле, которое в схематизированном виде представлено на рис. 2.4.
Рудное поле до глубины 500 м сложено в основном андезитобазальтовыми вулканитами (50%), известняками (30%), остальные 20% составляют туфы и туффиты кислого состава, субвулканические порфировые интрузии и дайки порфиров, порфиритов и диабазов. По северо-восточной периферии рудного поля распространены гранитоидные массивы различного петрохимиче-ского состава. Средние содержания некоторых химических элементов в породах Синюхинского рудного поля приведены в табл. 2.1 [32].

Таблица 2.1. Средние содержания некоторых химических элементов в породах Синюхинского рудного поля (по В.Н. Днепровскому, 1990)
Породы мг/т Аи Содержание элементов вп-10'4%
Си РЬ Тп ' Ва Со N1 Мо Ая вь V
Андезиты и их туфы 1,4 43 13 73 1 167 20 23 1 50 12
Известняки 1 32 9 54 1 126 7 8 1 53 10
Дайки диабазов 0,8 63 6 94 1 131 30 32 2 72 12
Дайки диоритов 0,9 39 Эо 74 1 136 28 38 2 100 10
Дайки грандиоритов 1,3 19 14 58 1 274 8 49 3 128 10
Скарны неоруденелые 0,6 63 12 90 1 131 17 16 1 200 10
Метасоматиты неоруденелые 0,8 32 19 72 1 189 13 13 1 152 10
В рудных образованиях наблюдается тесная положительная корреляция меди, золота и серебра [33]. Это вполне естественно, т.к. рудные образования района представляют собой типичные медно-рудные скарны с золотом.
Литохимическим опробованием и полуколичественным спектральным анализом коренных пород и рыхлых отложений определился комплекс элементов-индикаторов золото-сульфидного и золоторудного типов рудоконцентра-ций. Ведущими элементами геохимических ассоциаций в первичных ореолах неизмененных пород рудного ,поля являются медь, цинк, барий, мышьяк, ванадий, молибден, серебро, бериллий. В рудном процессе главенствующая роль отведена меди, золоту и серебру, в меньшей мере свинцу, молибдену, никелю [32]. Схема аномальных структур геохимического поля Синюхинского рудного поля приведена на рис. 2.4 [24].
Анализ корреляционных связей в геохимических ассоциациях элементов рудного поля показывает, что сильными положительными связями характеризуется халькофильная группа элементов (Аи, Си, РЬ, А§, №, Со, Мо, БЬ, Ві), которая имеет отрицательнную связь с литофилами (Ва, V) [24].
По распределению элементов во вторичных ореолах рассеяния на Синю-хинском рудном поле установлено, что аномальные концентрации над рудными