Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология, 2022, № 5, стр. 39-48
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ ГОРНОРУДНЫХ ТЕРРИТОРИЙ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
Б. Н. Абрамов 1, *, Т. Г. Цыренов 1, **
1 Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН
672002 Чита, ул. Недорезова, 16, Россия
* E-mail: b_abramov@mail.ru
** E-mail: master.of.pistols@mail.ru
Поступила в редакцию 05.04.2022
После доработки 04.07.2022
Принята к публикации 20.07.2022
- EDN: WFNZWW
- DOI: 10.31857/S0869780922050022
Аннотация
Установлены закономерности распределения токсичных элементов в почвах населенных пунктов горнорудных районов Восточного Забайкалья. Проведен сравнительный анализ распределения токсичных элементов в почвах селитебных территорий, хвостохранилищах и фоновых участках в районах отработанных и отрабатываемых месторождений золота, полиметаллов, олова и молибдена. Элементный состав определялся с использованием рентгенофлуоресцентного и ICP-MS методов исследования в аналитических лабораториях Геологического института СО РАН (г. Улан-Удэ) и ICP-MS ЗАО “SGS Vostok Limited” (г. Чита). Пробы для фоновых концентраций элементов в почвах отобраны вне зоны влияния техногенных объектов в водораздельных частях ландшафтов. Установлено, что в почвах горнорудных поселков и в техноземах хвостохранилищ отмечается уменьшение содержаний токсичных элементов от I класса к III классу опасности. Определено, что опасной степенью загрязнения характеризуются почвы г. Балей (Zc = 81.5). Высокая степень загрязнения характерна для почв градообразующих поселков при горно-обогатительных комбинатах отработанных полиметаллических и молибденовых месторождений: Новый Акатуй (Zc = 56.8), Вершино-Шахтаминский (Zc= 40.8), Горный Зерентуй (Zc= 38.8). Средняя степень опасности загрязнения почв отмечается в населенном пункте Шерловая Гора при ГОКе Шерловогорского оловополиметаллического месторождения (Zc= 25.5). Низкий уровень загрязнения почв отмечается в пос. Жирекен (Zc = 9) при ГОКе Жирекенского молибденового месторождения. Выявлено, что степень загрязнения почв населенных пунктов увеличивается по мере уменьшения расстояния от них хвостохранилищ.
ВВЕДЕНИЕ
Восточное Забайкалье относится к числу российских регионов, обладающих значительными сырьевыми ресурсами цветных и драгоценных металлов. Рудные месторождения в Забайкалье начали отрабатываться с 1879 г. небольшими рудниками [2, 11]. На территории Забайкальского края известно более 1000 рудопроявлений и месторождений золота, молибдена, олова, редкометалльных и полиметаллических месторождений (рис. 1).
Природно-техногенный комплекс (ПТК) рудных месторождений включает природные и техногенные (созданные человеком) составляющие окружающей среды. В качестве техногенных объектов в настоящей работе рассматриваются территории, измененные в результате деятельности горно-обогатительных комбинатов (ГОК) на отработанных и эксплуатирующихся месторождениях.
Масштабная добыча полезных ископаемых привела к формированию на территориях действующих и прекративших свою деятельность горнорудных комбинатов значительных по объемам техногенных образований. При этом наиболее опасное воздействие на окружающую среду оказывают продукты переработки горнорудных комбинатов, складированные в хвостохранилища [12–18]. Содержащиеся в них токсичные химические элементы подвергаются химической и биологической трансформации, что приводит к их интенсивной миграции и накоплению в почве и растительных объектах. Особую опасность представляют почвы населенных пунктов, обычно расположенных вблизи отвалов карьеров и хвостохранилищ. Негативное влияние хвостохранилищ и связанное с ними химическое загрязнение почвы, биоты, воды и воздуха сказывается на здоровье населения горняцких поселков. В постсоветский период многие горно-обогатительные комбинаты были закрыты и представляют собой руины. Мероприятия по снижению негативного воздействия техногенных объектов на окружающую среду не проводились, что привело к увеличению числа заболеваний среди населения [1, 3, 4].
Цель исследования – изучение закономерностей распределения токсичных элементов в почвах населенных пунктов, техноземах хвостохранилищ действующих и закрытых ГОКов золоторудных, полиметаллических, оловополиметаллических, молибденовых и редкометальных месторождений. Оценка негативного воздействия на окружающую среду ГОКов различных видов рудных месторождений проведена по соотношению предельно допустимых концентраций данных элементов в почвах и средних содержаний элементов в составляющих ПТК.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
К основным задачам исследования относились установление особенностей распределения токсичных химических элементов в ПТК различных типов рудных месторождений Восточного Забайкалья и расчет их потенциальной экологической опасности. Для их решения использованы данные содержаний токсичных элементов в техноземах хвостохранилищ, населенных пунктах и локальных фонах. Сведения по концентрациям химических элементов в рудах и техноземах хвостохранилищ получены при проведении исследований по базовым проектам Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН с 2000 по 2022 г. Кроме того, использованы опубликованные данные и сведения территориального геологического фонда по Забайкальскому краю (г. Чита). Для определения элементного состава в пробах использованы рентгенофлуоресцентный метод исследования в аналитических лабораториях Геологического института СО РАН (г. Улан-Удэ) и ICP-MS метод в ЗАО “SGS Vostok Limited” (г. Чита).
Данные по фоновым концентрациям элементов в почвах Восточного Забайкалья отсутствуют. В расчетах в качестве фоновых использованы концентрации элементов в почвах, отобранных вне зоны влияния техногенных объектов на удалении от них от нескольких сотен метров до 2 км в водораздельных частях ландшафтов. Глубина отбора проб составляла 0–10 см. Вес грунтовой пробы составлял 1.0 кг. Пробы в населенных пунктах отбирались вдоль главных улиц и автотрасс.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫХ КОМПЛЕКСАХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ
Рассмотрим распределение химических элементов по токсической опасности в составляющих ПТК рудных месторождений Восточного Забайкалья. В соответствии с СанПиН 2.1.3684-2111 по опасности химические элементы подразделяются на три класса: I класс – As, Cd, Hg, Pb, Zn; II класс – Co, Ni, Mo, Cu, Sn, Sb, Cr; III класс – Ba, V, W, Mn, Sr22,33 [9, 10].
При расчетах концентраций элементов в природно-техногенных комплексах рудных месторождений брались в расчет средние содержания элементов в почвах населенных пунктов. По данным В.А. Алексеенко и др. [5], средние содержания токсичных элементов в почвах селитебных территорий уменьшаются по мере снижения числа жителей в населенных пунктах. Так, в населенных пунктах с числом жителей от 300–700 тыс. среднее содержание As составляет 9.98 г/т, Pb – 45.6 г/т; в почвах малых поселков соответственно As – 5.2 г/т, Pb – 22.7 г/т. В Восточном Забайкалье число жителей в населенных пунктах соответствует малым населенным пунктам (табл. 1).
Таблица 1.
Элементы | As | Pb | Zn | Cd | Cu | Sn | Mo | Sb | Ba | Sr |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
k | 5 | 10 | 50 | – | 20 | 10 | 2 | 1 | 500 | 300 |
ПДК* | 2.0 | 32.0 | 23.0 | 2.0 | 3.0 | 53 | 254.0 | 4.5 | 165 | 600 |
Золоторудные месторождения Почва г. Балей. Число жителей 10 630. ГЭр = 4610 [2], n = 9 |
||||||||||
x | 232.7 | 155.6 | 252.6 | 10.0 | 31.1 | 5.3 | 2.7 | 96.0 | 925.7 | 182.2 |
s | 296.5 | 193.6 | 354.5 | – | 16.9 | 4.9 | 1.5 | 119 | 323.6 | 229.2 |
х/k | 46.5 | 15.6 | 5.1 | – | 1.0 | 0.5 | 1.4 | 96.0 | 1.9 | 0.6 |
x/ПДК | 116.4 | 4.9 | 11.0 | 5.0 | 10.4 | 0.1 | 0.01 | 21.3 | 5.6 | 0.3 |
Техноземы хвостохранилища. L =300 м, n = 9 | ||||||||||
x* | 793.0 | 23.0 | 43.9 | 13.0 | 35.8 | 9.7 | 4.0 | 159 | 439.6 | 192.6 |
s | 355.2 | 8.1 | 27.1 | – | 19.9 | 4.8 | 1.7 | 30.3 | 81.2 | 37.0 |
x*/х | 3.4 | 0.1 | 0.1 | 1.3 | 1.1 | – | 1.5 | 1.6 | 0.5 | 1.1 |
Фон, n = 2 | ||||||||||
x** | 8.2 | 55.0 | 58.0 | 0.6 | – | 2.5 | – | 4.4 | 640.0 | 245.0 |
s | 7.1 | 3.5 | 14.1 | – | – | 0.7 | – | – | 14.1 | 35.4 |
x**/k | 1.6 | 5.5 | 1.2 | – | – | 0.3 | – | 4.4 | 1.3 | 0.8 |
Полиметаллические месторождения Почва н.п. Новый Акатуй. Число жителей 552. ГЭр = 4931 [2], n = 3 |
||||||||||
x | 620.3 | 416.0 | 1329.2 | 6.5 | 40.4 | 4.4 | 6.0 | 6.3 | 556.8 | 293.3 |
s | 774.7 | 466.6 | 1473.6 | 6.9 | 15.5 | 3.2 | 2.5 | 4.8 | 134.8 | 108.3 |
х/k | 124.1 | 41.6 | 26.6 | – | 2.0 | 0.4 | 3.0 | 6.3 | 1.1 | 1.0 |
x/ПДК | 310.2 | 13.0 | 57.8 | 3.3 | 13.5 | 0.1 | 0.02 | 1.4 | 3.8 | 0.5 |
Хвостохранилище, L = 150 м, n = 10 | ||||||||||
x* | 10266.0 | 3752.0 | 11129.0 | 1.8 | 217.0 | 8.1 | 4.6 | 52.3 | 160.0 | 509.0 |
s | 5030.9 | 2066.5 | 5704.9 | 1.0 | 145.4 | 5.5 | 2.3 | 29.6 | 116.4 | 228.6 |
x*/х | 16.5 | 9.0 | 8.4 | 0.3 | 5.4 | 1.8 | 0.8 | 8.3 | 0.3 | 1.7 |
Фон, n = 2 | ||||||||||
x** | 50.0 | 51.0 | 110.5 | – | 10.0 | 3.0 | 18.0 | 1.3 | 830.0 | 200.0 |
s | 169.7 | 35.4 | 75.7 | – | – | – | – | 1.8 | 0.2 | – |
x**/k | 10.0 | 5.1 | 2.2 | – | 0.5 | 0.3 | 9.0 | 1.3 | 1.7 | 0.7 |
Почва н.п. Горный Зерентуй. Число жителей 767. ГЭр = 2856 [2], n = 3 | ||||||||||
x | 266.6 | 459.0 | 712.7 | 3.2 | 56.7 | 13.0 | 5.0 | 25.7 | 550.0 | 170.0 |
s | 57.7 | 333.5 | 595.4 | 2.7 | 30.5 | 6.1 | 2.7 | 12.9 | 98.5 | 60.8 |
х/k | 53.3 | 45.9 | 14.2 | – | 2.8 | 1.3 | 2.5 | 25.7 | 1.1 | 0.6 |
x/ПДК | 133.3 | 14.3 | 40.0 | 1.6 | 18.9 | 0.2 | 0.02 | 5.7 | 3.3 | 0.3 |
Хвостохранилище, L = 1 км, n = 37 | ||||||||||
x* | 10658.2 | 6847.6 | 17973.9 | 81.5 | 158.5 | 87.1 | 1.3 | 309 | 45.6 | 168.4 |
s | 4793.6 | 2647.9 | 8289.0 | 34.2 | 54.3 | 35.4 | 0.4 | 105 | 12.3 | 23.1 |
x*/х | 40.0 | 14.9 | 25.2 | 25.5 | 2.8 | 6.7 | 0.3 | 12.0 | 0.1 | 1.0 |
Фон, n = 9 | ||||||||||
x** | 35.4 | 56.9 | 116.5 | 0.3 | 33.0 | 4.5 | 1.4 | 5.5 | 475.1 | 116.1 |
s | 11.5 | 37.9 | 38.2 | 0.1 | 8.2 | 1.1 | 0.6 | 2.5 | 40.1 | 26.4 |
x**/k | 7.1 | 5.7 | 2.3 | – | 1.7 | 0.5 | 0.7 | 5.5 | 0.9 | 0.4 |
Оловополиметаллические месторождения Почва н.п. Шерловая Гора. Число жителей 11592. ГЭр = 864 [2], n = 3 |
||||||||||
x | 106.7 | 146.7 | 433.3 | – | 40.0 | 43.3 | – | – | 536.7 | |
s | 40.4 | 102.6 | 291.6 | – | 17.3 | 37.9 | – | – | 20.8 | |
Хвостохранилище, L = 300 м, ГЭр = 7956 [2], n = 9 | ||||||||||
x* | 50.0 | 1562.4 | 1702.7 | 13.7 | 186.7 | 595.4 | 2.0 | 54.6 | 345.6 | |
s | 20.0 | 1513.7 | 1205.6 | 13.4 | 76.8 | 459.2 | – | 20.4 | 32.8 | |
x*/х | 0.5 | 10.6 | 3.9 | – | 4.7 | 13.8 | – | – | 0.6 | |
Фон, n = 3 | ||||||||||
x** | 30.2 | 14.0 | 101.5 | 0.4 | – | 11.0 | – | 1.3 | 590.0 | |
s | – | 1.4 | 16.3 | – | – | 7.1 | – | 0.1 | 14.1 | |
x**/k | 6.0 | 1.4 | 2.0 | – | – | 1.1 | – | – | 1.2 | |
Молибденовые месторождения Почва н.п. Вершино Шахтаминский. Число жителей 1091. ГЭр = 1683 [2], n = 3 |
||||||||||
x | 19.3 | 124.7 | 155.6 | 3.4 | 226.3 | 5.5 | 151.0 | 17.2 | 572.5 | |
s | 10.2 | 82.4 | 120.6 | 1.0 | 123.5 | 0.7 | 222.2 | 13.4 | 134.7 | |
х/k | 3.9 | 12.5 | 3.1 | – | 11.3 | 0.6 | 75.5 | 17.2 | 1.1 | |
x/ПДК | 9.6 | 3.9 | 6.8 | 1.7 | 75.4 | 0.1 | 0.6 | 3.8 | 3.5 | |
Хвостохранилище, L = 1 км, n = 7 | ||||||||||
x* | 113.9 | 929.1 | 1243.8 | 7.8 | 737.1 | 8.7 | 679.1 | 64.1 | 719.1 | |
s | 109.2 | 392.8 | 553.6 | 6.7 | 743.6 | 4.7 | 465.8 | 54.8 | 257.1 | |
x*/х | 5.9 | 7.5 | 8.0 | 2.3 | 3.3 | 1.6 | 3.1 | 3.7 | 1.3 | |
Фон, n = 3 | ||||||||||
x** | 10.0 | 45.1 | 72.3 | 0.3 | 44.0 | 3.9 | 8.8 | 3.2 | 526.2 | |
s | 7.7 | 39.8 | 43.0 | 0.3 | 77.8 | 1.7 | 9.4 | 5.8 | 232.3 | |
x**/k | 2.0 | 4.5 | 1.4 | – | 2.2 | 0.4 | 4.4 | 3.2 | 2.2 | |
Почва н.п. Жирекен. Число жителей 4244. ГЭр = 621 [2], n = 3 | ||||||||||
x | 23.5 | 33.4 | 81.4 | – | 61.8 | – | 61.0 | 7.0 | 742.8 | |
s | 215 | 11.6 | 31.4 | – | 20.3 | – | 32.2 | – | 72.0 | |
х/k | 4.7 | 3.3 | 1.6 | – | 3.1 | – | 30.5 | 7.0 | 1.5 | |
x/ПДК | 11.8 | 1.0 | 3.5 | – | 20.6 | – | 0.2 | 1.6 | 4.5 | |
Хвостохранилище, L = 2.1 км, n = 11 | ||||||||||
x* | 37 | 64 | 83 | 7 | 500 | 30 | 181 | – | 643 | |
s | 13 | 41 | 44 | 0 | 227 | 0 | 177 | – | 33 | |
x*/х | 1.6 | 1.9 | 1.0 | – | 8.1 | – | 3.0 | – | 0.9 | |
Фон, n = 3 | ||||||||||
x** | 29.6 | 31.3 | 70.2 | – | 25.4 | – | 28.1 | – | 760.7 | |
s | 31.6 | 6.6 | 5.4 | – | 3.7 | – | 8.4 | – | 154.6 | |
x**/k | 5.9 | 3.1 | 1.4 | – | 1.3 | 14.0 | – | 1.5 |
ПДК* по СанПиН 1.2.3685–21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания, 2021. URL: https://docs.cntd.ru/document/573500115;
x – среднее арифметическое, s – стандартное отклонение, k – средние содержания элементов в почвах [6]; содержания по ПДК*: x* – в техноземах хвостохранилищ, x** – фоновые; L – расстояние от хвостохранилища до населенного пункта, n – число анализов, – нет данных.
Для оценки показателя загрязнения почв рассчитаны суммарный показатель загрязнения почв населенных пунктов Zс [10], а также значения “потенциальной токсичности” (ГЭр) по Р.В. Голевой и др. [8]. Установлено, что наибольшие показатели степени загрязнения характерны для почв градообразующих населенных пунктов при ГОКах полиметаллических и золоторудных месторождений. Менее загрязнены почвы градообразующих населенных пунктов при ГОКах молибденовых и оловополиметаллических месторождений (см. табл. 1).
Существенное влияние на степень загрязнения почв населенных пунктов оказывает местоположение хвостов обогащения относительно хвостохранилищ. Населенные пункты, расположенные вблизи хвостохранилищ и ниже их по относительной высоте, характеризуются высокими значениями загрязнения почв. Наиболее высокими значениями степени загрязнения характеризуются почвы в н.п. Новый Акатуй, находящиеся ниже по течению ручья, омывающего хвостохранилище. Высокая степень загрязнения почв отмечена и в г. Балей, в черте которого размещены хвостохранилища (см. табл. 1).
Сравнительный анализ концентраций токсичных элементов и их соотношений в техноземах хвостохранилищ и почвах градообразующих горняцких поселков при ГОКах различных видов месторождений показал существенные отличия (см. табл. 1, рис. 2).
Для оценки потенциальной токсичности использовалась формула, предложенная в [8]:
(1)
${\text{ГЭр}} = \mathop \sum \limits_{i = 1,{\text{\;}}n} {\text{Т}}{{{\text{л}}}_{{(i)}}}{{{\text{В}}}_{{(i)}}}$,Для оценки показателя загрязнения почв рассчитан суммарный показатель загрязнения (Zc):
где n – количество учитываемых химических элементов; Кci – коэффициент концентрации i-го компонента загрязнения, превышающий единицу. Ксi = Сi /Сф, где Сi и Сфi – содержание i-го химического элемента в почвах и грунтах [мг/кг], соответственно фактическое и фоновое.Значения, характеризующие суммарное загрязнение Zс по степени опасности [10], имеют следующие диапазоны: Zс < 16 – низкий уровень; 16 < Zс < 32 – средний, умеренно опасный; 32 < Zс< < 64 – высокий, опасный; 64 < Zс<128 – максимальный, чрезвычайно опасный.
Согласно расчетам суммарного показателя загрязнения почв, опасной степенью загрязнения характеризуются почвы г. Балей (Zc = 81.5); высокой степенью загрязнения – почвы поселков: Новый Акатуй (Zc= 56.8), Вершино-Шахтаминский (Zc= 40.8), Горный Зерентуй (Zc= 38.8). Средняя степень опасности загрязнения почв отмечается в н.п. Шерловая Гора (Zc= 25.5). Низкий уровень загрязнения почв отмечается в Жирекене (Zc = 9). Наибольшими показателями потенциальной токсичности почв среди рассматриваемых населенных пунктов Восточного Забайкалья характеризуются г. Балей (ГЭр = 4610) и п. Новый Акатуй (ГЭр = 4931).
Для определения степени влияния конкретного химического элемента рассчитаны индексы геоаккумуляции (Igeo) в почвах населенных пунктов по методике, предложенной G. Müller. Для вычислений применялась следующая формула [14]:
где Cn – измеренная концентрация соединений тяжелых металлов в образце; BEn – среднее геохимическое фоновое значение измеряемых элементов.Значения индекса подразделяются следующим образом:
Igeo ≤ 0 – практически незагрязненный;
0 < Igeo ≤ 1 – незагрязненный до умеренно загрязненного;
1 < Igeo ≤ 2 – умеренно загрязненный;
2 < Igeo ≤ 3 – средне загрязненный;
3 < Igeo ≤ 4 – сильно загрязненный;
4 < Igeo ≤ 5 – сильно загрязненный до чрезмерно загрязненного;
Igeo > 5 – чрезмерно загрязненный.
Повышенные значения индекса геоаккумуляции элементов отражают специфику основных добываемых элементов на рудниках исследуемых месторождений. Так, для н.п. Новый Акатуй и Горный Зерентуй, находящихся в зоне влияния полиметаллических месторождений, наибольшее воздействие на окружающую среду оказывают типичные для них химические элементы – As, Pb, Zn и Cd, в г. Балей (Балейское золоторудное месторождение) идет чрезмерное загрязнение почв по As, сильное по Cd и Sb. Среди рассматриваемых населенных пунктов наименьшими значениями индекса Igeo, не превышающими единицу, характеризуются почвы н.п. Жирекен.
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
Анализ содержаний токсичных элементов в почвах горняцких поселков Восточного Забайкалья показывает значительное превышение ПДК элементов I класса опасности, и в меньшей степени II и III класса опасности. Среди токсичных элементов в почвах поселков при ГОКах всех типов месторождений превалирует мышьяк. Так, в почвах Нового Акатуя (Акатуевское полиметаллическое месторождение) отмечается превышение ПДК As более чем в 310 раз, Pb – в 13 раз, Zn – в 57.8 раза (см. табл. 1). Такие высокие содержания отношений можно объяснить, помимо особенностей геологического строения, непосредственно местоположением населенных пунктов относительно хвостохранилищ. Поселок Новый Акатуй и хвостохранилище расположены в одной речной долине, при этом поселок расположен в 50–100 м ниже по течению ручья, дренирующего хвостохранилище, а хвостохранилища Балейского месторождения размещены в черте города.
Выявлено, что в ПТК полиметаллических месторождений отношения средних содержаний элементов в техноземах хвостохранилищ к средним значениям концентраций элементов в почвах населенных пунктов, в основном, превышают таковые у других типов месторождений. Это можно объяснить значительными превышениями содержаний токсичных элементов в техноземах полиметаллических месторождений относительно техноземов других типов месторождений (см. табл. 1, рис. 2б). Причиной тому может быть наличие карбонатных составляющих во вмещающих породах полиметаллических месторождений и соответственно в материалах хвостохранилищ, снижающих миграционную способность элементов.
В расчетах суммарного показателя загрязнения почв учитываются фоновые содержания элементов в районах рассматриваемых месторождений, которые в зависимости от геологического строения фундамента имеют разные значения. Высокие показатели загрязнения почв селитебных территорий Балейского и Акатуевского месторождений коррелируются с высокими фоновыми содержаниями токсичных элементов в районах этих месторождений. Так, наблюдаются следующие соотношения фоновых концентраций к кларкам для Акатуевского месторождения: As – 360; Pb – 39; Zn – 4.5; Cd – 68.5; Балейского месторождения: As – 28.4; Pb – 2.8; Zn – 14.3; Cd – 16.7.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Анализ распределения токсичных элементов в природно-техногенных комплексах горнорудных территорий Восточного Забайкалья выявил следующие закономерности.
1. В почвах горнорудных поселков и техноземах хвостохранилищ рудных месторождений Восточного Забайкалья отмечается закономерное уменьшение содержаний токсичных элементов от I класса опасности к III классу опасности.
2. Рассчитанные значения показателей суммарного загрязнения почв селитебных территорий (Zc) показали, что опасной степенью загрязнения характеризуются почвы г. Балей (Zc= 81.5). Высокой степенью загрязнения почв характеризуются поселки: Новый Акатуй (Zc= 56.8), Вершино-Шахтаминский (Zc= 40.8), Горный Зрентуй (Zc= 38.8). Средняя степень опасности загрязнения почв отмечается в населенном пункте Шерловая Гора (Zc = 25.5). Низкий уровень загрязнения почв отмечается в н.п. Жирекен (Zc = 9).
3. Установлено, что расположение хвостов обогащения относительно населенных пунктов оказывает существенное влияние на показатели загрязнения почв. Чем ниже по относительной высоте и чем ближе населенные пункты находятся к хвостам обогащения ГОКов, тем выше значения загрязнения почв.
4. Высокие показатели загрязнения почв селитебных территорий коррелируются с высокими фоновыми содержаниями токсичных элементов в районах рудных месторождений. Так, наблюдаются следующие отношения фоновых концентраций для Акатуевского месторождения (фон/кларк): As – 360; Pb – 39; Zn – 4.5; Cd – 68.5; Балейского месторождения: As – 28.4; Pb – 2.8; Zn – 14.3; Cd – 16.7.
Работа выполнена в рамках госзадания ИПРЭК СО РАН № FUFR-2021-0006 “Геоэкология водных экосистем Забайкалья в условиях современного климата и техногенеза, основные подходы к рациональному использованию вод и их биологических ресурсов”.
Список литературы
Абрамов Б.Н. Концентрации тяжелых металлов в техногенных ландшафтах Акатуевского полиметаллического месторождения (Восточное Забайкалье) // Вестник Воронежского государственного университета: География. Геоэкология. 2018. № 4. С. 67–71.
Абрамов Б.Н., Еремин О.В., Филенко Р.А., Цыренов Т.Г. Оценка потенциальной экологической опасности природно-техногенных комплексов рудных месторождений Восточного Забайкалья // Геосферные исследования. 2020. № 2. С. 64–75. https://doi.org/10.17223/25421379/15/5
Абрамов Б.Н. Оценка токсичности хвостохранилищ рудных месторождений Забайкальского края // Горно-информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 11. С. 136–145. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_11_0_136
Абрамов Б.Н. Геоэкологическая характеристика природно-техногенных комплексов свинцово-цинковых месторождений Восточного Забайкалья // Вестник Воронежского университета. Серия геология. 2022. № 1. С. 67–76. https://doi.org/10.17308/geology.2022.1/9101
Алексеенко В.А., Алексеенко А.В. Химические элементы в геохимических системах. Кларки почв селитебных территорий. Ростов н/Д: Издательство Южного федерального университета, 2013. 380 с.
Виноградов А.В. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во Акад. наук СССР, 1957. 238 с.
Войткевич Г.В., Мирошников А.Е., Поваренных А.С., Прохоров В.Г. Краткий справочник по геохимии. М.: Недра, 1977. 184 с.
Голева Р.В., Иванов В.В., Куприянова И.И., Маринов Б.Н. и др. Экологическая оценка потенциальной токсичности рудных месторождений (методические рекомендации). М.: “РИЦВИМС”, 2001. 53 с.
Криночкина О.К., Стулов В.Г. Учет влияния природной геохимической опасности территорий при оценке негативного воздействия горнопромышленных комплексов на окружающую среду // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. № 7 (49). С. 111–113. https://doi.org/10.18454/IRJ.2016.49.100
Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П., Смирнова Р.С. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 335 с.
Юргенсон Г.А. Геологические исследования и горно-промышленный комплекс Забайкалья: История, современное состояние, проблемы, перспективы развития. К 300-летию основания Приказа рудокопных дел. Новосибирск: Наука, 1999. 574 с.
Gholizadeh A., Boruvka L., Vašát R., Saberioon M., et al. Estimation of Potentially Toxic Elements Contamination in Anthropogenic Soils on a Brown Coal Mining Dumpsite by Reflectance Spectroscopy: A Case Study // PLoS ONE, 2015. V. 10. № 2. e0117457. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0117457
Jacka J.K. The Anthropology of Mining: The Social and Environmental Impacts of Resource Extraction in the Mineral Age // Annual Review of Anthropology, 2018. № 47. P. 61–77. https://doi.org/10.1146/annurev-anthro-102317-050156
Müller G. Index of geoaccumulation in sediments of the Rhine River // GeoJournal. 1969. V. 2. № 3. P. 108–118.
Nemerov A.M., Shepelev I.I., Eskova E.N., Kniga Y.A., Orlegova N.V. The use of non-toxic technogenic and natural materials to ensure the stability of disturbed ecosystems // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019. 315: 052012. https://doi.org/10.1088/1755-1315/315/5/052012
Onsachi J.M., Yakubu H.M., Shaibu M.M. Evaluation of Potentially Toxic Elements (PTE) From Mine Effluence Discharge (Case Study Of National Iron Ore Mining Company (NIOMCO), Itakpe, Kogi State – North Central, Nigeria // The International Journal of Engineering and Science (IJES), 2018. V. 7. № 9: III. P. 47–54. https://doi.org/10.9790/1813-0709034754
Otieno S.B., Ngumbi E., Odhiambo-Nyan’gaya C., Gakunju J. Study of Spatial Distribution of Potentially Toxic Elements in a Nature Reserve in Langata Ecosystem // Journal of Health and Environmental Research, 2020. V. 6. № 4. P. 114–118. https://doi.org/10.11648/j.jher.20200604.12
Reyes A., Thiombane M., Panico A., Daniele L., et al. Source patterns of potentially toxic elements (PTEs) and mining activity contamination level in soils of Taltal city (northern Chile) // Environ. Geochem. Health, 2020. V. 42. № 8. P. 2573–2594. https://doi.org/10.1007/s10653-019-00404-5
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология