Исследование влияния горнодобывающего производства на качество воды в реке левый хинган Еврейской автономной области

Региональные проблемы. 2011. Том 14, № 1. С. 59-61

УДК 504.064

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА НА КАЧЕСТВО ВОДЫ В РЕКЕ ЛЕВЫЙ ХИНГАН ЕВРЕЙСКОЙ АВТОНОМНОЙ ОБЛАСТИ

М.В. Горюхин

Институт комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН, г. Биробиджан

В работе приводятся результаты исследования особенностей загрязнения тяжелыми металлами природных вод. Выявлено многократное превышение допустимых значений загрязнителей. Получен ряд данных, свидетельствующих о техногенной природе загрязнения.

Извлечение и переработка руд цветных и благородных металлов сопровождается существенным нарушением всех компонентов природной среды - рельефа, почвенного и растительного покрова, поверхностного и подземного стока, растительного и животного мира, пылевого загрязнения атмосферы и др. Завершение эксплуатации горнопромышленных объектов не означает прекращения их воздействия на окружающую среду. Оно продолжается, так как идет процесс гипергенного изменения рудных минералов, вскрытых горными выработками, накопленных в отвалах и хвостохранилищах, в результате чего образуются различные загрязнители, в том числе соединения тяжелых металлов (ТМ), которые могут поступать в поверхностные и подземные воды, изменяя тем самым их качество [1-4].

Целью работы является изучение поступления ТМ в окружающую среду из отвалов пустых пород, хвостох-ранилшц, а также с территории открытых горных выработок Хинганского месторождения олова и их влияние на качество поверхностных вод р. Лев. Хинган, который является одним из основных источников водоснабжения для пгт. Хинганск Облученского района Еврейской автономной области (ЕАО).

Объект исследования и район работ

Объектом данного исследования является р. Лев. Хинган в районе пос. Хинганск ЕАО, которая протекает на северо-западе области. Здесь до недавнего времени разрабатывалось Хинганское месторождение олова, входящее в состав Хингано-Олонойского рудного района, большое количество оловянных и олово - полиметаллических месторождений и проявлений которого могут определять естественный фон загрязнения [8,11]. Поселокрас-положен непосредственно у месторождения, три его границы фиксируются гидрографической сетью, а именно: северо-западная - рекой Лев. Хинган, юго-восточная -ключом Малиновый, северо-восточная - ключами Лев. Буферный и Буферный. Разработка месторождения была прекращена без проведения необходимых в таких случаях рекультивационных работ на хвостохранилищах, в которых накоплены отходы обогащения оловянных руд.

Для наблюдения за качеством воды природоохранными организациями проводится постоянный монито-

ринг содержания в р. Лев. Хинган загрязняющих веществ различной природы, суть которого заключается в отборе проб выше и ниже по течению пос. Хинганск. Данный метод позволяет выявить совокупное влияние населенного пункта со всей его промышленной и хозяйственно-бытовой деятельностью, природного фона и разработки Хинганского месторождения. Для оценки вклада в загрязнение реки и ее притоков только горнодобывающего производства необходим выбор других точек отбора проб.

К уже имеющимся точкам (№ 1 и № 3), расположенным вьтттте и ниже поселка (фоновый и контрольный створы соответственно), были добавлены новые, которые выбирались с учетом возможного выноса загрязнителей как непосредственно с территории месторождения, где активно проводились горные работы, так и из объектов складирования отходов обогащения (рис. 1). Точки № 5, 6, 7 и 8 расположены выше поселка, в непосредственной близости от мест ведения горных работ; № 2, 4 и 10 - в его центре, в месте слияния р. Лев. Хинган и руч. Буферный; № 9 - в хвостохранилище, № 3, которое в это время было частично заполнено дождевой водой. Всего было отобрано 10 проб.

Определение содержания ТМ (Fe, Си, Mn, Ni) производилось на атомно-абсорбционном спектрофотометре «SOLAR Мб», выбор данных металлов обусловлен тем, что Fe и Мп являются характерными загрязнителями для Буреинской геохимической провинции, а Си и Ni - антропогенные поллютанты и все они принадлежат к той же Ш группе токсичности [5, 6, 7].

Кислотность определялась на pH - метре «HANNA Ш 211».

Результаты исследования

Результаты определения кислотности, концентрации ТМ приведены в табл. 1, 2.

Таблица 1 pH проб воды р. Лев. Хинган и его притоков

Номера проб 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

рн - 5,22 6,68 6,2 6,23 7,09 6,35 6,73 5,39 6,01

Примечание: в пробе 1 измерение не проводилось

Ф-'Ву&Фны йі^Г

Условные обозначения:

места оі’бора и номера проб

хвостохранилиша

Масштаб 1:100000

Рис. 1. Район работ и места отбора проб в р. Лев. Хинган и его притоках

Затем был произведен перерасчет содержания ТМ в единицы ПДКв, которые для железа, никеля, меди и марганца составляют 0,3; 0,1; 1,0 и 0,1 мг/дм3 соответственно [7]. Получен следующий ряд данных, представленный в табл. 3.

Ниже приведены выявленные закономерности по каждому поллютанту.

Водородный показатель pH. Значение меняется от 5,22 до 7,09. Наибольшая кислотность зафиксирована в пробе № 2, наименьшая - в пробе № 6, интервал изменения составляет 1,87 единиц.

Ре. Максимальное значение зафиксировано в точках № 4 и 9, где концентрация этого элемента превышала ПДКв в 5,5 раза. Высокое содержание было отмечено в пробах № 7, 8,10 и 2, здесь концентрация железа составляла от 2,6 до 3,8 ПДКв. Наименьшие концентрации найдены в пробах №1 и 3, где она равнялась 0,3 и 1,3 ПДЕСв соответственно.

№. Максимальное содержание составило 8,6 ПДКв, зафиксировано в пробе № 9 (хвостохранилшце). Высо-

кие значения были обнаружены в пробах № 1, 2, 3, 6, 7, 8, и 10, при этом колебание значений составило от 2,9 до 7,8 ПДКв. Наименьшее значение зафиксировано в пробе №

4, где концентрация составила всего 0,2 ПДКв. При этом размах значений между минимальным и максимальным показателями - 43 раза.

Си. Максимальное содержание составило 2,3 ПДКв и было зафиксировано в пробе № 5. Высокие значения отмечались в точках № 3,5, 6,7,9, колебание значений было равно примерно 2 ПДКв. В остальных точках оно не велико и составляло от 1,1 до 1,2 ПДКв.

Мп. Максимальная концентрация была отмечена в точке № 8, её значение - 4,7 ПДКв. Высокие значения фиксировались в точках № 2,4, 5,6,7,10, здесь колебания содержаний равнялось от 2,4 до 4 ПДКв. Наименьшие концентрации были в точках № 1, 3 и 9, где разброс значений составил от 1,5 до 1,8 ПДКв.

Обсуждение результатов Значение pH свидетельствует о том, что воды в исследованных пробах являются слабокислыми, незначитель-

Таблица 2

Содержание тяжелых металлов в воде р. Лев. Хинган и его притоках, мг/дм3

Тяжелые металлы Номера проб

1* 2 з** 4 5 6 7 8 9 10

Ре 0,08 0,78 0,40 1,65 1,00 0,65 1,13 1,09 1,62 1,02

N1 0,65 0,60 0,29 0,02 0,39 0,58 0,71 0,78 0,86 0,36

Си 1,07 1,16 1,84 1,24 2,30 1,85 1,92 2,14 1,95 1,07

Мп 0,15 0,25 0,18 0,24 0,37 0,32 0,37 0,47 0,17 0,40

Таблица 3

Содержание тяжелых металлов в воде р. Лев. Хинган и его притоков, в единицах ПДК

Тяжелые металлы Номера проб

1 2 3 4 5 б 7 8 9 10

Ре 0,3 2,6 1,3 5,5 3,3 2,2 3,8 3,6 5,4 3,4

№ 6,5 6,0 2,9 0,2 3,9 5,8 7,1 7,8 8,6 3,6

Си 1,1 1,2 1,8 1,2 23 1,9 1,9 2,1 2,0 1,1

Мп 1,5 2,5 1,8 2,4 3,7 3,2 3,7 4,7 1,7 4,0

Примечание: * - контрольный створ, ** - фоновый створ

ное изменение кислотности не должно оказывать большого влияния на изменении соотношения подвижных и осаждаемых форм гидроксокомплексов ТМ. Например, в интервале значений pH, приведенных в табл. 1, БеШ) и Мп(П) будут существовать в основном в виде подвижных аквакомплексов Ре2+ * НгО и Мп2+ * НгО ; Ре(Ш) -

также в виде Ре3+ *Н20, но может существенно увеличиваться концентрация нейтрального гидроксида Ре{ОН)ъ [9,10].

Поскольку одна из проб воды (проба № 9) была отобрана в хвостохранилище, куда ТМ могут поступать исключительно из отходов обогащения, то ее можно считать эталоном для определения техногенного загрязнения природных вод ТМ. Например, очень близкие к нему показатели по всем металлам, за исключением марганца, отмечаются в точках № 7 и 8 (табл. 3). Они расположены в ключах Малиновый и Лев. Буферный в непосредственной близости от мест открытых горных работ, которые собирают воду со склонов, в том числе пройденных различными горными выработками. На качество воды в этих точках могут также влиять заложенные здесь два карьера и складированные отвалы пустых пород и бедных руд, извлечённых из карьеров. Уменьшение содержания ТМ в остальных точках связано, вероятно, с их разбавлением речной водой.

Появление некоторых загрязнителей, например железа и марганца, связано с особенностями Буреинской геохимической провинции, но в данном случае их концентрация, по сравнению с другими районами, где нет никакой горнодобывающей деятельности, не так велика [5,6].

Высокую концентрацию меди можно объяснить наличием в рудах целого ряда сульфидов меди, в том числе сложных [8], при разрушении которых водорастворимые соединения могут поступать в водные объекты.

Непонятным остается высокое содержание никеля, поскольку неизвестны источники его возможного поступления: ими могли бы быть рудные минералы, такие как, например арсенопирит, но, по научным данным [6], арсенопирит Хинганского месторождения практически лишен никеля.

Таким образом, влияние разработки Хинганского месторождения проявляется в повышении в природных водах концентрации таких тяжелых металлов, как железо, никель и медь.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Горюхин М.В. Особенности мониторинга загрязнения тяжелыми металлами поверхностных вод на примере р. Лев. Хинган // Химия под знаком СИГМА: исследования, инновации, технологии: мат-лы Всероссийская науч. мол од еж. школа-конф. Омск, 16-24 мая 2010 г. Омск: ИППУ СО РАН, 2010. С. 290-291.

2. Горюхин М.В. Влияние разработки оловянно-поли-металлических месторождений на содержание тяжелых металлов в поверхностных водах, на примере р. Левый Хинган // Региональные проблемы. 2009. №11. С. 63-66.

3. Елпатьевский П.В. Гидрохимические потоки, продуцируемые сульфидизированными техногенными литоаккомуляциями // География и природные ресурсы. №3. 2003. С. 26-34.

4. Зверева В.П., Зарубина Н.В. Горнопромышленная техногенная система Дальнегорского района Дальнего Востока и ее воздействие на экосферу // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология, Геокриология. 2008. № 6. С. 500-505.

5. Зубарев В.А., Коган P.M. Влияние осушительной мелиорации на процессы миграции тяжелых металлов в системе почва-вода-донные отложения // Проблемы агрохимии и экологии. 2010. № 3. С. 29-32.

6. КалмановаВ.Б., КоганР.М. Экологическое состояние почвенного покрова г. Биробиджана // Экология урбанизированных территорий. 2008. № 4. С. 46-52.

7. Коган P.M. Антропогенные загрязнители территории Еврейской автономной области: справочник. Владивосток: Дальнаука, 2001. 166 с.

8. Коростелев П.Г., Семеняк Б.И., Демашов С.Б., Кокорин А.М. и др. Некоторые особенности вещественного состава руц Хинганского месторождения олова // Рудные месторождения континентальных окраин [электронный ресурс]: http://www.fegi.ru/FEGI/ sbomik2/artl 0/artl 0.htm.

9. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.: Гидроме-теоиздат, 1986. 270 с.

10. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1979. 480 с.

11. Усиков В.И. Минеральные ресурсы Еврейской автономной области. Опыт их изучения и освоения, проблемы, перспективы. Владивосток: Дальнаука, 2006. 144 с.

The paper presents the results of investigation of natural waters contamination with heavy metals. It has been revealed a significant excess of pollutants permissible values. The obtained data shows the contamination to be man-caused.