Комплексов на среду

При изучении горнопромышленных ландшафтов весьма важным является геохимический аспект техногенеза, проявляющийся в извлечении химических элементов из недр и их последующей концентрации в виде техники, сложных инженерных сооружений и отходов. Особую опасность представляют складированные на земной поверхности отходы. Они являются источником вторичного рассеивания химических элементов в ландшафтах, что зачастую приводит к загрязнению природной среды. Складированные отходы могут быть использованы в народном хозяйстве как заместительные материалы при производстве строительных материалов, в качестве удобрений после технологической переработки и для иных целей, поэтому необходимы фундаментальные научные исследования по их переработке и использованию.

При добыче полезных ископаемых происходит трансформация геологических структур, рельефа, почв, растительности, рисунка гидрографической сети и химического состава поверхностных и подземных вод. Радикальным изменениям подвергаются структура веществ в миграционных потоках за счет вовлечения в них новых элементов и их соединений, чуждых для данного ландшафта, зачастую в количествах, превышающих норму на несколько порядков, вызывающих его загрязнение. Наиболее интенсивные проявление загрязнений – это:

· пылегазовые выбросы, загрязняющие атмосферный воздух и образующие крупные геохимические аномалии в почвах, отличающиеся высокой контрастностью;

· дефляция, химическая денудация (карст) и флювиальная эрозия хвостохранилищ, вследствие чего образуются интенсивные потоки рассеяния в водах и локальные ореолы рассеяния в почвах;

· стоки рудничных вод и шламы обогатительных фабрик, формирующие интенсивные и протяженные поток рассеяния в водных системах;

· потери вещества при погрузочно-разгрузочных работах и транспортировке пород, в результате которых происходит загрязнение почв;

· образование вторичных ореолов рассеяния в почвах, потоков рассеяния и гидрогеохимических аномалий в водах.

Интенсивное хозяйственное освоение территории для развития горной промышленности и хозяйственного освоения для иных целей создает дефицит земельных ресурсов. В настоящее время активное развитие техногенеза привело к освоению 56 % поверхности Земли. Особенно дефицитные площади в пределах развития горно-добывающей и горно-перерабатывающей промышленности. При добыче угля и сланцев нарушено около 190 тыс. га земель, руд черных металлов – более 350 тыс. га, строительных материалов и горно-химического сырья – более 290 тыс. га. При закрытой разработке 1 млн т ископаемого сырья отчуждается около 8 га земельных угодий, при открытой разработке – до 29 га на 1 млн т ископаемого сырья. Значительные площади занимают отвалы, хвосто- и шламохранилища [89].

Разнообразие химического состава горнопромышленных отходов обусловлено различным генезисом пород и определяется набором химических элементов, составляющих минеральные компоненты вскрышных пород, извлекаемых руд, шлаков, твердых хвостов, а также реагентов, используемых при обогащении. При этом на одном и том же месторождении отвалы «пустых» пород (связанных с проходкой стволов или вскрышными работами), хвостов (отходов обогащения) имеют в своем составе набор химических элементов идентичный рудам.

В отвальных породах исследователи отмечают высокие значения содержания ряда элементов-примесей, особенно Cd, Pb, As. Сильно токсичны отвалы прошлых лет, когда в отходы шла порода с более высокой долей полезного компонента, чем в настоящее время. Во всех породах отмечается широкий спектр примесных элементов (Bi, Te, Se, Mn, Sb и др.), содержание которых превышает местный фон на несколько порядков. Это положение относится ко всем отвальным породам.

Значительные геохимические изменения ландшафтов связаны с добычей угля, что обусловлено высокой концентрацией многих элементов в угле и большой массой сырья, извлекаемого при добыче (ежегодная мировая добыча составляет несколько миллиардов тонн). В углях концентрируется свыше 30 химических элементов, содержание которых в сотни и тысячи раз выше, чем в других осадочных породах. Состав типоморфных элементов зависит от геологических условий формирования месторождения и включает такие элементы как золото, германий, уран, кадмий, висмут, вольфрам, мышьяк, сурьма, бериллий, цинк, свинец, ртуть, редкоземельные элементы, сера, железо.

Поступление техногенных элементов в ландшафт происходит главным образом из отвалов вскрышных пород, пыление которых приводит к повышенной концентрации пыли в воздухе, а размыв дождевыми и талыми водами – к загрязнению поверхностных и подземных вод. Геохимические особенности этих ландшафтов в значительной степени определяются процессами окисления сульфидов железа и других металлов, содержащихся в углях. Их поступление с пылью и талыми и дождевыми водами в почвы приводит к резкому увеличению содержания сульфатов в почвах и водах. Возрастает кислотность почв, меняются условия миграции химических элементов, часть из которых переходит из слаборастворимых сульфидов в оксидные и водорастворимые сульфатные формы, происходит формирование сернокислых ландшафтов. Поэтому в районах добычи угля наблюдается не только концентрация типоморфных элементов углей, но и их сернокислое выщелачивание. Оно приводит к формированию аномалий на щелочных и сорбционных барьерах, расположенных на значительном удалении от места добычи угля.

В Беларуси среди отходов горнодобывающей отрасли преобладают галитовые отходы и глинисто-солевые шламы (около 80 % от общего объема производственных отходов), накапливающиеся в солеотвалах и шламохранилищах вблизи г. Солигорска.

В следствие ветровой эрозии солеотвалов и сдувания ветром соленой воды шламохранилищ, а также пылегазовыбросов обогатительных фабрик и цехов грануляции интенсивно проявляется процесс засоления почв, что приводит к снижению урожайности сельхозкультур, уничтожению кустарниковой, древесной и другой растительности. Содержание солей в подземных водах зоны влияния калийных комбинатов достигает нескольких десятков граммов на литр, что на несколько порядков превышает предельно допустимые концентрации. За время существования калийных производств в подземные воды мигрировало более 35 млн. т хлоридно-натриевых солей, в составе которых, кроме NaCl, KCl, MgCl₂ и СaCl₂, содержатся микроэлементы: Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Cd. В настоящее время площадь зоны засоления только по второму и третьему рудоуправлениям составляет порядка 2 тыс. га для третьего (палеоген-неогенового) водоносного горизонта и около 1,4 тыс. га для более глубокого первого горизонта [90].