Содержание к диссертации
Введение
1. Изученность проблемы и методика исследований 9
1.1. Состояние изученности проблемы 9
1.2. Методика исследований 12
1.2.1. Методические подходы при оценке почв и грунтов 12
1.2.2. Методика оценки состояния растительности 16
1.3. Характеристика исходных данных 21
2. Ландшафтно-природные условия 26
2.1. Физико-географические и климатические условия 26
2.2. Геологические условия 31
2.3. Гидрогеологические условия 34
2.4. Геоэкологическое состояние 47
2.5. Техноструктура района 51
3. Оценка геоэкологических условий зоны влияния Михайловского ГОКа 56
3.1. Загрязнение почвенного покрова 56
3.2. Состояние донных отложений 65
3.3. Загрязнение грунтов зоны аэрации 69
3.4. Состояние подземных вод 88
3.5. Состояние растительности 100
3.6. Экологическая оценка динамики радиационного поля 118
4. Мероприятия по охране и рациональному использованию 133
4.1. Рекомендации по организации мониторинга 133
4.2. Природоохранные мероприятия 138
Заключение 142
Литература 146
- Состояние изученности проблемы
- Физико-географические и климатические условия
- Загрязнение почвенного покрова
- Рекомендации по организации мониторинга
Введение к работе
Вторая половина уходящего века стала началом новой эпохи в целом для
всего региона КМА - стремительного формирования техногенных ландшафтов в связи с освоением железорудных месторождений в Курской и Белгородской областях. Особенно интенсивно это проявляется в районах их открытой разработки - карьерным способом, что относится и к Михайловскому железорудному району. Одноименное месторождение железистых кварцитов, стало сырьевой базой для градообразующего горнорудного комплекса -Михайловского ГОКа. Это месторождение имеет некоторые особенности руд, делающие его освоение менее рентабельным в сравнении с подобными месторождениями в Старооскольском районе соседней области. Более тонкое сложение руд, относительно меньшая доля магнетита и напротив, более высокая - гематита, все это увеличивает энергозатраты при дроблении железистых кварцитов (Курская АЭС сооружалась также из расчета на развитие горнорудной промышленности). Терриконы отвалов, огромное пустынное ржаво-красное озеро хвостохранилища, корпуса дробильных цехов и обогатительных фабрик, плотные застройки и промплощадки различных побочных предприятий, сложная паутина коммуникаций, большегрузный транспорт, красный и пыльный грунт вокруг - вот типичный ландшафт разрабатываемых месторождений КМА. Загрязнение и существенное снижение продуктивности ландшафтов на КМА и теперь уже не вызывает сомнений. Для возможности прогноза развития региона необходимо проведение оценки и определения тенденций развития геоэкологической системы Михайловского промрайона.
Актуальность работы
Центрально-Черноземный регион России исторически является центром агропромышленной деятельности. Это связано с распространением здесь черноземов, отнесенных к эталону почв планеты Земля. Открытие и разработка железорудных месторождений КМА кардинально изменила техноструктуру региона. Горнодобывающие и сопутствующие предприятия являются
источниками значимого преобразования компонентов природной среды. Это проявляется в деградации почвенного и растительного покрова, загрязнении и сработке подземных водоносных горизонтов, перестройке рельефа, уничтожении малых рек и т.п. В этой связи дальнейшее освоение и развитие региона КМА нуждается в комплексной оценке сложившейся геоэкологической ситуации. Данная оценка позволит внедрить систему рационального природопользования, разработать основные направления развития территориально-промышленного комплекса КМА.
Для оптимизации функционирования существующих и создающихся природно-техногенных систем, связанных с деятельностью Михайловского ГОКа необходим комплексный геоэкологический анализ, учитывающий ущерб, наносимый другим природным ресурсам, экологическую обстановку и экономическую выгоду, которая может быть получена при вовлечении в хозяйственный оборот минеральных ресурсов.
Изучение 10-ти километровой зоны вокруг карьера обусловлено следующим:
Михайловский промрайон пространственно располагается в пределах выделенной площади.
По данным предшествующих исследований на Стойленском ГОКе - зона непосредственного воздействия на компоненты окружающей среды составляет около 10 км.
Цель и задачи исследования
Основной целью настоящей работы является геоэкологическая оценка территории Михайловского промышленного района и анализ воздействия горнодобывающих работ на прилегающие территории.
Необходимость проведения такой работы связана как с оценкой общей геоэкологической обстановки, так и с выделением доли влияния МГОКа на прилегающие территории. Предполагалось, что максимальное воздействие будет фиксироваться в непосредственной близости к объекту, а также выявятся
линии регионального трассирования загрязнения. В этой связи были поставлены и решены следующие задачи:
проведена систематизация техногенной нагрузки в пределах участка с выделением экологически опасных объектов;
определены ведущие загрязняющие компоненты, закономерности их пространственного распространения;
зафиксированы степени деградации растительности; загрязнения элементов географической среды;
выявлено влияние горнодобывающих работ на радиационный фон территории;
определена роль МГОКа в формировании геоэкологических условий территории 10-ти километровой зоны влияния.
Объектом исследования является территория Михайловского промышленного района.
Предметом исследований являются геоэкологические условия территории, формирующиеся под влиянием горнодобывающей деятельности.
Методологическая и теоретическая основа исследования. В процессе исследований использованы методы сравнительно-географического, структурно-функционального, исторического и системного анализов и оценок. Получение исходной информации производилось путем проведения специальных геологических, гидрогеологических, геофизических работ.
Оценка воздействия производилась с учетом суммарного показателя загрязнения элементов в компонентах природной среды. Картографические построения осуществлялись на основе сформированной базы данных с использованием программного продукта Arc View 3.2.
Информационная база исследования. В основе диссертации лежат результаты десятилетних наблюдений за региональными особенностями формирования геоэкологической ситуации на территории Михайловского промрайона (1995-2005 г.г.), базовые фондовые материалы по строению месторождения, особенностям техногенной инфраструктуры, изложенные в
работах геологических и экологических организаций Курской области, данные полевых исследований, проведенных лично автором в зоне влияния МГОКа, результаты систематизации аналитических исследований по более чем 3200 образцов грунтов, донных отложений, поверхностных и подземных вод, растительности.
Достоверность полученных результатов обеспечивается применением современных способов анализа и статистической обработки фактического материала, а также системных подходов к изучению объекта, использованием стандартных критериев оценки полученных результатов. Научная новизна работы.
. Впервые для данного района выявлены зоны влияния горнодобывающих работ на состояние эколого-геологических систем; . Выделены участки с максимальным уровнем преобразования
компонентов природной среды; . Выявлено состояние подземной гидросферы, которое определяется сработкой основных водоносных горизонтов, формированием региональной депрессионной воронки. Определены дефициты подземного питания подземных вод; . Выявлены кризисные оценки растительности в зоне влияния
карьера и шламохранилища; . Определены особенности радиационного фона для региона КМА методом регионального профилирования. Принципиально новыми являются результаты радиационного анализа, включающего в качестве объектов наблюдения карьеры, отвалы вскрышных пород, природные ландшафты; . Определены пути влияния горнодобывающих работ на биотические системы. Теоретическая значимость работы определяется комплексным подходом при геоэкологической оценке зоны влияния крупного
горнодобывающего предприятия. Получены количественные параметры пространственной миграции и аккумуляции вещества в природных средах. Их использование возможно как в пределах региона КМА, так и на иных предприятиях-аналогах.
Практическая значимость работы определяется возможностью количественной оценки качества среды жизнедеятельности в 10-ти км зоне разработки Михайловского карьера. На основе полученных результатов предложены системы геоэкологического мониторинга, программы социального и экономического развития региона, определены приоритетные направления природоохранной деятельности. Результаты проведенных исследований могут быть использованы при геоэкологической оценке проектов разработки новых железорудных месторождений.
Реализация результатов исследования. Основные положения данной работы апробированы при проведении НИР «Оценка состояния почв и растительности в десятикилометровой зоне влияния Михайловского ГОКа» в 2003-2004 гг., ВГУ. Также при выполнении отчета по проведенным геологоразведочным работам «Геолого-экологические исследования масштаба 1:50000 в Михайловском промрайоне» (2004 г.).
В настоящее время результаты оценки геоэкологических условий в зоне влияния МГОКа используются предприятием для проведения мониторинга и разработки реабилитационных мероприятий в области охраны окружающей среды. Основные положения работы и картографическая информация используется на геологическом факультете ВГУ при чтении курсов «Экологическая геология», «Методы эколого-геологических исследований», «Основы геоэкологии» и «Промышленная экология».
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях Воронежского государственного университета в 2004-2006 г.г., на всероссийской научно-практической конференции в Воронежском государственном педагогическом университете в 2004, 2006 гг., на конференциях в Воронежском высшем военном авиационном инженерном
училище в 2005-2006 г.г., на международном научном симпозиуме в Томске (2006 г.) и на международной научно-практической конференции в Москве (2006 г.) с последующей публикацией в сборниках материалов этих конференций.
К защите выносятся следующие положения:
Геоэкологическое состояние Михайловского промышленного района.
Степень влияния месторождений КМ А на радиационный фон территории.
Дифференцированное распределение загрязнения от горнодобывающей деятельности в радиусе 12 км.
Комплекс природоохранных мероприятий для зоны воздействия МГОКа.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы. Объем работы составляет 155 страниц машинописного текста, включающих 34 рисунка, 17 таблиц, 4 фотографии. Список использованной литературы состоит из 144 наименований.
Состояние изученности проблемы
В ряде работ выявлено, что степень воздействия разработок различных типов горных пород на прилегающие территории весьма дифференцирована. Как правило, разработка нерудного сырья приводит только к механическому запылению зон влияния. Имеется ряд работ, подтверждающих данное заключение [37, 38, 49, 61, 104]. Так разработка известняков не является причиной появлений геохимических аномалий [1,5].
Объектом исследования М.Е. Рыхликова является Коленовский карьер Петровского карьероуправления «Мосэнергострой» Ярославской области, который занимается разработкой большого месторождения песчано-гравийно-валунных масс. Добыча в карьере ведется открытым способом. В ходе изучения проблемы было установлено, что карьероперерабатывающее предприятие не оказывает негативного влияния на атмосферу и гидросферу прилегающих территорий. Но карьер способствует сокращению лесных площадей, хотя и проводятся лесохозяйственная рекультивация. На рекультивированных территориях очень низкий видовой состав. Карьер способствует сокращению и истощению почвенного покрова.
Анализом открытых горных работ занимался Сытенков В.Н. [73]. На основе выполненного анализа им были показаны особенности и недостатки открытых горных работ как источника поставщика пыли и газов в атмосферу карьеров и окружающую природную среду; сформулированы принципы, стратегия и методические основы управления пылегазовым режимом карьеров; разработаны технологические, технические и организационные приемы управления пылегазовым режимом карьеров; даны рекомендации по уменьшению залповых выбросов пыли и газов при взрывных работах, обеспечению безопасности персонала при работе в загрязненной атмосфере карьеров; изложены результаты исследований по прогнозу и оперативному контролю пылегазового режима карьеров.
Анистратовым Ю.И. были рассмотрены вопросы технологии открытой разработки месторождений полезных ископаемых, сложенных крепкими горными породами [75]. Им были проанализированы результаты научных и практических исследований технологических процессов и процесса механизации горных работ на карьерах. Разработаны основы энергетической теории для оценки эффективности существующей и перспективной техники и расчёта параметров технологии добычи полезных ископаемых открытым способом. Предложен метод формирования комплексной механизации и технологии горных работ на карьерах по технологическим потокам, основанный на взаимосвязи параметров технологии, механизации горных работ, вскрытия карьерных полей и систем разработки со свойствами горных пород и природными условиями месторождений, обеспечивающий минимальные энергетические и экономические затраты на производство продукции горного предприятия, а также минимального воздействия на окружающую среду.
Результаты фундаментальных исследований геоэкологических последствий разработки месторождений Курской магнитной аномалии (КМА) изложены в работах Косиновой И.И. [37, 38, 43, 44]. Ею выявлены особенности преобразования геоэкологических систем зон влияния как добычных, так и перерабатывающих циклов горнодобывающих комплексов, выявлены особенности геохимических аномалий, дана их экологическая оценка. Данные разработки являются основой дальнейших исследований при оценках геоэкологических обстановок региона.
В целом существуют обобщенные экологические последствия горнопромышленной деятельности: В результате открытых разработок уничтожается почвенно-растительный покров, образуются карьеры и отвалы горных пород. Формируются патогенные геохимические аномалии; оползни, обвалы, сели и другие экзогенные геологические процессы. Понижается уровень грунтовых вод, растительность близлежащих территорий начинает страдать от недостатка влаги. Часто карьеры используются под свалки мусора или складирования отвалов горных пород, что также оказывает неблагоприятное влияние на состояние окружающей среды. Рациональное землепользование предполагает рекультивацию: карьеры засыпаются, восстановленные земли вновь используются под сельскохозяйственные угодья или лесные насаждения.
При подземном способе добычи массивы горных пород сдвигаются в сторону выработанного пространства. В результате на дневной поверхности возникают трещины разрыва, провалы, воронки и оседания поверхности. Изменение гидрогеологических условий целых регионов связано с отбором подземных вод. Падают дебиты родников, исчезает вода в колодцах, осушаются болота, реки не получают подземного питания. Формируются депрессионные воронки, радиус которых достигает многих километров [8, 104].
В шахтных водах в результате окисления сульфидов повышаются кислотность и агрессивность вод. Величина рН уменьшается до 2-3. Усиливается выщелачивание пород, в воде повышается концентрация железа, алюминия, марганца, нередко меди, цинка, свинца, мышьяка и других токсичных элементов.
При разработке нефтяных и газовых месторождений экологическую опасность представляют попутно добываемые рассолы, потери углеводородов при их добыче и транспортировке. Откачивание сырья из земных недр приводит к медленному проседанию поверхности и связанному с этим увеличению сейсмичности и заболачиванию в таежной зоне.
При разработке месторождений твердых горючих ископаемых, железорудных, бокситовых, марганцевых и других руд основной вред окружающей среде наносят откачиваемые кислые шахтные воды сульфатного и хлоридно-сульфатного состава, а также извлечение минерализованных и рассольных подземных вод [23]. Разработка полиметаллических сульфидных месторождений влияет на окружающую среду через окисление сульфидов и накопление в рудничных водах серной кислоты, свинца, меди, цинка, кадмия, алюминия и других токсичных элементов.
Большую экологическую опасность представляет отсталая технология разработки соляных месторождений, в частности складирование на поверхности земли больших масс отвалов пород со значительной концентрацией солей. В результате размыва отвалов атмосферными осадками происходит засоление поверхностных водоемов и водотоков [37].
Физико-географические и климатические условия
Рельеф. В орографическом отношении район исследований приурочен к западному склону Среднерусской возвышенности и представляет собой равнину, сильно расчлененную эрозионными процессами. В целом она имеет наклон на юго-запад, в этом направлении абсолютные отметки водоразделов снижаются от 250-269 м до 160-170 м. Несколько южнее северной границы района проходит линия Волжско-Днепровского водораздела, к которой приурочены наиболее высокие абсолютные отметки территории. Минимальные отметки приурочены к долине р. Свапы и на крайнем юго-западе составляют 155,4 м.
Территория разделена рекой Свапой на две части - северную (правобережную) и южную (левобережную) с различным характером рельефа.
Гидрографическая сеть района работ, залсключением крайней северовосточной части территории, принадлежит бассейну р. Днепр. Основной водной артерией изученной площади является р. Свапа. Ее наиболее крупными левыми притоками являются реки Усожа и Красавка, правыми - Белый Немед, Песочная, Чернь. В свою очередь р. Чернь принимает справа два крупных притока - Рясник и Речицу. Северо-западная часть территории дренируется левыми притоками р. Нессы (Нерусса, Общерица). Естественные водоемы представлены немногочисленными мелкими озерами, расположенными в поймах рек, преимущественно Свапы.
Реки района характеризуются неравномерностью стока в течение года -весеннее половодье, низкая летняя и зимняя межень, повышенный сток в осенний период. Питание рек происходит за счет атмосферных осадков и подземных вод, на долю которых приходится, соответственно 70-80 и 20-13%.
Озера, как правило, небольшие, их мало и они расположены в пойме р. Свапа. Пруды сооружены по балкам и долинам ручьев. В пределах территории создано несколько достаточно крупных искусственных водоемов, среди которых выделяется Копенковское водохранилище на р. Свапе площадью около 11 км2.
В результате промышленного освоения Михайловского железорудного месторождения гидрография района претерпела существенные изменения. Созданы многочисленные плотины, протяженные водоотводные каналы, которые заменили участки русел, погребенные вскрышными породами отвалов или поглощенные карьером.
Климат района работ - умеренно-континентальный с продолжительным теплым сезоном (220-240 дней) и короткой сравнительно холодной зимой. По многолетним данным среднегодовая температура воздуха составляет 5,2С. Наиболее теплый месяц - июль, наиболее холодный - январь. Для первого характерны среднемесячные температуры от +18,2 до +20,4С, для второго - от -8,3 до -10,5С. Абсолютный максимум температур составляет +41 С, абсолютный минимум - -44С.
Переход от холодного сезона к теплому происходит в конце марта, а от теплого к холодному - в середине ноября. Продолжительность периода устойчивого снежного покрова составляет 105-115 суток (с 3-й декады ноября по 3 декаду марта). Полное оттаивание почв происходит в разные годы в период 4-28 апреля. Высота снежного покрова - от 15-20 см на водоразделах до 50-90 см в понижениях рельефа. Продолжительность периода снеготаяния составляет в среднем 20-25 дней. Максимальные среднемноголетние запасы воды в снеге по ст. Дмитриев составляют 98 мм.
По многолетним данным самое раннее начало заморозков отмечено в первой декаде сентября, прекращение заморозков приходится на первую декаду мая. Начало промерзания почвы отмечается в первой половине декабря. Средняя глубина промерзания почвы за зимний период составляет 79-84 см. Интенсивное таяние снега начинается в марте, окончательно снег сходит в апреле. По количеству выпадающих осадков район работ относится к умеренно-влажной зоне со среднегодовой суммой осадков 572 мм при колебаниях в пределах 349,5-641 мм. Большая часть осадков (60-80%) выпадает в весенне-летний период. В среднем наибольшее количество осадков приходится на июль (77 мм), наименьшее - на февраль (29 мм). Осадки на территории работ выпадают в течение 160-170 дней в году, а месячное количество дней с осадками колеблется в пределах от 12 до 17. Максимальная относительная влажность воздуха наблюдается в апреле и достигает 63-72%.
Давление воздуха в течение года колеблется в пределах 983,1-1000 мБ, понижения отмечаются в основном в летние месяцы.
В теплый период (апрель-сентябрь) преобладают западные, юго-западные, северо-восточные, восточные ветры, а в холодный (октябрь-март) наряду с западными и юго-западными ветрами довольно часто отмечаются юго-восточные. Преобладающие скорости ветра - 2-5,7 м/сек. В конце весны -начале лета наблюдаются суховеи, каждый четвертый год - засушливый. Сильные засухи, когда месячная сумма осадков не превышает 50% нормы, происходят в среднем через каждые 10 лет. Летние осадки выпадают неравномерно и часто носят ливневый характер, что приводит к интенсивным эрозионным процессам.
Почвы. Исследуемая территория находится в пределах лесостепной зоны и характеризуется преимущественным развитием светло-серых, серых и темно-серых лесных почв. В юго-восточной ее части распространены также оподзоленные и выщелоченные черноземы. Подчиненное развитие имеют пойменные аллювиальные почвы, почвы разных типов на балочных склонах, слабогумусированные пески. Значительные площади в результате техногенного воздействия лишены естественного почвенного покрова.
Почвообразующими породами в изучаемом районе являются покровные суглинки на водораздельных участках и аллювиально-делювиальные песчано-глинистые отложения на склонах и в днищах балок. На террасах мощность почвенного покрова, как правило, сокращена по сравнению с водоразделами. Растительность. Изучаемая территория расположена в пределах лесостепной зоны. Естественная растительность здесь сохранилась в ограниченном объеме, поскольку обширные площади, особенно на водораздельных пространствах, распаханы и заняты под культурные растения. Лесные массивы имеют островное распространение и сосредоточены по склонам речных долин. Как правило, наиболее густая и высокостойная растительность произрастает в пойменных частях рек, а на склонах оврагов и балок преобладает мелкий кустарник. Из древесных пород наиболее распространенными являются дуб, береза, осина, орешник, сосна. Реже встречаются ольха, клен, ясень, ива, верба. Травяной покров очень разнообразен, особенно по долинам рек, балок и оврагов.
Загрязнение почвенного покрова
Оценка загрязнения почвенного покрова в пределах Михайловского промрайона проведена на основе построения тематических карт загрязнения элементами различной степени токсичности (рис. 4-Ю).
Основная территория Михайловского промрайона характеризуется допустимой степенью загрязнения почв элементами 1 класса опасности. Однако в пределах района исследования выявлены несколько зон, где суммарный показатель загрязнения достигает опасных и высоко опасных значений. Одна из зон расположена севернее г. Железногорска и вытянута вдоль р. Речица. При этом здесь выделены следующие зоны загрязнения почвенного покрова: умеренно опасное (8 СПК 16), опасное (16 СПК 32), высоко опасное (32 СПК 128).
Общая площадь очага загрязнения составляет около 8 км , при этом на долю зоны с высоко опасной степенью загрязнения приходится около 3 км2. Другая крупная зона загрязнения почв расположена в 3 км юго-восточнее карьера и включает южную часть отвала №6, часть р. Песочная. Площадь данной зоны составляет около 10 км . На долю высоко опасной зоны приходится около 2 км2. Ведущим элементом загрязнителем в пределах этих зон является свинец. Высокие концентрации прослеживаются также по цинку.
В меженный период в пределах участков с опасной и чрезвычайно опасной степенью загрязнения были отобраны дополнительные пробы, которые показали допустимые значения содержания элементов 1 класса опасности. Так в пробе 3-159 содержание свинца и цинка составляет 11,9 и 75,1 мг/кг соответственно, 3-238 - 5,9 и 75,1 мг/кг; 3-411 - 11,9 и 75,1 мг/кг; 3-412 -17 и 75,1 мг/кг; 3-418 - 11,9 и 75,1 мг/кг; 3-419 - 8,4 и 75,1 мг/кг; 3-421 - 11,9 и 75,1 мг/кг; 3-422 - 17 и 75,1 мг/кг; 3-447 -11,9 и 276,8 мг/кг.
Степень загрязнения почвенного покрова элементами 2 класса опасности в пределах территории Михайловского промрайона характеризуется допустимыми значениями. Однако в северной части встречаются небольшие зоны с умерено опасной степенью загрязнения почв, площадь этих зон составляет менее 1 км2. Загрязнение почвенного покрова элементами 3 класса опасности и элементами с неопределенной степенью токсичности не превышает допустимых значений.
Анализ состояния почвенного покрова территории Михайловского промрайона в пределах 10-ти километровой зоны влияния позволяет сделать следующие выводы: 1. Благоприятная оценка состояния почвенного покрова по содержанию элементов первого класса опасности в зоне влияния МГОКа может быть полностью подтверждена результатами мониторинга выделенных аномальных зон. 2. Степень загрязнения почвенного покрова элементами 2, 3 класса опасности и элементами с неопределенной степенью токсичности характеризуется допустимыми значениями. 3.2. Состояние донных отложений Оценка загрязнения донных отложений тяжелыми металлами проводилась с учетом степени токсичности элементов-загрязнителей. При этом выявлены следующие закономерности загрязнения донных отложений.
Элементы 1 класса опасности. В пределах зоны влияния Михайловского промрайона загрязнение донных отложений элементами 1 класса опасности характеризуется преимущественно допустимыми значениями. Однако встречаются точки, где суммарный показатель концентрации достигает высоко опасных значений. Данные точки расположены в верховьях руч. Коровинский у с. Коровино (Д-98) и в среднем течении р. Белый Немед у с. Змеевка (Д-112) (рис. 11).
Элементы 2 класса опасности. В пределах района исследования донные отложения характеризуются в основном допустимыми значениями содержания элементов 2 класса опасности (рис. 12). Однако встречаются пробы, где содержание тяжелых металлов достигает умеренно опасных и опасных значений. Пробы с умеренно опасным содержанием элементов 2-го класса опасности встречаются в пределах правобережья руч. Погарщина (Д-22, Д-23, Д-27, Д-29, Д-31), р. Речица (Д-215,Д-263, Д-264). Пробы с такой же оценкой загрязнения донных отложений встречены в верховьях р. Чернь у с. Ждановка (Д-254, Д-255) и ее среднем течении у отвалов (Д-4, Д-11, Д-16). Ведущие элементы загрязнители здесь хром, никель, молибден, медь.
Опасные концентрации тяжелых металлов 2-го класса опасности встречаются на правом берегу руч. Песчанный (Д-28), левом берегу руч. Погарщина к югу от г. Железногорск (Д-212), левом берегу р. Речица у с. Веретенино (Д-266). Загрязнение в пределах данных точек формируется за счет Ni, Mo, Cr.
Рекомендации по организации мониторинга
Система мониторинга компонентов природной среды в пределах Михайловского района включает периодические наблюдения за метеоусловиями на стационарных постах, разобщенную ведомственную сеть гидрогеологических скважин, разовое опробование почв и элементов биосферы. Основная часть наблюдательных скважин сконцентрирована в районе железорудных месторождений и водозаборов [42, 117, 119].
Гидрогеологические режимные наблюдения в Михайловском горнопромышленном районе проводятся регулярно с 1974 г. [118]. Годовой комплекс стационарных гидрогеологических наблюдений и лабораторных исследований выполнялся в соответствии с "Инструкцией по гидрогеологическому и инженерно-геологическому обслуживанию горнодобывающих предприятий" (1983 г.) с использованием сети гидронаблюдательных скважин.
Целевым назначением работ является получение необходимых данных о состоянии подземных вод в результате разработки Михайловского железорудного месторождения и всех видов хозяйственной деятельности, связанной с использованием подземных вод, динамики его изменения во времени, для разработки инженерных решений по улучшению экологического состояния подземных вод.
Основными задачами при ведении объектного мониторинга в блоке подземных вод являются: - изучение региональных закономерностей многолетнего естественного и нарушенного хозяйственной деятельностью режима и баланса подземных вод; - изучение условий формирования ресурсов, запасов и качества подземных вод на исследуемой территории; 133 - оценка воздействия на подземные воды горных выработок, инженерных сооружений и всех видов хозяйственной деятельности, связанной с использованием подземных вод; - создание геолого-гидрогеологического банка данных, включающего информацию по наблюдательным, эксплутационным и т. п. скважинам и другим пунктам наблюдений за подземными водами; - оценка воздействия на подземные воды всех видов хозяйственной деятельности с учётом экономического и экологического ущерба; - разработка мероприятий по охране подземных вод от истощения и загрязнения; - разработка мероприятий по предотвращению негативных последствий влияния системы защиты гидротехнических сооружений на обводнение прилегающих территорий.
Основными объектами мониторинга подземных вод на исследуемой территории являются: участки питания и разгрузки подземных вод, сформировавшиеся под воздействием техногенных факторов; контуры и параметры депрессионных воронок, обусловленных шахтным водоотливом и эксплуатацией водозаборов, контуры подпора грунтовых вод; участки подтопления и заболачивания [98].
Существующая сеть наблюдений состоит из 179 гидронаблюдательных скважин, которые распределяются по водоносным горизонтам следующим образом: - четвертичный водоносный горизонт - 35 скважин; - альб-сеноманский водоносный горизонт - 62 скважины; - келловей-батский водоносный горизонт - 43 скважины; - девонский водоносный комплекс - 31 скважина; - на рудно-кристаллический водоносный горизонт - 8 скважин. Неравномерность распределения по исследуемой площади наблюдательных скважин создает трудности при интерпретации данных о параметрах и развитии депрессионных воронок, очагах загрязнения грунтовых вод в районах хвосто-, шламо-, и навозонакопителей, характере фильтрационных потоков из хвостохранилища и уровенном режиме на участках интенсификации дренажа подземных вод.
На территориях, прилегающих к хвостохранилищу, шламохранилищу, гидроотвалу и на участках формирования отвалов вскрышных пород создается подпор вод в альб-сеноманском водоносном горизонте. Необходимо изучение возможного загрязнение подземных вод, так как водоносный горизонт является источником питьевого водоснабжения фабрик окомкования и обогащения и ряда сельскохозяйственных населенных пунктов района.
Увеличение фильтрационных потерь из хвостохранилища в условиях наращивания его до проектной отметки +236.0 м повлияет на подтопление сельхозугодий крупных населенных пунктов с объектами сельскохозяйственного назначения. На застроенной площади промплощадки МГОКа происходит техногенное подтопление территории.
Система экогеологического мониторинга (ЭГМ) территории Михайловского промрайона сосредотачивает наблюдения в районах источников и факторов техногенного воздействия, эффектов, вызываемых этим воздействием. В нее предлагается включить в качестве элементов стационарную сеть ЭГМ [42].
Почвенный мониторинг является важнейшим компонентом ЭГМ. Это связано с тем обстоятельством, что почва есть компонент природной среды, где интенсивно протекают многочисленные процессы трансформации и миграции вещества. Последние являются важнейшими звеньями биогеохимических круговоротов вещества и энергии, определяют устойчивость биосферы в целом. С другой стороны, в настоящее время почвенный покров служит конечным приемником большинства техногенных химических веществ, вовлекаемых в биосферу. Большое количество органики в почве является причиной высоких значений емкости поглощения. Интенсивное адсорбирование токсикантов и продуктов их превращения приводят к изменению химического, физического и биологического состояния почв, их деградации и разрушению [42].
Песчано-глинистые породы юрского и четвертичного возраста могут быть использованы, в первую очередь, при рекультивационных работах [126]. Также они являются хорошим сырьем для строительных материалов. Каолиновые глины и алевриты пригодны для производства керамзита. Моренные суглинки, характеризующиеся высокой плотностью и низкими фильтрационными характеристиками могут использоваться для отсыпки тел земляных насыпей и дамб. Пески апт-сеноманского яруса являются полимиктовыми. В тяжелой фракции встречены рутил, циркон, ставролит, слюды, магнетит, ильменит и др. Использование этих песков предполагает их предварительное фракционирование. Легкая кварцевая часть может быть использована при производстве стекла, стекловаты, керамической плитки, заполнителя тяжелых бетонов. Тяжелые фракции могут служить источником извлечения металлов и рассеянных элементов. Зеленоватые разности песков альб-сеноманского возраста характеризуются повышенным содержанием глауконита.
