Влияние техногенных песков Джидинского вольфрамомолибденового комбината (Джидакомбината) на окружающую среду (Республика Бурятия)

A.B. Imetkhenov , Dr. Sc. Geography, Prof.

O.A. Imetkhenov, Dr. Sc. Geography, Prof.

O.V. Imetkhenova, Cand. Sc. Biology, Assoc. Prof.

THE INFLUENCE OF TECHNOGENIC SAND OF DZHIDINSKY TUNGSTEN AND MOLYBDENUM PLANT ON THE ENVIRONMENT (REPUBLIC OF BURYATIA)

The article presents data on the ecological situation of Zakamensk associated with activity of Dzhidinsky tungsten and molybdenum plant. It analyzes technogenic pollution of soil and water of urban and suburban areas in the city. The main pollutants are tungsten, molybdenum, beryllium, zinc and copper, which accounts for more than 50%. The classification of soil contamination by toxic elements, which is divided into 5 zones ((old dumps of technogenic sands, the territory of the city which is poured out by technogenic sands, technogenic sands of the valley of Modonkul river, a new tailings pond for re-enrichment) is given. Water objects are under the influence of technogenic waste, which was generated during activities of Dzhidinsky plant. The most intensive effects have miner waters of Holtosonsky and Pervomaisky fields and infiltration water from location areas of solid waste. Miner and infiltration water from Holtosonsky field, which fall in surface waters, are strong pollutants. The start of sulfide ores recycling pollute the Selenga River and the lake Baikal - a site of UNESCO World Heritage.

Kew words: Zakamensk, technogenic sand, pollution, tungsten, molybdenum, heavy metals.

Постановка вопроса

В настоящее время в г. Закаменске Республики Бурятия складывается тяжелая экологическая обстановка, связанная прежде всего с деятельностью бывшего Джидакомбината (г. За- каменск). В хвостохранилищах комбината накопилось 44,5 млн. т отходов обогащения на площади 12 км2. При этом содержание тяжелых металлов на старом полигоне техногенных песков отмечается повсеместно. Они находятся в рыхлых почвообразующих породах, почвенном покрове, подземных и поверхностных водах, донных отложениях, атмосферном воздухе, растениях, включая продукты питания (картофель, капуста). Схема расположения очень опасных и опасных техногенных (лежалых) песков, занимающих площадь города, приведена на рисунке 1. Основными элементами загрязнения являются W - превышение ПДК в 80-120 раз, Mo – 2-226 ПДК, Be – 3-80 ПДК, Pb – 2-62 ПДК, Zn – 2-20 ПДК [1, 3]. В настоящее время экологическая обстановка в городе и на прилегающей к нему территории по суммарному показателю загрязнения почв токсичными элементами может быть классифицирована: 18,5% – удовлетворительная ситуация, 25,5% - экологическое бедствие, 26% - кризисная ситуация, 30% - весьма напряженная ситуация. Таким образом, на территории г. Закаменска сложилась весьма напряженная экологическая обстановка.

Рисунок 1 – Карта-схема расположения очень опасных и опасных техногенных песков г. Закаменска

Условные обозначения:

• 1    – Зона 1. Площадь, занятая старыми отвалами техногенных песков Джидинского хвостохрани-лища (23,8 га);

• 2    – Зона 2. Площадь территории жилого сектора г. Закаменска, отсыпанная городскими песками из старых техногенных отвалов (56,7 га);

• 3    – Зона 3. Долина р. Модонкуль, занятая техногенными песками аварийного сброса (90 га);

• 4    – Зона 4. Площадь складирования техногенных песков (новое хвостохранилище), рассчитанная для повторного обогащения;

• 5    – линия ограничения «очень опасно» или «опасно» загрязненных территорий пригородной зоны г. Закаменска;

• 6    – линии электропередач.

Материал и методы исследования

Для более детального изучения состояния основных компонентов природной среды, подвергшихся наибольшему загрязнению, был проведен оценочный анализ состояния почв и подземных и поверхностных вод с использованием материалов Геологического института и Института общей и экспериментальной биологии СО РАН.

Оценка состояния почв. По результатам эколого-геохимического картирования почв на территории города был выделен комплексный геохимический ореол высоких содержаний элементов 1–3-го классов опасности и потенциально опасных тяжелых металлов: Cd, Рb, Сr, Ni, Со, Си, Mo, Sb, Mn, W, Sr, V, Be, Ag, Bi. Контрастность аномалий этих элементов в целом усиливается по направлению к хвостохранилищам, свидетельствуя о том, что именно они являются источником загрязнения почв. Состав элементов, обнаруживающих повышенные концентрации в почвах, наследует их состав в техногенных песках хвостохранилищ. Данные по содержанию тяжелых металлов в почвенном покрове приведены в таблице 1 [2].

Таблица 1

Содержание тяжелых металлов в серогумусовой почве и техногенных песках, мг/кг

Объект	Cd	Pb	Zn	Cu	Ni	Co	Mn	Cr
Серогумусовая почва	0,5	11	83	26	26	20	391	57
Техногенные пески	42	7500	3160	620	34	44	1500	70
ПДК (ОДК)	0,5	32	110	33	35	50	121	90

Оценка химического загрязнения почв была произведена по суммарному показателю Zc , рассчитанному по данным эколого-геохимической съемки с выполнением полуколичествен-ного спектрального анализа проб по формуле:

Zc=SK k -(n-l) , где SК k – сумма коэффициентов концентрации элементов-загрязнителей; n – число элементов, накапливающихся в техногенных аномалиях.

Было установлено, что зона загрязнения экологически опасными и высокоопасными элементами с суммарным коэффициентом их концентрации ( Zc ) более 32-128 охватывает около половины площади г. Закаменска. Экологическая обстановка на этой территории оценивается как кризисная и катастрофическая [3]. Площади сильного и очень сильного загрязнения почв оконтуривают оба хвостохранилища, а также шлейф снесенных песков, включая и его дельтовую часть (Модонкульское хвостохранилище). В центральной части города участки сильного и очень сильного загрязнения в ряде случаев связаны с техногенными песками, которые использовались для отсыпки дорог, дворов жилых домов, детских садов и школ. Площади среднего ( Zc = 16-32) и слабого загрязнения ( Zc = 8-16) находятся на периферии ореолов высокого загрязнения. Минимальное загрязнение ( Zc < 8) отмечается в левобережной части р. Модон-куль и в бортах ее долины. К сожалению, остатки лежалых песков в большом количестве остаются в черте г. Закаменска (рис. 2). Помимо антропогенного загрязнения территории в результате использования техногенного песка для покрытия дорог, строительства и других хозяйственно-бытовых объектов интенсивно осуществляются природные процессы рассеяния материала хвостохранилищ. Здесь ведущим фактором выступают ветровая эрозия в виде ветрового разноса, склоновые процессы и деятельность временных и постоянных водотоков.

Наиболее широкое развитие имеет ветровой разнос. В чистом виде он отмечается на склонах долины р. Модонкуль. Суммарный поток загрязняющих веществ с поверхности хвостовых отвалов на территорию г. Закаменска оценивается в среднем в 2300 т/год на 1 км2 [1, 4]. Плоскостной смыв материала с поверхности хранилища лежалых хвостов направлен в сторону города и проходит транзитом через всю его территорию. А смыв песков с поверхности гидроотвала происходит местами через разрушенную дамбу в пойму р. Модонкуль и попадает далее в р. Джиду. Для него можно предполагать скорость смещения зон загрязнения близкой к таковой для зон загрязнения, формирующихся от хранилища лежалых хвостов. В настоящее время прекращение производственной деятельности Джидакомбината еще более усугубило критическую ситуацию, поскольку в загрязнении окружающей природы стал участвовать материал гидроотвала.

Рисунок 2 – Фрагменты техногенных (лежалых) песков в черте г. Закаменска (2016)

Оценка состояния водных объектов . Водные объекты, включающие реки Модонкуль, Джида и впадающие в них ручьи, находятся под воздействием техногенных отходов, образованных в период деятельности Джидакомбината [4]. Наиболее интенсивное воздействие на водные объекты оказывают рудничные воды Холтосонского и Первомайского месторождений, а также инфильтрационные воды с территорий расположения твердых отходов производства. Так, например, рудничные воды поступают в водные объекты из штолен «Западная» и «Северная» и подземным стоком разгружаются непосредственно в руч. Инкур в пределах 17 л/с, или 61,2 м³/ч. Следует отметить, что из штолен постоянно поступают значительные количества сульфатов тяжелых металлов Cu, Cd, Ni, Zn, Мо и др., содержание которых по Cu, Zn, Mo превышает ПДК соответственно в 811; 192,7 и 180,5 раза. Вода имеет кислый характер и содержит значительные количества сульфатов (1564 мг/дм³), что свидетельствует об интенсивном протекании окислительных процессов с извлечением в раствор сульфатных соединений тяжелых металлов. Таким образом, рудничные воды месторождения Холтосон были и остаются мощным загрязнителем поверхностных вод тяжелыми металлами.

Инфилътрационные воды встречаются даже там, где расположены отходы добычи и переработки вольфрамо-молибденовых руд. Одним из основных загрязнителей являются инфильтрационные воды хвостохранилища, расположенные в пади р. Барун-Нарын (гидроотвал). Воды руч. Барун-Нарын, а также временные мелкие ручейки, протекающие через дамбу хвостохранилища, загрязняют р. Модонкуль опасными веществами. Частично воды инфильтрируются в рыхлые отложения долины. Здесь эти воды содержат повышенные количества MHSO 4 (481 ПДК), Fe (170 ПДК), Cu (76 ПДК), Zn (9 ПДК). Аналогичная картина наблюдается в инфильтрационных водах из-под отвалов штолен Холтосона. Здесь воды имеют кислый характер и содержат более высокие концентрации загрязняющих веществ по сравнению с инфильтрационными водами гидроотвала по ПДК ( Cu – 545, Zn – 139, Cd – 36).

Результаты и обсуждение

Характеристика экологического состояния города из-за наличия очень опасных и опасных техногенных песков приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Карта-схема современного экологического состояния г. Закаменска

Условный знак	Интенсивность загрязнения	Zc	Степень опасности для здоровья человека	Оценка экологической ситуации
	слабое	≤ 16	не опасно	удовлетворительная ситуация
	среднее	˃ 16-32	умеренно опасно (15%)**
	сильное	˃ 32-64	опасно (40%)**	чрезвычайная ситуация
	очень сильное	˃ 64-128	высокоопасно (70%)**
	максимальное	˃ 128	максимально опасно	экологическое бедствие
	Контур городской черты
о	Контуры техногенных песков: лежалые пески ( I ), гидроотвал ( II )
	Плотина гидроотвала
	Граница площадей загрязнения

Таким образом, несмотря на принятое постановление Правительства РФ «О Ликвидации экологических последствий деятельности Джидинского вольфрамо-молибденового комбината» (2013-2020), ликвидационные работы не были завершены. Так, например, только за 2013-2015 гг. было предусмотрено выполнение первоочередных мер по ликвидации экологических последствий деятельности Джидакомбината, где должны были произвести:

• –    вывоз техногенных песков хвостохранилища (контур 1), расположенного в черте города за его пределы для сокращения проявляющихся водной и ветровой эрозии (площадь 210 га);

• –    рекультивацию нарушенных земель пригородной зоны и непосредственно в жилых районах города (контур 2) (площадь 170,5 га);

• –    вынос жилых строений и гаражей с территории рекультивации и выплата компенсаций за сносимые строения населению (контур 2) (площадь 112 га).

К сожалению, из-за неполного федерального финансирования объекта 1-й пункт был выполнен частично (освоено всего лишь 12 млрд. руб.), а 2-й и 3-й пункты оказались невыполненными. В перспективе следует ожидать чрезвычайно опасную экологическую ситуацию, так как до 2020 г., по всей вероятности, из-за наступившего экономического кризиса в стране запланированные средства не будут выделены.

Выводы

Экологическая обстановка в г. Закаменске и на прилегающей к нему территории по суммарному показателю загрязнения окружающей природной среды выглядит следующим образом:

• –    произошел необратимый процесс изменения химического типа природных вод от гид-рокарбонатного до сульфат-гидрокарбонатного и гидрокарбонатно-сульфатного;

• –    продолжается сильное загрязнение рыхлых отложений от лежалых песков, гидроотвала и накопленных аварийных сбросов;

• –    продолжается накопление элементов тяжелых металлов в растениях на территории города, и создаются весьма благоприятные условия для накопления токсичных элементов в пищевых цепях;

• –    сложилась сложная критическая ситуация, связанная с ростом заболеваемости населения (81,5 %).