ВЛИЯНИЕ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ИХ ОТРАБОТКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

ВЛИЯНИЕ НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ОБСТАНОВКУ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

    Особенно сильное влияние на состояние окружающей среды оказывают преобразования рудных месторождений, связанные с их изменениями в приповерхностной области. Самыми существенными в этом отношении являются процессы окисления и растворения сульфидов, приводящие к возникновению хорошо растворимых в воде сульфатов. Общую схему преобразования сульфидов в этой зоне можно проиллюстрировать на примере пирита (FeS₂) - наиболее широко распространенного рудного минерала:

2FeS₂ + 7O₂ + 2H₂O = 2FeSO₄ + 2H₂SO₄

Сульфат железа (FeSO₄) - неустойчивое соединение, а образующаяся H₂SO₄ усиливает кислотные свойства подземных вод и интенсифицирует процессы окисления.
    Высвобождение элементов, в том числе и токсичных, при окислении сульфидов и их миграция в подземные воды может приводить к широкому рассеиванию компонентов с последующим концентрированием их в различных объектах окружающей среды. При этом фиксированный разнос отдельных компонентов в водах колеблется от сотен метров до нескольких километров.
    Значительное влияние на переход элементов из рудных тел в растворы оказывают микроорганизмы. Под действием бактерий в раствор переходит металлов в несколько тысяч раз больше, чем при простом окислении. Многие выносимые в процессе окисления элементы накапливаются в донных илах, особенно при наличии в них гидроокислов железа и марганца и органического вещества. Наблюдается рост содержания рудных элементов в почвах и растениях. Растения можно сравнить с мощными насосами, перекачивающими минерализованные растворы на дневную поверхность. Отмирание зеленой массы растений приводит к повторному и часто более сильному загрязнению тяжелыми металлами поверхностного слоя почв, а ее сжигание - к загрязнению атмосферы.
    В областях влияния зон окисления сульфидных месторождений отмечено угнетающее, а иногда и губительное воздействие высвобождающихся из рудных минералов токсичных элементов на растительные сообщества. На площадях медных месторождений Южного Урала и Казахстана часто встречаются участки, лишенные растительности. К гибели растений приводят высокие концентрации мышьяка в почвах на золоторудных месторождениях Восточного Забайкалья, Казахстана, Узбекистана. Избыток марганца вызывает серую пятнистость овса, избыток цинка, меди и кобальта - появление белых омертвевших пятен на листьях растений, а молибдена - задержку в росте и т.д.
Развитие гидрогеохимических и биогеохимических ореолов рассеяния рудных компонентов значительно расширяет области влияния месторождений на окружающую среду, а высокая миграционная способность многих токсичных элементов сказывается на ухудшении общей экологической обстановки. Например, во многих районах Сибири и Урала повышенное содержание меди в водах связано именно с влиянием природных рудных концентраций. В Горном Алтае в ртутнорудных поясах, протягивающихся на сотни километров, горно-лесные почвы содержат до 1,6-2,4 г/т Hg при фоновом содержании в почвах за пределами этих поясов на уровне 0,02-0,12 г/т. В Восточной Монголии на территории свыше 10 тыс. км² в зоне влияния пояса месторождений плавикового шпата (CaF₂) постоянными являются повышенные концентрации фтора в подземных водах, в том числе и в питьевых.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ОТРАБОТКОЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

    Отработку месторождений, как правило, ведут подземным или открытым (карьерным) способами. При подземной отработке на поверхность поступает относительно мало раздробленной породы и руды. Однако и этого количества извлекаемого материала достаточно, чтобы нарушить естественное состояние окружающей среды в районе действующих горнорудных предприятий. Породы, вмещающие рудные тела и всегда в той или иной мере обогащенные металлами, остаются на поверхности в виде отвалов, которые являются источником захламления территорий и возможного извлечения из них токсичных элементов в результате окисления и выщелачивания.
    Серьезной проблемой являются рудничные воды, которые часто значительно обогащены рудными элементами, в том числе и токсичными. Так, на изучавшемся нами золоторудном месторождении Богунай на юге Красноярского края рудничные воды из штольни, которую проходили в конце 40-х годов, содержат 1,5 г/л Zn (в механическом осадке - 0,3 г/кг). Эти воды попадают в р. Богунай, впадающую через 12 км в р. Кан - правый приток Енисея. При водотоке из штольни, равном 10-15 л/мин., выносимый объем цинка существенно сказывается на уровне содержания этого высокотоксичного элемента в речной системе. В рудничных водах Богуная в повышенных количествах присутствуют также медь, свинец, ртуть. В рудничных водах медных месторождений Урала (Гайское и др.) содержится около 40 г/л Cu, 10 г/л Zn и 0,4 г/л As; pH таких вод находится на уровне 2,5-3.
    При открытой разработке месторождений карьерами происходит значительное нарушение поверхности и резко возрастает масса извлекаемой породы. В местах отработки появляются большие объемы отвалов породы, которая из-за низких содержаний в ней рудных компонентов не идет на переработку. Практикуемое использование подобной породы для строительных целей и дорожных покрытий также может привести к ухудшению экологической обстановки, при этом неблагоприятные последствия могут проявиться через значительное время.
Применение взрывных работ в карьерах приводит к резкому увеличению разноса рудного материала, часто выпадающего на значительном расстоянии от места отработки. Так, при разработке медно-молибденового месторождения Эрдэнэтуин-Обо (Северная Монголия) следы рудных компонентов обнаруживали на расстоянии около 100 км (по данным снеговой съемки).
    Масштабы карьерных разработок во многих случаях значительны. Поэтому из хозяйственного оборота выключаются значительные площади. Чтобы как-то уменьшить неблагоприятные последствия от эксплуатации рудных месторождений, в последнее время начинают использовать другие системы отработки, например, выщелачивание рудных минералов (в простом варианте - серной кислотой) и извлечение полезных компонентов из раствора путем сорбции. Этот способ применяется при подземном (без извлечения руды из недр) и кучном (складируется извлеченная руда) выщелачивании. Здесь возникают экологические проблемы, связанные в основном с контролем за движением раствора. При хорошей организации работ экологические последствия при данном способе отработки можно свести к минимуму. Выщелачивание уже сейчас широко практикуется при отработке медных, урановых и золоторудных месторождений. В США таким способом получают около 20% всей добываемой меди.

Следующая страница