Методические особенности экологического нормирования отходов горных предприятий Бачурин б.А., Бабошко а.Ю. (ги УрО ран, г. Пермь)

В настоящее время при оценке экологической опасности различных видов полезных ископаемых предложено руководствоваться суммарным экогеохимическим потенциалом литоэкологичности (геотоксичности) минералов (В.В. Иванов). В основу данного показателя положена оценка уровня содержания в минеральном сырье токсичных соединений по сравнению с принятыми санитарно-гигиеническими нормами (ПДК, ОДК, ОБУВ) для компонентов окружающей среды. Этот же принцип обычно используется при оценке экологической опасности образующихся отходов горного производства, что не всегда адекватно отражает специфику их состава и характер трансформации в объектах складирования.

Разнообразие минералогического состава руд обуславливает широкий спектр используемых технологий рудоподготовки и обогащения, сочетающих различные режимы измельчения руд, способы раскрытия минералов и отделения полезных компонентов от пустых пород. Это приводит не только к изменению минералогического состава перерабатываемого сырья, но и к протеканию различных физико-химических реакций, способствующих перераспределению соединений между получаемым продуктом и образующимися отходами обогащения. Формирующиеся в ходе данных процессов технологические геохимические барьеры приводят к концентрации в отходах микроэлементов, сопутствующих основным полезным компонентам. Это обуславливает формирование специфических техногенно-минеральных образований (ТМО), которые отличаются от исходного минерального сырья как содержанием, так и ассоциацией химических элементов. Особенно значительное преобразование геохимического облика образующихся отходов отмечается при использовании флотационного способа обогащения полезных ископаемых, отличительной особенностью которого является формирование сложных органо-минеральных комплексов с участием технологических химреагентов. Таким образом, многие из отходов горно-обогатительного производства представляют собой сложные поликомпонентные комплексы, не имеющие природных аналогов и требующие исследования экологической опасности с учетом возможной геохимической трансформации исходных соединений руд в технологических процессах. При этом при оценке их потенциальной экологической опасности важно знать не столько общее количество содержащихся вредных веществ, сколько возможную массу их перехода по цепочке «отходы → техногенные потоки загрязнителей → окружающая среда». Поэтому исключительно важное значение приобретает оценка геохимической подвижности соединений, то есть их способности переходить из твердой фазы в жидкую, мигрировать в природные ландшафты и поглощаться растительностью.

Другим аспектом, обычно не учитываемым при экологическом нормировании отходов горного производства, является характер их геохимической трансформации под воздействием гипергенных факторов. Результаты экспериментального моделирования поведения систем «отходы – вода» показывают, что при последовательном многоэтапном воздействии воды, наряду с механическим растворением, в отходах протекают разнообразные деструктивные и синтетические реакции физико-химической природы, приводящие к повышению геохимической подвижности поллютантов и увеличению содержания их миграционно-способных форм. Установлено, что после взаимодействия с водой содержание в породах кислоторастворимых, подвижных и водорастворимых форм тяжелых металлов может увеличиваться в 2-6 раз по сравнению с исходной концентрацией, что отражает новообразование потенциально подвижных соединений.

Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что трансформация состава отходов довольно часто сопровождается коренной перестройкой их структуры, что в свою очередь способствует повышению геохимической активности и миграционной способности содержащихся в них соединений. При этом вода выступает не только как растворяющая и транспортирующая поллютанты среда, а как активный реагент, способствующий разрушению прочносвязанных с минеральной матрицей комплексов и переводом соединений в подвижные формы. Это показывает, что геотехническую систему «отходы - окружающая среда» следует рассматривать как мобильную динамичную систему, главной особенностью которой является неконтролируемый рост разнообразия форм миграции химических элементов, обуславливающий стихийно развивающуюся временную изменчивость техногенных потоков рассеяния.

О МНОГОФАКТОРНЫХ СВЯЗЯХ

МЕЖДУ ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫМИ ОСОБЕН­НОСТЯМИ И ЗАБОЛЕВАЕМОСТЬЮ НАСЕЛЕНИЯ

ГОРНОРУДНОГО БАШКОРТОСТАНА

Белан Л.Н., Князева О.Ю., Бабаева С.Ф., Япаров И. Р. (Башкирский государственный университет, г. Уфа)

Скоординированное геоэкологическое и медико-биологическое зонирование горнорудных районов Башкортостана выполнено нами в системе регионального медико-биологического мониторинга, выделенного и осуществленного нами, как части геоэкологического мониторинга. В процессе разработки системы медико-био­логи­ческого мониторинга решались следующие задачи: 1) создание единого банка данных о заболеваемости населения; 2) отображение пространственного распределения различных видов заболеваемости; 3) картирование природных и техногенных факторов, влияющих на формирование экологической обстановки; 4) зонирование территории по степени проявленности патогенных факторов; 5) оценка взаимосвязи выделенных факторов с различными видами заболеваний.

Первым этапом стал сбор доступных данных о факторах, влияющих на формирование экосистемы исследуемого региона. Для обработки исходных данных использовано современное программное обеспечение ArcGis9.0 фирмы ESRI, включая дополнительные модули Geostatistical Analyst и Spatial Analyst. Результаты исследований преобразованы в электронный вид для дальнейшего анализа средствами ArcGis9.0 и дополнительного модуля Spatial Analyst.

Основу базы данных составили следующие слои: карты полезных ископаемых, геолого-геохимических комплексов, естественной радиоактивности, минерализации подземных вод, природных литохимических аномалий, техногенных объектов, типов почв, коэффициента увлажнения территории. С помощью модуля Spatial Analyst на этой основе были построены растровые карты распределения природных факторов и исследуемых признаков (патологий здоровья взрослых и детей).

Для приведения данных к удобному для анализа виду использована стандартная методика экспертного анализа. Весь интервал изменения какого-либо признака разбивался на 4 части с назначенным интервалом балльной оценки по степени потери комфортности от более комфортных условий (1 балл) к наименее (4 балла). Результатом работ стали 8 слоев карты оценки территории по каждому из анализируемых факторов. Для общей экспертной оценки региона была создана аддитивная результирующая карта, путем суммирования растровых моделей тематических слоев отдельных факторов.

Пространственное картирование природных факторов является весьма сложной и неоднозначной задачей, поскольку большинство из них не имеют количественного выражения. Для получения интегральной оценки экологического состояния территории и выявления степени патогенности отдельных факторов осуществлен переход от качественного картирования к количественному. Основные критерии зонирования территории по различным факторам сведены в таблицу. Границы зон определены по статистическим параметрам распределения изучаемого признака: среднее (фоновое), ниже и выше среднего.

Нами выполнено картирование распространения заболеваемости для изученной территории и установлена корреляция отдельных патологий с выделенными факторами. Результаты позволяют считать, что базовой основой системы регионального медико-биологического мониторинга служат карты оценки патогенности природных геохимических аномалий в почве, интенсивности проявления рудогенеза, степени воздействия техногенных факторов и гидрогеологические особенности территории.

Следует отметить, что даже при отсутствии у авторов возможности достаточно убедительно интерпретировать пространственную аномалию какого-либо признака, уже само картирование этой аномалии является важным и представляет значительный интерес для дальнейших исследований. В дальнейшем, полученные данные могут послужить важной информацией врачам-гигиенис­там и токсикологам для уточнения этиологии и патогенеза экологически значимых заболеваний.

Таким образом, на основе скоординированного геоэкологи­чес­кого и медико-биологического зонирования территории горнорудных районов Башкортостана, с применением пространст­венного моделирования и геостатистических методов анализа, выявлены устойчивые многофакторные связи между природно-техноген­ными факторами и отдельными видами заболеваемости насе­ления.