В этом смысле Южная Якутия, на территории которого расположен Эльконский ураново-рудный район, является единственным регионом России, который имеет перспективы развития крупномасштабного производства уранового сырья. В настоящее время на базе этого идет подготовка к строительству Эльконского горно-металлургического комбината по добыче и обогащению урановых руд. Планируется, что в перспективе здесь будет создан один из крупнейших в мире центров по добыче урана производительностью до 5 тыс. тонн в год [1].
Среди комплекса возникающих при этом различных проблем выделяется экологическая, охватывающая изучение воздействия производства по добыче и обогащению урановых руд на компоненты природной среды. Одними из важнейших становятся вопросы по изучению экологического состояния поверхностных вод бассейна р. Алдан, формирующихся под влиянием производственных стоков комбината.
В связи с этим в течение лета 2008 г. в периоды весеннего паводка и летней межени Институтом ФТПС СО РАН и ФГНУ Институтом прикладной экологии Севера были проведены полевые работы по изучению современного (фонового) состояния воды - опробованию образцов воды и донных отложений притоков бассейна р.Алдан для их последующего лабораторного анализа.
Основными поверхностными водотоками региона исследований являются следующие реки: Алдан, Якокит, Бол. Ыллымах, Юкунгра, Элькон, Эльконкан, Курунг, Русская, Холодная, Джелинда и их притоки.
В гидрохимическом и гидробиологическом отношениях воды этих рек являются малоизученными. Систематические наблюдения за химическим составом поверхностных вод в бассейне реки Алдан ведутся на сети Якутского Управления Госкомгидромета у постов Томмот, Усть-Миль, Эльдикан, Охотский Перевоз и Верхоянский Перевоз [3]. В районе Эльконского уранового месторождения пункты гидрохимического наблюдения за качеством вод отсутствуют. Ближайший пункт наблюдения находится на реке Алдан, 0,5 км выше г. Томмот.
Гидрохимическое опробование производилось согласно ГОСТ Р 51592-2000 в период весеннего паводка. Всего было отобрано 27 проб воды. Хранение проб осуществлялось согласно ГОСТ 17.1.5.05-85, транспортировка - в пластиковой и стеклянной таре, обеспечивающей их сохранность.
Пробы воды были проанализированы в лаборатории физико-химических методов анализа ФГНУ ИПЭС (аттестат аккредитации РОСС RU.0001.517741 от 15.03.2010) с использованием методов потенциометрии, капиллярного электрофореза, атомной абсорбции.
В результате гидрохимических анализов выявлено, что по классификации Алекина О.А. [2] исследованные поверхностные воды Эльконского месторождения характеризуются преимущественно гидрокарбонатно-кальциевым составом, доля гидрокарбонатно-кальциево-магниевых вод невелика. Все изученные воды малой минерализации (до 200 мг/дм3).
По водородному показателю в поверхностных водах Эльконского месторождения преобладают нейтральные (85 %) воды. Слабощелочные воды составляют 11 %, а слабокислые - 4 % от всех исследованных вод.
По показателю общей жесткости доминируют очень мягкие воды (до 1,5 мг-экв/дм3), что составляет 74 %, а также встречаются мягкие воды, составляющие 26 %.
В отношении микроэлементного состава определено, что превышения нормативов ПДК для рыбохозяйственных целей (далее ПДКвр) отмечается по общему железу, цинку и меди. Остальные микроэлементы находятся ниже предела обнаружения или в пределах нормативов ПДКвр.
Количество проб, где отмечается превышение нормативов ПДКвр по общему железу, составляет 37 %. Экстремально высокое содержание общего железа (до 19,9 ПДКвр) выявлено в р. Алдан в точке 500 м ниже устья р. Джелинда.
Во всех исследованных водах отмечается превышение нормативов ПДКвр по меди от 1,2 до 5,8 раз. Максимальное превышение зафиксировано в р. Алдан в точке наблюдения 500 м выше г. Томмот.
В реках Алдан и его притоках Курунг, Элькон, Большой Ыллымах наблюдается высокое содержание цинка до 10-14 ПДКвр.
Из органических веществ в 19 % пробах выявлено превышение нормативов ПДКвр по нефтепродуктам. Высокое содержание данного органического вещества отмечено в р. Алдан в точке наблюдения 500 м выше устья р. Элькон.
Кроме природных вод, нами были исследованы источники водоснабжения г. Алдан, п. Заречный и с. Ыллымах. Они характеризуются малой минерализацией, нейтральной средой и мягкими водами. В анионном составе преобладают гидрокарбонаты и хлориды, а катионном - кальций. Превышений нормативов ПДК для хозяйственно-питьевых целей по исследованным показателям не выявлено.
Во время весеннего паводка на поле были выполнены анализы «первого дня», т.е. в отобранных пробах был определен газовый состав воды. Выявлено, что содержание растворенного кислорода на всех исследуемых точках было высоким и колебалось от минимальной величины в 9,38 мг О2/л в точке р. Большой Ыллымах, составившем 67 % насыщения до максимальной величины в 15,92 О2/л, составившем 113,7 % насыщения в р. Курунг. Содержание двуокиси углерода было в норме. Таким образом, газовый режим в период паводка в реках бассейна Алдан удовлетворительный.
Исследованиями, проведенными в период летней межени, наблюдалось резкое увеличение концентрации сульфатов в поверхностных водах, которые, возможно, попали туда в результате инфильтрации шахтных вод из штолен и из-под отвалов, где они содержатся в довольно высокой концентрации (рис.1) [4]:
Рис. 1. Динамика изменения концентрации сульфатов в водотоках в период летней межени
В июне-июле в исследованных водотоках зафиксировано уменьшение содержания хлоридов (рис.2).
Рис. 2. Изменение содержания хлоридов в водотоках в период летней межени
Таким образом, поверхностные воды, протекающие на территории Эльконского месторождения, характеризуются как маломинерализованные с преимущественно нейтральной средой и очень мягкими водами. В ионном составе преобладают гидрокарбонаты и кальций. Превышения нормативов ПДКвр отмеченное по общему железу, меди и цинку в реках Алдан, Курунг, Элькон и Большой Ыллымах, в целом характерно для рек Южной Якутии и имеет естественное происхождение.
Отбор донных отложений исследуемых водотоков, представленных в основном каменистым грунтом, был проведен во время летней межени. Анализ их химического состава проведен методом полуколичественного спектрального анализа в ГУП «Центргеоланалитика» [5], где определялось содержание следующих микроэлементов: Cu, Pb, Zn, Ni, Co, V, Cr, Mn, Ti, Li, B, P, Ga, Ge, As,Y, Nb, Mo, Ag, Sn, La, Ce, W, Bi, Tl, Hg, Th, U.
Нами вычислен локальный геохимический фон микроэлементного состава донных отложений водотоков. В ходе сравнения с локальным геохимическим фоном рассчитан коэффициент концентрации Кк и выявлены следующие ряды накопления микроэлементов (по возрастанию Кк):
- р. Джелинда - Co1,7→Y1,5
- р. Элькон - Sn3,1→ (V-Zn)2,3 →P1,9 → (W-Cr)1,7 →B1,6 → (P-Nb)1,5
- р. Неожиданный - Co2,2 → (Li-B-Sn)1,6 → (P-Y)1,5
- р. Холодный - Ag2,4→ P1,5
- р. Б. Ыллымах - V4,7 →Sn3,1→ Cr2,5 →Mn2,1 →Ti2,0 →Pb1,9→ (P-Zn-Ni)1,5
- р. Русская - Ti2,0 →Co1,7 →Y1,5
Таким образом, донные отложения изученных водотоков обогащены литофильными элементами.
В целом, в связи с предстоящим крупномасштабным освоением Эльконского ураново-рудного поля и строительством горно-металлургического комбината необходимо проводить дальнейшие гидрохимические, а также гидрологические и гидробиологические исследования, а также организовать сеть мониторинговых наблюдений за качеством поверхностных вод бассейна Алдана.
Рецензенты:
- Саввинов Г.Н., д.б.н., директор Федерального государственного научного учреждения Институт прикладной экологии Севера Министерства образования и науки РФ, г. Якутск.
- Бурцева Е.И.. д.г.н., профессор Финансово-экономического института ФГАОУ «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова», г. Якутск.
Работа получена 27.06.2011