К.т.н. Бубнова М.Б., Озарян ЮА.

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Дальневосточного отделения Российской академии наук, Россия

Особенности организации горно-экологического мониторинга в районах разработки месторождений углей и строительных материалов юга Дальнего Востока

Из всех видов хозяйственной деятельности горнодобывающая промышленность оказывает наиболее существенное техногенное воздействие на окружающую среду, вследствие чего организация мониторинга в районах развития этого производства является актуальной и важной задачей [1].

Для правильной организации мониторинга состояния окружающей среды в таких районах необходимо учитывать различные особенности горнодобывающих предприятий, которые обусловливают характерные черты их техногенного воздействия.

В качестве примера рассмотрим особенности техногенного воздействия на окружающую природную среду в районах разработки месторождений углей и строительных материалов юга Дальнего Востока и возможности организации в этих районах горно-экологического мониторинга.

В настоящее время на экологическую обстановку в угледобывающих регионах Дальнего Востоке оказывают воздействие 136 находящихся на балансе месторождений угля: из них буроугольных – 55, каменноугольных – 79, антрацитов – 2. Балансом запасов по стройматериалам на 1 января 2010 г. по Хабаровскому краю учтено 32 месторождения строительного камня, из которых 20 - представлены интрузивными и метаморфическими, 9- вулканогенными и 3- осадочными породами. В 2009 г. добыча проводилась на 7 месторождениях: Корфовском, Большая Дюанка, Понийском, Совгаванском-2, Карьерном, Краснореченском и Ильинском [2]. В Приморском крае известно 243 месторождений строительных материалов [3]. В Еврейской автономной области известны 114 месторождений различных строительных материалов: глин кирпичных и керамзитовых, песков, песчано-гравийных смесей, строительных и облицовочных камней, цементного и карбонатного сырья, минеральных красок и легких наполнителей бетона.

Основные техногенные нарушения окружающей природной среды, связанные с отходами угледобычи на юге Дальнего Востока, составляют: отчуждение значительных площадей сельскохозяйственных и лесных земель с вырубкой лесов под отвалы вскрышных пород; изменение положения русел рек и нарушение гидрологического режима поверхностных водотоков и водоемов и горизонтов подземных вод в связи с размещением породных отвалов и осушением карьера; загрязнение поверхностных и подземных водных объектов шахтными, карьерными, производственными и хозяйственно-бытовыми сточными водами; интенсификация поверхностной эррозии на площади отвалов и развитие современных геологических процессов (оползней, оплывин) на уступах вскрышных отвалов; формирование техногенного рельефа, уродливо нарушающего эстетическую ценность дальневосточных ландшафтов; пылевое загрязнение почвенно-растительного слоя дезинтегрированной угольной и породной массой и содержащимися в ней токсичными веществами.

Как правило, вышеперечисленные факторы действуют комплексно, приводя к сложным экологическим последствиям.

Строительные материалы добываются открытым способом? В результате чего возникают замкнутые и открытые карьеры. Открытые карьеры обычно расположены на возвышенных ландшафтах, а закрытые - на выровненных поверхностях. Открытые карьеры дренируют прилегающие толщи пород, а замкнутые наполняются водой и могут дренировать или, заболачивать прилегающие территории. Глубокие карьеры, с низким уровнем зеркала воды, дренируют прилегающие поверхности, а неглубокие (в которых зеркало воды близко к поверхности) – подтапливают их.

Характер воздействия открытой добычи строительных материалов имеет несколько разновидностей: разрушение литосферы, образование техногенного рельефа; нарушение водного баланса, образование депрессионных воронок; уничтожение или угнетение растительности; изменение качества атмосферного воздуха (пылевыми и пылегазовыми выбросами).

Главные воздействия на окружающую среду при производстве цемента связанны со следующими факторами: пыль (выбросы из дымовых труб и быстроиспаряющиеся компоненты); газообразные выбросы в атмосферу (NO, SO₂, CO₂ и другие); другие выбросы (шум и колебания, запах, техническая вода, отходы производства и т.д.); потребление ресурсов (энергия, сырье)

Выбросы пыли (особенно от печей), как загрязняющий окружающую среду фактор цементного производства, вызывают наибольшее беспокойство.
В основном причиной выбросов пыли являются сырьевые заводы, печи для обжига, клинкерные холодильники, цементные мельницы.

Перечисленные выше виды воздействия эксплуатации месторождений угля и строительного камня на компоненты природной среды способствуют возникновению вторичных техногенных факторов. Как правило, зона негативного антропогенного воздействия значительно превышает территорию горного отвода самого предприятия.

Горнопромышленное производство начинается с нарушения земельных угодий. Основная часть нарушенных земель приходится на юг Дальнего Востока, где добыча осуществляется преимущественно открытым способом. Так под Лучегорский буроугольный разрез занята площадь пахотнопригодных земель размером в 6122 га; под Павловский – 5023 га; под Липовецкий каменноугольный – 3077 га.

Основным техногенным фактором загрязнения поверхностных и подземных вод в районах разработки месторождений является сброс шахтных и карьерных вод. Так сбросы шахтных, карьерных и сточных хозбытовых вод в p.p. Ургал и Чегдомын (ОАО «Ургалуголь») оцениваются в 1095 тыс. м³ ежегодно. Объемы сбросов карьерных вод по участкам разреза «Лучегорский-1» составили: по участку «Западный» объем сбросов 656 тыс. м³ при водосборной площади 5655 тыс. м² и объеме водосборника 337 тыс. м³; по участку «Восточный» объем сбросов 618 тыс. м³ при водосборной площади 4480 тыс. м² и объеме водосборника 105 тыс. м³.

Наиболее специфическими компонентами сточных вод угольной промышленности являются взвешенные вещества, нефтепродукты, минеральные соли, соли тяжелых металлов, органические соединения. При освоении месторождений строительных материалов также образуются хозяйственно-бытовые и атмосферные сточные воды. Их состав и свойства зависят от технологии производства, мощности предприятия и ряда других факторов, например качественные характеристики стоков при освоении месторождений строительных материалов и известняков имеют существенные различия.

При разработке угля открытым способом источниками загрязнений атмосферного воздуха являются постоянно действующие в период эксплуатации разрезов: пылящие поверхности без почвенного слоя и растительности, на которых производятся погрузочно-разгрузочные, планировочные и автотранспортные работы, при этом в воздух выбрасываются взвешенные и газообразные вещества (окись углерода, двуокись азота, сернистый ангидрид, углеводороды, сажа). Пыль и газы выделяются с обнаженных плоскостей отвалов, угольных уступов, бортов разрезов, промышленных площадок, терриконов (особенно горящих). Образующееся пылегазовое облако в районах ведения горных работ может подниматься на высоту более 50 м и включаться в атмосферный круговорот. В результате происходит механическое и химическое загрязнение атмосферы. Так предприятие ОАО «Дальвостуголь» выбрасывает в атмосферу пыли и пылегазовых выбросов 5302,619 т/год, ОАО «Приморскуголь» - 1637,110 т/год, а ОАО «Корфовский каменный карьер» 12989,602 т/год.

Таким образом, техногенные воздействия характеризуются различной природой, они действуют на разные компоненты окружающей среды и геоэкологических систем, и характер этого воздействия чрезвычайно разнообразен.

При организации системы горно-экологического мониторинга, оценки и прогноза состояния природно-техногенных комплексов районов разработки углей и строительных материалов необходимо, с одной стороны объединить и классифицировать все возможные виды техногенных воздействий на природную среду, а с другой, - оценить их по нескольким многомерным критериям.

Существующая система мониторинга горнодобывающих предприятий юга Дальнего Востока в целом практически не использует современных подходов к мониторингу природных сред, направлена на контроль отдельных экологических параметров точечного характера и не позволяет обеспечить пространственное представление оценки и прогноза геоэкологического состояния горнодобывающих районов.

Поэтому методика организации системы горно-экологического должна включать комплексный анализ и ранжирование по степени экологической опасности факторов воздействия предприятия на природную среду на основе экологической оценки применяемых технологий, результатов математического моделирования процессов рассеивания загрязняющих веществ и экспедиционных обследований зоны влияния предприятия, данных об объектах-аналогах и осуществляться на базе современных геоинформационных технологий и модельных комплексов.

Литература

1. Королев В.А. Мониторинг геологических, литотехнических и эколого-геологических систем: учебное пособие/ В.А. Королев; Под. ред. В.Т. Трофимова. – М.: КДУ, 2007. – 416 с. ISBN 978-5-98227-268-3.

2. Государственный баланс запасов полезных ископаемых Российской Федерации. Вып. 76- Строительные камни. Министерство природных ресурсов РФ. Федеральное агентство по недропользованию. М. 1999-2009.

3. Михайлов В.А. Месторождения нерудного сырья Приморского края// В.А. Михайлов, О.В. Чудаев. Г.И. Астапенко. Т.Г. Граждан/Владивосток: Дальнаука, 1998. - 182 с.