Экологический мониторинг состояния природных вод в зоне техногенного воздействия (стр. 2 из 8)
В результате промывки руды и гидротранспорта твердых отходов происходит интенсификация процессов растворения измельченной руды. В воде, используемой в технологическом процессе, повышается концентрация в 2-5 раз практически всех компонентов, особенно ионов Са2+, сульфатов, органических веществ, фосфатов, фторидов.
Флотация основана на искусственно создаваемом с помощью реагентов различии в смачиваемости минералов водой. Молекулы этих реагентов-коллекторов – гетерополярны, обладают сродством к определенным минералам, избирательно прилипая к поверхности этих минералов, они образуют пленки, в результате чего частицы минералов становятся несмываемые водой и выносятся в пену.
Рудные минералы остаются во флотационной камере.
Процесс флотации фосфоритов происходит в щелочной среде. В качестве основных флотореагентов используется керосин или соляровое масло.
В результате первичного обогащения (рудопромывки) и флотации получают фосфоритную муку, являющуюся минеральным удобрением и отходы обогащения – твёрдые – эфеля (отходы рудопромывки) и шламы (отходы флотации), сбрасывающиеся в хвостохранилища. Ежегодно на территорию хвостового хозяйства сбрасывается 3000 тыс. т эфелей, 1460 тыс. т шламов, 30 тыс. т сточных вод. Утечки из хвостохранилищ представляют основную опасность в загрязнении и нарушении режима подземных и поверхностных вод района расположения горнопромышленного предприятия. Происходит изменение генетических составляющих солевого баланса природных вод, вследствие чего с территории усиливается вынос карбонатов, хлоридов, сульфатов, фторидов, кальция, натрия, калия.
В результате пылегазовых выбросов происходит загрязнение атмосферы вредными веществами, такими как диоксид серы, оксиды азота, твердые частицы, оксид углерода и другие токсичные вещества.
Из-за уничтожения естественного покрова растительности и почв при разработке месторождения снижается биологическая продуктивность территории.
4. Источники загрязнения и нарушения природной среды
Разработка Егорьевского месторождения фосфатов приводит к нарушению:
1. Водного и солевого баланса территории;
2. К снижению на 1,5-2 м отметок земной поверхности на отдельных участках при проходке горных выработок;
3. К уничтожению почвенного покрова и изменению фильтрационных свойств пород, вследствие их рыхления и транспортировки в отвалы;
4. В районах карьеров к формированию депрессионных воронок радиусом до 1,5 км;
5. Образованию в насыпных и намывных грунтах водоносного горизонта техногенного происхождения.
Наиболее ярко выраженные загрязнения и нарушения показаны в таблице 1.
Таблица 1. Основные виды воздействия на природную среду в районе ОАО “Фосфаты”
| Компоненты природной среды | Нарушения | Загрязнения |
| Гидросфера | Гидродинамические:Затопление (подтопление),Заболачивание,Образование озера в карьерной выемке,Истощение водотока (причина водозабор на реке). | Загрязнения поверхностных вод различными химическими растворимыми твердыми, жидкими, газообразными веществами. |
| Литосфера | Геомеханические:Карьеры,Отвальные насыпи,Гидротехнические насыпи (образовались при формировании хвостохранилищ),Здания и сооружения. | Засорение (твердые нерастворимые вещества) (бумага, пыль),Замазучивание,Запыление. |
| Атмосфера | Аэродинамические:Разряжение (ветровые тени),Возмущения по направлению (связано с размещением ноосферы: здания, сооружения),Температурные инверсии. | Запыление,Задымление (рубка леса, образование карьера),Загазованность. |
| Биота | Биоморфологические:Повреждение и уничтожение растительности,Распугивание и уничтожение различных животных и микроорганизмов. | Самозаростание,Увеличение численности определенного типа животных и микроорганизмов |
5. Загрязнение природных вод
Гидрогеохимическими ореолами загрязнения являются области распространения подземных и поверхностных вод с многократно повышенными по сравнению с фоновыми концентрациями микро- и макроэлементов, формирующиеся в результате сбросов в поверхностные и подземные воды сточных и карьерных вод, а также образующиеся за счет растворения и выноса химических элементов и соединений из минеральных отходов добычи и переработки полезных ископаемых.
Гидрохимическими потоками загрязнения являются участки линейной формы, с многократно повышенными по сравнению с фоновыми концентрациями микро- и макроэлементов в подземных и поверхностных водах.
Вследствие плохой изоляции дна стенок хранилищ жидких отходов происходит инфильтрация сточных вод и миграция загрязненных вод за пределы хвостохранилища. Аналогичная картина наблюдается и при распространении загрязнения в подземных водах вследствие выщелачивания и растворения твердых отходов атмосферными осадками и их инфильтрации в подземные воды. В рассмотренных случаях контуром гидрогеохимических ореолов загрязнения служит изолиния со значением коэффициента суммарного загрязнения, равным единице. Потоки загрязнения совпадают с контуром реки в местах ее загрязнения.
Для оценки контрастности гидрогеохимических ореолов и потоков по ряду загрязняющих компонентов применяются коэффициенты контрастности загрязнения, рассчитанные относительно значений ПДК (КПДК - коэффициент контрастности относительно ПДК) и фоновых концентраций загрязняющих компонентов ( КФ - коэффициент контрастности относительно фона):
К АПДК=СА/ПДКА (1)
КАФ= СА/ САФ (2)
где СА-концентрация компонента А в загрязненных водах, мг/л; ПДКА- предельно допустимая концентрация компонента А, мг/л, мг-экв./л; САФ- фоновая концентрация компонента А, мг/л, мг-экв./л.
Под фоновыми содержаниями химических элементов или соединений в горной породе понимаются их среднестатистические содержания в отложениях для рассматриваемого района.
Оценка степени загрязнения подземных и поверхностных вод производится по суммарному коэффициенту загрязнения вод:
Техногенные гидрогеохимические ореолы и потоки разделяются по степени контрастности на:
- сильноконтрастные при К ПДК > 10,
- контрастные - 3 < К ПДК < 10,
- слабоконтрастные 1 < К ПДК < 3.
Формирование гидрогеохимических ореолов загрязнения связано со следующими факторами:
1. Утечками сточных вод с территории хвостового хозяйства, вследствие плохой изоляции дна и стенок хвостохранилищ;
2. Утечками сточных вод из шламонакопителя ПКОФ;
3. Выщелачивание и растворение твердых отходов атмосферными осадками и их инфильтрация в подземные воды.
На территории хвостового хозяйства формируется три типа техногенных гидрогеохимических ореолов, различающихся по составу загрязняющих компонентов и контрастности загрязнения:
1.В районе хвостохранилища 3, куда складируются отходы рудопромывки;
2. На участках занимаемых старыми хвостохранилищами 1,2;
3.В районе хвостохранилищ 4,6, илохранилища, куда ведется намыв отходов флотационной обогатительной фабрики.
На участке инфильтрации сточных вод из шламонакопителя ПКОФ формируется наиболее контрастный техногенный гидрогеохимический ореол. Рассматриваемый ореол является сильноконтрастным по содержанию органических соединений, контрастным по фторидам, фосфатам, сульфатам, хлоридам, общей жесткости, минерализации. Протяженность ореола по содержанию органических соединений достигает 1100 м, сульфатов общей минерализации - 750 м, фосфатов, фторидов, хлоридов – 300-450 м. Продвижение фронта загрязнения по органическим соединениям 5,8 м/год.
Формирование гидрогеохимических ореолов загрязнения на территориях сельскохозяйственного освоения с нанесением искусственных глауконитовых почв связано с процессами выветривания глауконитовых пород и инфильтрацией через них атмосферных осадков. Специфика рассматриваемого техногенного ореола заключается в составе загрязняющих компонентов, которыми являются фосфаты, фторида. Площади техногенных ореолов в районах сельскохозяйственного освоения отвалов карьеров значительны (до 450 га) при низкой контрастности загрязнения
(К ПДК = 1,2-1,7). Ширина зоны техногенных изменений состава грунтовых вод невелика: 40-50 м для фторидов и сульфатов, 65-70 м - для фосфатов.
Гидрогеохимические потоки загрязнения на территории Натынского водосбора подразделяются на:
1. Кратковременные, образующиеся во время сильных ливней и снеготаяния на участках хвостового хозяйства и отвалов (территориально и по составу совпадают с техногенными ореолами, загрязнения имеют более низкую контрастность);
2. Поток, связанный с перемещением пульпы из хвостохранилщ через серию отстойников в накопитель оборотной воды (по составу близок к дренажным водам хвостохранилищ);
3. Потоки карьерных вод;
4. Река Натынка - местный водосбор.
Карьерные воды образуются вследствие разгрузки подземных и атмосферных вод в дренажные канавы. Образование слабоконтрастных техногенных гидрогеохимических потоков карьерных вод связано с выветриванием фосфоритов, пласты которых при разработке месторождения оказываются на поверхности и подвергаются рыхлению. В результате гипергенных преобразований из фосфоритовых пластов вымываются подземными и атмосферными водами фосфаты, фториды, кальций. Карьерные воды сбрасываются в р.Натынку.