Фторовый техногенез и окружающая среда Восточного Забайкалья

© Н.Н. Михайлснко, В.В. Торгасв, 2007

УДК 622.17; 622.83

Н.Н. Михайленко, В.В. Торгаев

ФТОРОВЫЙ ТЕХНОГЕНЕЗ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ

Семинар № 8

Техногенез-процесс изменения природных комплексов под воздействием производственной деятельности человека. Заключается в преобразовании биосферы, вызываемом совокупностью геохимических процессов, связанных с технической и технологической деятельностью людей по извлечению из окружающей среды, концентрации и перегруппировке целого ряда химических элементов, их минеральных и органических соединении (ГОСТ 17.5.1.01-78). Именно процессы изменения природных комплексов под техногенным воздействием отходов горного производства в Восточном Забайкалье требуют постановки научных исследований для оценки негативного их влияния на окружающую среду региона.

Забайкалье является уникальной флюоритовой провинцией Земли, где сосредоточено 36 % Российских разведанных запасов плавикового шпата. Промышленная отработка месторождений начата с 18 века и по данным паспортизации за это время накоплено 3.4 млн т техногенного материала размещенного только в хвостохрани-лищах. В настоящее время гидротехнические сооружения не обеспечивают сохранности складируемого материала и как следствие этого, происходит интенсивная инфильтрация минерализованных вод через дамбы и ложе хвостохранилищ. В весеннеосенние периоды, когда скорость

ветра достигает 25-35 м/с. тонко дисперсионный материал, подхваченный воздушными потоками с площади осушенных хвостохранилищ, перемещается на десятки километров, загрязняя огромные территории, причем плотность этого загрязнения постоянно возрастает.

Проблема фторового загрязнения в Забайкалье практически не исследовалась, а именно фтор относится к элементам, у которых наблюдается относительно резкий переход от физиологически необходимых концентраций до вредных. Для фтора характерен один из самых высоких показателей глобальной деструктивной активности, выше который только у ртути, а коэффициент геотоксичности отнесен 1-классу опасности (1).

Миграция этого элемента зависит, прежде всего, от физико-механических и химических изменений происходящих с элементарными частицами технологического материала размещенного в техногенных скоплениях. Эти изменения происходят под действием ветровой, водной эрозии и воздействия химических соединений, находящихся в объеме хвостохранили-ща. В этом случае поверхностные слои хвостохранилища находятся в постоянном движении и соприкосновении, а также многократно растворяются и выпадают в осадок, и это приводят к тому, что частицы фтора начинают диспергироваться (дробить-

ся) уменьшаясь в размерах вплоть до состояния коллоидных частиц. В результате этого дробления возникают волокнистые и корпуску-лярно дисперсные системы, а обяза-тельным условием формирования дисперсных систем является нерастворимость диспергируемого вещества и дисперсной среды. Известно, что плавиковый шпат плохо растворяется в воде, следовательно, частицы коллоидных размеров плавикового шпата перемещаясь в водной середе с повышением дисперсности, могут образовывать дисперсные системы в виде аэрозолей, суспензии и эмульсий, которые в свою очередь, перемещаясь, осаждаются на поверхности почв, проникают в нее и интенсивно поглощаются растениями. Процесс поглощения зависит от состава и кислотности почв, характеристик почвенного профиля, типа ландшафта и механизмов поглощения.

В задачи экологического мониторинга распределения продуктов технологического генезиса входит изучение особенностей перераспределения микроэлементов мигрирующих из техногенных скоплений, причем особое внимание должно быть уделено формированию геохимических барьеров, где происходит аккумуляция значительных концентраций разнообразных химических элементов и их вторичных соединений. Холмистый ландшафт и отсутствие лесного покрова в южной части Забайкалья, где и размещены основные техногенные скопления плавикового шпата, способствует образованию воздушных вихревых потоков, а межхолмовые депрессии с эррозиро-ванными изменениями сложенные из суглинков, песков с подзолистыми почвами характеризуются высокой сорбирующей способностью накапливать фтор, серу, фосфор, кремний. Зарегистрированные концентрации фтора по периферии техногенных

скоплений превышают среднюю минерализацию в сравнении с другими районами области в 7-12 раз. Наблюдается накопление этого галогена на глубине до 50-80 см., а поверхностные горизонты почв меняют свой состав во времени, что с одной стороны видимо, связано с выносом элементов водными потоками и ветровой эрозией, а также проникновением микроэлементов в глубину. Через некоторое время поверхность ландшафтов снова обогащаются микроэлементами техногенной природы, следовательно, величина накопления-выноса меняется и зависит от большого количества факторов, к которым, прежде всего, относится ветровая эрозия, а также климатические, геоморфологические, ландшафтные, геохимические факторы. Степень подвижности химического соединения и показатель химической устойчивости минерала является одним из основных факторов влияющих на суммарный экогеохимический показатель.

Проведенные исследования загрязнения фтором периферийных территорий Калангуйского хвосто-хранилища показали, что его содержания в радиусе до 5 км, превышают ПДК от 9 до 18 раз, а в некоторых участках, которые являются геохимическими барьерами, концентрация плавикового шпата превышают ПДК до 50 раз. Осуществляя геохимическое картирование рассеянной техногенной минерализации, требовалось исключить влияние природного обломочного материала из развалов рудных тел выходящих к поверхности, который также постоянно мигрирует, перераспределяется и накапливается в почве. Для снижения этого влияния на результат анализа для исследований отбирался материал проб с размером зерна менее 0.074 мм, предполагая, что именно тонко дисперсионный материал из техногенных скопле-

ний может интенсивно транспортироваться воздушным путем на значительные расстояния.

Обследования более отдаленных от хвостохранилища площадей показали, что рассеянная фторовая минерализация наблюдается на

расстоянии более 30 км, особенно в направлении преобладающих ветров, что подтверждает предположение об интенсивной миграции

тонкодисперсионного техногенного материала воздушным путем.

В подтверждении данного предположения во время дождей анализировали пробы воды из р. Турга, которая протекает по дипресси, где расположено хвостохранилище, содержание фтора в это время увеличивалось в 2.3-5.4 раза по сравнению с пробоот-борами проведенными в сухое время года. В этом случае можно предположить, что накопленная масса техногенного материала рассеянного по периферии от хвостохранилища перемещается поверхностными дождевыми потоками к руслу реки, обогащая ее микроэлементами. Состав воды во время засушливого времени в реках Калангуй и Турга, которые находятся под техногенным прессингом Калангуйского хвостохранилища, остается в пределах санитарно-гигиенических нормативов.

1. Мазур И. И., Молдаванов О. И., Шишков В.Н. Инженерная экология. - М.: Высшая школа. - 1996. - С. 147.

2. Раднаев Э.А, Демидов С. В. и др. Зависимость стоматологической заболеваемости рабочих ГОКов Читинской области от химического состава питьевых

Воды артезианских скважин этого района содержат фтора в два раза больше, чем его содержится в грунтовых водах, причем 63 % местного населения для пищевого потребления использует именно артезианские воды.

Фтор, обладая высокой биохимической активностью, может формировать антропогенные очаги флюороза. Прогнозирование эндемических заболеваний в зависимости от присутствия фтора в воде и продуктах питания связано с тем, что воздействия этого галогена на организм оказывает комбинированное действие, причем сказывается индивидуальная восприимчивость к фтору, а также сочетание присутствующих микроэлементов и рН среды (2).

Проведенные обследования населения рудничных поселков показали, что у 78-81 % взрослого населения наблюдается кариес зубов, а флюорозом страдают около 12 % (2).

Фтор является эссенциальным, т.е. жизненно важным микроэлементом элементом, оказывающим влияние на обмен веществ в составе биологически активных элементов (3). Анализ распределения фтора в почвах и воде данного региона дает возможность установить его биохимические ареалы рассеяния для определения границ эндемического очага.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

вод. Чита, 1990. ЧГМА, Сб. трудов, -1990. - С. 131-133.

3. Кузина И.В., Замана Ё.В., Гладкая Н.М., Лесников Ю.В. Геохимические особенности природных вод юго-восточного Забай-кайкалья. - Чита, ЧГМА. В сб.трудов. Эндемические болезни Забайкалья. - 1989. - С. 38.

— Коротко об авторах---------------------------------------------

Михайленко Николай Николаевич - кандидат технических наук, доцент, Торгаев Валерий Владимирович - аспирант,

Горный институт Читинского государственного университета, г. Чита.