Исследование содержания загрязняющих веществ в атмосферных осадках на прилегающей территории к месторождению «Левобережное»

С увеличением мощностей горнодобывающих предприятий и глубин горных работ, с освоением месторождений полезных ископаемых в новых районах возрастает интенсивность воздействия открытых горных разработок на окружающую среду [3, c. 37].

Косвенной оценкой загрязнения атмосферного воздуха являются атмосферные осадки. В атмосферных осадках содержатся взвешенные вещества, тяжелые металлы, гидрокарбонаты, хлориды, сульфаты, сульфиды, ионы аммония [1, c. 156]. Снежный покров обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором загрязнения не только самих атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а также последующего загрязнения вод и почв. При образовании и выпадении снега в результате процессов сухого и влажного вымывания концентрация загрязняющих веществ в нем оказывается обычно на 2–3 порядка величины выше, чем в атмосферном воздухе [4, c. 18].

Объектом исследования было выбрано месторождения «Левобережное». Основной профиль хозяйственной деятельности месторождения «Левобережное» ОАО «Гайский ГОК» – добыча медно-колчеданных руд открытым способом. Медноколчеданное месторождение «Левобережное» расположено на территории Домбаровскоого района Оренбургской области Российской Федерации. В непосредственной близости от участка работ (около 2 км) расположен пос. Курмансай. Ближайшие от площадки наиболее крупные населенные пункты расположены: р.п. Домбаровский – в 10 км к югу; г. Орск – в 100 кмк северо-западу; г. Гай – в 120 км к северо-западу.

Отбор проб снежного покрова осуществлялся по общепринятым методикам [2]. Пробы отбирались в конце февраля 2016 года, в период максимального снегостава, были отобраны 4 пробы снежного покрова во всех направлениях на расстоянии 1 км (на границе СЗЗ) и одна проба снежного покрова на расстоянии 2 км (пос. Курмансай).

Пробы атмосферных осадков анализировались на содержание взвешенные вещества, сульфат-ионов, хлорид -, гидкарбонат -, гидросульфид- ионов, ионов аммония, цинка, кальция и магния. В ходе проведенного анализа атмосферных осадков по результатам полученных данных был проведен анализ:

·     максимальные значения концентрации взвешенных веществ наблюдаются в восточном и южном направлениях и составляют 130,99 мг/л и 126,66 мг/л соответственно, что в 1,9 раз больше, чем в западном направлении;

·     концентрация хлорид – ионов отличается незначительно в северном, южном, восточном направлениях и в поселке Курмансай, но максимальная концентрация отмечается в западном направлении – 82,83 мг/л;

·     незначительные отличия концентрации гидрокарбонат – ионов наблюдаются в южном, восточном направлениях и поселке Курмансай, минимальное значение в западном направлении, что составляет 101,66 мг/л;

·     максимальное значение концентрации сульфид – ионов отмечается в южном и восточном направлениях – 6,035 мг/л, что в 1,14 раз больше минимального значения в западном направлении;

·     в западном направлении наблюдается максимальное значение концентрации ионов кальция, что составляет 21,8 мг/л. Минимальное значение отмечается в восточном направлении – 5,6 мг/л;

·     максимальное значение концентрации ионов магния наблюдается в восточном направлении и составляет – 2,35 мг/л, что в 3,9 раз больше, чем в поселке Курмансай;

·     концентрация ионов – аммония максимальна в южном направлении и составляет 1,55 мг/л, минимальные значения концентрация отличаются не значительно, а именно в северном направлении – 0,87 мг/л, западном – 0,99 мг/л, восточном – 0,87 мг/л и поселке Курмансай – 0,95 мг/л;

·     максимальное значение концентрации сульфат – ионов наблюдается в южном и западном направлениях и составляет – 0,815 мг/л и 0,797 мг/л соответственно. Минимальное значение отмечается в северном направлении, что 1,5 раза меньше максимального значения в южном направлении;

·     концентрация ионов цинка изменяется незначительно. Максимальная концентрация наблюдается в северном направлении – 0,064 мг/л, что в 2,06 раза больше значения концентрации в поселке Курмансай;

·     максимальное значение рН наблюдается в западном направлении – 5,2 и в поселке Курмансай – 5,15. Минимальное значение в восточном направлении – 4,75.

По ПХЗ можно рассчитать экологическую ситуацию, которая складывается на исследуемой территории (таблица 1).

Таблица 1.

Критерии оценки качества придорожной территории

Результаты проведенных исследований и определение значений коэффициентов концентрации загрязняющих веществ на прилегающей территории к месторождению на различных расстояниях представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Значения концентраций загрязняющих веществ в пробах снежного покрова

Приоритетным загрязняющим веществом на трех направлениях (север, юг, восток) и в поселке Курмансай является взвешенные вещества, это объясняется тем, что взвешенные вещества являются приоритетными примесями в выбросах месторождения «Левобережное».

Приоритетным загрязняющим веществом для западного направления является хлорид – ионы – 82,83 мг/л. Такое большое количество хлорид ионов однозначно связано с регулярной обработкой автомобильных дорог в течение зимнего периода антигололедными средствами.

РН почвенной вытяжки на исследуемой территории находиться в интервале 4,75–5,15, что позволяет отнести почвы исследуемой территории к кислым. Ранжирование территории по данному показателю свидетельствует о том, что данная территория во всех направлениях относится к зоне экологического бедствия.

Расчет коэффициента концентрации осуществляли относительно фоновых концентраций.

В результате расчетов полученные значения приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Коэффициенты концентрации загрязняющих веществ в пробах снежного покрова

Анализ полученных данных показал, что приоритетным загрязняющим веществом по коэффициенту концентрации в северном, южном, восточном направлениях и в поселке Курмансай являются взвешенные вещества. Это связано с тем, что производство массовых взрывов сопровождается залповым выбросом пыли неорганической SiО₂ 20–70%, пыли неорганической SiО₂ > 70%, а также выбросы в атмосферу от склада руды представлены пылью неорганической SiО₂ 20–70% и при транспортировке горной массы происходит выделение вредных веществ в атмосферу в результате сдува с поверхности транспортируемого материала (пыль неорганическая SiО₂ 20–70%, пыль неорганическая Si0₂ > 70%), пыление поверхности дороги (пыль неорганическая SiО₂ 20–70%).

Ранжирование, проведенное по ПХЗ, показало, что исследуемая территория месторождения «Левобережное» в северном, западном направлении и в поселке Курмансай относится к зоне с напряженной экологической ситуацией, а в остальных направлениях территории относятся к зоне с чрезвычайно экологической ситуации.

Одним из критериев качества территории промышленного города являются экологические нагрузки заг­рязняющих веществ, формирующиеся через загрязнение снежного покро­ва и дождевой воды. Поэтому были проведены исследования по определению экологических нагрузок.

При исследовании территории также необходимо учитывать суммарные экологические нагрузки по всем загрязняющим веществам. По суммарным экологическим нагрузкам можно проводить ранжирование территории, подвергающейся воздействию со стороны загрязняющих веществ (таблица 4).

Таблица 4.

Критерии оценки качества территории по суммарным экологическим нагрузкам

Результаты расчета значений экологических нагрузок, представленны в таблице 5.

Таблица 5.

Значение экологических нагрузок загрязняющих веществ

Согласно таблицам 4 и 5 территории, находящиеся в северном, западном, восточном направлениях и территория, прилегающая к поселку Курмансай относятся к умеренно – загрязненным, а территория в южном направлении является сильно – загрязненной, то есть ее суммарное значение равно 107,1 т/км *год. Приоритетными веществами по экологической нагрузке являются: взвешенные вещества, гидрокарбонаты, хлориды.

Для снижения вредного воздействия месторождения «Левобережное» на окружающую среду разработаны следующие рекомендации: использование рациональных «малогазовых» взрывчатых веществ; выбор рациональных форм отвалов; уплотнение верхних и боковых поверхностей отвалов; проведение рекультивационных работ; совершенствование технологии взрывной отбойки; предварительное увлажнение породных массивов; обеспыливание, основанное на конденсации влаги на пылинках; размещение отвалов и хвостохранилищ на пустошах; использование породы отвалов и снимаемой при промышленном строительстве почвы для улучшения бесплодных земель; совершенствование отвалообразования путём уменьшения его землеёмкости или приспособления для последующей быстрой и простой рекультивации.

Это позволит снизить негативное воздействие месторождения «Левобережное» на объекты окружающей среды.