Результаты экологического мониторинга на территории Ермаковского месторождения, связанного с добычей бериллия

Ермаковское флюорит–бертрандит-фенакитовое месторождение обусловлено особенностями геологического строения, уникальностью содержаний окиси бериллия и присутствием большого количества бериллиевых минералов, в том числе эвдидимита и мелинофана. По результатам исследования редкоэлементных щелочных гранитов и рудных образований [1,2] щелочные граниты имеют близкие спектры распределения редких и редкоземельных элементов, зависящих от минерального состава.

Месторождение расположено в Кижингинском районе, в 160 км восточнее Улан-Удэ. Открыто в 1956 году при геологической съемке Г.А. Ермаковым вначале как флюоритовое, а затем охарактеризовано как уникальное бериллиевое и названо в честь первооткрывателя в 1966 г.

Ермаковское месторождение располагается в области мезозойской активизации протерозойских и палеозойских образований в краевой части Кижингинской депрессии. Оно приурочено к останцу осадочно-метаморфических образований, смятых в синклинальную складку и в дальнейшем прорванных штоком киммерийских субщелочных лейкократовых и эгириновых гранитов и кварцевых сиенитов, предшествовшим процессам скарнирования и микро-клинизации.

Целью настоящей работы является оценка современного состояния основных компонентов окружающей природной среды территории и прогнозная оценка в ходе дальнейшей разработки месторождения.

Для реализации цели предстояло решить следующие задачи.

• 1.    Выявить основные источники загрязнения и провести по ним экологический контроль методом точечного опробования.

• 2.    Определить концентрации бериллия и сопутствующих металлов в пробах почв, воды, которые определят степень загрязнения окружающей среды.

• 3.    Сравнить методы эксплуатации и переработки бериллия с настоящим проектом с добычей ранее проведенных годов.

В настоящее время Ермаковское месторождение является единственным в России месторождением бериллия, пригодным для освоения, характеризуется благоприятными горнотехническими, гидрогеологическими условиями, легкостью обогащения руд и переработки концентратов, а также нахождением месторождения в легко доступном районе [1]. Расчеты, выполненные экономистами ВИМСа [3], показали, что Ермаковское месторождение является единственным бериллиевым месторождением с балансовыми запасами, соответствующими современным требованиям рентабельности. Среднее содержание полезных компонентов в рудах составляет: окись бериллия – 0,97%, флюорита -17,7 %. В настоящее время извлечено 47 % запасов руды. Из оставшихся эксплуатационных запасов подлежат доработке 874,8 тыс.т -с BeO – 8485,6 т, флюорита -154840 т.

В 2005 году на эксплуатацию месторождения выдана лицензия компании ООО «Яруу-на-Инвест». Она должна производить доработку запасов на существующем горнорудном предприятии открытым способом 50 тыс. т. на 2009 год. При этом должны быть строго регламентированы экологические требования, так как рассматриваемая нами территория относится к буферной зоне оз. Байкал, с тем чтобы сохранить для будущих поколений уникальные минеральные парагенезисы бериллиевых минералов [3].

В целом отвод земли на запланированные сооружения составляет 367 га. На этой площади разработчиками предполагается разместить производственные здания, сооружения и отходы производства, представляющие собой отвалы пустой породы, хвосты обогащения руды и хвостохранилище.

Для бериллиевых руд учеными ВИМСа [3] разработана и внедрена промышленная флотационная схема получения бериллиевого и флюоритового концентрата. Кроме того, ими изучена возможность прямой сульфатизации Ермаковского концентрата, минуя стадию его плавки с берилловыми концентратами и флюсами. При обесфторивании концентрата на стадии сульфатизации со 100%-ным извлечением бериллия из сульфатных растворов исключается подготовка к сернокислотному вскрытию (шихтоподготовка, энергоемкая плавка, грануляция сплава и.т.д.), на долю которой приходится порядка 25% прямых затрат производства гидроксида бериллия.

Переработка бериллиевых руд предусматривается на обогатительной фабрике, расположенной вблизи источника рудного сырья на промышленной площадке бывшей рудосортировочной фабрики. Технологическая схема обогащения предусматривает дробление исходного сырья с шаровым измельчением и флотационное выделение сульфидов с циклом флюоритовой и бериллиевой флотации; получение бериллиевой и флюоритовой концентрации.

Ущерб окружающей среде будет нанесен от сброса хозяйственно-бытовых сточных вод в ручей Зун-Шибирь, производственные стоки обогатительной фабрики и от мойки автомобилей предполагается сбрасывать в хвостохранилище объемом 830 тыс. м3, которое будет расположено в пади Бага-Нарин-Шибирь.

Минеральные формы бериллия, в основном представленные силикатами, относятся к нерастворимым формам и поэтому мало токсичны. Однако в природных условиях в присутствии сульфидов и флюорита при выветривании руд и отвальных масс частично разлагаются устойчивые минералы с выносом бериллия в окружающую среду, загрязняя воздух, почву, поверхностные и подземные воды. Основную опасность представляют производства по обогащению и химико-технологическая переработка бериллиевых руд в рудные концентраты.

Руды включают большой ряд токсичных элементов: F, Be, S, Zn, Pb, Cu, Co, Mn, Cr. Комплексные залежи окружены ореолами рассеянной минерализации. Зона окисления разви- та очень слабо, распространяясь на глубину первых десятков метров вдоль тектонических нарушений.

Источниками загрязнения являются: карьер, отвалы № 1 и 2, дробильный цех, площадка складированной руды для дробления, отвалы разведочных штолен, участки с рудопроявле-ниями и геохимические аномалии, дороги транспортировки до станции Бада. По этим участкам необходимо провести точечный контроль, который позволит количественно определить степень загрязнений тяжелыми металлами. Ввести систематичный мониторинг в точках контроля периодичностью наблюдений.

Геоэкологические исследования 1988-1991 гг. [3], проведенные методом опробования грунта и почв по периферии отвалов и вдоль падей, показали, что содержание F, Be, Ba, As превышает кларковые уровни, а содержание хальковидных Cu, Zn повышено лишь в грунтах. Определение доли подвижных форм позволяет оценить Be и Pb как элементы, опасные в экологическом состоянии и следует ограничить сельскохозяйственное использование земель (выпас скота, покосы) в долинах падей, спускающихся от территории карьера и отвалов. В апреле 2007 г. геоэкологическое исследование ФГУП «ВНИПИпромтехнологии» показало высокую минерализацию и высокое содержание микрокомпонентов в пределах размещения предприятия ГОКа. В наледях у подножия отвалов вскрышных пород, где содержание сульфата достигает 356 мг/л, фтора - 3,68-4,6, марганца - 0,52, молибдена - 0,24-0,49, аммония -9,3 мг/л, которые загрязняют подземные воды. Почвы в карьере и на промплощадке загрязнены бериллием, кадмием, цинком, фенолами, нефтепродуктами.

В реках, непосредственно связанных с месторождением: в р. Бага-Хундуй обнаруживается высокое содержание железа -13 мг/л, марганца -2,7 мг/л, аммония -2 мг/л; в р. Бага-Нарин-Шибирь установлено высокое содержания аммония - 5,8 мг/л, железа - 3,1 мг/л; в р. Кижинга в верхнем створе обнаружены высокие содержания аммония - 1,65 мг/л, фтора -3,33 мг/л, вследствие природной аномалии высокое содержание железа - 8,3 мг/л с превышением ПДК р-х . По основному химическому элементу данного месторождения содержание бериллия в почве колеблется от 0,62 мг/кг до 3776 мг/кг на дне карьера. На фоновых участках -1,5-9,9 мг/кг. Значительное содержание бериллия находится на промзоне 13,8-20,7 мг/кг; отвал № 2 от 47,6 до 241,0 мг/кг.

Таким образом, накопленные твердые отходы в виде отвалов, забалансовых руд представляют очаги заражения местности тяжелыми металлами.

При производстве горных работ в 1980-1990-е для защиты окружающей среды Ерма-ковского месторождения от загрязнения бериллием проводились санитарные требования к размещению производственных предприятий, полей захоронения, очистки воздуха производственных помещений от пыли и газов. В процессе бурения, взрывных работ, экскаваторнопогрузочных работ, транспортировки горных масс с выделяющимися вредными выбросами проводились меры борьбы с обливанием запыленных территорий, площадки отвалов, складов руды и кабин экскаваторов. Не допускали попадания в отвалы пустых пород бериллиевых руд, контролировали разгрузку самосвалов в нужное место. Бериллий – как источник токсического действия не проявлялся за 10 лет отработки радиоктивностью, и на работающих здесь людей болезнью - бериллиоз.

В 1990-е годы после прекращений добычи не было проведено никаких работ по рекультивации и восстановлению природных компонентов ландшафта. Полностью или фрагментарно уничтожен почвенный и растительный покров, сокращен и коренным образом изменен микробный ценоз. На нарушенных участках происходит постепенный процесс самовосстановления, начинается почвообразующий процесс. По хозяйственно-геобатаническому районированию земли района пригодны для выпаса скота и рискованного сельского хозяйства.

По результатам геоэкологического исследования прилегающие к карьеру территории остаются более менее «чистыми», и в целом экологическая обстановка в районе оценивается как благополучная. Однако предполагаемый проект с применением новых методов эксплуатации руды и их обогащения скажется весьма негативно на окружающей и природной среде.