Предприятия горнодобывающей промышленности оказывают сильное негативное воздействие на окружающую среду. Это относится к предприятиям, добывающим самые разнообразные полезные ископаемые. Если эти полезные ископаемые, кроме того, характеризуются высокими либо повышенными концентрациями урана и тория, то экологическое воздействие приобретает дополнительную специфику. Рассмотрим наиболее важные аспекты такого воздействия.
Воздействие на ландшафты и земельные ресурсы предприятий горнодобывающей промышленности - - один из важнейших экологических факторов. При разработке месторождений полезных ископаемых горные выработки, отвалы, производственные помещения и т.д. занимают достаточно обширную площадь, что приводит к отчуждению земельных ресурсов. Особенно большой ущерб землепользованию наносят горные выработки при открытой добыче полезных ископаемых. При строительстве карьеров изымаются из оборота большие площади земельных угодий. Так, например, карьеры Канско-Ачинского угольного бассейна на юге Красноярского края нарушили в настоящее время около 6 тыс. га земель, 80% которых составляют сельскохозяйственные угодья (Гаврилин, Озерский, 1996). Нарушенные земли представлены в основном черноземами и являются наиболее плодородными в регионе. Эти земли заняты главным образом карьерными выемками и отвалами. Другим примером могут служить карьерные разработки фосфоритов на побережье Балтийского моря.
На отвалах разрезов развиваются разнообразные негативные гравитационные процессы (оползни, проседание поверхности и др.), а также связанное с ними заболачивание. Все это тоже влияет на геохимическую обстановку.
214
Загрязнение воздушной среды пылью и газами при работе технологического оборудования особенно велико при карьерных разработках из-за пылящих поверхностей отвалов и уступов карьерных выемок. Это может приводить к загрязнению окружающей промышленную площадку территории различными вредными веществами, находящимися в составе пыли и выхлопных газов промышленного оборудования.
Воздействие на водную среду достаточно многогранно. Однако основной эффект создается в результате водоотведения, т.е. осушения горных выработок и сброса дренажных вод в гидрографическую сеть. При карьерных разработках осушение разрезов приводит к снижению уровней и напоров водоносных горизонтов, формированию депрессионных воронок и, как следствие этого, к истощению запасов подземных вод и возникновению проблем с водоснабжением населения близлежащих территорий.
Другим важнейшим фактором воздействия горных разработок на водную среду является загрязнение поверхностных и подземных вод. Воды горных выработок, и особенно карьерные воды, обогащены многими элементами, которые входят в состав конкретных полезных ископаемых, причем нередко их концентрации во много раз превышают ПДК. Кроме того, наблюдается интенсивное загрязнение вод фенолами и другими вредными органическими соединениями вследствие работы технологического оборудования. Выщелачиванию из горных выработок и отвалов различных микроэлементов, в том числе тяжелых металлов и радионуклидов, способствует процесс окисления эндогенных минералов, и в первую очередь окисления сульфидов. Окисление сульфидов приводит к формированию сернокислотной агрессивной водной среды, которая активизирует выщелачивание элементов из пород и отвалов: 4 FeS2 + 15 О2 + 14 Н2О = 4 Fe(OH)3 + 16 Н+ + 8 SO
.
Происходит переход в раствор многих малоподвижных элементов. В подобных условиях Th образует сульфатные, преимущественно анионные, комплексные соединения. Однако продолжительность миграции комплексов Th ограничена значениями рН среды (рис. 9.1). При разбавлении кислых растворов на земной поверхности начинается процесс гидролиза Th, который полностью заканчивается при значениях рН 5,5. Особенно резко выражен подобный процесс при окислении отвалов торийсодержащих редкометалльных месторождений, где концентрация Th в воде может достигать 10-5 г/л и даже превышать концентрацию U (Титаева, 1982; Титаева, Таскаев, 1983). В кислой сульфатной среде уран также подвижен, в то время как изотопы Ra и Рb соосаждаются в составе слаборастворимых сульфатов.
215
Рис. 9.1. Вынос тория из рудных отвалов водами ручья
(Титаева, Таскаев, 1983):
1 - концентрация
232Th в воде;
2 - концентрация
232Th в донных осадках;
3 - коэффициент распределения
232Th
K =
В тех случаях, когда окисление сульфидов и образование H2SO4 в отвалах или горных выработках соседствует с нахождением углеродистого вещества (бурые угли, горючие сланцы), может происходить его самовозгорание. Процесс горения усиливает окислительные процессы в окружающих породах. На границе выгоревших и обычных углей или сланцев возникает окислительно-восстановительный барьер, на котором накапливаются различные химические элементы с переменной валентностью, в том числе и
216
уран. Так, на карьерах Канско-Ачинского угольного бассейна обыкновенные бурые угли имеют гамма-активность в среднем около 0,003 мкЗв/ч. На контакте с "гореликами" она повышается до значений более 1 мкЗв/ч, а иногда достигает 4 мкЗв/ч.
217
