Техногенные поверхностные образования как источник загрязнения экосферы и обоснование возможности их освоения в Дальневосточном федеральном округе

Изложены результаты исследований проблемы, связанной с накоплением в прошлом веке отходов переработки минерального сырья, складированных в хвостохранилища (техногенные месторождения), негативно влияющих на экосферу. Обоснована возможность рационального решения этих вопросов, направленных на реализацию основ государственной политики в области экологического развития Дальневосточного федерального округа (ДФО). Значительные объемы измельченных сульфидных отходов при постоянном контакте с кислородом воздуха и водой на протяжении многих десятилетий (более 50—60 лет) продолжают стабильно продуцировать кислотные высокоминерализованные растворы, интенсивно загрязняя окружающую среду. В связи с этим цель исследования состояла в комплексной оценке воздействия техногенных месторождений на экосферу и обосновании возможности их освоения для обеспечения экологической безопасности в границах влияния техногенных систем закрытых горных предприятий «Хрустальненский ГОК» (Приморский край) и «Солнечный ГОК» (Хабаровский край). Использованы следующие методы: физико-химические, биологические, математического моделирования, систематизации, научного прогнозирования, ГИС-технологии и др. Дан обзор проблемы, посвященной исследованию и освоению техногенных месторождений, с учетом мирового опыта. Уточнено определение понятия «техногенное месторождение»: скопление измельченного ценного минерального материала на поверхности Земли, образованного в результате его переработки, представляющее собой отходы горно-перерабатывающего производства, складированные в хвостохранилища, занимающего значительные площади земельного фонда, и являющегося источником загрязнения окружающей среды соединениями тяжелых металлов и мышьяка. Проанализированы главные отличительные признаки техногенных месторождений исследуемого района, их особенности. Показано, что отходы хвостохранилищ закрытых ныне горных предприятий характеризуются экстремальными показателями физико-химических параметров и высокими концентрациями соединений тяжелых металлов и мышьяка. Дана комплексная оценка влияния техногенных месторождений на объекты окружающей среды. Например, выявлено превышение фоновых показателей в почвах от 2 до 39 раз, ПДК — от 1,5 до 45—200 и более раз. Доказана возможность народно-хозяйственного использования техногенных месторождений. В них накоплены промышленные запасы Sn, Cu, Pb, Zn, а также имеются In, Bi, Ag, Au. Разработаны предложения по обеспечению экологической безопасности техногенных месторождений.

Крупская Л. Т., Зверева В. П., Склярова Г. Ф., Орлов А. М. Техногенные поверхностные образования как источник загрязнения экосферы и обоснование возможности их освоения в Дальневосточном федеральном округе // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – № 2. – С. 5–21. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-2-0-5-21.

Публикация выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 15-17-10016) на базе Тихоокеанского государственного университета.

Крупская Людмила Тимофеевна¹ — д-р биол. наук, профессор, Тихоокеанский государственный университет; главный научный сотрудник, e-mail: ecologiya2010@yandex.ru,
Зверева Валентина Павловна — д-р геол.-минерал. наук, главный научный сотрудник, Дальневосточный геологический институт ДВО РАН,
Склярова Галина Федоровна — канд. геол.-минерал. наук, старший научный сотрудник, Институт горного дела ДВО РАН,
Орлов Алексей Михайлович¹ — канд. биол. наук, ведущий научный сотрудник,
¹ Дальневосточный научно-исследовательский институт лесного хозяйства.

Крупская Л.Т., e-mail: ecologiya2010@yandex.ru.

1. Макаров А. Б., Талалай А. Г., Хасанова Г. Г. Геолого-промышленные типы техногенных месторождений // Вестник Института геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН. — 2018. — № 8 (284). — С. 39—45. DOI: 10.21440/2307-2091-2019-3-58-62.

2. Макаров А. Б., Талалай А. Г. Техногенно-минеральные месторождения и их экологическая роль // Литосфера. — 2012. — № 1. — С. 172—176.

3. Яковлев В. Л., Корнилков С. В., Лаптев Ю. В., Мамаев Ю. А., А. П. Ван-Ван-Е, Склярова Г. Ф. Систематизация условий размещения и освоения природных и техногенных объектов минерального сырья Уральского и Дальневосточного федеральных округов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № s4. — С. 257—272.

4. Качор О. Л. Разработка модели миграции мышьяка по почвенному профилю из накопленных отходов горно-перерабатывающей промышленности // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, разведка и разработка месторождений полезных ископаемых. — 2019. — Т. 42. — № 2. — С. 144—150. DOI: 10.21285/2541-9455-2019-42-2-144-150.

5. Krupskaya L. T., Zvereva V. P., Bubnova M. B. Wastes from the processing of tin ore as a potential source of pollution of ecosystems and a reduction in the risk of environmental disasters in the Primorsky krai // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 274. Article 012147. DOI: 10.1088/1755-1315/274/1/012147.

6. Krupskaya L. T., Zvereva V. P., Golubev D. A., Bubnova M. B., Tagirova V. T. Problems of reducing environmental damage caused in the past century by mining facilities and ways of their solution in the Far Eastern Federal District // Russian Journal of General Chemistry. 2017. Vol. 87. No 13. Pр. 3087—3094. DOI: 10.1134/S1070363217130011.

7. Ханчук А. И., Зверева В. П., Кемкина Р. А., Кемкин И. В. Хвостохранилища Комсомольского оловорудного района: невостребованные минеральные ресурсы и угроза для экологической обстановки // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. — 2011. — № 3 (157). — С. 77—82.

8. ГОСТ Р 54003-2010 Экологический менеджмент. Оценка прошлого накопленного в местах дислокации организаций экологического ущерба. Общие положения [Электронный ресурс]. — М.: Стандартинформ, 2011. — 30 с. Доступ из справ.-правовой системы «Техэксперт».

9. О Стратегии экологической безопасности Российской Федерации на период до 2025 года [Электронный ресурс]: указ: утвержден президентом РФ 19 апр. 2017 г. № 176. — M.: Собрание законодательства Российской Федерации, 2017. — № 17, ст. 2546. Доступ из справ.-правовой системы «Техэксперт».

10. Rubinos D., Jerez Ó., Forghani G., Edraki M., Kelm U. Partitioning of potentially toxic elements and environmental risk assessment in copper tailings from Chile / 6th International Congress on Environment and Social Responsibility in Mining. Santiago, Chile, 2019.

11. Peña M.-Ortega, R. del Rio-Salas, Valencia J.-Sauceda, Mendívil H.-Quijada, Minjarez C.Osorio, Molina F.-Freaner, M. de la O-Villanueva, Moreno V.-Rodríguez Environmental assessment and historic erosion calculation of abandoned mine tailings from a semi-arid zone of northwestern Mexico: insights from geochemistry and unmanned aerial vehicles // Environmental Science and Pollution Research. 2019. Vol. 26. No 10. Pр. 26203—26215. DOI: 10.1007/ s11356-019-05849-w.

12. Fernandes G. W., Goulart F. F., Ranieri B. D., Coelho M. S., Dales K., Boesche N. K., Bustamante M., Carvalho F.A., Costa D. de Carvalho, Dirzo R., Fernandes S., etc. Deep into the mud: ecological and socio-economic impacts of the dam breach in Mariana, Brazil // Natureza & Conservação. 2016. Vol. 14. No. 2. Pр. 35—45. DOI: 10.1016/j.ncon.2016.10.003.

13. Трубецкой К. Н., Захаров В. Н., Панфилов Е. И. Актуальные проблемы состояния и перспективы развития минерально-промышленного комплекса России // Маркшейдерия и недропользование. — 2017. — № 1 (87). — С. 17—19.

14. Трубецкой К. Н., Панфилов Е. И. Развитие методологии определения и учета потерь при освоении месторождений твердых полезных ископаемых // Рациональное освоение недр. — 2016. — № 1. — С. 28—40.

15. Matveeva T. N., Chanturia V. A., Gapchich A. O., Getman V. V. Application of new composition of reagents in flotation of silver-bearing tin ore // Journal of Mining Science. 2018. Vol. 54. No 1. Pp. 120—125. DOI: 10.1134/S1062739118013437.

16. Chanturia V. A., Ryazantseva M. V., Dvoichenkova G. P., Minenko V. G., Koporulina E. V. Surface modification of rock-forming minerals of diamond-bearing kimberlites under interaction with wastewater and electrochemically treated water // Journal of Mining Science. 2017. Vol. 53. No 1. Pp. 126—132. DOI: 10.1134/S1062739117011933.

17. Ожогина Е. Г. Современные проблемы и перспективы развития технологической минералогии // Разведка и охрана недр. — 2018. — № 10. — С. 3—6.

18. Голик В. И. Тезиев Т. М. Перспективы возрождения горного производства Северной Осетии // Актуальные вопросы современной науки. — 2016. — № 45. — С. 110—121.

19. Чайников В. В., Крючкова Л. А. Практика использования техногенных ресурсов черной и цветной металлургии в России и за рубежом. — М., 1994. — 30 с.

20. Noviks G. Eco-innovative solutions for the processing of technogenic mineral resources // Environment. Technology. Resources. Proceedings of the International Scientific and Practical Conference. 2019. Vol. 1. Pp. 204—209. DOI: 10.17770/etr2019vol1.4050.

21. Abay A., Imbuga M., Malik Ch. , Singh K., Borodin D.. Geo-Resources Recycling as the Way of Mining Wastes Disposing // International Innovative Mining Symposium. 2018. Vol. 41. Article 02010. DOI: 10.1051/e3sconf/20184102010.

22. Sapsford D., Cleall P., Harbottle M. In situ resource recovery from waste repositories: exploring the potential for mobilization and capture of metals from anthropogenic ores // Journal of Sustainable Metallurgy. 2017. Vol. 3. No. 2. Pp. 375—392.

23. Justo J. L., Morales A.-Esteban, Justo E., Jiménez F.A.-Cantizano, Durand P., VázquezBoza M. The dry closure of the Almagrera tailings dam: detailed modelling, monitoring results and environmental aspects // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2019. Vol. 78. No 5. Pp. 3175—3189. DOI: 10.1007/s10064-018-1342-2.

24. Triantafyllidis S., Loupasakis C., Tsangaratos P. Geochemical modeling-based rehabilitation proposal for abandoned sulfidic flotation mill tailings, Kirki, Thrace, NE Greece // Environmental Earth Sciences. 2016. Vol. 75. No 21. DOI: 10.1007/s12665-016-6213-1.

25. Litvintsev V. S., Sery R. S., Banshchikova T. S., Sas P. P. Appraisal and development of gold-containing mine waste in the Amur River Area // Journal of Mining Science. 2016. Vol. 52. No 2. Pp. 286—292.

26. Грехнев Н. И., Рассказов И. Ю. Геохимическая трансформация отходов обогащения руд в горнопромышленных районах юга Дальнего Востока // Тихоокеанская геология. —2016. — Т. 35. — № 2. — С. 107—113.

27. Вернадский В. И. Живое вещество. — М.: Наука, 1978. — 357 с.

28. Колесников Б. П., Моторина Л. В. Методы изучения биогеоценозов в техногенных ландшафтах / Программа и методика изучения техногенных биогеоценозов. — М., 1978. — С. 5—12.

29. Карпов Ю. А., Савостин А. П. Методы пробоотбора и пробоподготовки. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. — 243 с.

30. Василенко В. Н., Назаров И. М., Фридман Ш. Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. — Л.: ГИМИЗ, 1985. — 182 с.

31. Руководство по контролю загрязнения атмосферы РД 52.04.186-89 [Электронный ресурс]. — М., 1991. — 695 с. Доступ из справ.-правовой системы «Техэксперт».

32. Охрана природы (ССОП). Атмосфера. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ ГОСТ 17.2.4.02-81 [Электронный ресурс]. — М.: Стандартинформ, 1981. — 2 с. Доступ из справ.-правовой системы «Техэксперт».

33. Охрана природы (ССОП). Почвы. Общие требования к отбору проб ГОСТ 17.4.3.01-2017 [Электронный ресурс]. — М.: Стандартинформ, 2018. — 8 с. Доступ из справ.-правовой системы «Техэксперт».

34. Охрана природы (ССОП). Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа ГОСТ 17.4.4.02-2017 [Электронный ресурс]. — М.: Стандартинформ, 2018. — 10 с. Доступ из справ.-правовой системы «Техэксперт».

35. Корма. Отбор проб ГОСТ ISO 6497-2014 [Электронный ресурс]. — М.: Стандартинформ, 2016. — 20 с. Доступ из справ.-правовой системы «Техэксперт».

36. Черных Н. А., Сидоренко С. Н. Экологический мониторинг токсикантов в биосфере. Монография. — М.: Изд-во РУДН, 2003. — 430 с.

37. Ферсман А. Е. Геохимия России. Вып. 1. — Петроград: Научное химико-техническое издательство, 1922. — 229 с.

38. Склярова Г. Ф., Крупская Л. Т. К вопросу разработки рациональных технологий по переработке отходов обогатительных фабрик Солнечного ГОКа (Дальний Восток) // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2013. — № 5. — С. 138—144.

39. Крупская Л. Т., Майорова Л. П., Орлов А. М., Зверева В. П., Изотов Д. В., Морин В. А., Леоненко А. В., Голубев Д. А. Патент РФ № 2486733, 10.07.2013 Способ рекультивации земель, нарушенных токсичными отходами, складированными в хвостохранилище, в условиях муссонного климата. 2011. Бюл. № 19.

40. Крупская Л. Т., Растанина Н. К., Голубев Д. А., Филатова М. Ю. Патент РФ № 2672453, 14.11.2018 Состав для пылеподавления для рекультивации поверхности хвостохранилища. 2017. Бюл. № 32.