Экологические исследования состояния водных ресурсов в районе месторождения платины

Размещено на http://www.allbest.ru/

Экологические исследования состояния водных ресурсов в районе месторождения платины

Шевцов М.Н., Махинов А.Н.

ТОГУ, г. Хабаровск, Россия Институт водных и экологических проблем ДВО РАН, г. Хабаровск, Россия

Абстракт

Исследования посвящены экологическому состоянию водных ресурсов в районе россыпного месторождения платины «Кондер» в Хабаровском крае. На основе проведенных анализов установлено влияние деятельности прииска «Кондер» на окружающую среду.

Ключевые слова: экологическое состояние, водные ресурсы, Хабаровский край, прииск «Кондер», поверхностные воды.

Abstract

ECOLOGICAL STUDIES OF THE WATER RESOURSES STATE AT THE PLATINUM DEPOSIT AREA

Shevtsov M.N., Makhinov A.N.

PNU, Khabarovsk, Russia Institute water and environmental problems Feb RAS, Khabarovsk, Russia

The research is devoted to the ecological state of water resources in the area of the alluvial deposit of platinum "Konder" in the Khabarovsk territory. On the basis of the carried-out analyses influence of activity of mining "Konder" on environment is established.

Keywords: ecological state, water resources, Khabarovsk territory, mining "Konder", surface waters.

Введение

Экологические проблемы, связанные с использованием водных ресурсов в районах горнорудных предприятий, с каждым годом становятся все более острыми и актуальными. Добыча и дальнейшая переработка россыпной платины осуществляется с использованием больших объемов воды, забираемой из поверхностных источников.

Россыпное месторождение «Кондер» расположено в южной части Аяно-Майского района Хабаровского края в 90 км к западу от поселка Нелькан. По физико-географическому районированию территория входит в состав Северо-Джугджурской провинции Джугджурской горной области Северо-Востока страны. Она характеризуется весьма специфическими природными условиями, проявляющимися в особенностях режима поверхностных вод, своеобразии рельефа, экзогенных процессах, почвенном покрове и других компонентах ландшафтов.

Рассматриваемая территория находится на границе природных подзон, что наряду с влиянием других природных и антропогенных факторов обуславливает неустойчивость поверхностного водного стока, активность русловых процессов, своеобразие гидрохимического режима водотоков. Поэтому водные экосистемы характеризуются высокой динамичностью и слабой устойчивостью к внешнему (в том числе антропогенному) воздействию. экологический водный месторождение платина

Цель работы - полевые исследования состояния основных поверхностных водотоков в зоне влияния прииска «Кондер» и оценка загрязнения поверхностных вод.

Методика работ

В ходе полевых исследований осуществляется отбор проб речных вод и донных отложений в водотоках и водоемах в соответствии с нормативными документами (Р 52.24.309-2004 «Организация и проведение режимных наблюдений за загрязнением поверхностных вод суши на сети Росгиромета» и др.).

Пробы воды отбирались с поверхности на середине русла водотока и вблизи берега в пластиковую посуду, которую предварительно несколько раз ополаскивали в воде водотока. Для отбора проб выбирался относительно прямолинейный участок русла с примерно равными глубинами по ширине. В работе при проведении маршрутных исследований использовались картографические материалы масштабов 1 : 100000 и 1 : 25000.

Наличие запаха и температура воды определялись на месте отбора пробы. Одновременно пробы воды фиксировались на содержание нефтепродуктов и проведения химического анализа в лабораторных условиях. Пробы воды доставлялись в г. Хабаровск в термоконтейнерах.

Все отобранные пробы воды и донных отложений были доставлены в Хабаровск для аналитических исследований. Их анализы проводились в лаборатории, имеющей государственную аккредитацию на данный вид деятельности.

В пробах поверхностных вод определялись следующие основные гидрохимические показатели:

1. Величина pH, содержание взвешенных веществ, нефтепродукты.

2. Нитраты, нитриты, фенолы.

3. Марганец, железо, медь, свинец, никель, кадмий, хром, цинк, ртуть.

3. Результаты изучения экологического состояния поверхностных вод. Химический состав поверхностных вод в районе месторождения формируется за счет процессов выветривания горных пород и миграции продуктов выветривания, атмосферных осадков и притока грунтовых вод. Распространенные повсеместно процессы заболачивания, связанные с наличием рыхлых четвертичных отложений с высоким содержанием суглинистых отложений, способствует значительному накоплению растворимого гумуса в болотных водах и обуславливают высокую минерализацию растворимых форм элементов и их соединений. Высокие содержания в воде свободного кислорода и органики способствуют процессам взаимодействия растворимых соединений с органическими кислотами и недоокисленными сульфидными минералами.

На исследованных участках природных водотоков в предыдущие годы выявлено две зоны мутности - зона малой мутности речных вод, не превышающей 5,0 мг/дм3 и зона высокой мутности - более 20 мг/дм3. Река Уорголан выше полигонов относится к зоне малой мутности. Малая мутность речных водотоков объясняется, прежде всего, преобладанием равнинных форм рельефа, наличием многолетней мерзлоты, большой заболоченностью поверхности, препятствующими развитию эрозионных процессов и, прежде всего, глубинной эрозии. Русловая эрозия невелика вследствие малых уклонов и наличия растительного покрова, защищающего почвы от размыва.

Многочисленные озера-отстойники отработанных пластов не оказывают большого влияния на р. Уорголан за исключением участка, расположенного ниже полигонов. Но и здесь показатели мутности непостоянны во времени и постепенно снижаются вниз по течению.

В верхнем течении река Кондер (внутри кольцевого хребта) врезается в твердые, трудно размываемые коренные породы. Вследствие этого даже при значительных уклонах, вода в русле обладает исключительно малой мутностью, обычно не превышающей 10 мг/дм3. Однако в летний период, при прохождении ливневых дождей во время циклонов, мутность природных водотоков повышается. Так повышенные содержания взвешенных веществ были отмечены в верхнем течении реки Кондер, которые обусловлены плоскостным смывом тонкодисперсного материала со склонов и старых отвалов в русло реки.

Транспорт природных насосов в водотоках осуществляется в основном в периоды прохождения паводков во второй половине лета и, поэтому, максимальная мутность воды в реках характерна для относительно кратковременных периодов. Она отмечается обычно в июле - сентябре. За это время водотоки переносят до 80% терригенного взвешенного материала и почти 100% влекомых наносов.

Водный режим реки Уорголан непостоянен. Максимальные расходы воды отмечаются в летний период. В это время возможны катастрофические паводки. Зимой река и ее притоки полностью перемерзают, однако не исключено, что в наиболее глубоких плесах может находиться вода, подпитываемая из подземных источников.

Химический состав воды рек бассейна р. Уорголан формируется на неоднородных по химическому составу коренных породах и рыхлых отложениях. Он зависит также от качества и количества атмосферных осадков, характера их выпадения, промерзания почв, рельефа местности и хозяйственной деятельности на площади водосбора.

Основным источником питания рек являются атмосферные осадки и таяние снежного покрова, в то время как роль подземных вод незначительна. Атмосферные осадки характеризуются низкими величинами минерализации (среднее их содержание составляет 7,9 мг/дм3), при этом соотношение между макро- и микроэлементами, в большинстве случаев, неустойчиво. Атмосферные осадки относятся к гидрокарбонатному классу, натриево-кальциевой группе первого типа.

Как было установлено ранее проведенными исследованиями, водотоки рассматриваемой территории вследствие их небольших размеров довольно однообразны по химическому составу и минерализации воды, что связано с однородным литологическим составом пород. [1]

В среднем минерализация всех водотоков не превышает 100 мг/дм3. Вместе с тем отмечается сезонная изменчивость минерализации воды в реках - наиболее высоких значений она достигает в зимний сезон, а наименьших - в период быстрого таяния снега (весеннее половодье) и выпадения дождей. В эти периоды происходит разбавление речных вод, растворение и вынос соединений в нижние течения рек, увеличивая в них содержание многих химических веществ. В период ливневых дождей происходит увеличение содержания различных химических веществ р. Уорголан на определенных участках. Источниками загрязнения являются: а) плотины для поддержания уровня воды в системе; б) дождевые воды, формирующиеся при прохождении ливней на отвалах горных пород; в) хвостохранилища (пульпа) с высоким содержанием взвесей; г) производственные площади отвалов вскрыши, д) отводное русло рек Кондер и Уорголан.

Качество воды в р. Уорголан выше и ниже полигона указывает на источники загрязнения. Наиболее значима пульпа, образующаяся в технологическом процессе промывки горной массы с крайне высокой мутностью.

Суспензия имеет темно-желтый цвет и, поступая в отстойники, в течение 30 -35 часов сохраняют пенисто-пузырьковое состояние (Махинов и др., 2014). Химический состав пульпы обнаруживает высокие концентрации алюминия (А1), железа (Fe), марганца (Мп), свинца (РЬ), меди (Си), никеля (Ni), кобальта (Со), цинка (Zn), но РЬ и Со наиболее токсичны для здоровья животных и человека. Почти все они относятся к металлам-токсикантам.

Результаты гидрохимических исследований показателей проб воды р. Уорголан свидетельствует о крайне слабом загрязнении водотока в верхнем течении от полигона, которое непостоянно во времени. Значительные уровни концентраций взвешенных веществ в русле обнаруживаются ниже полигона.

Высокие концентрации железа и марганца в воде связывают агрессивные фракции гумусовых кислот, способствуют образованию буферных зон и снижению подвижности некоторых элементов (Си, Zn, Pb). Химические элементы и их соединения испытывают изменения, обусловленные явлениями сорбции и молекулярного взаимодействия с фенольными ОН-группами гумусовых кислот. Это уменьшает их миграционную активность (Перминова, 2008, Щукин и др., 1982). [3,4]

Характеристика качества воды в р. Уорголан приведена в табл. № 1.

Табл. 1. Сравнение показателей качества воды (мг/дм3) р. Уорголан с ПДКрыбохозяйственного значения по данным 21 июля 2018 г.

Нашими исследованиями установлен тренд к снижению минерализации воды в системе рр. Уорголан - Кондер. При этом соотношение главных химических компонентов меняются незначительно в связи с тем, что вода бассейна ежегодно разбавляются снеговыми водами с крайне низкими концентрациями веществ в них. По гидротехническому составу природные воды бассейна Уорголан относятся к сульфатно-калиево-кальциевым, что соответствует природному типу вод северных территорий Дальнего Востока.

По большинству показателей в воде реки Уорголан не установлены превышения ПДК по таким показателям, как фосфаты, нитраты, нитриты, нефтепродукты, медь, кадмий, кобальт, никель. При горном характере рек вода в них хорошо насыщена кислородом, и процессы нитрификации в ней идут замедленно.

По железу содержание варьирует в разных водотоках в значительных пределах: р. Уорголан - от 0,11 (фон) до 0,41 мг/дм3; р. Кондер от 0,42 до 0,66. Во всех водотоках имеется превышение на ПДК. Наименьшее значение, не превышающее ПДК, отмечено только в р. Уорголан выше района работ, а максимальное - в р. Кондер в пределах отводного русла. Этот очень высокий показатель объясняется влиянием смыва с нарушенной территории. Во всех отстойниках также отмечается превышение ПДК по этому показателю.

Концентрации марганца в природных водотоках варьирует в пределах от 0,021 до 0,058 мг/дм3 и меняется так же, как и концентрация железа. Повышенное содержание металла в воде, значительно превышающее ПДК (в 6 раз) отмечается в нижнем течении р. Уорголан - ниже района горнодобывающей деятельности. Высокие концентрации марганца и железа в поверхностных водах являются особенностью данной территории, т.к. Fe и Мп - фоновые минералогенные элементы. Динамика их концентраций в русле непостоянна во времени. В большей степени она обусловлена влиянием разработки месторождения и степенью разбавления слабоминерализованными дождевыми водами и водами притоков.

Заключение

Технологические приемы, используемые при разработке месторождения Кондер, связаны с поступлением в окружающую среду, особенно в поверхностные водные объекты, различных веществ антропогенного происхождения. Они имеют тенденцию к постоянной аккумуляции в донных отложениях водотоков, что необходимо учитывать при оценке влияния производства на раз-личные компоненты природной среды и особенно поверхностных и подземных вод и донных отложений водотоков в непосредственной близости от места вскрыши и технологических объектов.

Выявлено, что фоновыми характеристиками качественного состава поверхностных и подземных вод, а также донных отложений всех водотоков рассматриваемой территории, является русло р. Уорголан выше действующего полигона. Ниже полигонов гидрохимическое состояние свидетельствует о существующем слабом антропогенном загрязнении вод и донных отложений.

Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения обеспечивается тем, что сброс стоков с поверхности производственных площадок и карьерных вод осуществляется в отстойники и лишь затем направляется в поверхностные водотоки.

Библиографические ссылки на источники

1. Шевцов М.Н., Караванов К.П., Махинов А.Н., Кулаков В.В., Мордовии А.М., Шамов В.В., Вихтенко Э.М., Шестеркин В.П., Хе Кан Чер. Водные ресурсы горнорудных районов и их преобразование (юг Дальнего Востока). 2-е изд., перераб. и доп. / М.Н. Шевцов [и др.]; под ред. М.Н. Шевцова.- Хабаровск : Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2013. -167 с.

2. Махинов А.Н., Махинова А.Ф., Шевцов М.Н. Влияние горно-обогатительных предприятий Хабаровского края на окружающую среду//Горный журнал. 2006. № 4. С. 83 - 86.

3. Перминова И.В. Гуминовые вещества - вызов химикам XXI века // Химия и жизнь, № 1,2008. С. - 50 - 55.

4. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия, М., 1982. 385 с.

Размещено на Allbest.ru