Исследование влияния горнодобывающего производства на качество воды в реке Левый Хинган Еврейской автономной области

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 хво стохранилищах, 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-ранилищ, а также с территории открытых горных выработок Хишанского месторождения олова и их влияние на качество поверхностных вод р. Лев. Хинган, который является одним из основных источников водоснабжения для шт. 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 хво стохранилищах, 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 выше 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, Мп, Ni) производилось на атомно-абсорбционном спектрофотометре «SOLAR Мб», выбор данных металлов обусловлен тем, что Ее 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 HI 211».

Результаты исследования

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

Та блиц а 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

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 № б, интервал изменения составляет 1,87 единиц.

Fe. 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 ПДКв соответственно.

Ni. Максимальное содержание составило 8,6 ПДКв, зафиксировано в пробе № 9 (хвостохранилище). 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, б, 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, б, 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
Fe	0,08	0,78	0,40	1,65	1,00	0,65	1,13	1,09	1,62	1,02
Ni	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

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

Таблица 3

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

Тяжелые металлы Номера проб 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 Ее 0,3 2,6 1,3 5,5 зз 2,2 3,8 3,6 5,4 3,4 Ni 6,5 6,0 2,9 0,2 3,9 5,8 7,1 7,8 8,6 3,6 Си 1Д 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 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, Ее(П) и Мп(П) будут существовать в основном в виде подвижных аквакомплексов Fe2+ *Н2О и Мп2+ * Н^О ; Ре(Ш) -также в виде Fe3+ * Н2О, но может существенно увеличиваться концентрация нейтрального гидроксида Fe^OH^ [9,10].

Поскольку одна из проб воды (проба № 9) была отобрана в хвостохранилище, куца 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.