Территория изученной части Бакчарского месторождения Бакчарского района, рассматривается как первоочередной объект отработки, который по большинству геоэкологических и медико-биологических показателей находится на стадии начального освоения, что в целом определяет ее удовлетворительное эколого-геохимическое состояние с развитием только очагов локального нарушения геологической среды и воздействия на ее компоненты на участках начального хозяйственного освоения.
В период с 2006 по 2008 год нами были выполнена оценка эколого-геохимического состояния природных сред Бакчарского железорудного узла на стадии начального освоения железорудного месторождения (начальная стадия формирования природно-техногенной системы). (Рис. 1, рис .2)
Рис. 1. Карта-схема геоэкологических исследований Бакчарского района
Рис. 2. Карта-схема геоэкологических исследований территории Бакчарского железорудного узла: А) Западный участок; Б) Полынянский участок;
Комплексное геохимическое исследование природных сред показало, что по всем изученным параметрам (пылеаэрозоли, геохимическим параметрам поверхностных, подземных и грунтовых вод, почв, донных отложений, биосубстратов) их показатели не превышают аналогичные показатели по Томской области, России и в мире, что в целом позволяет нам отнести изученную часть территории к условно фоновому району.
По величине суммарного показателя загрязнения территория Бакчарского района характеризуется следующим образом: Полынянский участок – 58,2, Западный участок – 84,23 и населенные пункты – 96,87, что, в соответствии с градацией [2] (суммарный показатель загрязнения от 64 до 128), говорит о незначительно уровне пылевого загрязнения, находящимся ниже уровня для России. Величина пылевой нагрузки является низкой (1,7 мг/м2*сутки), в сравнении со средней пылевой нагрузкой по России (2,5 мг/м2*сутки) [10].
Почвы Западного участка железорудного узла более обогащены химическими элементами (кроме Sb, Au, Eu, Lu) по сравнению с Полынянским участком и Бакчарским районом в целом. Например, в них в 1,6 раз больше содержание Ba, в 1,4 раза содержание Fe при сравнении Западного и Полынянских участков. В целом в почвах Бакчарского района минимальное превышение над геохимическим кларком ноосферы [3] составляет минимальное для La – 2,45, максимальное – 12,06 раз для Ba.
Донные отложения рек района характеризуется повышенным содержанием Cr, Co, Br, Hf относительно их содержания в Байкальском иле (Индекс – БИЛ-1, ГСО – 7126-94, далее БИЛ-1). Основной вклад в накопление элементов в донных отложениях вносят: Cr (Кк – 1,9), Hf (Кк – 1,89). Специфика донных отложений рек Бакчарского района определяется низким показателем относительно концентрации естественных радиоактивных элементов в БИЛ-1, что объясняется природными факторами.
Исследование поверхностных вод показало, что по показателю рН состав вод изменяется от 6,6 до 7,5, общая минерализация колеблется от 250 до 567 мг/л. В пробах вод рек западного участка содержание Cl– в значительной мере превышает аналогичные показатели в пробах водотоков Полынянского участка, в связи с отсутствием населенных пунктов в последнем, что может подтверждать положение о том, что хлор-ион является наиболее характерным показателем антропогенного загрязнения. Об этом говорилось в [7].
В подземных водах важным моментом является отсутствие аммония (NH4-), что говорит об отсутствии загрязненности подземных вод органическими веществами хозяйственно-бытовыми и промышленными стоками. Общая минерализация вод увеличивается (от 282 мг/л до 1290 мг/л) за счет Mg (от 3,66 до 48,8), HCO3 (от 160 до 695). Уменьшается содержание CO2 (от 66 до 18,4).
Проведенная работа по микроэлементной характеристике волос детей свидетельствует о чрезвычайно сильном различии в составе волос детей, проживающих в Бакчарском районе. Содержание в волосах редких, редкоземельных и радиоактивных микроэлементов оказывает определенное влияние на состояние здоровья населения [6].
Микроэлементная характеристика солевых образований из посуды свидетельствует о чрезвычайно сильном различии в составе питьевых вод, используемых населением. Содержание в питьевых водах редких, редкоземельных и радиоактивных микроэлементов оказывает определенное влияние и на состояние здоровья населения. Стоит также отметить содержание в питьевых водах As, значение которого выше значения в целом по Томской области. Учитывая, что руды месторождения высоко обогащены As, можно предположить, что это отражает их специфику. Такое воздействие также неблагоприятно сказывается на развитии и ассоциируется с сердечно-сосудистыми заболеваниями, нейротоксичностью и диабетом [1, 5].
Высоких значений радиоактивности почв в целом на Бакчарском месторождении не отмечается.
Необходимо отметить, что в литературе рассматриваются несколько вариантов способов разработки данного месторождения: карьер, скважинная гидродобыча, подземное выщелачивание [4]. Несомненно, что разработка месторождения железных руд любым из этих 3-х способов повлечет за собой изменения не только в окружающей среде.
Исходя из варианта отработки участка Бакчарского месторождения методом скважинной гидродобычи, геоэкологические проблемы которого подробно были рассмотрены в [9], нами, с целью выявления изменений, которые будут происходить в окружающей природной среде, предложена на весь период его отработки точка постоянного мониторинга, которая включает в себя изучение поверхностных и подземных вод, донных отложений, пылеаэрозольного загрязнения снегового покрова, почв, биосубстрат и радиационная характеристика (рис. 3) [8].
Рис. 3. Участки геоэкологического мониторинга в различных зонах
Зона I.
В нашем случае это будет участок первоочередной отработки месторождения, расположенный к юго-западу от пос. Бакчар. Его координаты: 56°59/25//с.ш. 82°01/45//в.д., 56°59/25//с.ш. 82°04/10//в.д., 56°58/00//с.ш. 82°01/45//в.д., 56°58/00//с.ш. 82°04/10//в.д. – непосредственно в зоне ведения работ и расположения технологических объектов (определяется природными геологическими и технико-экономическими факторами), которые будут влиять на изменение состояния недр и компонентов окружающей природной среды в пределах границ горного отвода.
Зона II.
Границы участка с востока на запад – от пос. Полынянка до пос. Чернышевка, с севера на юг – от пос. Чумакаевка до поисково-разведочной скважины 116. В границы участка попадают лицензионные участки Западный и Восточный (полынянский). Его координаты: 56°59/25//с.ш. 82°01/45//в.д., 56°52/05//с.ш. 82°15/00//в.д., 56°58/40//с.ш. 82°01/45//в.д., 57°02/35//с.ш. 82°05/30//в.д., 57°02/10//с.ш. 82°10/40//в.д. – в зоне существенного влияния разработки месторождения на различные компоненты геологической среды, которая устанавливается по распространению участков (площадей) активизации опасных геологических процессов под влиянием добычи полезного ископаемого. Они определяются гидрогеологическими условиями и особенностями системы отбора подземных вод, а также наличием или отсутствием системы обратной закачки дренажных вод.
Зона III.
Ее границы и площадь необходимо принять таким образом, чтобы в процессе мониторинга можно было проследить фоновые изменения состояния геологической среды, сравнить их с ее изменениями в зоне II и выделить те из них, которые связаны с разработкой месторождения, и те, которые определяются другими факторами. Участок предполагается расположить в районе пос. Большая Галка, который находится за пределами лицензионных участков в противоположном направлении по «розе ветров» (табл. 1).
Таблица 1
Геохимические показатели природных сред в рекомендуемой фоновой площадке (Зона III) для района предполагаемой отработки месторождения по состоянию на 2009 г. (мг/кг; кроме Na, Ca, Fe в мас. %)
|
Элемент |
Природные среды |
Солевые отложения (накипь) |
Воло сы детей |
||||
|
Почва |
Снеговой Покров |
Донные отложения |
Поверхностные воды |
Подземные воды* |
|||
|
Na |
0,89 |
0,58 |
0,94 |
18,8 |
Н.о. |
893 |
822 |
|
Ca |
1,9 |
0,67 |
1,7 |
40,47 |
6,66 |
214561 |
1850 |
|
Sc |
13,3 |
10,1 |
14,9 |
0,0014 |
0,032 |
0,1 |
0,026 |
|
Cr |
111,2 |
147,5 |
158,3 |
0,003 |
0,047 |
2,38 |
1,85 |
|
Fe |
3,0 |
3,7 |
4,2 |
0,5 |
28,6 |
3205 |
88 |
|
Co |
16,4 |
13,8 |
19,9 |
0,0007 |
0,008 |
27 |
1,54 |
|
Zn |
– |
0,0055 |
0,44 |
649 |
194 |
||
|
As |
<п.о. |
15,2 |
<п.о. |
0,0018 |
0,06 |
2,8 |
<п.о |
|
Br |
47,5 |
7,5 |
8,9 |
0,06 |
0,12 |
1,72 |
24 |
|
Rb |
75 |
72 |
113 |
0,0021 |
0,02 |
4,3 |
17 |
|
Ag |
<п.о. |
0,000003 |
0,0001 |
0,2 |
1,03 |
||
|
Sb |
1,4 |
7,2 |
1,11 |
0,00006 |
0,001 |
1,36 |
0,19 |
|
Cs |
4,9 |
4,5 |
6,2 |
0.00000348 |
0,0009 |
0,06 |
0,36 |
|
Ba |
453 |
630 |
798 |
0,02 |
0,229 |
395 |
42 |
|
Sr |
<п.о. |
75 |
<п.о. |
0,42 |
0,08 |
1079 |
26 |
|
Hf |
6,0 |
4 |
11,8 |
0,000002 |
0,0012 |
0,08 |
0,16 |
|
Ta |
1,51 |
1 |
1,2 |
0.0000004 |
0,0001 |
0,06 |
<п.о |
|
Au |
<п.о. |
0,077 |
0,03 |
Н.о. |
0,05 |
0,09 |
|
|
La |
32,2 |
53,7 |
27,8 |
0,0000068 |
0,008 |
0,37 |
0,7 |
|
Ce |
63,1 |
131,2 |
69,4 |
0,00000123 |
0,02 |
1,5 |
0,2 |
|
Sm |
5,4 |
4,6 |
5,1 |
0.00000237 |
0,001 |
0,31 |
0,98 |
|
Eu |
1,73 |
1,2 |
1,36 |
<п.о. |
0,023 |
<п.о |
|
|
Tb |
0,87 |
0,71 |
1,21 |
0.000000831 |
0,0003 |
0,03 |
|
|
Yb |
2,8 |
2,5 |
2,9 |
0.0000014 |
0,0006 |
0,04 |
0,11 |
|
Lu |
0,48 |
0,33 |
0,4 |
0.000000616 |
0,00009 |
0,006 |
0,02 |
|
Th |
9,0 |
7,3 |
11,4 |
0,0000047 |
0,002 |
0,12 |
0,04 |
|
U |
3,2 |
2,8 |
3 |
0,0004 |
0,001 |
2,36 |
0,77 |
* за фоновые содержания приняты результаты анализа пробы подземной воды скважины № 3(скважина недалеко от с. Поротниково, глубина отбора 6 м). Уровень пылевой нагрузки составляет Pн=1,4 мг/(м2*сут); МЭД=10 мкР/ч.
Полученная геохимическая характеристика природных сред позволит оценить изменение состояния окружающей среды в районе предполагаемой отработки месторождения и использовать эти данные для организации мониторинга.
В связи с тем, что зона существенного влияния разработки Бакчарского месторождения будет со временем расширяться, ее размер необходимо уточнять по результатам ведения мониторинга.
Рецензенты:Язиков Е.Г., д.г.-м.н., профессор, заведующий кафедрой геоэкологии и геохимии Томского политехнического университета, г. Томск;
Рихванов Л.П., д.г.-м.н., профессор кафедры геоэкологии и геохимии Томского политехнического университета, г. Томск.