Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Шайхиев И.Р. 1

---

1 ОАО "Томскгазстрой"

В настоящее время ввод Бакчарского месторождения в эксплуатацию приведет к значительным изменениям состояния геологической среды. Состояние геологоразведочных работ, по геолого-экономической оценке, и начало промышленного освоения Бакчарского железорудного узла позволяют утверждать, что на данной территории имеет место быть формирование природно-техногенной системы на начальном этапе развития. Соответственно, имеется возможность её исследовать. На фоне этого возрастает ценность современной информации, характеризующей естественную своеобразную природную среду, особенно в труднодоступных районах. Цель работы: на основе полученной оценки эколого-геохимического состояния территории Бачарского района по данным комплексного изучения природных сред на начальной стадии развития природно-техногенной системы, связанной с предполагаемой отработкой Бакчарского железорудного месторождения обосновать выбор площадок геоэкологического мониторинга.Методы и виды исследований: нейтронно-активационный анализ, эмиссионо-спектральный полуколичественный анализ, атмогеохимические (отбор проб снегового покрова), литогеохимические (отбор проб почвенного покрова), гидрогеохимические (отбор проб поверхностных и подземных вод), гидролитогеохимические (отбор проб донных отложений), биогеохимические (изучение биосубстрата – волосы детей), радиогеохимические исследования (измерение мощности экспозиционной дозы, а также содержание U, Th и K).Результаты. На основе проведенных геохимических исследований и полученной геохимической характеристики природных сред (почва, пылеаэрозоли, донные отложения, поверхностные и подземные воды, биосубстрат), мы сможем оценить изменение состояния окружающей среды в районе предполагаемой отработки месторождения, используя эти данные для организации мониторинга.

Статья в формате PDF

1090 KB

железная руда.

месторождение

биосубстрат

поверхностные и подземные воды

донные отложения

пылеаэрозоли

почва

Эколого-геохимический мониторинг

1. Барановская Н.В. Закономерности накопления и распределения химических элементов в организмах природных и природно-антропогенных экосистем: автореф. дис….д-ра. биол. наук. – Томск, 2011. – 46 с.

2. Геохимия окружающей среды / под ред. Ю.Е. Саета, Б.А. Ревича, Е.П. Янина и др. – М.: Недра, 1990. – 336 с.

3. Глазовский Н.Ф. Техногенные потоки веществ в биосфере // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. – М.: Наука, 1982. – С. 7-28.

4. Копысов С.Г. Параметры экологически допустимой разработки Бакчарского железорудного месторождения // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. – 2011. - № 5. – С. 420-425.

5. Монголина Т.А. Геохимические особенности солевых отложений (накипи) питьевых вод как индикатора природно-техногенного состояний территории: автореф. дис…. канд. геол.-минерал. наук. – Томск, 2011. – 21 с.

6. Наркович Д.В. Элементный состав волос детей как индикатор природно-техногенной обстановки территории (на примере Томской области): автореф. дис. … канд. геол.-минерал. наук. – Томск, 2012. – 21 с.

7. Савичев О.Г., Базанов В.А., Здвижков М.А. Химический состав природных вод болотных ландшафтов с разной степенью антропогенной нагрузки // Проблемы поисковой и экологической геохимии Сибири: Матер. научной конф. – Томск, 2003. – С. 274-276.

8. Требования к мониторингу месторождений твердых полезных ископаемых / под ред. М.В. Кочеткова и др. – М.: МПР России, 2000. – 30 с.

9. Шайхиев И.Р. Геоэкологические проблемы освоения Бакчарского железорудного месторождения методом СГД // Известия Томского политехнического университета –Томск, 2013. – Т. 322, № 1: Науки о Земле. – С. 152-157.

10. Шайхиев И.Р., Рихванов Л.П. Эколого-геохимические исследования природных сред района Бакчарского железорудного месторождения (Томская область) // Известия Томского политехнического университета –Томск, 2015. – Т. 326, № 5. – С. 62-78.

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. %)

* 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.

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.

Библиографическая ссылка