Оценка воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду и природных рисков освоения рудных месторождений Камчатки

Введение

Актуальность работы . Природный потенциал полуострова Камчатка составляют минерально-сырьевые, геотермальные, рыбные, охотничье-промысловые, лесные, пастбищные и рекреационные ресурсы. Традиционно, ведущую роль в экономике Камчатки играют рыбные ресурсы. Высок, но очень слабо используется рекреационный и минерально-сырьевой потенциал.

В последние годы вопрос об освоении минерально-сырьевых ресурсов Камчатки приобрел первостепенное значение для экономики региона в связи с низкими поступлениями в бюджет области доходов от рыбной промышленности, частичным или полным упадком в животноводстве, пастбищном оленеводстве и лесной отрасли. Освоение минерально-сырьевых ресурсов, основу которых составляют месторождения цветных и благородных металлов, вызывает обеспокоенность экологов и местного населения из-за существующей вероятности нанесения ущерба окружающей среде в результате добычи и переработки руд.

Современные методики экологической оценки рудных месторождений ориентированы на выявление источников, оценку воздействия и расчеты ущербов от геологоразведочных работ и последующей добычи и переработки руд (Сает и др., 1986, Головин и др., 2000, Россман и др., 2000). В последние годы большое внимание уделяется также оценке природных рисков при хозяйственном освоении территорий (Дзекцер, 1992, Рагозин, 1999). Для условий горнорудного производства соединение этих двух аспектов имеет важное практическое значение. Учитывая особый статус Камчатки (к особо охраняемым территориям относится около 30% площади полуострова), комплексный подход к проблеме экологической безопасности на основе оценки природных рисков и ущербов от геологоразведочного и горнорудного производства является весьма актуальным.

Целью исследований являлось определение основных видов и масштабов воздействия геологоразведочных работ на окружающую среду, оценка ущербов от механических нарушений ландшафтов и их загрязнения химическими элементами, оценка природных рисков в районах планируемого развития горнорудного производства.

Задачи исследования:

1.        определение степени нарушенности ландшафтов в районах проведения геологоразведочных работ;

2.        изучение состава и определение параметров и характеристик природных и техногенных геохимических аномалий в компонентах окружающей среды;

3.        определение форм нахождения ведущих элементов-загрязнителей в почвах и техногенных образованиях на разведанных месторождениях;

4.        оценка ущерба окружающей среде в результате проведения геологоразведочных работ;

5.        выявление опасных природных процессов и оценка природных рисков в районах планируемой разработки полезных ископаемых;

6.        районирование территории Камчатки по уровню природных рисков на основе критериев, разработанных при изучении эталонных объектов, расположенных в различных ландшафтных условиях.

Научная новизна работы

- на примере Камчатки показано, что в областях современного вулканизма при формировании преимущественно закрытых вторичных ореолов рудных месторождений природное загрязнение почв, донных отложений, вод и растительности минимально и не зависит от типа руд; техногенное загрязнение от отвалов канав и штолен проявляется только в почвах и донных отложениях, и за исключением медных месторождений, имеет низкий уровень;

- изучены формы нахождения элементов-загрязнителей в отвалах канав и штолен на месторождениях Камчатки и установлено преобладание их труднорастворимых форм, что снижает опасность техногенного загрязнения окружающей среды;

- впервые для районов работ техногенные отвалы разведочных выработок охарактеризованы не только как источники загрязнения окружающей среды, но и как геохимические барьеры двух типов – сорбционные и карбонатные, частично препятствующие распространению загрязнения в компоненты окружающей среды;

- впервые для районов с различной проявленностью эндогенных и экзогенных геологических процессов и природного загрязнения оценены природные риски и на основе разработанной шкалы проведено районирование Камчатки по их уровню.

Практическая значимость работы заключается в том, что в результате выполненных исследований на пяти наиболее подготовленных к промышленному освоению золото- и меднорудных месторождениях определены состав, параметры и характеристики природно-техногенного загрязнения и площади механических нарушений ландшафтов, на основании которых проведены расчеты ущербов окружающей среде. Показано, что суммарная величина ущерба от механических нарушений и техногенного загрязнения возрастает на изученных объектах в ряду золото-медные – золото-сульфосольные – золото-полисульфидные месторождения и определяется тремя факторами: методикой разведки месторождений, ландшафтными условиями, составом и степенью концентрации элементов-загрязнителей в техногенных образованиях. Ранжирование районов месторождений по степени проявленности опасных эндогенных и экзогенных процессов и экологическому ущербу позволило сделать вывод о высокой опасности освоения Кумрочского и Родникового золоторудных месторождений. Предложенные подходы по оценке природных рисков и экологического ущерба могут быть использованы при принятии решений по отработке рудных месторождений на территории Камчатки.

Фактическим материалом послужили результаты исследований, проводившихся автором в 1997-2003 г.г. в рудных районах Южной и Центральной Камчатки.

В основу работы положены результаты анализов 676 почвенных проб, 370 проб растительности, 290 проб донных отложений, 158 проб техногенных отложений и 121 пробы поверхностных и подземных вод, выполненных в лабораториях Опытно-методической экспедиции г.Александрова, Географического факультета МГУ и ИМГРЭ, а также результаты анализов подвижных форм металлов, выполненные лично автором в лаборатории кафедры геохимии МГУ.

При выполнении работы автор использовала первичные данные кафедры геохимии геологического ф-та МГУ, Камчатского экологического центра и Камчатской поисково-съемочной экспедиции.

Защищаемые положения

1. Основные источники природного загрязнения окружающей среды на месторождениях Камчатки - рудные тела; основные загрязнители - As, Se, Hg (золото-сульфосольный тип), Pb, As, Hg (золото-полисульфидный тип); Cu (золото-медный тип). Уровень природного загрязнения в районах месторождений является минимальным - низким, определяется приуроченностью к зонам пеплопадов различной интенсивности и не зависит от типа руд.

2. Основными источниками техногенного загрязнения на рудных месторождениях являются отвалы канав и штолен. Степень концентрации основных загрязнителей (As, Hg, Pb, Cu) в отвалах характеризуется средним – высоким уровнем (Кс=10-100). Химические элементы находятся в отвалах преимущественно в труднорастворимых формах. Техногенные отвалы одновременно являются геохимическими барьерами: сорбционным при образовании глинисто-силикатных кор выветривания (для As, Zn, Cu); щелочным при образовании карбонатных кор выветривания (для As, Pb, Zn) и препятствуют загрязнению окружающей среды.

3. Основными компонентами окружающей среды, подверженными техногенному загрязнению от отвалов канав являются почвы, от штольневых отвалов – донные отложения. Состав техногенного загрязнения соответствует составу источника. Уровень техногенного загрязнения почв от отвалов канав преимущественно низкий, площади загрязнения максимальны в условиях расчлененного рельефа. Наибольшая интенсивность техногенного загрязнения почв выявлена на медных объектах, что позволяет считать их наиболее опасными. Загрязнение донных отложений от штольневых отвалов характеризуется средним уровнем и протяженностью техногенных потоков 1 км.

4. Воздействие геологоразведочных работ на окружающую среду проявляется в механических нарушениях ландшафтов и их загрязнении химическими элементами. Суммарная величина ущерба определяется ущербом от механических нарушений ландшафтов и является максимальной при разведке золоторудных месторождений в зоне интенсивных пеплопадов.

5. Разработана бальная система оценки и проведено районирование территории Камчатского полуострова по опасности природных рисков освоения месторождений полезных ископаемых. Определено, что золоторудные месторождения Кумроч и Родниковое находятся в районах с высокой степенью опасности природных рисков, характеризующихся проявлениями интенсивного вулканизма, высокой сейсмичностью, развитием опасных экзогенных процессов и загрязнением окружающей среды, что затрудняет или делает невозможным их промышленное освоение. В более благоприятных условиях расположены Асачинское, Кирганикское и Шаромское месторождения, для которых определена средняя степень опасности природных рисков и возможность их промышленного освоения.

Структура и объем работы . Диссертация состоит из “Введения”, шести глав и “Заключения”, изложенных на 164 стр. текста, содержит 64 табл., 37 рис. и список литературы из 85 наименований.

Публикации и апробация работы. Результаты исследований, полученные автором, докладывались на IY Международной конференции "Новые идеи в науках о земле" (Москва, 1999, 2001, 2003), III-ей экологической конференции студентов и молодых ученых вузов г.Москвы "Охрана окружающей среды на пороге 3-го тысячелетия в интересах устойчивого развития" (1999) и на эколого-геологической межвузовской студенческой школе в Санкт-Петербурге (2000). По теме диссертации опубликовано 14 научных работ. Автор участвовала в написании разделов 3-х научно-производственных отчетов.

Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю доценту Ю.Н.Николаеву и с.н.с. Т.В.Шестаковой за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы; профессору Д.В.Гричуку за полезные консультации, Н.А.Кондрашову за плодотворную совместную работу; Н.Ф.Пчелинцевой, И.П.Родионовой, С.В.Пушко за помощь при выполнении анализов, А.В.Аплеталину и Е.Ю.Охапкиной за содействие в оформлении работы.