Загрязнение природных сред
Наиболее значимыми загрязняющими веществами при ДПИ являются химические элементы и их соединения, которые по степени опасности разделены на классы (Прил. 1). Первыми подвергаются загрязнению подземные и поверхностные воды.
Загрязнение подземных вод наиболее активно идет при ДПИ способом подземного выщелачивании, когда опасные элементы рудных минералов, в результате окисления, переходят в растворимые формы и переносятся на большие расстояния в горизонтах подземных вод. В поверхностные воды они попадают уже далеко от источников загрязнения, разгружаясь в ручьи и речки.
Пример. На месторождении урана «Хиагда» в наблюдательных скважинах в подземных водах общественным контролем обнаружены аномальные концентрации урана за пределами полигона выщелачивания. Получается, что выкачивание реагентов с ураном не полное и часть урана загрязняет горизонт подземных вод.
При подземной добыче легко окисляемых (сульфидных) руд за счет образования кислотного дренажа опасными элементами обогащаются подземные, так называемые «рудничные» воды. Далее эти рудничные воды стекают сами или откачиваются и сбрасываются в пруды-отстойники и после отстаивания и очистки направляются в поверхностные водотоки, откуда раньше или позже попадают в пищевую цепь животных и человека.
Загрязнение поверхностных водпроисходит при выходе на поверхность рудничных вод, стоков из карьеров, разрезов, стоков просачивания или аварийных сбросов хвостохранилищ, выбросов из скважин, прудов-накопителей, очистных сооружений, размыва и дренирования отвалов (рудных, вскрышных пород).
В карьерах и на отвалах при свободном доступе кислорода и воды начинаются химические реакции, которые переводят нерастворимые в воде минералы опасных элементов в растворимые соединения, которые далее и попадают в поверхностные воды и переносятся на большие расстояния.
Пылевые выбросы оседают на поверхности земли, растениях, строениях и далее атмосферными осадками смываются в поверхностные воды. В загрязненной воде опасные элементы становятся опасными для диких и домашних животных и попадают к человеку. Так по пищевой цепи опасные элементы влияют на здоровье и жизнь людей.
Поскольку подземные и, особенно, поверхностные природные воды, первыми подвергаются загрязнению от всех процессов ДПИ, то они лучше всего подходят как индикаторы для экологической оценки.
Загрязнение вод при ДПИ, главным образом, происходит от высоких концентраций элементов металлов, содержащихся в рудах и перехода их в растворы. Все элементы и вещества по степени опасности (токсичности) разделены на классы. Наиболее опасными считаются элементы и вещества 1-2 класса. Разные исследователи в разных странах к опасным (1-2 класс опасности) относят различные элементы и вещества.
Так как мы в данной ситуации рассматриваем степень опасности рудных элементов-металлов в нашей стране, то приведем по ним следующие данные в соответствии с российскими нормативами.
В России к металлам первого класса опасности относятся: ртуть (Hg) , бериллий (Be), галлий (Ga). Ко второму классу опасности относятся: алюминий (Al) , барий (Ba), бор (B), кадмий (Cd), молибден (Mo), мышьяк (As), свинец (Pb), селен (Se), стронций (Sr), таллий (Tl), ниобий (Nb), теллур (Te), литий (Li), сурьма (Sb), вольфрам (W), серебро (Ag), висмут (Bi), кобальт (Co), рубидий (Rb), кремний (Si), натрий (Na) (Прил. 1).
Кроме того, разработаны критерии оценки для воды - это предельно допустимые концентрации (ПДК). Они существуют для питьевой воды и для рыбохозяйственных водоемов. Свои ПДК определены как в России, так и во Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в США, в ЕЭС и других странах. Предложенные критерии в разных странах различаются, но незначительно. В России – эти нормативы определены СанПин 2.1.4.1074-01г (12). «Предельно допустимые концентрации элементов безопасного водопользования населения», с изменениями, утвержденными Министерством здравоохранения РФ в 2004г. (Прил 2, 4).
Высокие концентрации металлов в природных средах, особенно в питьевой воде, приводят к заболеваниям людей и животных. Так, например, при попадании в организм с водой, воздухом, пищей могут возникнуть следующие заболевания:
| Ртуть | Hg | Вода, воздух, пища | Интоксикация, параличи, психические расстройства новорожденных |
| Свинец | Pb | Воздух, вода, пища | Интоксикация, поражение центральной нервной системы, печени, почек, мозга, половых органов. |
| Медь | Cu | Вода, пища | Интоксикация, анемия, гепатиты, язва желудка, дерматиты. |
| Молибден | Mo | Вода, пища, воздух | Поражение центральной нервной системы, анемическая атаксия, подагры |
| Мышьяк | As | Вода, пища, воздух | Интоксикация, рак легких, кожи, нарушение функций желудка, меланоз кожи, периферические нефриты |
Более полный список заболеваний в Приложении 5.
Загрязнение флорыпроисходит, главным образом,вблизи выходов загрязненных вод из разных источников. Со временем травяная и древесная растительность, в том числе ягодники, грибы, мхи накапливает опасные элементы.
Пример. На месторождении «Хиагда», где с1998г. ведется опытная добыча урана способом подземного выщелачивания, в 2000г при общественном контроле были взяты пробы травяно-мохового покрова. В пробах в долины ручья, который берет начало с полигона выщелачивания, выявлены аномальные концентрации урана, которые в 6-30 раз выше концентраций урана на территории, где не ведется добыча. Вскрытие (даже скважинами) урановых залежей за 6 лет (если учесть попадание элементов через воду в растительность), создало в растениях контрастную аномалию вблизи промышленного участка.
Эти же элементы поступают с пылью, угнетая или уничтожая растительность, которая поглощает и накапливает тяжелые металлы и другие опасные элементы, а затем поедается дикими и домашними животными и вместе с мясом и молоком попадает в организм человека
Загрязнение воздуха в местах добычи и обогащения ПИ происходит тонкой пылью с концентрацией опасных элементов руд и реагентов, используемых при обогащении.
Пылегазовые выбросы (в составе эрозольных частиц: оксиды серы, свинец, кадмий, мышьяк, ртуть, никель, титан и д. р.), возникающие при буровзрывных работах, транспортировке руды по технологическим дорогам, при переработке, при ветровой эрозии хвостохранилищ, отвалов рудных и пустых пород, поступают в воздух, покрывая тонкой пылью все вокруг. Особенно опасное загрязнение воздуха происходит при открытой добыче с помощью взрывных работ. Пыль разносится на большие расстояния, засыпая не только участки добычи, но близлежащие поселения людей, сельхозугодия, пастбища и покосы. Далее дождями эта пыль с опасными элементами стекает в реки и эти элементы попадают в организм животных и человека. Таким образом, опасной становится вся зона влияния этого объекта.
Загрязнение почвопасными элементами происходит через поступление пыли, стоков из хранилищ, складов опасных веществ. Почвы полей, загрязненные опасными элементами будут еще не один год передавать их выращиваемой на них растительности и далее по всей трофической цепи до человека.
Загрязнение донных отложений ручьев и речек происходит от сорбции опасных элементов из рудничных вод, поверхностных водотоков обогащенных опасными элементами из разных источников, стоков от хранилищ, от очистных сооружений и т.д. Для экологической оценки степени загрязнения почв, растительности, донных отложений можно использовать сравнение полученных концентраций и опасных элементов на участке добычи с концентрациями этих же элементов в пробах, отобранных на участках за пределами территории месторождения (так называемые фоновые пробы).