Современная экологическая ситуация и обеспечение устойчивого развития рудно-алтайской природнохозяйственной системы

Современная экологическая НаУки 0 земле

ситуация и обеспечение устойчивого развития рудно-алтайской природнохозяйственной системы

Каратаев М. А.

Рудно-Алтайская территориальная природно-хозяйственная система известная также как Западно-Алтайская горная (урбопромышленно-горнодобывающая) область включает 5 крупных промышленных узлов: Усть-Каменогорский, Риддерский, Зыряновский, Ше-монаихаинский, Глубоковский горнопромышленные районы, река Иртыш (в пределах Рудного Алтая).

Рудно-Алтайская ТПХС — крупнейший промышленный, энергетический и транспортный регион Республики Казахстан. Доля региона в формировании валового внутреннего продукта Казахстана — 6%. Рудно-Алтайская ТПХС занимает первое место в стране по производству свинца, цинка, золота, серебра, серной кислоты, а также сырья для атомной промышленности; на территории региона сосредоточено более 55% всех запасов водных ресурсов. Ведущая отрасль промышленности региона — горнометаллургическая, представленная предприятиями ОАО «Ульбинский металлургический завод», ОАО «Казцинк», ОАО «Титано-магниевый комбинат», Риддерский цинковый завод АО «Казцинк», Зыряновский горно-обогатительный комплекс, медно-химический комбинат корпорации «Казахмыс», ТОО «Иртышская редкоземельная кампания» и другие.

Уровни загрязнения атмосферы. в ряде городов региона наблюдаются концентрации, в несколько раз превышающие предельно допустимые уровни: примерами служат Усть-Каменогорск и Риддер (формальдегид, диоксида азота, диоксида серы, фенол, свинец, твердые частицы), Зыряновск (фенол, диоксид серы, диоксида азота), пгт.Глубокое (твердые частицы, диоксид серы, диоксида азота). При этом по данным Агентства статистики наблюдается тенденция к снижению индекса загрязнения атмосферы. Индекс загрязнения атмосферы воздуха в г.Усть-Каменогорск в 2009 году составил 8,1 ИЗА5, когда как в 1991 году ИЗА5 составлял 21,7 (рис.3). Вместе с тем ИЗА5 г.Усть-Каменогорск и г.Риддер по-прежнему остается на высоком уровне в сравнение со среднереспубликанским значением /1,2/.

Из общего объема выброшенных веществ загрязняющих веществ более 80% составляют газообразные и жидкие вещества, 19% — твердые. в составе газообразных и жидких выбросов 54,8% приходится на диоксид серы, 20,4% — на оксид углерода, 14,5% — на диоксид азота, 10,3% — на углеводороды.

Основными загрязнителями атмосферного воздух являются предприятия горно-металлургической промышленности, их удельный вес в общем объеме выбросов загрязняющих веществ составляет 69%, предприятия распределения электроэнергии, газа и воды

— 22,4%, транспорт и связь — 6,4%, прочие — 2,2%. Наибольший вклад в загрязнение атмосферы РудноАлтайской ТПХС вносит г.Усть-Каменогрск (47%), г.Риддер (17%) и пос. Глубокое (16%) /1,2/.

Город Усть-Каменогорск — областной центр — характеризуется наличием большого числа техногенных

загрязнителей, среди которых можно выделить промышленные предприятия, транспорт, автозаправки, предприятия пищевой отрасли, частный жилой сектор. На воздушный бассейн города Усть-Каменогорска основное воздействие оказывают выбросы ОАО МК «Казцинк» и ОАО «АББ Усть-Каменогорская ТЭЦ», ОАО УК ТМК, АО УМЗ. Особенностями города являются физико-географические условия его расположения, неспособствующие рассеиванию загрязняющих веществ, а также концентрация промышленных производств в черте города.

Город Риддер относится к числу наиболее загрязненных городов Казахстана. Физико-географическое положение и климат города способствуют тому, что загрязняющие примеси от свинцового завода поступают в город при северо-восточных ветрах, от предприятий цинкового завода, ТЭЦ при северо-западных, западных направлениях ветра. При застойных явлениях все загрязняющие примеси остаются в городе, т.к. город расположен в котловине.

Уровень загрязнения атмосферного воздуха пос. Глубокое остается достаточно высоким. Высокое загрязнение атмосферного воздуха органическими примесями, а также диоксидами серы и азота обусловлено характером рассеивания вредных примесей от главного промузла г.Усть-Каменогорска по долине р.Иртыш по направлению, преобладающему по розе ветров, а также вертикальному и перпендикулярному переносам воздушных масс на большие расстояния (несколько сотен км).

Экологическое состояние реки Иртыш. ВосточноКазахстанская область богата природными ресурсами в том числе — водными. На ее территории протекает более 2000 рек. в области сосредоточено до 30% от общего стока поверхностных вод республики.

Главная водная артерия — река Иртыш является трансграничной, поскольку пересекает территорию трех государств — Китая, Казахстана, России. Суммарные ресурсы пресных вод в расчете на одного жителя области составляют около 50 тыс. м3/год, что считается весьма высоким показателем по мировым стандартам. в этом особенность Иртышского бассейна.

Еще одной особенностью, отрицательно влияющей на качество водных ресурсов является то, что основные предприятия горно-металлургического комплекса расположены в зоне речной сети. Здесь же расположены крупные предприятия теплоэнергетики. Такое расположение означает, что загрязняющие вещества с газообразными, жидкими и твердыми отходами от промышленных предприятий неизбежно попадают в речную сеть. Наиболее интенсивному загрязнению тяжелыми металлами подвергается р. Иртыш в пределах Рудного Алтая.

Рисунок 1. Уровень загрязнения атмосферы Рудно-Алтайской ТПХС

Рисунок 2. Класс качества вод Рудно-Алтайской ТПХС

Рисунок 3. Степень экологической трансформации почв Рудно-Алтайской ТПХС

Рисунок 4. Воздействие промышленности и транспорта на ландшафты Рудно-Алтайской ТПХС

Таблица 1. Индекс загрязнения вод

1993 2000 2006 2007 2009

р.Иртыш, г.Усть-Каменогорск 1,67 1,13 1,55 1,18 0,89

р.Иртыш, п.Предгорное 2,06 2,93 1,75 1,72 2,13

р.Тихая, г.Риддер 9,10 8,60 5,33 6,14 2,18

р.Ульба, г.Риддер 6,91 8,67 5,44 8,30 4,62

р.Ульба, г.Усть-Каменогорск 2,24 3,02 2,80 2,80 2,12

р.Глубочанка, пгт.Глубокое 8,66 7,53 5,10 5,81 2,81

р.Красноярка, п.Предгорное 10,04 14,94 7,50 8,54 9,06

р.Бухтарма, г.Зыряновск 1,51 1,59 1,43 1,31 0,90

Таблица 2. Степень загрязненности вод

Код Классификация

р.Иртыш, г.Усть-Каменогорск 3 умеренно загрязненная

р.Иртыш, п.Предгорное 3 умеренно загрязненная

р.Тихая, г.Риддер 3 умеренно загрязненная

р.Ульба, г.Риддер 5 грязная

р.Ульба, г.Усть-Каменогорск 4 загрязненная

р.Глубочанка, пгт.Глубокое 4 загрязненная

р.Красноярка, п.Предгорное 6 очень загрязненная

р.Бухтарма, г.Зыряновск 2 чистая

Индекс загрязнения р. Иртыш на протяжении последних лет остается неизменным. По данным мониторинга, проводимого РГП «Казгидромет», река Иртыш имеет З-й класс качества воды — умеренно загрязненная с основным вкладом от недостаточно очищенных шахтных вод, дренажных вод отвалов и промстоков. Из-за критической ситуации с очисткой городских сточных вод, связанной с недостатком проектной мощности очистных сооружений, сбрасываются недостаточно очищенные сточные воды до 200 тыс.куб.м. в сутки. Уровень загрязнения вод р.Иртыш достигает по цинку, меди, свинцу, кадмию, селену, марганцу, мышьяку десятков и сотен ПДК, по фтору, бериллию 200-300 ПДК, нитратам и нитритам 3-30 ПДК, азоту аммонийному 50 ПДК /1,3/.

Наиболее загрязненными по химическим показателям являются реки Красноярка, Глубочанка, Тихая, Брекса и Ульба (рудник Тишинский), находящиеся под влиянием действующих предприятий горнодобывающего комплекса филиала «ВостокКазмедь» корпорации «Казахмыс» и ТОО «Казцинк». Индекс загрязненности воды на этих реках сохраняется высоким на протяжении последних лет. Среднегодовые концентрации меди и цинка превышают ПДК, достигают высокого и экстремально высокого загрязнения поверхностных вод в реках Красноярка, Брекса, Глубочанка /4/.

Особенного внимание заслуживает высокое загрязнение реки Ульбы, как главной водной артерии, проходящей от г.Риддер до г.Усть-Каменогорска. Случаи высокого загрязнения реки цинком, марганцем связаны с процессами выщелачивания токсичных элементов из-под отвала №2 Тишинского рудника, отсыпка которого производилась в период с 1967 по 1977 год без специальной подготовки основания на галечно-вылунные отложения долины реки Ульбы. Дренажные воды, вытекающие из-под отвала № 2 Тишинского рудника, на котором расположены шламонакопители, являются основным источником загрязнения реки Ульбы тяжелыми металлами. Среднегодовой сброс загрязняющих веществ с поверхностными водами, формирующимися южнее отвала № 2, в реку Ульбу составляет: цинка — 169 т/год, меди — 2,27 т/год, марганца — 59 т/год, кадмия — 0,75 т/год, сульфатов — 6812 т/год. Ниже влияния отвала № 2 содержание загрязняющих веществ в реке Ульбе увеличивается в 1,3 — 1,5 раза. Существующее воздействие породного отвала № 2 Тишинского рудника на водные ресурсы оценивается как катастрофическое /3,4/.

Загрязнение почвы. в площадном распределении тяжелых металлов отслеживается четкая зональность, выражающаяся в уменьшении спектра токсикантов и снижении их концентраций по мере удаления от основных источников загрязнения.

В городе Усть-Каменогорск в различных районах города содержание кадмия в среднем за год находилось в пределах 0,3-19,2 ПДК, свинца - 0,7-7,9 ПДК, меди -

0,6-1,9 ПДК, хрома - 0,8-2, 3 ПДК, цинка - 0,8-2,2 ПДК.

В пробах почвы города Риддера среднее за год содержание кадмия составило 2,3-18,6 ПДК, свинца

- 6,4-14,1 ПДК, меди - 2,3—5,7 ПДК, хрома - 1,6 -3,5 ПДК, цинка — 3,1-7,1 ПДК. Наибольшие концентрации тяжелых металлов зарегистрированы в районах санитарно-защитных зон Свинцового и Цинкового заводов /1,5,6/.

Самым распространенным загрязняющим элементов почве промышленных зон Рудно-Алтайской ТПХС является свинец. Рассматривая поведение интегрального показателя свинца в почвах промышленных зон Рудно-Алтайской ТПХС можно отметить следующие закономерности:

1. Свыше 60% обследованной территории характеризуются опасным уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами; при этом в промышленных зонах ореол опасного загрязнения охватывает практически всю территорию, в то время как в окраинных частях города ореолы опасного загрязнения представлены локальными пятнами, покрывающими 25-30% площади.

2. Территории с чрезвычайно-опасным загрязнением свинца, которые требуют рекультивационных работ, составляют 5-8% обследованной площади. Наиболее крупные ореолы комплексного чрезвычайно-опасного загрязнения приурочены к трем группам объектов:

• к старым промышленным зонам, наиболее крупными из которых являются: промзоны г.Усть-Каменогорска, г.Риддера, пгт.Глубокое;

• к закрытым и действующим полигонам отвалов, твердых бытовых отходов и несанкционированным свалкам.

3. Наиболее чистыми являются почвы удаленные от промышленных центров районы.

Производство отходов. Актуальным для региона остается вопрос утилизации и переработки отходов, которые в зависимости от их образования условно можно разделить на следующие категории: отходы горно-обогатительного комплекса; отходы металлургического производства; золошлаковые отходы топливно-энергетического комплекса; твердо-бытовые отходы /7/.

На предприятиях ежегодно образуется порядка 4046 млн. тонн промышленных отходов. Наибольшее их количество находится в Шемонаихинском, Зырянов-ском, Глубоковском районах, городах Риддер, Усть-Каменогорск. Также ежегодно образуется порядка 400 тыс. тонн твердо-бытовых отходов. Принимаемые меры пока не приближают регион к стандартам развитых стран.

С учетом исторических, на территории региона скопилось 1,4 млрд. тонн твердых отходов горно-металлургического цветнометального, редкометального, редкоземельного и золоторудного производств, заскла-дированных более, чем в 100 больших и малых техногенных объектах. Это породные отвалы, хвостохрани-лища, шлакоотвалы. Только, в одной цветнометальной

отрасли за последние 60 лет под отвалами добычи занято более 3000 га земли, хвостами обогащения - 1600 га, отходами металлургических переделов — 670 га.

В отвалах производственной цепи «добыча-обо-гащение-металлургия» теряется с отходами более трети добываемых с рудами цветных и благородных металлов, замораживаются огромные запасы разнообразного строительного сырья. Сквозные потери свинца составляют 33%, цинка — 28%, меди- 21%, золота- 41%, серебра- 35%. Из общих сквозных потерь при добыче терялось 15-20% цветных и 8-12% благородных металлов, при обогащении — соответственно 43-48% и 74 — 75%, при металлургии 35-42 % цветных и 14-17 % благородных металлов. Потери при обогащении в 2-3 раза превышают потери в горном производстве и при металлургической переработке. Это привело к возникновению многочисленных техногенных месторождений /7/.

Отходы металлургического производства размещаются в отвалах, терриконах, шламонакопителях. Основную массу составляют шлаки свинцового и медеплавильного производства и клинкер цинкового производства. Размещение шлаков и клинкера производится в отвалах и терриконах, что ведет к загрязнению окружающей среды вследствие пылевого рассеивания и размыва дождевыми и талыми водами. Часть отвалов расположена в водоохранных зонах, что ведет к загрязнению поверхностных и подземных вод (Тишинский, Шубинский рудники, Николаевский карьер).

Суммарные запасы отходов горно-металлурги -ческих производств цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов уже сопоставимы с запасами соответствующих достаточно крупных месторождений. Вместе с тем, как среди основных, так и в числе сопутствующих компонентов, присутствуют в значительных количествах токсичные элементы (и их соединения) такие, как свинец, цинк, кадмий, ртуть, мышьяк, сурьма, селен, сера и др. Последние в процессах добычи и переработки руд накапливаются в хранилищах, откуда поступают в компоненты окружающей среды (почву, воду, воздух, биоту).

Золошлаковые отходы (ЗШО), представляющие собой отходы от сжигания угля, относятся к IV классу опасности. Крупные предприятия топливной энергетики области имеют свои золоотвалы, общей площадью 127,5 га, в которых размещено около 6,5 млн. т золошлаковых отходов. Количество золошлаковых отходов в самых крупных золоотвалах ТОО «АЕБ УК ТЭЦ» и ТОО «АЕБ Согрнинская ТЭЦ» уже превысило их проектные мощности.

Воздействие промышленности на ландшафты. Техногенное воздействие на ландшафты проявляется объемами добычи полезных ископаемых, разработками карьеров, шах, рудников, вспомогательное строительство, а также линейно-техногенное воздействие на ландшафты, которое состоит из таких параметров, как протяженность железнодорожных и автомобиль-

ных дорог, трубопроводов и линии электропередач и связи /8/.

Удельный вес ландшафтов региона по степени техногенного воздействия распределяется следующим образом: площади сильной и средней нарушенности примерно в сумме достигают 48%, площади с низко степенью нарушенности составляют 14%, остальные 38% приходятся на участки очень низкого и незначительного техногенного воздействия /4,8/.

Таблица 3. Показатели экологического состояния окружающей среды

Административный район Уровень загрязнения атмосферы Класс качества воды Степень экологической трансформации почв

г.Усть-Каменогорск высокий загрязнен- ные умеренная, очень сильная

Риддерский АР высокий загрязнен- ные умеренная, очень сильная

Зыряновский АР высокий загрязнен- ные слабая, умеренная

Шемонаихаинский АР повы- шенный загрязнен- ные умеренная

Глубоковский АР низкий загрязнен- ные умеренная

г.Усть-Каменогорск сильное, среднее критиче- ское высокая

Риддерский АР сильное, очень низкое критиче- ское высокая

Зыряновский АР сильное, среднее напряжен- ное умеренно- высокая

Шемонаихаинский АР низкое критиче- ское высокая

Глубоковский АР сильное, среднее критиче- ское высокая

Исследование оценки экологического состояния окружающей среды позволили сделать следующие выводы. Экологическое состояние окружающей среды на территории всех административных районов Рудно-Алтайской ТПХС, за исключением Зыряновского района оценивается как «критическое», Зыряновский район — «напряженное». Данная оценка «критическая» характеризуется как глубокие, обратимые изменения большинства природных компонентов. Угроза наступления экологического кризиса пока еще носит обратимый характер, что позволяет при своевременном вмешательстве устранить последствия антропогенного стресса и восстановить стабильность нарушенной природно-антропогенной системы.

Региону присущ обширный спектр негативных последствий антропогенного воздействия на природную среду. в пределах территории региона имеются интенсивная эксплуатация природно-ресурсного потенциала, своеобразные геоморфологические условия, достаточно обширные «техногенные зоны». Гидрообъекты, имеющиеся на территории региона, характеризуются классом качества воды, как загрязненные.

Список использованных источников

1. Агентство Республики Казахстан по статистике. Восточный Казахстан в цифрах (1991-2008). г.Усть-Каменогорск, 2008.

2. Чурсин А.С. Загрязнение атмосферы г. Усть-Каменогорска, пути решения, Материалы международного экологического форума - Восточно-Казахстанская область, г.Усть-Каменогорск, 2010 - 95 с.

3. Ганженко Г.Д., Ахметов М.А., Бенсман В.А. Исторические загрязнения и их воздействие на водные системы в Восточно-Казахстанской области, Материалы международного экологического форума - Восточно-Казахстанская область, г.Усть-Каменогорск, 2010 - с.200.

4. Искаков Н.А., Медеу А.Р Казахстан: Природа. Экономика. Экология. - Алматы, 2007. - 216 с.

5. Баяндинова С.М. Техногенная обусловленность развития геосистем Восточного Казахстана - Алматы, 2007.

6. Окружающая среда и устойчивое развитие в Казахстане // Национальный отчет Программы развития Организации Объединенных наций в Казахстане, Алматы, 2003.

7. Адрышев А.К., Липовский А.Б., Липовский В.Б. о проблемах комплексного использования промышленных отходов Восточно-Казахстанского региона//Вестник ВКПУ

им. Д. Серикбаева. 2002. N2. С. 81-84.

8. Чигаркин А.В. Геоэкология и охрана природы Казахстана. -Алматы: «^азак университеті», 2003. - 338 с.

Информация об авторе

• Каратаев М. А. // PhD докторант географического факультета КазНУ им.аль-Фараби, г.Апматы, Казахстан.