Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Физико-географическая характеристика башкирского зауралья 9
1.1. Географическое положение района исследований 9
1.2. Геологическое строение и полезные ископаемые 12
1.3 Рельеф 23
1.4. Климатические условия 26
1.5. Внутренние воды 32
1.5.1. Поверхностные воды 32
1.5.2. Подземные воды 35
1.6. Особенности почвенного покрова 37
1.7. Растительный мир 44
1.8. Животный мир 49
ГЛАВА 2. Географо-экологическая оценка природно- антропогенных комплексов башкирского зауралья 51
2.1. Вопросы классификации ландшафтов Башкирского Зауралья 51
2.2. Методика геоэкологических исследований 61
2.3. Геоэкологическая оценка нарушенности ПАК Башкирского Зауралья 65
ГЛАВА 3. Экологические проблемы башкирского зауралья 73
3.1. Экогеохимия горнорудных районов 73
3.2. Экологические проблемы, связанные с деятельностью предприятий горнорудного комплекса БашкирскогоЗауралья 75
3.2.1. Экологические проблемы, связанные с добычей и переработкой полезных ископаемых 78
3.2.2. Источники и оценка масштабов загрязнения атмосферного воздуха 83
3.3. Сельскохозяйственные ландшафты 89
3.3Л . Влияние горнопромышленного комплекса на сельскохозяйственные угодья 95
3.4. Лесные ландшафты 105
3.5. Влияние техногенной нагрузки на водные ландшафты ПО
3.5.1. Влияние техногенной нагрузки на поверхностные воды... 111
3.5.2. Влияние техногенной нагрузки на подземные воды 115
3.6. Городские ландшафты 122
ГЛАВА 4. Рекомендации по оітгимизации природопользования в башкирском зауралье 130
4.1. Особенности рекультивации нарушенных земель 132
4.2. Возможности использования вскрышных пород 136
4.3. Проблемы утилизации промышленных и бытовых отходов .138
4.4. Охрана атмосферного воздуха 140
4.5. Вопросы охраны и рационального использования поверхностных и подземных вод 145
4.6. Планирование природопользования 149
Заключение 154
Литература 155
- Географическое положение района исследований
- Вопросы классификации ландшафтов Башкирского Зауралья
- Экологические проблемы, связанные с добычей и переработкой полезных ископаемых
- . Влияние горнопромышленного комплекса на сельскохозяйственные угодья
Введение к работе
Актуальность исследования
В настоящее время особую актуальность приобретает комплексное исследование природы различных регионов страны в целях рационального природопользования и разработки географического прогноза. Качество научного обоснования вопроса рационального природопользования зависит, прежде всего, от глубины наших знаний об особенностях развития и свойствах природно-антропогенных комплексов (ПАК). Изучение изменений природы под влиянием хозяйственной деятельности человека и развития географического прогнозирования требует пристального внимания к процессам, протекающим в ПАК. При этом очень важно познать разнообразие форм преобразования природы, отделить естественные изменения от антропогенных. Если величины, характеризующие естественные преобразования среды, сохраняют свои средние значения в течение длительного промежутка времени, то изменения, вызванные хозяйственной деятельностью, могут привести к очень быстрому, порой необратимому процессу трансформации окружающей среды (ОС). Эти изменения, носящие негативный характер, чаще всего связаны с ошибками в технической и экономической политике, недостаточной изученностью возможных последствий антропогенного воздействия, недоучетом возможностей природы к воспроизводству ресурсов и к саморегулированию.
Решение этих вопросов особо важно для Башкирского Зауралья -территории развития цветной металлургии Республики Башкортостан. В условиях продолжительной эксплуатации существующих и освоения новых месторождений медно-колчеданных руд наблюдается резкое обострение экологической ситуации на окрестных территориях и в центрах горнодобывающей промышленности. Это проявляется в ухудшении качества поверхностных и подземных вод, в изменении форм рельефа, истощении земельных ресурсов, в снижении биоразнообразия растительного и животного мира. Однако масштабы экологического ущерба от деятельности предприятий
горнорудной промышленности в указанных ПАК до сих пор остаются не оцененными.
Цель и задачи исследования
Целью работы является изучение современного геоэкологического состояния природно-антропогенных комплексов Башкирского Зауралья и их изменений под влиянием хозяйственной деятельности и разработка рекомендаций по оптимизации природопользования. В соответствии с обозначенной целью поставлены следующие задачи:
дать современную физико-географическую характеристику района исследования;
установить степень техногенного загрязнения воздуха, почв, поверхностных и подземных вод;
провести факторный анализ интенсивности загрязнения природных компонентов;
определить уровень нарушенное ПТК в результате воздействия хозяйственной деятельности;
-обосновать рекомендации по оптимизации природопользования в Башкирском Зауралье.
Объектом исследования являются природно-антропогенные комплексы, испытывающие интенсивное влияние предприятий горнодобывающей промышленности.
Предметом исследования является антропогенные изменения и геоэкологическая оценка ландшафтов Башкирского Зауралья.
Методы исследований и использованные материалы
Основным методом исследований определен комплексный географо-экологический анализ на основе собственных полевых материалов, изучения фондовых и литературных источников, экстрополяции геологических, климатических, почвенных, геоботанических карт и дешифрирования космо- и аэрофотоснимков. При этом в 1997-2003 гг проводились как камеральные, так и полевые исследования по общепринятой в геоэкологии системе методических подходов.
Использовались экспериментальные данные геохимического анализа проб почвенного покрова территории и окрестностей г.Сибая, г. Учалы в 1992-2000 годах, полученные лабораторией геохимии Юго-восточной геологоразведочной экспедиции, Учалинского филиала АО «Башкиргеология» и Управления государственного аналитического контроля, поверхностных вод - Сибайского, Учалинского, Абзелиловского, Баймакского районных комитетов санэпиднадзора. Были использованы материалы определения характеристик растительности на площадях по общепринятой методике, полученные при участии автора в 1998-2000 годах (450 описаний), сведения Сибайского и Учалинского территориальных управлений экологической безопасности за 1997-2003 гг. Общим принципом всех исследований при подготовке работы являлся системный анализ факторов антропогенной трансформации ландшафтов.
Научная новизна работы состоит в следующем: - на основе применения системного подхода и комплексной оценки экологической обстановки, дана характеристика основных видов ПАК в районах действия предприятий по добыче и переработке медно-колчеданных
руд;
- впервые произведена оценка техногенной трансформации ПТК от
воздействия хозяйственной деятельности;
- составлена картосхема нарушенности ПАК Башкирского Зауралья;
- подготовлен прогноз изменения экологической ситуации района
исследований до 2020 года.
Наиболее существенные научные результаты, полученные лично автором, состоят в следующем:
дана геоэкологическая оценка природно-антропогенных комплексов Башкирского Зауралья;
составлена картосхема нарушенности ПАК и прогноз их изменения до 2020 года;
установлена степень техногенного загрязнения воздуха, поверхностных и подземных вод, почв;
- подготовлены геоэкологические рекомендации по оптимизации природопользования в районе исследования.
Практическая значимость работы заключается в установлении степени и причин техногенного загрязнения воздуха, почв, поверхностных и подземных вод, нарушенности ПАК Башкирского Зауралья, что определяет основные направления оптимизации природопользования в районе исследования.
Использование результатов исследования подтверждается документами о внедрении результатов исследования Министерством природных ресурсов Республики Башкортостан при разработке республиканской целевой программы «Об обеспечении экологической безопасности горноуральских и зауральских районов Республики Башкортостан» (2000-2005 гг.) и Министерством образования и науки Республики Башкортостан при подготовке учебных программ по дисциплинам регионального компонента: «Система экологического мониторинга», «Экология в Республике Башкортостан». Основные положения и выводы диссертационной работы могут использоваться администрациями Хайбуллинского, Баймакского, Абзелиловского и Учалинского районов, городов Сибая, Учалы и Баймака для планирования землепользования, а также в качестве краеведческого материала при проведении учебных занятий по экологии и географии в вузах, общеобразовательных школах, лицеях и гимназиях Башкортостана.
На защиту выносятся следующие положения: 1.Геоэкологическая оценка природно-антропо генных комплексов Башкирского Зауралья, претерпевающих значительные изменения в связи с деятельностью открытых акционерных обществ «Башкирский медно-серный комбинат» (БМСК), «Учалинский горно-обогатительный комбинат» (УГОК), Бурибайского рудоуправления (БРУ), Тубинского, Миндякского рудников, Семеновской золотоизвлекательной фабрики (СЗИФ), а также в связи с влиянием агропромышленного комплекса (АПК).
Особенности техногенного загрязнения воздуха, поверхностных и подземных вод, почв.
Картосхема нарушенное ПАК, составленная на основе анализа литературных, картографических источников, материалов полевых исследований и космо- и аэрофотоснимков.
Рекомендации по оптимизации природопользования в Башкирском Зауралье.
Апробация работы Основные положения диссертации докладывались автором на международной научно-практической конференции «Геоэкология в Урало-Каспийском регионе» (Уфа, 1996), республиканской конференции «Социально-экономические и экологические проблемы развития Уральского региона Республики Башкортостан» (Сибай, 1999), на съезде Русского географического общества (Архангельск, 2000), на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы геоэкологии на Южном Урале» (Оренбург, 2003), на межвузовской научно-практической конференции «Биоразнообразие, проблемы его сохранения в южном регионе Республики Башкортостан и на сопредельных территориях» (Стерлитамак, 2003), на межвузовской научно-практической конференции «Организация территории: статистика, динамика, управление» (Уфа, 2004),на региональной научно-практической конференции «Проблемы географии Урала и сопредельных территорий» (Челябинск, 2004),на заседаниях кафедры физической географии Башкирского государственного педагогического университета.
Автор выражает сердечную благодарность научному руководителю, заслуженному работнику народного образования Республики Башкортостан, отличнику высшей школы СССР, академику, кандидату географических наук, профессору Ринату Абдулловичу Фаткуллину за организацию экспедиций в районе исследования и помощь в написании диссертационной работы, кандидату географических наук Турикешеву Геннадию Тюмен-Галеевичу за оказанную помощь в дешифрировании космо- и аэрофотоснимков.
Географическое положение района исследований
Географическое положение исследуемой территории определяется координатами - 5140 и 5450 северной широты и 5740 - 60 восточной долготы. Оно вытянуто с севера на юг на 375 км, ширина составляет 25 км в более узкой части и до 80 км в самой широкой - южной. Западная граница совпадает с линией Главного Уральского разлома, а восточная - совпадает с границей Республики Башкортостан с Челябинской и Оренбургской областями. ПАК исследуемой территории полностью находятся в пределах подпровинции восточных хребтов и расчлененных предгорий горнолесостепной провинции области гор Южного Урала и степной провинции области Зауральского пенеплена (рис.1). На данной территории находятся Учалинский, Абзелиловский, Баймакский, Хайбуллинский административные районы без их крайних западных окраин, а также вклиниваются со своими крайними юго-восточными частями в изучаемые районы Белорецкий и Зилаирский. Территория занимает 11,2% площади территории РБ и составляет около 15,1 тыс. кв. км. В пределах описанных границ располагаются месторождения медно-колчеданных руд Уральского типа, которые составляют основу Учалинского, Сибайского, Баймакского и Бурибай-Маканского горнорудных районов [201, 214, 223]. Основными предприятиями горнорудного комплекса, разрабатывающими и перерабатывающими руды медно-колчеданных месторождений, являются БМСК, УТОК, БРУ, Миндякское РУ, Тубинское РУ, Семеновская ЗИФ (последние два прекратили свою деятельность в недавнем прошлом). f к Л Б. ВОСТОЧНАЯ БАШКИРИЯ (часть страны Уральских гор и пенепленов) ОБЛАСТЬ ГОР ЮЖНОГО УРАЛА Горно-лесная провинция Подпровинция Инзерско-Бельская низкогорная широколиственнолесная 12. Инзерско-Бельский лесной хребтово-увалистый округ 13. Лемезинско-Инзерско-Нугушский лугово-лесной увалисто-хребтовый округ Подпровинция Уфимско-Симская низкогорная широколиственно-хвойная Подпровинция Уфнмско-Бельская низкогорная и среднегорная хвойнолесная 14. Карязинско-Зильмердакский южнотаежный увалисто-хребтовый округ 15. Таганайско-Ямантауский гольцово-таежный сопочно-хребтовый округ 16. Инзерско-Мазимский лугово-лесной увалисто-хребтовый округ Подпровинция Прибельско-Уралтауская низкогорная и среднегорная со светлохвойной тайгой и березовыми лесами 17. Приверхнебельский лугово-лесной хребтово-увалистый округ 18. Прибельско-Кракинский лугово-лесной сопочно-хребтово-увалистый округ 19. Прибельско-Канский придолинный лугово-лесной увалистый округ 20. УралтаускиЙ лесной хребтово-солочно-грядовый округ Горно-лесостепная провинция Подпровинция Южноуральского пенеплена 21. Суреньско - Куруилский южнолесостепной грядовый округ 22. Зилаирско-Уралтауский северолесостепной нагорноравнинный округ 23. Присакмарский южнолесостепкой увалисто-мелкосопочный округ Подпровинция восточных хребтов и расчлененных предгорий 24. Сакмарско-Таналыкский южнолесостепной межгорный мелкосопочно-равнинный округ 25. Ирендыкско-Крыктинский северолесостепной хребтовомелкосопочный округ 26. Уртазымско-Узункульский южнолесостепной озерно-мелкосопочный округ 27. Учалинский типичнолесостепной озерно-мелкосопочный округ Область Зауральского пенеплена Степная провинция 28. Приуральский придолинный северостепной равнинный округ 29. Бузавлыкско-Таналыкский южностепной мелкосопочно-равнинный округ 30. Ирендыкско-Таналыкский южностепной мелкосопочный округ 1.2. Геологическое строение и полезные ископаемые Первые сведения о стратиграфии палеозойских отложений, орографии и морфологии района отмечается в трудах Г.Розе (1842), Р.И. Мурчисона, Э. Вернейля и А.А, Кайзерлинга (1841). В 1854-1855 на Южном Урале проводили геологические исследования Н.П. Меглицкий и А.И. Антипов (1858), которыми дано «геологическое описание южной части Уральского хребта» и составлена геологическая карта масштаба 10 верст в дюйме. Основы современных представлений о геологическом строении и полезных ископаемых были заложены в работах А.Х. Иванова (1932), Л.С. Либровича (1936, 1937), А.Н. Заварицкого (1936, 1943), Ф. И. Ковалева (1948), Ю.Л. Куваевского (1959), Э.С. Бучковского (I960), Н.В, Петровской (1961), Г.К. Долматова (1962), О.А. Нестояновой (1960, 1963), С.Г.Грешнера (1966), B.C. Шарфмана (1968), М.Б. Бородаевской (1969), Н.А. Перижняк (1970, 1971), Г.Н. Пшеничного и др. (1971), И.С. Вахромеева (1971), Г.Ф. Червяковского (1972), А С. Бобохова (1971, 1975), АГ. Жабина и др. (1974), В.А. Прокина (1977), П.Ф. Сопко (1971, 1975, 1978), В.А. Маслова (1969, 1980, 1983), П.Е Великий (1981), Д.Э. Цабадзе и др. (1984), И.Б. Серавкина (1986), Ю.Л. Черенцова и др (1991) и др. В тектоническом отношении территория Башкирского Зауралья находится в западной части Магнитогорского мегасинклинория (рис.2). Магнитогорский мегасинклинорий представляет собой единую структуру, с отчетливым разделением ее на структурно-формационные зоны и поперечные мегаблоки. Он является наиболее обширной и относительно хорошо изученной структурой эвгеосинклинальной области Южного Урала. Богатство недр колчеданными рудами сделало его своеобразным полигоном по изучению магматизма, метаморфизма и доорогенной металлогении эвгеосинклиналей фемического типа [214].
Вопросы классификации ландшафтов Башкирского Зауралья
Термин «ландшафт» происходит от немецкого «die Landschaft» и дословно означает «вид», «пейзаж». В таком значении он впервые появился в немецкой географической литературе в начале XIX века. В русской географии этот термин утвердился благодаря работам Л.С. Берга и Г.Ф. Морозова как синоним природного территориального комплекса [147]. По определению Н.А. Солнцева (1962): «Ландшафт - это генетически однородный природный территориальный комплекс, имеющий одинаковый геологический фундамент, один тип рельефа, одинаковый климат и состоящий из свойственного только данному ландшафту набора динамически сопряженных и закономерно повторяющихся в пространстве основных и второстепенных урочищ».
По определению А.Г. Исаченко (1979), ландшафт - генетически обособленная часть территории, характеризующаяся однородностью, как в зональном, так и в азональном отношении и обладающая индивидуальной структурой и морфологическим строением. Под ландшафтом как одной из единиц ПТК понимается конкретная территория, однородная по своему происхождению и истории развития и неделимая по зональным и азональным признакам, обладающая единым геологическим фундаментом, однотипным рельефом, общим климатом, единообразным сочетанием гидротермических условий, почв, биоценозов и, следовательно, однохарактерным набором простых геокомплексов (фаций или урочищ).
В.Б. Сочава (1978) предлагает заменить понятие ПТК термином «геосистема» (географическая система). По его мнению, геосистема есть участок земной поверхности, в пределах которого «компоненты природы находятся в системной связи друг с другом и как определенная целостность взаимодействует с космической сферой и человеческим обществом». По определению М.А. Глазовской (1964) ландшафт - общее понятие, и в качестве такового обозначает часть географической оболочки, на протяжении которой сохраняются однородными или закономерно повторяются физико-географические условия (климат, рельеф, коренные породы, характер продуктов выветривания, состав рыхлых наносов, грунтовые и поверхностные воды, почвы, растительность) или, в случае, если физико-географические условия меняются, наблюдаются на всем протяжении данной территории их закономерные, повторяющиеся сочетания.
Иногда термин ландшафт употребляется для обозначения как не затронутых деятельностью человека «диких» природно-территориальных систем, в которых взаимодействуют природные и антропогенные элементы (антропогенные ландшафты) [90]. В последние два десятилетия преимущественно в географических науках развернулась широкая дискуссия о соотношении понятий «экосистема», «геосистема» и ландшафт». По мнению А.А. Чибилева (1998), « термин «экосистема» мы употребляем в тех случаях, когда речь идет об охране биоты (включая и человека). Термины «геосистема» и «ландшафт» целесообразно использовать, когда всем компонентам природной среды уделяется одинаковое внимание». При геохимических исследованиях выделяются ландшафты, в пределах которых миграционная способность одних и тех же элементов (их соединений) была бы одинаковой. К таким ландшафтам относятся элементарный и геохимический.
По определению основателя учения о геохимии ландшафта Б.Б. Полынова (1958), элементарный ландшафт в своем типичном проявлении должен представлять один определенный тип рельефа, сложенный одной породой или наносом и покрытый в каждый момент своего существования определенным растительным сообществом. Все эти условия создают определенную разность почв и свидетельствуют об одинаковом на протяжении элементарного ландшафта развитии взаимодействия между горными породами и организмами. Одной из особенностей элементарных ландшафтов является обязательное отсутствие внутренних причин, ограничивающих площадь распространения этих ландшафтов [187]. С учетом этого критерия пятно солончака, например, считать элементарным ландшафтом можно, а болотную кочку или муравейник - нельзя.
По определению А.И. Перельмана (1975), геохимический ландшафт -это парагенетическая ассоциация сопряженных элементарных ландшафтов, связанных между собой миграцией элементов. Наибольшее значение для осуществления связей между элементарными ландшафтами, составляющими единый геохимический ландшафт, имеют поверхностный и подземный стоки.
Исходя из различной трактовки содержания понятия «ландшафт», имеется разный характер схем классификации ландшафтов. Например, И.А. Гвоздецкий (1958,1961), основываясь на типологическом понимании ландшафтов, для их классификации предложил такой род таксономических единиц: класс-тип-подтип-группа-вид. Тип и подтип ландшафтов намечены по зональным и долготно-климатическим признакам. Группа ландшафтов определяется по геолого-геоморфологическим особенностям, по составу растительности.
А.Г. Исаченко (1962,1965,1979), исходя из региональной трактовки ландшафта, предложил последовательное деление ландшафтов на типы, классы, подклассы, виды, подвиды и варианты. В его системе тип ландшафтов устанавливается по основным зонально-секторным различиям, являющимися общими для гор и равнин. Подтипы выделяются внутри типов в зависимости от второстепенных зональных различий и переходных признаков в структуре. Класс ландшафтов намечается по рельефу в зависимости от характера проявления либо зональной структуры (равнины), либо высотно-поясной (горы). При разграничении подкласса горных ландшафтов принимается во внимание степень выраженности высотно-поясного ряда. Вид ландшафтов определяется как совокупность конкретных ландшафтов, близких по генезису, структуре и морфологии, с преобладанием однотипного рельефа и субстрата. Подвид ландшафтов связывается «с некоторыми особенностями материнских пород», а варианты «с второстепенными особенностями климата или флористическим составом экологически равноценных сообществ».
Имеются различные геохимические классификации ландшафтов, составленные на основе изучения меняющихся внешних факторов миграции химических элементов. В основном распространены классификации А.И. Перельмана (1975, 1994), М.А. Глазовской (1961, 1964), В.А. Алексеенко (2000). Главным в понимании ландшафта является не различия в терминологических определениях или толкованиях сущности некоторых аспектов, а то, что все они относятся к ландшафту как ПАК, как к части материи на поверхности суши, обладающей ландшафтной формой организации. Все более подчеркивается понимание ландшафта как системы (геосистемы), объединяющей и компонентные системы, и территориальные подсистемы. Для дела рационального использования и охраны природных ресурсов признание и учета системной организации ландшафтов имеет решающее значение. Оно помогает осознать ту непреложную истину, что нет и не может быть никакого воздействия на часть ландшафта, на отдельный вид природных ресурсов, что любое частное воздействие ведет к изменению всей системы. В этом заключается главный смысл ландшафтного, комплексного подхода при использовании и организации их охраны в процессе эксплуатации [90].
Экологические проблемы, связанные с добычей и переработкой полезных ископаемых
Э.Ф. Емлин, Л.П. Рылова (1986), исследовав соотношение Си, Zn, РЬ в основных фазах механического рассеяния в Сибайском месторождении пришли к выводу: 1) при механическом дроблении руд, Zn, Си накапливаются в мелких фракциях, т.е. механическое дробление освобождает медные и цинковые минералы из агрегатов, степень обогащения мелких фракций может достичь 130%, значит, содержание Zn в мелких фракциях может быть более чем вдвое выше, чем среднее их содержание в исходной массивной руде. Тенденция к накоплению в мелкой фракции означает повышение подвижности элементов при механическом разрушении, так как именно мелкие фракции наиболее подвижны в пределах воздушных потоков и химически более активны.
Состав мелкозема, образованного при техногенном дроблении, изменяется в результате естественных явлений растворения, окисления и гидролиза. Производные фазы механического рассеяния - рудный мелкозем, или глины - последовательно обогащаются свинцом при существенном уменьшении содержания Zn, Си. Специальные исследования по изучению наиболее распространенных элементов-примесей в рудах месторождений Башкирского Зауралья показали высокий уровень содержания мышьяка, сурьмы, ртути. Все эти элементы отрицательно влияют на качество конечных продуктов переработки колчеданного сырья и отравляют ОС при пирометаллургической переработке колчеданных руд или их концентратов. По данным Вагановой И.П. (1947) наиболее высокие содержания ртути (от 01 до 2,05%) были установлены в «кремнистой плитке» (SiO до 96-98%), образовавшейся на границе сульфидных и окисленных руд Сибайского месторождения. В этой породе содержание ртути, золота и серебра в 45-49 раз выше содержания этих элементов в рудах. Содержащиеся в горной массе отвалов рудные элементы под воздействием поверхностных вод выщелачиваются, выносятся временными и постоянными водотоками в зонах действующих предприятий и вблизи них [215].
В настоящее время на обогатительных фабриках из медно-колчеданных руд получают 3 вида концентрата - медный, цинковый, пиритный (серный). При обогащении медных колчеданов в концентрат переходит 54-58% содержащихся в рудах серы и цинка, 19-32% золота и серебра, 80% меди. Медные концентраты поставляются на переработку за пределы республики, из них извлекаются сера, медь, цинк и частично золото, серебро и кадмий. При этом безвозвратно теряются в виде отходов в «хвостах» или «вылетают» в трубы металлургических заводов другие элементы [96, 97, 98]. С.Я. Галимовым, Ф.К. Умитбаевым (1981) изучалось среднее содержание основных рудных компонентов и элементов-примесей в старых хвостохранилищах Сибайского рудника. Таблица 20. Среднее содержание и запасы в шламе старого хвостохранилища Сибайского рудника (по 215). Содержание,% масс Количество металлов и элементов (тыс. т) Си Zn S Си Zn S 0,18 0,55 25,4 7247,4 21839,1 1010Д Приведенные данные свидетельствуют о том, что в хвостах флотации колчеданных руд накапливается значительное количество различных металлов. При совершенствовании технологического процесса и увеличении извлекаемое полезных компонентов в концентраты, картина изменится к лучшему, но старые хвостохранилища содержат металлы в больших объемах. Все же, в связи со сравнительно низким содержанием полезных элементов в хвостохранилищах, не представляют промышленной ценности. Этот вывод справедлив при существующих кондициях и действующих технологических схемах переработки руд, но может быть пересмотрен в будущем.
В цветной металлургии РБ на перспективу одной из важнейших проблем остается необходимость полной утилизации всех ценных компонентов рудного сырья, создание мало- и безотходного производства. В этом плане большой интерес представляет выдвинутое объединением «Башкиргеология» совместно с институтом «Унипромедь» (г. Екатеринбург) предложение о строительстве в республике гидрометаллургического производства, позволяющего получить из пиритного концентрата серную кислоту, медь (цементационную), цинк (чушковый), золото и серебро (в золотосеребряном сплаве). Последние неразрывно связанные друг с другом, будут предполагать последовательное использование продуктов гидрометаллургических цехов. Проблемы использования природных ресурсов и охрана ОС при проведении открытых горных работ должны предусмотреть следующие задачи: -минимизацию техногенной деградации природных ландшафтов; -рациональное землепользование, сокращение площади карьеров, отвалов, хвостохранилищ за счет оптимизации горного производства; -комплексное использование всех видов полезных ископаемых горного объекта, включая вскрышные породы; -технология и режим горных работ должны исключить возможность возникновения нежелательных геологических процессов и явлений; -не допускать истощения природных ресурсов и загрязнения подземных вод, нарушения работы водозаборов; -проведение оптимальной рекультивации карьерных полей [125].
. Влияние горнопромышленного комплекса на сельскохозяйственные угодья
Великий русский почвовед В.В. Докучаев сказал, что почва — зеркало окружающих условий, следовательно, зеркало ландшафта, зеркало настоящего и прошедшего климата [70]. Между почвой и ландшафтом существует тесная связь, взаимообусловленность. Почва определяет растительный покров, и сама зависит от растительного покрова, а взаимодействие почвенного и растительного покрова в условиях конкретного рельефа создает лицо ландшафта.
Почва — не только элемент ландшафта, она, по выражению почвоведа Л.О. Карпачевского (1983), его сердцевина. В ней распространены корни растений, поддерживается баланс воздуха в приземном слое. Наконец, успешное развитие сельского хозяйства невозможно представить без знания почв, ландшафтов, их эволюции в каждом конкретном регионе, районе [102].
Большую часть техногенной нагрузки наряду с растительным покровом принимают на себя почвы [55]. Загрязнение почв промышленными предприятиями прослеживается от источника выбросов на расстоянии 10-15 км, иногда более [48, 85, 86, 87]. Одним из наиболее интенсивных источников загрязнения почвы, в том числе тяжелыми металлами, служат предприятия цветной металлургии, особенно в процессе добычи руд, их транспортировке и обогащении [88].
Как отмечает Б.И, Кочуров (1985), это связано не только с различной мощностью промышленных предприятий, но и с направленностью господствующих ветров, интенсивностью воздухообмена, высотой и продолжительностью выбросов, химизмом атмосферы, протеканием реакций, периодом осаждения частиц, рельефом, микроклиматическими особенностями местности и т.д. В разные периоды времени определенное количество выбросов может осесть и загрязнить различный по площади участок земли и, соответственно, нанести самый различный вред сельскому хозяйству. Количественная оценка этого вреда, таким образом, не может быть установлена только по мощности предприятия и объема его выброса. Следует также учесть, что в настоящее время предприятия оснащены в самой различной степени очистки сооружениями, да и степень токсичности элементов и их соединений в выбросах сильно различаются.
Основная масса токсикантов антропогенного происхождения попадает в природные экосистемы путем атмосферного переноса и выпадения в виде сухих аэрозолей, дождя и снега. Особенно интенсивно тяжелые металлы накапливаются в почвах, развитых на рудоносной материнской породе и дополнительно загрязненной техногенно, что свойственно районам с развитой горнорудной промышленностью. На составленной нами картосхеме загрязнения почв Башкирского Зауралья ТМ (рис. 14) чётко проявляется взаимосвязь степени загрязнения с центрами горнорудной промышленности.
Исходя из этого, нами определены уровни (степени) загрязненности ТМ почв Башкирского Зауралья: средняя, высокая и очень высокая. Как видно, наиболее загрязненные территории располагаются в восточной части, и образуют замкнутые изолинии с центрами, совпадающими с предприятиями горнорудной промышленности. Остальная (западная) часть иследуемой территории определена нами как условно удовлетворительная, так как содержания ТМ в почвах близки к фоновым значениям.
Многие исследователи занимались изучением форм тяжелых металлов в техногенно-загрязненных почвах, их трансформации и перераспределению на глубину [53, 57, 85]. Токсичность и подвижность элементов в почвах зависит от их химических свойств, форм нахождения и условий миграции. Большую роль в трансформации поступающих в почву металлов играют окислительно-восстановительные условия [54]. С увеличением кислотности среды растет подвижность металлов в почве при их десорбции и разложении металлоорганических комплексов
