ИССЛЕДОВАНИЕ  ХИМИЧЕСКОГО  СОСТАВА  ПОДЗЕМНЫХ  ВОД  ГАЙСКОГО  МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Смагина  Анастасия  Вячеславовна

магистрант  2  курса,  кафедра  экологии  и  природопользования  Оренбургский  государственный  университет,  РФ,  г.  Оренбург

E-mail:  SmaginaA@inbox.ru

Куксанов  Виталий  Федорович

научный  руководитель,  д-р  мед.  наук,  доцент  ОГУ,  РФ,  г.  Оренбург

Антропогенное  влияние  на  подземные  воды  стало  особенно  ощутимым  в  настоящее  время  в  связи  с  интенсивным  развитием  промышленности  и  сельского  хозяйства,  ростом  крупных  городов  и  расширением  урбанизированных  территорий.  Оно  проявляется  в  истощении  запасов  подземных  вод  и  ухудшении  их  качества.  На  территории  Российской  Федерации  разрабатывается  большое  количество  месторождений  твердых  полезных  ископаемых,  отработка  которых  ведется  с  организацией  мощных  систем  водопонижения,  и  водоотливом,  оказывающим  воздействие  на  геологическую  среду,  и  особенно  на  подземные  и  поверхностные  воды  [1,  с.  81].

Открытое  акционерное  общество  «Гайский  ГОК»  как  юридическое  лицо  создано  в  соответствии  с  Указом  президента  РФ  №  721  от  1  июля  1992  года.  Основной  профиль  его  хозяйственной  деятельности  заключается  в  добыче  открытым  и  подземным  способом  полезных  ископаемых  и  их  обогащение.

Промышленные  объекты  ОАО  «Гайский  ГОК»  территориально  расположены  на  4  площадках:  в  г.  Гае,  Домбаровском,  Новоорском  и  Ясненском  районах  Оренбургской  области  [2,  с.  10].

На  медно-колчеданных  месторождениях  Гайского  типа  основным  источником  загрязнения  являются  отвалы  пустых  пород  и  некондиционных  руд.  При  инфильтрации  через  них  атмосферных  осадков  в  кислородной  среде  сульфиды  окисляются,  обогащая  подземные  воды  сульфатами,  серной  кислотой,  алюминием,  железом,  цинком,  медью.  При  окислении  пирита  образуется  сульфат  железа  и  свободная  серная  кислота,  халькопирита-сульфаты  железа,  меди  и  H₂SO₄,  сфалерита-сульфат  цинка  и  серная  кислота.  Последняя  растворяет  и  разрушает  алюмосиликаты  в  рудосодержащих  и  пустых  породах,  насыщая  подземные  воды,  кроме  того,  кальцием,  магнием,  тяжелыми  металлами.  За  счет  этого  минерализация  подотвальных  вод  на  Гайском  ГОКе  выросла  до  25—40  г/дм³,  они  стали  сильнокислыми  (рН  2,0—3,5),  железистыми  (Fe  >  500  мг/дм³),  ультрасульфатными  [5,  с.  10].

На  Гайском  месторождении  проеобладают  воды  хлоридно-сульфатного  кальциево-магниевого  состава  (51  %),  хлоридно-сульфатные  магниево-кальциевые  (17  %). 

Наличие  сульфатов  в  грунтовых  водах  обусловлено  выветриванием  пород  и  биологическими  процессами  в  водоносных  слоях.

Содержание  сульфатов  в  подземных  водах  также  может  быть  вызвано  перетоком  в  намечаемый  к  использованию  водоносный  горизонт  вод  из  других  водоносных  горизонтов.  Увеличенное  содержание  сульфатов  говорит  о  повышенном  растворенном  остатке  воды. 

Повышенное  содержание  сульфатов  ухудшают  органолептические  свойства  воды  и  оказывают  физиологическое  воздействие  на  организм  человека.

Наименьшее  количество  загрязняющих  веществ  в  пруду  —  накопителе  №  1.  Концентрация  сульфат-ионов  —  0,58*10⁶  т,  хлорид-ионов  —  0,21*10⁶  т. 

Обработка  материалов  позволила  сделать  вывод,  что  на  территории  месторождения  и  прилегающих  к  нему  землям  сформировался  единый  техногенно-природный  горизонт  грунтовых  вод,  залегающий  на  глубине  от  0,5  до  8  м.  УГВ  близкий  к  поверхности  сформирован  во  всех  наблюдаемых  скважинах. 

Режим  уровня  подчинен  как  природным,  так  и  антропогенным  факторам.  Колебания  уровня  грунтовых  вод  составляют  от  0,3—0,6  м  до  1,5—2  м/год,  а  в  ряде  случаев  до  3,5  м/год.

Шламонакопители  являются  серьезным  источником  гидродинамического  воздействия  на  окружающую  среду,  вызывая  изменение  уровня  подземных  вод,  что  приводит  к  отрицательным  явлениям  в  селитебной  зоне.  Подотвальные  воды  являются  источником  загрязнения  поверхностных  водоемов,  грунтовых  вод  и  почвы  токсичным  соединениями.

В  основании  шламонакопителей  преобладают  суглинок,  коричневая  глина  и  кора  выветривания  глины;  в  основании  хвостохранилища  —  суглинки,  кора  выветривания  глины,  глины  пестроцветные,  что  значительно  снижет  уровни  фильтрации  [4,  с.  14].

Концентрация  ионов  меди  и  цинка  на  всех  исследуемых  гидронаблюдательных  скважинах  в  течение  5  лет  (2007—2011  гг.)  составляет  менее  0,002  мг/л,  что  не  превышает  ПДК.

На  протяжении  2007—2011  гг  в  скважинах,  объектами  наблюдения  которых  являются  отвалы  пустых  пород  превышения  концентрации  сульфат-ионов  не  наблюдается.  Остальные  7  гидронаблюдательных  скважин,  объектами  наблюдения  которых  являются  хвостохранилище  и  осветленный  пруд  превышение  ПДК  от  1,2  до  7  раз.

В  скважинах,  объектами  наблюдения  которых  являются  пруд  —  накопитель  №  1,  северная  и  южная  части  с.  Калиновка  превышение  концентрации  хлорид-ионов  не  наблюдается.  В  скважинах,  объектами  наблюдения  которых  являются  хвостохранилище  и  осветленный  пруд  превышение  ПДК  до  7,7  раза.

Во  всех  исследуемых  скважинах  отмечается  превышение  концентрации  ионов  железа  от  1,2  до  120  раз.

Промышленные  отходы  накапливаются  в  специально  подготовленных  емкостях,  в  которых  в  целях  защиты  от  загрязнения  почвы,  подземных  вод  и  поверхностных  водоисточников,  дно  и  откосы  оборудуются  противофильтрационными  устройствами.

Методы  расчетов  по  определению  предельного  содержания  токсичных  соединений  в  промышленных  отходах,  сбрасываемых  в  накопители,  основаны  на  том,  что  количественная  величина  накопления  отходов  должна  быть  различной  для  каждого  природного  региона  с  учетом  его  возможностей  принимать,  усваивать  и  нейтрализовать  загрязняющие  вещества,  снижая  при  этом  загрязнение  биосферы,  не  представляющих  опасность  для  здоровья  людей  и  нормальной  жизнедеятельности  фауны  [4,  с.  15].

Абсолютное  количество  (масса)  загрязняющего  вещества  в  гидронаблюдательных  скважинах  при  накопителях  ОАО  «Гайский  ГОК»  представлено  в  таблице  1.

Таблица  1. 

Абсолютное  количество  загрязняющего  вещества

Наибольшее  количество  загрязняющих  веществ  находится  в  кислом  пруду.  Наибольшее  количество  сульфат-ионов  —  0,58*10⁶  т,  хлорид-ионов  —  2,98*10⁶  т.  Менее  всего  в  пруду  концентрация  ионов  железа  —  0,03*10⁶  т.

Наименьшее  количество  загрязняющих  веществ  в  пруду-накопителе  №  1.  Концентрация  сульфат-ионов  —  0,58*10⁶  т,  хлорид-ионов  —  0,21*10⁶. 

Наличие  мощной  толщи  покровных  отложений,  распространение  трещинно-поровых  вод  являются  основополагающими  факторами  в  формировании  химического  состава  подземных  вод  Гайского  медноколчеданного  месторождения.  Распространение  высокоминерализованных  хлоридных  вод  на  небольших  глубинах  обуславливается  интенсивной  нарушенностью  продуктивной  толщи  надвигами,  сбросами,  а  также  флексурными  складками  [7,  с.  3].

Список  литературы:

1. Государственный  доклад  «О  состоянии  и  использовании  водных  ресурсов  Российской  Федерации  в  2009  году»,  М.:  НИА  «Природа»,  2010.  —  151  с.
2. Калиев  А.Ж.  Анализ  состояния  подземных  вод  и  открытых  водоисточников  в  районе  Гайского  медноколчеданного  месторождения/  Калиев  А.Ж.,  Артамонова  С.В.  Оренбург,  Оренбургский  государственный  университет,  2010  г.
3. Орадовская  А.Е.,  Лапшин  Н.Н.  Санитарная  охрана  водозаборов  подземных  вод.  М.:  Издательство  «Недра»,  1987.  —  15  с.
4. Предельное  содержание  токсичных  соединений  в  промышленных  отходах  в  накопителях,  расположенных  вне  территории  предприятия  (организации),  1985.  —  15  с.
5. Программа  мониторинга  за  подземными  и  поверхностными  водами  Гайского  медноколчеданного  месторождения,  г.  Верхняя  Пышма,  2000.  —  10  с.
6. Тарасова  Т.Ф.,  Л.Г.  Гончар,  Г.Б.  Зинюхин  Мониторинг  водных  объектов.  Методические  указания  к  лабораторному  практикуму,  Оренбург,  2004.  —  76  с.
7. Шевченко  О.А.,  Осипенко  А.Б.,  Киященко  С.В.  Геохимия  подземных  вод  каменноугольных  отложений  Донбасса  (на  примере  Красноармейского  района).  г.  Донецк,  Донецкий  национальный  технический  университет,  кафедра  «ПИ  И  ЭГ»,  2006  г.