Экологическое состояние почв и вод в горнодобывающих районах Южногобийского аймака Монголии
Автор: Белозерцева И.А., Энх-Амгалан С., Гагаринова О.В., Емельянова Н.В., Гэрэлмаа Г., Aмарсанаа О., Саранцэцэг Б., Урантамир Г., Аяулы Е., Ганзориг У., Гэрэлт-Од Д.
Журнал: Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil
Статья в выпуске: 127, 2026 года.
Бесплатный доступ
В 2024 г. проведены ландшафтно-геохимические исследования в южных районах Монголии в районе добычи угля (предприятие “Таван Толгой”) и меди (предприятие “Оую Толгой”). Отобраны образцы грунтовых вод и почв, проведены химико-аналитические работы. Дана оценка экологического состояния почв и подземных вод в горнодобывающих сомонах Ханбогд и Цогтцэций Южногобийского аймака Монголии. В результате проведенных исследований выявлено, что грунтовые воды в районе добычи меди в основном пресные, на территории добычи угля – слабосолоноватые. Почвы в основном представлены сероземовидными, относятся к карбонатным, иногда к засоленным. Выявлены очаги загрязнения грунтовых вод и почв на территории фермерских хозяйств, находящихся вблизи горнодобывающих предприятий. В водах колодцев и скважин местных жителей обнаружены высокие концентрации ионов натрия, фтора, магния, хлора, сульфатов и ряда токсичных тяжелых металлов. В почвах тех же районов выявлены повышенные содержания никеля, меди, цинка и мышьяка, превышающие санитарно-гигиенические нормы, иногда более чем в 20 раз.
Почвы, подземные воды, экология, экстремальные климатические условия
Короткий адрес: https://sciup.org/143185629
IDR: 143185629 | УДК: 631.45 | DOI: 10.19047/0136-1694-2026-127-160-188
Ecological state of soils and waters in the mining areas of South Gobi province of Mongolia
In 2024, landscape geochemical studies were conducted in the southern regions of Mongolia in the area of coal (Tavan Tolgoi enterprise) and copper (Ouyu Tolgoi enterprise) mining. Samples of groundwater and soils were collected, chemical and analytical work was carried out. The purpose of the work is to assess the ecological state of soils and groundwater in the mining soums of Khanbogd and Tsogttsetsii of the South Gobi aimag of Mongolia. As a result of the studies, it was found that the groundwater in the copper mining area is mainly fresh, while in the coal mining area it is slightly saline. Soils are mainly sierozem-like, belong to carbonate, and sometimes to saline. Foci of groundwater and soil pollution were identified on the territory of farms located near mining enterprises. High concentrations of sodium, fluorine, magnesium, chlorine, sulfates and a number of toxic heavy metals have been found in the waters of wells and boreholes of local residents. Increased levels of nickel, copper, zinc and arsenic have been found in the soils of the same areas, exceeding sanitary and hygienic standards, sometimes by more than 20 times.
Текст научной статьи Экологическое состояние почв и вод в горнодобывающих районах Южногобийского аймака Монголии
.
The study was funded by the Russian Science Foundation grant No. 24-4703004 on the topic: “Geoeconomic and geoecological priorities of new resource-industrial development of the regions of eastern Russia and Mongolia in the context of an aggravated geopolitical situation and the creation of international transport corridors” .
Южногобийский аймак занимает площадь в 165 тыс. км2 в южной части Монголии. Вся территория аймака входит в состав Гобийского региона и расположена на высоте 1300–2825 м над уровнем моря. Аймак состоит из 15 сомонов, 69% территории которых занимают пастбища, а 24% – земли особо охраняемых природных территорий (ООПТ). Во всех сомонах аймака развито традиционное скотоводство. Численность населения составляет 76.1 тыс. человек.
На территории аймака разрабатываются месторождения природных полезных ископаемых и ресурсов, считающиеся крупными не только в стране, но и в мире. К ним относятся, например, стратегически важные месторождения золота и меди “Оюу Толгой”, месторождение угольной группы “Таван Толгой”, месторождение золота “Цагаан Суварга” и др. В Южногобийском аймаке сосредоточено более 60% запасов угля Монголии. Общие запасы угля месторождения “Таван Толгой” составляет 5.1 млрд т, из них 1.5 млрд т составляет коксующийся уголь.
Исследования в рамках совместного российско-монгольского проекта проводились в сомонах Ханбогд и Цогтцэций Южногобийского аймака, где в последние годы происходит бурное развитие горнодобывающей промышленности и резкий рост численности населения. По состоянию на 2023 г. (National Report, 2024) в этих сомонах насчитывалось 19.1 тыс. человек, при этом возросла миграция населения в горнодобывающие сомоны. За период с 2010 по 2020 гг. население сомонов Ханбогд и Цогтцэций увеличилось на 138–150%, тогда как население близлежащего сомона Баяновоо – всего на 15%. В целом население сомонов с развитой горнодобывающей промышленностью за 10 лет выросло в 10 раз.
В целом территория сомонов Ханбогд и Цогтцэций составляет 2 240 тыс. га, из которых 1 878 тыс. га – земли сельскохозяйственного назначения, 202 тыс. га – земли государственных предприятий и организаций, 133 тыс. га – лесные массивы, 13 тыс. га. – земли поселений.
Сомон Ханбогд занимает территорию 1 515 тыс. га с общей численностью населения 8 941 чел. (2023 г.). Основными отраслями экономики являются животноводство и горнодобывающая промышленность. В 2023 г. в сомоне Ханбогд насчитывалось 164 тыс. голов домашнего скота. Здесь расположено крупнейшее в Монголии месторождение меди – “Оюу Толгой”. Через сомон проходят автомобильная и железнодорожная дороги, используемые для перевозки полезных ископаемых.
Общая площадь сомона Цогтцэций составляет 72.5 км2, в нем проживает 10 тыс. человек населения и имеется 3 тыс. домохозяйств. Основным сектором экономики является животноводство, насчитывается 135 тыс. голов домашнего скота (2023 г.). При этом сомон богат полезными ископаемыми (уголь, гипс, золото, медь, соль) и в последние годы происходит быстрое развитие горнодобывающей промышленности. Такие крупные горнодобывающие компании, как АО “Таван Толгой”, ООО “Энергетические ресурсы” и АО “Эрдэнэс Таван Толгой”, осуществляют горнодобывающую и транспортную деятельность, развивают транспортную и инженерную инфраструктуру территории.
Развитие горнодобывающей промышленности в Южногобийском аймаке является основным рычагом развития территории, но оттесняет на второй план исторический вид деятельности населения – животноводство, и создает значительное негативное техногенное воздействие на окружающую среду.
Климат территории исследования экстремальноконтинентальный. Зима продолжительная, холодная и сухая (температура воздуха опускается до –40 °С). Весной наблюдаются метели и пыльные бури. Лето короткое и жаркое (до +45 °С). В июле и августе выпадает основная часть осадков (от 100 до 200 мм), в среднем за год – 194 мм (Ecosystems, 2019).
В период проведения экспедиционных исследований в конце июля – начале августа 2024 г. отмечено повышенное количество осадков, обусловившее хорошее развитие растительности. Во всех фермерских хозяйствах имеются колодцы или скважины, во многих случаях присутствуют оба источника водоснабжения. Все исследованные колодцы были наполнены водой. Некоторые фермеры имеют систему капельного орошения для выращивания кормов для животных (пшеница и др.), овощей и фруктов (капуста, свекла, зелень, арбузы и т. д.) (рис. 1).
В засушливые годы и периоды опасных природных явлений (“зуд”) из-за скудного развития растительности или ее полного отсутствия отмечается падеж скота (Nyamtseren et al., 2018). По данным официальных источников и рассказам местного населения, в таких случаях горнодобывающие компании оказывали безвозмездную помощь местным фермерам, привозя корма с соседних территорий. Некоторые члены фермерских семей работают на горнодобывающих предприятиях и имеют хороший дополнительный доход. Большая часть фермерских хозяйств обеспечена современными домами, юртами, транспортными средствами, солнечными батареями, спутниковыми антеннами и др. Традиционно семьи фермеров многодетные.
В ландшафтно-геохимическом отношении данная территория учеными мало исследована. Процессам аридизации почв посвящен ряд статей (Панкова, Конюшкова, 2013; Панкова, Черно-усенко, 2020 и др.). Имеются аналитические данные общественных организаций Монголии, самих горнодобывающих предприятий (Экологический мониторинг…, 2023). Эколого-геохимические исследования проводились учеными в других более близкорасположенных к Улан-Батору горнодобывающих районов, например, в бассейне р. Селенга (Kasimov et al., 2016), в Прибайкалье (Воробьева, Власова, 2020), в Забайкалье (Копылова и др., 2013; Выркин и др., 2014; Шеховцов, Белозерцева, 2016). Учеными выявлено аномально высокое содержание ТМ в почвах и растительности в районах действующих и давно закрытых горнодобывающих предприятий.
Рис. 1. Ключевые площадки № 4 и 5 (фермерские хозяйства в 18 км и в 7 км на запад от предприятия по добыче меди).
Fig. 1. Key sites No. 4 and 5 (farms 18 km and 7 km west of the copper mining plant).
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ
В конце июля – начале августа 2024 г. проведены экспедиционные ландшафтно-геохимические и водно-экологические исследования для определения уровня загрязнения природной среды в районах горнодобывающих предприятий (Цогтцэцийсум и Хан-богд, сомоны Южногобийского аймака). Образцы грунтовых вод и почв отобраны на территориях, прилегающих к угледобывающим предприятиям месторождения “Таван Толгой” и медедобывающему предприятию месторождения “Оую Толго” (рис. 2).
Фоновый участок с преобладающими сероземовидными почвами находится в 60 км на юго-восток (ЮВ) от предприятия “Таван Толгой” и в 52 км на северо-запад (СЗ) от предприятия “Оую Толгой”.
а
b
Рис. 2. Основные ключевые площадки отбора проб воды и почв ( а ), территории угледобывающего предприятия “Таван Толгой” и медедобывающего предприятия “Оую Толгой” ( b ), фермерские хозяйства ( c ).
Fig. 2. The main key sites for collecting water and soil samples ( a ), the territories of the “Tavan Tolgoi” coal mining and “Ouyu Tolgoi” copper mining enterprises ( b ), and farms ( c ).
Проведены химико-аналитические работы в полевых и камеральных условиях по стандартным методикам в Институте географии и геоэкологии МАН, в аккредитованном химикоаналитическом центре Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, в аккредитованной лаборатории ”Геоаналитик” (ГОСТ Р
51232-98; ИСО 11885 (ГОСТ Р 57165-2016); ISO 14869; Теория и практика…, 2006; Шпейзер, Минеева, 2006; Алекин и др., 1973; Аринушкина, 1970 и др.). Величину рН, фторидов, хлоридов, гидрокарбонатов, фосфатов, аммония, нитритов, взвешенных веществ в воде определяли в полевых условиях с помощью полевой комплексной химической лаборатории с дополнительным оборудованием (рН-метр, фотоколориметр и др.) в день отбора проб по общепринятым методикам. Водородный показатель (рН) в воде измерялся потенциометрическим методом. Содержание гидрокарбонатов определяли титриметрическим методом, массовую концентрацию нитритов – фотометрическим методом с реактивом Грисса, содержание хлоридов – аргентометрическим методом, концентрацию нитратов – фотометрическим методом с салициловой кислотой. Содержание ионов аммония измеряли фотометрическим методом с реактивом Несслера, концентрацию фосфатов – фотометрическим методом с восстановлением аскорбиновой кислотой. Содержание фтора определялось фотометрическим методом с лантан ализаринкомплексоном. Содержание металлов установлено методом атомно-эмиссионной спектрометрии. Концентрация нефтепродуктов определена на флюорате. Реакция почвенной среды (рН водн ) определена потенциометрическим методом, содержание органического углерода (С орг ) – методом мокрого сжигания по Тюрину, гранулометрический состав почв – по Качинскому. Содержание основных элементов питания растений установлено с помощью агрохимических методов исследования почв (Ильков-ская и др., 1975).
Использованы данные: статистические, геоэкологического мониторинга территории промышленных площадок, представленные предприятием по добыче угля; общественной организации “Монх ногоон галба”; администраций районов Цогтцэцийсум и Ханбогд (National Report, 2024; Экологический мониторинг…, 2023 и др.).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Горнодобывающие предприятия и населенные пункты аймака расположены на пустынной и полупустынной территории, где отсутствуют поверхностные водные объекты, за исключением временных водотоков и озер, образующихся в период выпадения интенсивных осадков.
Экологическое состояние Южногобийского аймака формируется в условиях дефицита водных ресурсов и существенных техногенных воздействий горнодобывающих производств. Интенсивное развитие промышленности создает положительный эффект в экономическом развитии территории, но негативно влияет на природную среду, ведет к загрязнению почвы, воды, воздуха, а также к сокращению сельскохозяйственных территорий (пастбищ).
Водоснабжение предприятий и населения осуществляется главным образом за счет подземных вод месторождения “Гуний-хулой”. При этом деятельность горнопромышленных предприятий требует большого количества воды, что ведет к снижению запасов подземных вод, которое проявляется в обезвоживании колодцев и уменьшении дебита скважин. Дефицит водных ресурсов сопровождается снижением качества воды, что связано с фильтрацией загрязняющих веществ в водоносные горизонты из карьерных и шахтных разработок, а также через почвенно-грунтовые слои с поверхности.
Материалы экологического мониторинга на территории промышленных предприятий, осуществляемого горнодобывающими компаниями, свидетельствуют о высокой общей минерализации воды, превышающей нормативные требования к питьевой воде в среднем в 2 раза, в связи с чем проводится предварительная ее подготовка для питьевых целей. В холле помещения угледобывающего предприятия в открытом доступе работникам предоставляется очищенная бутилированная вода.
Результаты проведенных ландшафтно-геохимических исследований показали, что по степени минерализации вода скважин и колодцев вблизи предприятия по добыче меди (“Оую Толгой”) в основном является пресной (502–799 мг/дм3), но встречается и слабосолоноватая вода (1 011 мг/дм3, скважина в 5 км на С-З от предприятия). По химическому составу вода относится к кальциевой и натриевой группе гидрокарбонатного типа, в глубоких (более 70 м) скважинах – к натриевой группе сульфатного класса. В воде скважин и колодцев в районе медного месторождения отме- чено высокое содержание натрия (203 мг/дм3) и фтора (1.00– 2.74 мг/дм3), превышающее ПДК (СанПиН 1.2.3685-21, 2021).
Грунтовые воды в районе угледобывающего предприятия (“Таван Толгой”) имеют более высокие значения общей минерализации от 534 до 2 003 мг/дм3. Встречается как пресная, так и слабосолоноватая вода, которая относится к натриевой группе гидрокарбонатного и сульфатного класса. При этом в глубоких скважинах (более 80 м) выявлена вода натриевой группы хлорид-ного класса. В воде отмечено превышение ПДК магния (11– 104 мг/дм3), хлора (72–430 мг/дм3) и сульфатов (95–790 мг/дм3). Кислотность грунтовых вод в районах исследования характеризуется в основном слабощелочной реакцией (рН 7.6–8.2), на одной площадке – близкой к нейтральной (рН 7.3) в пределах ПДК (табл. 1). В водопроводной воде медедобывающего предприятия выявлено высокое содержание хлора (1 008 мг/дм3) и сульфатов (870 мг/дм3).
Содержание Mo, Ba, Cu, Fe, Zn, Sr, Co и Hg в воде колодцев и скважин исследуемых районов не превышает ПДК (СанПиН 1.2.3685-21) и имеет следующие значения: 0.01–0.10; 0.00–0.08; 0.00–0.02; 0.02–0.09; 0.00–0.09; 0.09–4.48; 0.000–0.005 мг/дм3 соответственно. Концентрации Mn, Pb, Ni, Cr, Cd и As в грунтовых водах около предприятия по добыче меди превышают или находятся на уровне ПДК с максимальными значениями 0.12; 0.02; 0.02; 0.05; 0.003, 0.09 мг/дм3 соответственно (табл. 2). В водопроводной воде медедобывающего предприятия выявлены повышенные концентрации As и Cd (0.01 и 0.003 мг/дм3 соответственно) на уровне и выше ПДК. В районе добычи угля в грунтовых водах обнаружено высокое содержание V, Cd и As, превышающее или находящееся на уровне ПДК (их концентрации достигают 3.37; 0.002, 0.02 мг/дм3 соответственно).
Концентрация нефтепродуктов в грунтовых водах исследуемых территорий колеблется от 0 до 0.022 мг/дм3, за исключением площадки вблизи угледобывающего предприятия “Таван-Толгой”, где содержание нефтепродуктов (0.141 мг/дм3) в воде колодца (глубина 3 м) превышало ПДК (0.10 мг/дм3).
Таблица 1 . Предельные и средние значения рН, содержания нефтепродуктов и основных ионов в грунтовых водах на территории месторождений и добычи меди и угля, Южногобийский аймак Монголии (сомоны Ханбогд, Цогтцэций)
Table 1. Limit and average values of pH, content of oil products and main ions in groundwater in the territory of copper and coal deposits and mining, South Gobi aimag of Mongolia (Khanbogd, Tsogttsetsii somons)
|
Предельные и средние значения |
pН |
Анионы |
Катионы |
∑*, мг/дм3 |
НП** мг/дм3 |
||||||||||
|
F- |
HCO 3 - |
Cl- |
SO42- |
NO 2 - |
NO 3 - |
РО43- |
Са2+ |
Mg2+ |
K+ |
Na+ |
NH 4 + |
||||
|
мг/дм3 |
|||||||||||||||
|
В районе предприятия “Оюн Толгой” по добыче меди |
|||||||||||||||
|
максимум |
8.2 |
2.74 |
356.9 |
226.1 |
330.0 |
0.80 |
18.00 |
0.25 |
132.3 |
28.3 |
7.2 |
202.5 |
0.7 |
1011 |
0.022 |
|
минимум |
7.7 |
1.00 |
91.5 |
35.7 |
60.2 |
0.00 |
3.53 |
0.00 |
42.9 |
6.7 |
0.8 |
62.1 |
0.0 |
502 |
0.000 |
|
среднее |
7.9 |
1.50 |
219.2 |
103.4 |
165.8 |
0.12 |
8.53 |
0.07 |
73.3 |
13.8 |
3.0 |
93.8 |
0.2 |
683 |
0.010 |
|
В районе предприятия “Таван Толгой” по добыче угля |
|||||||||||||||
|
максимум |
8.2 |
1.54 |
610.0 |
429.6 |
790.0 |
5.0 |
12.00 |
0.25 |
144.7 |
77.2 |
3.6 |
171.0 |
0.0 |
2003 |
0.141 |
|
минимум |
7.3 |
1.08 |
170.8 |
71.7 |
95.0 |
0.0 |
0.00 |
0.00 |
21.6 |
11.3 |
0.7 |
82.0 |
0.0 |
535 |
0.003 |
|
среднее |
7.7 |
1.30 |
298.9 |
240.8 |
347.9 |
0.8 |
7.43 |
0.11 |
63.8 |
36.4 |
1.8 |
121.7 |
0.0 |
1121 |
0.030 |
|
Класс опасности |
- |
- |
4 |
- |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
4 |
- |
3 |
|
ПДК*** |
6–9 |
1.5 |
- |
350 |
500 |
3 |
45 |
- |
- |
50 |
- |
200 |
1..5 |
1500 |
0.10 |
Примечание. ∑* – минерализация; НП** – нефтепродукты; *** Согласно СанПиН 1.2.3685-21; прочерк – не установлены.
Note. ∑* – mineralization; NP** – petroleum products; *** According to (SanPiN 1.2.3685-21); dash – not installed.
Таблица 2 . Предельные и средние значения содержания макро- и микроэлементов в грунтовых водах на территории месторождений и добычи меди и угля, Южногобийский аймак Монголии (сомоны Ханбогд, Цогтцэций), мг/дм3
Table 2. Limit and average values of macro- and microelements in groundwater in the territory of copper and coal deposits and mining, South Gobi aimag of Mongolia (Khanbogd, Tsogttsetsii somons), mg/dm3
|
Предельные и средние значения |
Mo |
Mn |
Ba |
Al |
Pb |
Ni |
Cu |
Fe |
Zn |
Sr |
Co |
Cr |
V |
Cd |
As |
Hg |
|
В районе предприятия “Оюн Толгой” по добыче меди |
||||||||||||||||
|
максимум |
0.10 |
0.12 |
0.08 |
0.04 |
0.02 |
0.020 |
0.02 |
0.09 |
0.00 |
1.71 |
0.005 |
0.05 |
0.02 |
0.003 |
0.09 |
0.000 |
|
минимум |
0.01 |
0.00 |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.000 |
0.01 |
0.02 |
0.00 |
0.21 |
0.000 |
0.00 |
0.00 |
0.000 |
0.00 |
0.000 |
|
среднее |
0.04 |
0.04 |
0.03 |
0.01 |
0.00 |
0.010 |
0.01 |
0.04 |
0.00 |
0.71 |
0.002 |
0.03 |
0.01 |
0.001 |
0.04 |
0.000 |
|
Около предприятия “Таван Толгой” по добыче угля |
||||||||||||||||
|
максимум |
0.07 |
0.06 |
0.06 |
0.02 |
0.00 |
0.000 |
0.01 |
0.07 |
0.09 |
4.48 |
0.001 |
0.01 |
3.37 |
0.002 |
0.02 |
0.000 |
|
минимум |
0.01 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
0.000 |
0.00 |
0.02 |
0.00 |
0.09 |
0.000 |
0.00 |
0.00 |
0.000 |
0.00 |
0.000 |
|
среднее |
0.03 |
0.03 |
0.02 |
0.01 |
0.00 |
0.000 |
0.00 |
0.03 |
0.023 |
1.10 |
0.001 |
0.00 |
0.49 |
0.001 |
0.01 |
0.000 |
|
ПДК* |
0.07 |
0.1 |
0.7 |
0.2 |
0.01 |
0.02 |
1 |
0.3 |
- |
7 |
0.1 |
- |
0.1 |
0.001 |
0.01 |
0.001 |
|
КО** |
- |
4 |
4 |
4 |
2 |
3 |
3 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
2 |
1 |
1 |
Примечание. * Согласно СанПиН 1.2.3685-21; прочерк – не установлены; КО**– класс опасности.
Note. According to (SanPiN 1.2.3685-21); dash – not installed; KO** – hazard class.
По показателю ИЗВ (индекс загрязнения вод по отношению к ПДК (Глотова, 2006)) вода в колодцах и скважинах относится к условно чистой, умеренно загрязненной и загрязненной. Повышенный ИЗВ (2.11; 1.03; 1.29; 1.16) наблюдается на ключевых площадках № 2, 12, 13, 15 (соответственно) вблизи предприятий по добыче меди и угля, а также на границе с Китаем, где осуществляется разгрузка и погрузка угля.
Почвенный покров территории исследования в основном представлен сероземовидными, встречаются светлогумусовые и псаммоземы (гумусовые) (рис. 3).
По содержанию фракции физической глины (частицы < 0.001 мм варьируют в пределах 13–24%) почвы относятся к супесчаным и легкосуглинистым. Кислотность почв в районе месторождений меди и угля изменяется от слабощелочной до сильнощелочной (8.0–9.2), что соответствует климатическим аридным условиям территории. По степени карбонатности почвы относятся в основном к карбонатным (содержание СаСО 3 составляет 2.18– 9.09%), иногда к слабокарбонатным (1.09–1.45%) (табл. 3).
Почвы исследуемых ключевых районов в основном относятся к незасоленным (минерализация водной вытяжки составляет 0.01–0.09%), за исключением одной площадки с почвами средней степени засоления (0.78%) хлоридно-сульфатного типа. Водная вытяжка почв ключевых площадок содержит ионы гидрокарбонатов (0.030–0.061%%), хлоридов (0.014–0.070%%), натрия (0.028– 0.061%%) и сульфатов (0.021–0.152%%). Засоленные почвы можно отнести к слабогипсоносным по одним источникам (Минаши-на, Шишов, 2002; Панкова, Воробьева, 2006) или гипсосодержащим согласно “Полевому определителю…” (Полевой определитель…, 2008). Содержание органического вещества в почвах невысокое, варьирует от 0.07 до 0.84%.
Почти в каждом хозяйстве имеется колодец и скважина. При поголовье скота более 300 голов фермеры часто выращивают корм, применяя ирригационную систему. В районах фермерских хозяйств отмечено среднее содержание нитратов в почвах – от 10 до 18 мг/кг.
а b c d
Рис. 3. Фотографии ландшафтов и почв ключевых площадок № 1.1 ( а ), 2 ( b ), 3 ( c ), 4 ( d ).
Fig. 3. Photographs of landscapes and soils of key sites No. 1.1 ( a ), 2 ( b ), 3 ( c ), 4 ( d ).
Примечание. Почвы и преобладающие виды растительности: а – псам-мозем (гумусовый), ильм приземистый, астрагал, вайда, белена, монгольский термопсис, ирис, лук; b – сероземовидная, карагана, балгур; c – сероземовидная, карагана; d – сероземовидная гипсосодержащая, карагана, балгур.
Note. Soils and dominant vegetation: а – Arenosols, Ulmus pumila, Astragalus membranaceus, Ísatis tinctoria, Hyoscyamus, Thermopsis mongolica, Íris, Allium mongolicum; b – Calcisols Aridic, Caragána arboréscens, Anadasis brevifolia; c – Calcisols Aridic, Caragána arboréscens; d – Gypsisols Aridic, Caragána arboréscens, Anadasis brevifolia.
Таблица 3. Физико-химические показатели верхних горизонтов почв (0–20 см) основных ключевых участков на территории месторождений и добычи меди и угля, Южногобийский аймак Монголии (сомоны Ханбогд, Цогтцэций)
Table 3. Physicochemical indicators of the upper soil horizons (0-20 cm) of the main key sites in the territory of copper and coal deposits and mining, South Gobi aimag of Mongolia (Khanbogd, Tsogttsetsii somons)
|
№ пл |
Координаты, местоположение |
Почва |
рН н 2 о |
СаСО 3, % |
∑*, мг/л |
С орг , % |
S**, % |
NO 3 |
Р 2 О 5 |
К 2 О |
|
мг/кг |
||||||||||
|
В районе предприятия “Оюн Толгой” по добыче меди |
||||||||||
|
1 |
46°16′12″ 114°34′12″ У центральных ворот предприятия по добыче меди |
сероземовидная |
8.8 |
2.91 |
173 |
0.32 |
21.8 |
10 |
0.8 |
9 |
|
1.1 |
43°7′7″ 107°6′31″ Около монастыря Дэмчо-гийн Хийд, 13 км на С-В от предприятия |
псаммозем гумусовый |
8.0 |
1.45 |
154 |
0.12 |
15.1 |
0 |
0.8 |
27 |
|
2 |
42°34′48″ 106°27′0″ 6 км от отвала предприятия, около фермеров |
сероземовидная |
9.3 |
8.36 |
915 |
0.21 |
23.0 |
15 |
1.5 |
106 |
Продолжение таблицы 3
Table 3 continued
|
№ пл |
Координаты, местоположение |
Почва |
рН н 2 о |
СаСО 3, % |
∑*, мг/л |
С орг , % |
S**, % |
NO 3 |
Р 2 О 5 |
К 2 О |
|
мг/кг |
||||||||||
|
В районе предприятия “Оюн Толгой” по добыче меди |
||||||||||
|
3 |
42°32′24″ 106°31′48″ 5 км от предприятия, ферма, 100 голов (бараны, козы) |
сероземовидная |
8.5 |
3.64 |
822 |
0.15 |
21.9 |
2 |
2.0 |
33 |
|
4 |
43°0′0″ 106°22′48″ 18 км от предприятия Ферма, 1000 голов (козы, бараны) |
сероземовидная гип-сосодержа-щая |
8.2 |
2.18 |
7760 |
0.29 |
18.0 |
18 |
0.6 |
347 |
|
5 |
43°2′24″ 106°28′12″ 7 км на С-З от предприятия. Ферма, 350 голов (бараны, козы). Посадки пшеницы, арбузов и пр., система капиллярного полива |
сероземовидная |
8.8 |
3.27 |
162 |
0.11 |
14.9 |
10 |
0.4 |
27 |
Продолжение таблицы 3
Table 3 continued
|
№ пл |
Координаты, местоположение |
Почва |
рН н 2 о |
СаСО 3, % |
∑*, мг/л |
С орг , % |
S**, % |
NO 3 |
Р 2 О 5 |
К 2 О |
|
мг/кг |
||||||||||
|
В районе предприятия “Оюн Толгой” по добыче меди |
||||||||||
|
6 |
43°5′24″ 106°33′36″ 12 км на север от предприятия, Ферма, 300 голов |
светлогумусовая |
8.6 |
5.09 |
151 |
0.55 |
21.9 |
5 |
0.5 |
38 |
|
Предельные и средние значения |
||||||||||
|
максимум |
9.3 |
8.36 |
7760 |
0.55 |
23.0 |
18 |
2 |
347 |
||
|
минимум |
8.0 |
1.45 |
151 |
0.02 |
14.9 |
0 |
0.4 |
9 |
||
|
среднее |
8.6 |
4.03 |
2905 |
0.29 |
18.8 |
10 |
0.8 |
142 |
||
|
В районе предприятия “Таван Толгой” по добыче угля |
||||||||||
|
7 |
43°25′48″ 105°17′24″; 3 км на север от предприятия, ферма Монабаяр |
сероземовидная |
8.5 |
9.09 |
150 |
0.61 |
21.0 |
5 |
1.0 |
76 |
|
8 |
43°25′12″ 105°15′0″; 4 км на С-З от предприятия, ферма Толгой |
сероземовидная |
8.2 |
4.36 |
691 |
0.18 |
18.0 |
0 |
0.6 |
61 |
Продолжение таблицы 3
Table 3 continued
|
№ пл |
Координаты, местоположение |
Почва |
рН н 2 о |
СаСО 3, % |
∑*, мг/л |
с орг , % |
S**, % |
NO 3 |
Р 2 О 5 |
К 2 О |
|
мг/кг |
||||||||||
|
В районе предприятия “Оюн |
Толгой” |
по добыче меди |
||||||||
|
9 |
43°24′36″ 105°13′48″ 6 км на запад от предприятия, ферма Толгой |
сероземовидная |
8.6 |
4.00 |
142 |
0.09 |
24.2 |
2 |
0.9 |
54 |
|
10 |
43°44′24″ 105°17′24″ 17 км на С-З от предприятия, ферма Жама-ранглав |
сероземовидная |
8.8 |
4.73 |
197 |
0.07 |
15.7 |
5 |
0.8 |
49 |
|
12 |
43°23′24″ 105°13′48″ 5 км на запад от предприятия, ферма Одсурен |
сероземовидная |
8.5 |
7.27 |
141 |
0.84 |
12.7 |
2 |
0.4 |
14 |
|
13 |
43°37′12″ 105°20′24″ 10 км на Ю-З от предприятия, ферма Монх-болд |
сероземовидная |
8.6 |
2.91 |
492 |
0.14 |
18.6 |
5 |
0.6 |
57 |
Продолжение таблицы 3
Table 3 continued
|
№ пл |
Координаты, местоположение |
Почва |
рН н 2 о |
СаСО 3, % |
∑*, мг/л |
с орг , % |
S**, % |
NO 3 |
Р 2 О 5 |
К 2 О |
|
мг/кг |
||||||||||
|
Предельные и средние значения |
||||||||||
|
максимум |
8.8 |
9.09 |
691 |
0.84 |
24.2 |
5 |
1.0 |
76 |
||
|
минимум |
8.2 |
2.91 |
141 |
0.07 |
12.7 |
0 |
0.4 |
14 |
||
|
среднее |
8.5 |
5.39 |
302 |
0.32 |
18.4 |
3 |
0.7 |
52 |
||
|
На г |
анице с Китаем |
|||||||||
|
15 |
42°21′0″ 107°18′36″ В 100 м от разгрузки и погрузки угля |
псаммозем |
7.8 |
1.09 |
476 |
0.52 |
13.6 |
8 |
0.6 |
3 |
|
16 |
42°39′36″ 107°30′36″ В 4 км от площадки № 15 |
сероземовид ная |
9.2 |
3.64 |
193 |
0.25 |
21.5 |
1 |
0.5 |
27 |
|
ПДК*** |
- |
- |
- |
130 |
- |
- |
||||
Примечание. ∑* – минерализация; S** – гранулометрический состав, фракция физической глины <0.01, %; *** Согласно СанПиН 1.2.3685-21.
Note. ∑* – mineralization; S** – granulometric composition, fraction of physical clay <0.01, %;
*** According to (SanPiN 1.2.3685-21).
В других районах содержание нитратов низкое (0–5 мг/кг). Концентрации подвижных форм фосфора в почвах на очень низком уровне (0.4–2.0 мг/кг) по всей исследуемой территории. Высокие значения pH создают условия, ограничивающие подвижность и доступность для растений соединений фосфора из-за образования нерастворимого фосфата кальция. Содержание подвижных форм калия в почвах тоже в основном низкое (9–106 мг/кг). Исключение составила одна площадка со средними значениями концентрации подвижных форм калия в сероземовидной засоленной почве (347 мг/кг).
Концентрации Ti, Mn, Ba, Mo, Pb, Be, V, Cr, Sr, Co, Cd в почвах исследуемых районов варьируют в интервалах 3400–2007; 484–1295; 424–658; 0–5; 2–19; 1.5–3.6; 55–90; 6–49; 175–403; 6–13; 0.00–0.22 мг/кг (табл. 4), не превышая санитарно-гигиенические нормы. Однако в почвах района угледобывающих предприятий отмечено высокое содержание Ni, Cu, Zn и As (до 29, 131, 123 и 13 мг/кг соответственно), превышающее ПДК. В районе медедобывающего предприятия выявлены также повышенные концентрации Ni, Zn и As в почвах – до 27, 149 и 47 мг/кг соответственно. Загрязняющие химические элементы аккумулируются на карбонатном (щелочном), сорбционном и органическом геохимических барьерах. Выявлена средняя корреляционная связь (rxy 0.32) между концентрацией As и содержанием карбонатов кальция, а также с реакцией среды (рН водн ) (rxy 0.40). Установлена средняя корреляционная связь между концентрацией Cu, Zn, As и содержанием суммы фракций физической глины (rxy 0.35; 0.33; 0.32 соответственно). Также наблюдается слабая и средняя корреляционная связь между содержанием органического углерода и концентрацией Ni, Cu, Zn, As (rxy 0.25; 0.20; 0.50; 0.15 соответственно).
Согласно индексу суммарного загрязнения почв (∑с), рассчитанного по методикам (СП 47.13330.2012; Сает и др., 1990), почвы большей части исследованных площадок относятся к категории допустимого загрязнения (∑с от 3.7 до 13.9). Почвы умеренно опасной категории загрязнения выявлены на площадках № 2 и 10 фермерских хозяйств в районе предприятий по добыче меди и угля (∑с = 27.7 и 24.9 соответственно).
Таблица 4 . Предельные и средние значения содержания микроэлементов в верхних горизонтах почв (0–20 см) территории месторождений и добычи меди и угля, Южногобийский аймак Монголии (сомоны Ханбогд, Цогтцэций)
Table 4. Limit and average values of microelement content in the upper soil horizons (0–20 cm) of the copper and coal deposits and mining area, South Gobi aimag of Mongolia (Khanbogd, Tsogttsetsii somons)
|
Предельные и средние значения |
Fe |
Ti |
Mn |
Ba |
Mo |
Pb |
Ni |
Cu |
Be |
V |
Cr |
Zn |
Sr |
Co |
Cd |
As |
|
% |
мг/кг |
|||||||||||||||
|
В районе предприятия “Оюн Толгой” по добыче меди |
||||||||||||||||
|
максимум |
3.98 |
3400 |
1295 |
658 |
2.2 |
22 |
27 |
20 |
3.6 |
73 |
49 |
149 |
357 |
10 |
0.00 |
47 |
|
минимум |
2.08 |
2705 |
484 |
451 |
0.0 |
5 |
12 |
9 |
1.6 |
65 |
16 |
42 |
204 |
6 |
0.00 |
0 |
|
среднее |
2.93 |
3104 |
748 |
546 |
1.7 |
10 |
17 |
18 |
2.7 |
69 |
26 |
72 |
263 |
9 |
0.00 |
12 |
|
В районе предприятия “Таван Толгой” по добыче угля |
||||||||||||||||
|
максимум |
3.38 |
3100 |
710 |
580 |
5.1 |
17 |
29 |
131 |
3.1 |
90 |
49 |
123 |
403 |
13 |
0.22 |
13 |
|
минимум |
2.12 |
2007 |
442 |
424 |
0.0 |
2 |
9 |
10 |
1.5 |
55 |
6 |
38 |
175 |
7 |
0.00 |
0 |
|
среднее |
2.47 |
2704 |
611 |
528 |
2.6 |
9 |
21 |
39 |
2.1 |
73 |
31 |
72 |
323 |
10 |
0.12 |
4 |
|
Фон, более 50 км от предприятий |
2.69 |
2007 |
442 |
424 |
0.0 |
6 |
14 |
10 |
1.6 |
55 |
17 |
38 |
175 |
7 |
0.10 |
2 |
|
Класс опасности |
- |
- |
3 |
3 |
2 |
1 |
2 |
2 |
- |
3 |
2 |
1 |
3 |
2 |
1 |
1 |
|
ПДК (СанПиН 1.2.3685-21) |
- |
- |
1500 |
- |
- |
32– 130 |
20– 80 |
33– 132 |
- |
150 |
100 |
55– 220 |
- |
17 |
0.5– 2.0 |
2.0 |
К опасной категории загрязнения (∑с = 37.3) относятся почвы площадки № 7 на территории фермерского хозяйства, расположенного вблизи угледобывающего предприятия.
Исследования показали, что на прилегающих к предприятиям территориях отмечается снижение уровня подземных вод, истощение и загрязнение воды в колодцах, о чем также свидетельствуют жалобы местного населения. Пересыхание колодцев и мелких скважин наблюдалось в районе угольного месторождения “Таван Толгой”, что в значительной степени обусловлено увеличением объемов углеобогащения и соответственно водопотребле-ния. Неблагоприятная экологическая ситуация в районах горнодобывающих предприятий формируется также в результате загрязнения атмосферного воздуха пылью от погрузки и транспортировки добываемых полезных ископаемых. В условиях минимального количества осадков сильные ветра и загрязнение воздуха создают неблагоприятную экологическую ситуацию для населения, негативно влияют на природную среду, способствуя загрязнению почв и растительности, сокращению биоресурсов для животноводства.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам проведенных ландшафтно-геохимических исследований можно отметить, что высокая степень минерализации, сульфатный и хлоридный класс грунтовых вод соответствуют природно-климатическим условиям сухостепной и полупустынной зон, для которых характерно малое количество атмосферных осадков и высокое испарение.
Исследование содержания металлов в воде колодцев и скважин показало превышение ПДК по отдельным компонентам (Mn, Pb, Fe, Cr, As мг/дм3) и соответствие норме по содержанию Mo, Ba, Al, Ni, Cu, Zn, Sr, Co, Cd и Hg. Вода из колодцев и скважин некоторых фермерских хозяйств пригодна только для технических нужд. К сожалению, исследованная вода используется местным населением и в качестве питьевой. Грунтовую воду данной местности перед употреблением для питьевых нужд необходимо очищать.
Анализ почв показал, что на территории, где проводилось исследование, преобладают сероземовидные почвы легкого грану- лометрического состава с малым содержанием органического вещества и основных элементов питания растений. Почвы относятся главным образом к карбонатным, встречаются засоленные. Земли в основном используется местным населением как пастбища. В пробах почвы, отобранных в районах горнодобывающих предприятий, отмечаются высокие концентрации Ni, Cu, Zn и As. Их накоплению способствуют карбонатный и сорбционный геохимические барьеры.
В результате проведенных исследований выявлены очаги неблагополучной экологической ситуации. Они находятся не только на территории горнодобывающих предприятий, но и на угодьях ферм в прилегающих районах. Для выработки природоохранных мероприятий требуются дополнительные геохимические исследования, например, по выявлению содержания токсичных веществ в растительности, продуктах животноводства и их влиянию на здоровье местного населения. Необходимо провести исследования с привлечением профильных специалистов по разработке и обоснованию санитарно-защитных зон предприятий, мероприятий по очистке воды на медедобывающем предприятии. Для питьевых нужд вместо хлорирования можно рекомендовать озонирование воды.
