WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

Pages:     | 1 ||

«НаучНО-ИССледОВательСКИй ИНСтИтут ПРИКладНОй ЭКОлОГИИ СеВеРа В.В. ИВаНОВ тРаНСФОРМаЦИЯ ПРИРОдНыХ КОМПлеКСОВ ПРИ НедРОПОльЗОВаНИИ В уСлОВИЯХ ЯКутИИ Ответственный редактор ...»

-- [ Страница 2 ] --

— уменьшение объемов складируемых в отвалах пород путем использования части горной массы для закладки выработанного пространства;

— минимизация попадания химически активных веществ с отвалов на элементы экосистем прилегающей территории;

— снижение пыления с породных отвалов;

— исключение массового применения лесоматериалов для крепления выработанного пространства .

Из существующих классификаций систем подземной разработки угольных месторождений наибольшего внимания заслуживает классификация, предложенная А.С. Бурчаковым (Краткий справочник…, 1982). В основу этой классификации положен  Т а б л и ц а 2.9 Применяемые системы подземной разработки рудных месторождений Якутии в зависимости от горно-геологических характеристик (Необутов и др., 2005 с дополнениями автора) Данные по рудным телам Устойчивость Зона расМесторождение, положения Система разработки Форма Угол паде- Мощ- вмещающих рудник месторожТип руд руды рудных тел ния, град ность, м пород дений

–  –  –

Проблемой совершенствования технологии подземной добычи угля в условиях многолетней мерзлоты занимались многие научно-исследовательские институты. Первый опыт ведения горных работ в зоне многолетней мерзлоты обобщен в монографии В.П .

Бакакина (1958). Автор отмечает необходимость регулирования тепловых процессов и для использования повышенной устойчивости мерзлых пород рекомендует поддерживать в горных выработках отрицательную температуру .



Многие исследования посвящены проблеме решения теплового режима шахт Севера, методам расчета и способам регулирования прочности мерзлых пород, устойчивости горных выработок при различных вариантах, возможности повышения безопасности и эффективности ведения горных работ в зависимости от мерзлотных условий (Дядькин, 1965, 1986; Системы…, 1970; Скуба, 1973, 1974; Скуба и др., 1986; и др.). На основе данных работ совершенствовалась технология разработки угольных месторождений криолитозоны .

Дальнейшее развитие исследований (Викулов и др., 1983;

Рекомендации…, 1986; Викулов, Ефремов, 2003) способствовало внедрению в шахтах многолетней мерзлоты высокопроизводительных механизированных комплексов, которые позволили не только достичь значительного повышения производительности труда, но и намного улучшить условия труда горнорабочих, повысить безопасность управления состоянием кровли в очистных лавах .

Современные работы специалистов посвящаются различным аспектам совершенствования технологии ведения вскрышных, подготовительных и очистных работ при подземной добыче угля в конкретных условиях отдельных месторождений Севера, в том числе Якутии .

 В исследованиях рассматриваются вопросы совершенствования систем разработок, технической целесообразности и эффективности применения механизированных комплексов, оценки работоспособности крепи при различных условиях, проявления горного давления и повышения безопасности горных работ (Рекомендации…, 1986). Оценке существующего опыта подземной разработки, вопросам решения проблемы перехода геологических нарушений механизированными комплексами, управления кровлями на угольных месторождениях криолитозоны посвящена работа П.Н .

Васильева с соавт. (2010). Авторами разработана схема освоения Эльгинского каменноугольного месторождения подземно-открытым способом, который существенно сокращает негативное влияние горных работ на окружающую среду .



Одновременное ведение открытых и подземных горных работ в пределах одного месторождения предлагается и в других работах сотрудников ИГДС СО РАН (Ефремов и др., 2000; Огнев, Ефремов, 2002; Васильев, Зубков, 2008) .

Таким образом, приведенный краткий анализ показывает, что несмотря на имеющиеся достаточно многочисленные исследования общих вопросов недропользования в условиях криолитозоны и ряд научно-прикладных разработок по локальным объектам, остается актуальной задача, с одной стороны, детализации процессов и закономерностей воздействия недропользования на экосистемы, а с другой — обоснования региональной геоэкологической основы недропользования в Якутии — своего рода системной матрицы как научно-прикладной основы для решения задач охраны окружающей среды и восстановления нарушенных экосистем, локализации негативных факторов горного производства и обеспечения экологических и санитарногигиенических требований как непосредственно в горных выработках, так и на прилегающей территории .

 ГЛАВА 3

СТАДИЙНОСТЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ИСХОДНЫХ ЭКОСИСТЕМ КРИОЛИТОЗОНЫ

В ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫЕ

ЭКОСИСТЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ

В предыдущих главах охарактеризованы методологические основы решения геоэкологической проблемы недропользования в северных регионах, в том числе в условиях криолитозоны Якутии, обоснована систематизация объектов недропользования применительно к меняющимся эколого-географическим особенностям природной среды, а также рассмотрены основные процессы и формы воздействия на экосистемы в зависимости от применяемых технологий, видов минерального сырья и других факторов .

В данной главе рассмотрим, каким образом совокупность изложенных выше географических, геоэкологических и иных процессов, прежде всего техногенных, преобразует исходные экосистемы, переводя их в принципиально иное природно-техногенное состояние .

3.1. Принципиальная схема формирования природно-техногенных экосистемных комплексов при недропользовании Главной задачей прикладной экологии на фоне регионального экологического неблагополучия во многих регионах России становится выявление баланса, разумного и научно обоснованного соотношения между тремя группами факторов (Природнотехногенные экосистемы…, 2006) .

Первая группа факторов — это вынужденное, неотвратимое и неизбежное воздействие человека на природную среду, изъятие из нее жизнеобеспечивающих ресурсов, без которых человек просто не может существовать. Формы и размеры изъятия могут значительно варьировать в диапазоне от бесконтрольно экстенсивного до весьма минимизированного на основе экономных и природощадящих технологий .





Одной из значимых форм изъятия природных ресурсов, играющей огромную роль в преобразовании экосистем на определенной территории, прямо или косвенно воздействующей на  состояние здоровья населения данной территории и требующей огромных затрат для поддержания или восстановления природных комплексов, является недропользование .

При разработке месторождений полезных ископаемых природная среда в пределах горного отвода и прилегающей территории испытывает значительное воздействие, связанное с перераспределением русел рек и сбросами в поверхностные воды загрязненных потоков с участков горных работ и промышленных площадок; со снятием почвенно-растительного покрова; с загрязнением атмосферы выбросами при проведении буровзрывных работ, при эксплуатации автотранспортной и мощной землеройной, погрузо-доставочной, скреперной техники, дизельных механизмов; размещением отходов производства, отвалообразованием, сдуванием мельчайших частиц с открытых поверхностей отвалов, хвостохранилищ и т.д .

Вторая группа факторов — это факторы поддержания здоровья населения той или иной экологической ниши — региона, бассейна или какого-то локального жизнеобитания человека .

Воздействуя на природную среду, общество создало новую (вторичную) окружающую среду, которая в ряде случаев значительно отличается от естественной среды. Даже самое незначительное нарушение равновесия экосистем усиливает дискомфортность среды обитания людей, затрудняет и замедляет возможность их адаптации к новым нелегким условиям жизни, вызывает нежелательную миграцию населения и даже различного рода эндемические заболевания или наследственные изменения в людских популяциях (Трофимов, Рагим-заде, 1985). Степень нарушения усиливается на Севере, в зоне многолетней мерзлоты, которая отличается большей хрупкостью и весьма малым потенциалом самоочищения и самовосстановления. Неблагоприятный и зачастую даже опасный для организма человека характер изменений в природе обусловлен тем, что люди еще не научились управлять качеством природной среды и обеспечивать ее динамическое равновесие .

Третья группа факторов — это факторы, обеспечивающие поддержание и сохранение самой природной среды тоже в некоем благополучном состоянии .

Общеизвестно, что в природных экосистемах устанавливается экологическое равновесие объектов природной среды. Общие закономерности географии природных экосистем свидетельствуют о наличии эволюционных связей последних с зональными и высотно-поясными условиями среды .

Функциональная слаженность природных экосистем обусловлена глубокими адаптациями компонентов биоты друг к 20 другу и к абиотической среде, которую они преобразуют в процессе функционирования. Именно эти адаптации определяют способность природных систем к саморегуляции и возобновлению биоты (Исаков и др., 1980) .

В.Б. Сочава (1978) придавал огромное значение изучению стабилизирующего начала геосистем, которое вместе с другими причинами определяется процессами саморегуляции. Он считал, что исследование механизма стабилизирующей динамики имеет большое практическое значение при управлении воспроизводством природных богатств. Саморегуляция и определяемое ею стабилизирующее начало — это важнейший фактор организации геосистем .

Новообразованные объекты географической среды и их классификация. Проведенный в ходе выполнения исследований краткий обзор работ по районированию территории Якутии (см .

разд .

1.4) показывает, что даже такие крупные территориальные выделы, как Южная, Западная, Центральная Якутия и т.д., не имеют четкого географического определения. В прикладных экологических исследованиях выделяют лишь специализированные природные комплексы — эколого-почвенные (Саввинов, 2007), аласные (Аласные экосистемы…, 2005), речные и бассейновые (Экология бассейна…, 1992; Экология Средней Амги, 1993; Саввинов и др., 1996) и др .

Отмеченное обстоятельство поставило нас перед необходимостью разработать представление о географо-экологических единицах, преобразующихся под воздействием недропользования, как специфических новообразованных объектах географической среды .

В географической литературе имеется много определений по классификации измененных или нарушенных человеческой деятельностью ландшафтов и экосистем. Некоторые исследователи под антропогенным ландшафтом понимают культурный или измененный человеком ландшафт, «в котором непосредственное приложение к нему труда человеческого общества так изменило соотношение и взаимодействие предметов и явлений природы, что ландшафт приобрел новые, качественно иные, особенности по сравнению с прежним, естественным своим состоянием»

(Саушкин, 1951) .

Ф.Н .

Мильковым (1973) при обосновании промышленного класса ландшафтов был выведен принцип природно-антропогенной совместимости, смысл которого заключается в том, что все антропогенные ландшафты на всем протяжении своего развития подчиняются природным закономерностям. Однако Л.Л .

Розанов (2001) справедливо подчеркивает, что геотехноморфогенез, обусловленный хозяйственной деятельностью человека, в отличие от естественного (природного) геоморфологического процесса является относительно управляемым посредством техногенной составляющей .

Любая природная экосистема представляет собой единство растительного сообщества, биологически активного, насыщенного органическим веществом плодородного слоя (почвы) и расположенного в нем микробно-фаунистического комплекса, трансформирующего растительные остатки (Восстановление…, 2000) .

В данной системе главным внутрисистемным механизмом, объединяющим ее структуры, является оборот (обмен) органического, растительного материала и энергии. Нарушение этого механизма в результате внешнего воздействия путем изменения или уничтожения одной из структур (в первую очередь растительного сообщества) приводит к распаду системы как единого целого .

В районах интенсивных техногенных нарушений растительность представляет собой сложную систему антропогенных трансформаций природных и природно-антропогенных экосистем, находящихся на различных стадиях сукцессионного процесса. В этом случае, по мнению С.И .

Мироновой (2000), целесообразнее добавить к понятию С.М .

Разумовского (1981) и И.Б .

Кучерова (1995) «сукцессионные системы» эпитет «техногенные», как совокупность серийных сообществ, формирующихся в пределах природно-техногенного ландшафта, потому что естественные сукцессии, протекающие в этих районах, буквально тонут в антропогенных влияниях. Например, в условиях Южной Якутии растительность природно-техногенных ландшафтов формирует техногенные сукцессионные системы, различающиеся между собой по характеру субстрата (отвалы пустых пород карьеров и рудников из грубообломочных материнских пород и дражные отвалы из осадочных пород более мелкого состава) и по уровню отвалов (верхний и нижний) .

Г.Н .

Саввинов (2007) на основании анализа хозяйственноэкологической эволюции Якутии за последние почти 400 лет с точки зрения почвоведения и экологии приходит к выводу, что природные экосистемы основных обжитых территорий республики преобразованы в природно-антропогенные. Автор обосновывает правомерность таксономической квалификации природноантропогенной эколого-почвенной общности, выделяя агрогенные, техногенные и селитебные эколого-почвенные комплексы. Установлено возрастание устойчивости эколого-почвенных комплексов в южном направлении .

Деление на первобытные (естественные), измененные (преобразованные) или затронутые в разной степени (в некоторых 22 работах с приведением процентных отношений) культурные ландшафты встречаются в работах многих авторов, занимавшихся вопросами ландшафтной классификации (Калесник, 1955;

Жекулин, 1961; Мильков, 1973; Исаченко, 1980; Техногенные экосистемы…, 1985; и др.) .

А.Г .

Исаченко (1980) вопрос об антропогенных ландшафтах считает достаточно сложным и дискуссионным. При этом он исходит из того, что как бы сильно ни был изменен ландшафт человеком, он остается частью природы и полностью подчиняется ее законам. Человек не может отменить природные законы развития ландшафтов, он не может снивелировать основные естественные различия между ландшафтами тундры и пустыни, гор и равнин, зандровых полей и лессовых возвышенностей. Он видит основное отличие «новых» элементов ландшафта от природных в их неустойчивости. Всякий ландшафт, измененный человеком, менее устойчив, чем первичный ландшафт, ибо естественный механизм саморегуляции в нем нарушен. В то же время автор приходит к выводу, что в отношении появившихся карьеров, оврагов и других образований может употребляться понятие «антропогенный природный комплекс» с наименьшей натяжкой .

По мнению О.Н .

Толстихина (1990), при анализе изменений природной среды всегда приходится рассматривать не менее двух взаимосвязанных компонентов, образующих единую систему взаимодействия — природную основу системы и ее техногенное ядро (технологические, технические и инженерные средства, сооружения и комплексы), и предлагает полученные в результате образования называть природно-техническими геосистемами .

Необходимо отметить, что в ландшафтном комплексе, как и в любой взаимообусловленной системе, изменение одного компонента незамедлительно отражается на всех других. Ф.Н. Мильков (1973) подчеркивает, что даже такой консервативный компонент ландшафта, как почва, меняется сравнительно быстро под влиянием преобразованной растительности. При этом он предостерегает от слишком широкой трактовки понятия антропогенного ландшафта, когда, например, некоторые авторы (Иогансен, 1970) относят к естественным ландшафтам лишь ледяные пустыни Антарктиды, Арктики, ледники горных стран, внутренние массивы тропических и таежных лесов, а почти все остальные ландшафты — к категории антропогенных .

Ошибочными считаются и рассуждения о том, что основные зональные и азональные ландшафтообразующие факторы, такие как геологический фундамент, солнечная радиация, циркуляция атмосферы, продолжают действовать даже в наиболее сильно измененных ландшафтах (Исаченко, 1967). Отдельные 2 исследователи видят в качестве решающего фактора в преобразовании ландшафта геолого-геоморфологические условия (Солнцев, 1948; Видина, 1963). В первом случае игнорируются изменения солнечной радиации и геологического фундамента в городских и промышленных ландшафтах. Типичные для горнопромышленных зон карьерно-отвальные комплексы существуют, как и природные, неопределенно долго, и про них никак не скажешь, что это временные, преходящие нарушения естественных ландшафтов. Во втором случае, хотя очевидна огромная роль рельефа и геологического строения в обособлении урочищ, не стоит недооценивать роль биоты и других факторов в формировании ландшафта (Мильков, 1973) .

По определению Ф.Н. Милькова, антропогенными ландшафтами следует считать как заново созданные человеком ландшафты, так и все природные комплексы, в которых коренному изменению (перестройке) под влиянием человека подвергся любой из их компонентов, в том числе растительность и животный мир .

Аналогичная по сути трактовка дана в словаре-справочнике Н.Ф. Реймерса (1990, с .

262): «Ландшафт антропогенный — ландшафт, преобразованный хозяйственной деятельностью человека настолько, что изменена связь природных (экологических) компонентов в степени, ведущей к сложению нового по сравнению с ранее существовавшим на этом месте природного комплекса» .

Если в естественных ландшафтах природные процессы саморегулируются или, по А.В .

Позднякову (2003), «самоорганизовываются», то развитие антропогенных ландшафтов контролируется человеком или происходит длительный процесс изменений, в ходе которых данный ландшафт постепенно приобретает свойства саморегуляции. При освоении крупного месторождения полезного ископаемого, когда весь процесс строительства объектов предприятия и их эксплуатации длится десятки лет, преобразуемый ландшафт занимает значительную горизонтальную и вертикальную размерность, наступление начала самоорганизации природной системы может быть отложено на длительный срок .

В этот период у антропогенных экологических комплексов утрачиваются в значительной степени способность к саморегуляции и восстановлению биоты, и они не представляют собой самостоятельные системы, а являются лишь частью крупных производственных комплексов, включающих в себя ряд других подсистем (Исаков и др., 1980). Такие образования слагаются неустойчивыми комплексами живых организмов, часто слабо связанных между собой, деятельность которых контролируется и направляется человеком. Возобновление основных компонентов их биоты и регулярное повторение биологических циклов возможно лишь при условии активного участия человека, например при проведении рекультивационных работ на нарушенных недропользованием землях .

Необходимо отметить, что нарушения природных связей на небольшом локальном участке влечет за собой, подобно цепной реакции, изменения сложившегося веками природного равновесия на соседних территориях (Моторина, 1985). Явление передачи изменений природными силами на значительные расстояния из одного региона в другой некоторые авторы называют географо-экологическими трансмиссиями (Залетаев, 1988). Примером данного явления в условиях Якутии может быть присутствие продуктов техногенного загрязнения в результате трансрегионального рассеяния выбросов Норильского горно-металлургического комбината в депонирующих элементах экосистем Западной тыс. км2 (Макаров и др., Якутии на общей площади свыше 650 1990; Ягнышев и др., 2005) .

По своим масштабам природно-техногенные системы могут занять значительные территории и подразделяются на региональные, территориальные и локальные (Прозоров, Экзарьян, 2000) .

В условиях Севера не всегда удается контролировать и предугадывать развитие опасных природных явлений и процессов, связанных с реакцией многолетнемерзлых пород на изменения устоявшегося температурного режима в результате снятия, например, почвенно-растительного покрова, вырубки леса, раскорчевки, изменения русла водотоков, альбедо снежного покрова и других мероприятий, связанных с недропользованием. На фоне других, сопутствующих добыче минеральных ресурсов, воздействий происходит переформирование природно-техногенного комплекса, или, как описывает Б.И. Кочуров (1999), ситуация развивается от одной стадии к другой в результате сумматативного и кумулятивного эффекта, увеличения антропогенной нагрузки, появления новых видов нагрузок, наложения на существующую ситуацию другого внешнего фактора. Он при этом приводит следующий рискологический ряд: экологическая ситуация опасность риск экологическая ситуация, т.е. с каждой стадией развития горных работ формируется совершенно другая ситуация или следующая стадия природно-техногенной системы .

Таким образом, в результате длительной хозяйственной деятельности человека на определенной территории влияние техногенного фактора может быть столь существенно, что на месте сравнительно однородных природных ландшафтов образуются значительно различающиеся между собой природно-техногенные комплексы. При этом в некоторых работах (Экология…, 1991) за 25 природно-промышленную систему более высокого ранга принимают природно-промышленный комплекс (ППК). В нее в общем случае включаются промышленные объекты и предприятия, в ведении которых находятся сельско-, рыбохозяйственные, лесные и другие угодья, входящие в состав экологической системы ППК. Вместе с тем даже на уровне природоохранного законодательства нет четких определений основных терминов, понятий, относящихся к характеристике как природных, так и образованных или трансформированных в ходе производственной деятельности образований .

Например, в Федеральном законе «Об охране окружающей среды» (редакция 2002 содержатся формулировки следующих г.) понятий (гл. ст .

I, «окружающая среда», «природная среда», 1):

«компоненты природной среды», «природный объект», «природно-антропогенный объект», «антропогенный объект», «естественная экологическая система» и «природный комплекс», а также целый ряд других. При этом в тексте закона содержание понятий или не раскрывается полностью (дано слишком кратко), или же одно понятие определяется через другое, тоже являющееся «недоопределенным» .

Скажем, «природный объект — это естественная экологическая система, природный ландшафт и составляющие их элементы, сохранившие свои природные свойства» (гл. ст. ФЗ 1, 1 № 7-ФЗ от 10.01.2002 г.). Но под данное определение подходят приводимые здесь же в законе понятия и природного комплекса, и природного ландшафта. Здесь нет четкого различия между «компонентами» и «элементами», между определениями «окружающая среда» и «природная среда» и т.д .

В работе (Белан, 2007) под геоэкологическими основами природно-техногенных экосистем горнорудных районов понимается комплекс природных и техногенных факторов, сформировавшихся за длительный период геологического развития и антропогенного преобразования окружающей среды, особенности которых влияют на состояние биоты. Граница природно-техногенной экосистемы соответствует глубине проникновения в литосферу воздействия техногенных факторов .



С учетом изложенного нами (Природно-техногенные экосистемы…, 2006) под природно-техногенными экосистемными комплексами (ПТЭСК ) понимаются природные комплексы, испытывающие интенсивное воздействие горно-промышленного производства и сопутствующих ему хозяйственных отраслей — энергетики, транспорта, включая и селитебное, т.е. социально-экономическое воздействие. Данное понятие четко указывает на ведущий фактор их трансформации — «техногенез» .

2 К территориям, где развивается горное предприятие, относятся как участки разрабатываемого месторождения полезного ископаемого, где идет непосредственно добычная работа, так и зоны, занятые обогатительным, энерго- и теплоснабжающим комплексом, складскими, ремонтными и другими обеспечивающими предприятие хозяйственными структурами, участки размещения отвалов пустых пород, хвостохранилищ и других отходов производства и потребления. Вблизи многих горно-обогатительных комбинатов располагаются временные или постоянные населенные пункты и объекты их жизнеобеспечения. Так как данный сложный горнодобывающий объект размещается в разнообразных техногенно преобразуемых ландшафтах, то их обобщенно можно отнести к природно-техногенным экосистемным комплексам .

Ранг (размер) таких комплексов может колебаться в широких пределах — от значительного по площади речного бассейна (первые десятки — первые тысячи квадратных километров) до сравнительно локального участка речной долины, водораздельно-плакорной поверхности или отдельного урочища размерами до 1000–1500 2 .

км Природная составляющая данного комплекса будет представлена всеми компонентами наземной и водной экосистем, которые включают ландшафт территории размещения объектов и зоны косвенного влияния хозяйственной деятельности предприятий ПТЭСК .

При этом функционирование и развитие новой экологической системы в пределах ПТЭСК определяется как природными условиями, так и характером и глубиной влияния производства на абиотическую и биотическую компоненты окружающей среды, т.е. зависят от интенсивности нарушения и загрязнения недр, почв, водного и воздушного бассейнов; изменения пространственной и видовой структуры и продуктивности живых организмов, фито-, зоо- и микробиоценозов, функционирующих в пределах данного комплекса .

Наиболее интенсивное воздействие на природные экосистемы наблюдается на участках ведения горных работ. Специфику природно-техногенных комплексов в горно-промышленных ландшафтах и направления их развития обусловливают главным образом геологические условия месторождения, технология разработок и зонально-климатические особенности .

Стадийность развития природно-техногенных экосистемных комплексов. Природно-техногенная экосистема начинает формироваться при любом способе разработки в начальный период освоения месторождений (геолого-разведочные работы, проходка 2 вскрышных выработок, монтаж горного и обогатительного оборудования, строительство сопутствующей инфраструктуры) (Иванов, Руденко, 2008). На этой стадии в зависимости от рельефа, горно-технических условий местности в пределах горного отвода преобладание природной составляющей преобразуемой экосистемы может быть значительным. Воздействие на близлежащие территории ограничивается самыми первыми километрами от границ земельного отвода (табл. 3.1) .

В некоторых случаях между первым этапом и последующим развитием горных работ может наступить и некоторая временная задержка, связанная с организационными, экономическими и другими обстоятельствами. За это время преобразованный ландшафт может успеть зарасти растительностью, вплоть до появления зарослей древесных видов .

Т а б л и ц а 3.1 Основные стадии развития природно-техногенных экосистем Изменения природной среды Этап освоения месторона прилегающей ждения в пределах горного отвода территории Начальный: проклад- Преобладание природной со- Изменения касаются перка дорог; проходка ставляющей; незначительные вых километров вскрывающих выра- превышения содержания неботок; строительст- которых микроэлементов в во инфраструктуры природных средах; начало деградации почвенно-растительного покрова Полного развития: Преобладание техногенной со- Изменения наблюдаются увеличение объемов ставляющей (горные выра- до десятков километдобычи и перера- ботки, отвалы, инженерные ров; загрязнение снежботки; использова- сети, вахтовые поселки); пол- ного покрова продуктание полной произ- ное преобразование рельефа, ми выбросов; пожары, водственной мощ- развитие термоэрозионных вырубки леса, захламности горной тех- явлений; загрязнение атмо- ление отходами, мусоники сферы выбросами при БВР, ром; изменения состава эксплуатации горной техни- природных вод; наруки, котельных; превышение шения условий нереста ПДК некоторых тяжелых ме- ценных рыб; изменения таллов в воде, почвенном по- условий обитания, сникрове, тканях растений, мел- жение численности жиких млекопитающих; естест- вотных, браконьерство .

венная растительность на- Возможно косвенное блюдается только на воздействие на населеннебольших участках ные пункты Завершающий: сокра- Наращивание объемов рекуль- Постепенное улучшение щение объемов до- тивации; постепенное улуч- состава природных вод;

бычи и переработки шение состава природных восстановление растигорной массы вод; признаки зарастания тельного покрова растительностью на некоторых участках 2 Например, разведочные работы в Эльконском ураново-рудном районе проводились в 60-х годах прошлого столетия, а строительство ГОКа и начало разработок только планируется в ближайшие годы, и окрестности штолен, промплошадок, кроме отвалов пород, успели зарасти. Тем не менее преобразованный ландшафт имеет все основные параметры природно-техногенных комплексов (наличие отвалов, заброшенные штольни, скважины, оставленные жилые помещения, отличный от естественного растительный покров и т.д.) .

По мере нарастания горных работ, объема перерабатываемых пород и руды, увеличения состава используемой техники расширяются границы трансформируемых ландшафтов, возрастает и степень воздействия предприятия на прилегающую территорию .

На территории горного отвода почти полностью уничтожается почвенно-растительный покров, значительные площади занимаются под отвалы горных пород, хвостохранилища, горные выработки, различные транспортные, инженерно-технические сети, линии электропередач, ремонтные базы, заправочные станции и вахтовые поселки. На этой стадии максимально проявляются особенности многолетней мерзлоты: термокарстовые явления, морозное пучение пород, наледообразование, термоэрозия, солифлюкция и т.д. На изменение биогеохимического состава почвенно-растительного покрова, природных вод влияют пылегазовые выбросы при буровзрывных работах, эксплуатации горной техники, обогатительных, дробильно-сортировочных устройств, котельных, выносе пыли с обнаженных площадей и отвалов пустых пород .

Масштаб и степень деградации прилегающей территории зависит от размеров горного отвода, производственной мощности предприятия, применяемой технологии и техники, объемов выбросов и сбросов, организации труда, реализуемых в ходе производственной деятельности мероприятий по охране окружающей среды, объемов природовосстановительных мер. На стадии сокращения производства, объемов добычи нагрузка на природную среду снижается, на отработанных участках месторождения начинают проявляться первые признаки зарастания растительностью, гидрохимический и микроэлементный состав водотоков постепенно улучшается. Однако техногенная нагрузка на природную среду не прекращается и после полной остановки горных работ и ликвидации производства. Например, в Алданском районе потенциальным источником экологического воздействия остается хвостохранилище Лебединской золотоизвлекательной фабрики (ЗИФ). Геохимическими опробованиями участка расположения хвостохранилища, проведенными через 4–5 лет после 2 прекращения работы фабрики, фиксировался довольно широкий спектр опасных для природной среды микроэлементов и химических соединений, включая следы цианистого натрия .

Длительность вторичного загрязнения природных сред зависит от самовосстановительной способности данного ландшафта и вложенных в рекультивационные мероприятия средств, полноты и качества их проведения .

Таким образом, на развитие природно-техногенных экосистем при разработке месторождений полезных ископаемых и на их площади могут оказать влияние следующие факторы (рис .

3.1):

— географические и горно-технические условия расположения месторождений (климатические факторы, особенности рельефа, мерзлотные процессы, глубина залегания и запасы полезного ископаемого, физико-химические свойства полезных компонентов и вмещающих пород);

— способ и система разработки (открытый, подземный или комбинированный способы, различные технологии разработок;

— технология обогащения;

— производственная мощность предприятия;

— сроки освоения месторождения;

— устойчивость ландшафтов к техногенным воздействиям;

— лесосводка в пределах земельного отвода и на прилегающих территориях;

— механические нарушения почвенно-растительного покрова .

Рис .

3.1. Основные факторы, влияющие на образование природно-техногенных экосистем .

0

3.2. Особенности формирования ПТЭСК при разработке россыпных месторождений Россыпные месторождения в Якутии разрабатываются в основном на севере, востоке и юге республики (см. рис .

1.1) .

Россыпные месторождения северной Якутии. На севере алмазоносные, золото- и оловосодержащие месторождения располагаются в тундре и лесотундровой подзоне тундры (Эбеляхское, Маятское месторождения алмазов, Куларское месторождение золота, месторождения россыпей олова Тенкели, Тиряхтях, Омчикандя, Суор, Озерное, Мамонт и др.) и в подзоне северотаежного редколесья тайги (месторождения золота по бассейну р .

Индигирка) .

Большинство россыпных месторождений северной Якутии отрабатываются открытым способом с бульдозерной технологией вскрыши и добычи. На более крупных по параметрам и запасам месторождениях применяется экскаваторно-автотранспортный способ отработки, включающий комплекс из шагающих экскаваторов типа ЭШ-5/45, ЭШ-10/70, ЭКГ-5 и автосамосвалы БелАЗ-540, 548. Промывка песков осуществляется на промприборах различной модификации и производительности .

На обводненных месторождениях (например, карьер «Крайний» ГОКа «Депутатский») использовалась гидравлическая вскрыша торфов с использованием землесосов ЗГМ-2М. Некоторые сравнительно глубоко залегающие россыпные месторождения золота и олова отрабатывались подземным способом. Например, при разработке месторождения «Тиряхтях» был организован участок подземных работ, где применялась камерно-лавная система с оставлением межкамерных целиков (Состояние…, 2000) .

Анализ геоэкологических, горно-технических условий разработки россыпных месторождений Северной Якутии показал следующее .

Покрывающая толща мерзлых рыхлых отложений россыпей представлена в основном песчано-глинистыми породами с включением гравийно-галечного материала и характеризуется наличием порового льда и ледяных жил (повторно-жильных льдов) .

Наличие льда во вмещающих породах обусловливает слабую устойчивость к механическому воздействию и приводит в теплое время года к широкому развитию термокарстовых и термоэрозионных процессов (Саввинов и др., 2000) .

Так, в междуречье рек Биллях и Анабар, где отрабатывается алмазосодержащая россыпь, ярко выражен пятнисто-бугорковатый с хорошо обозначенным мерзлотным растрескиванием криогенный микрорельеф. Льдистость в пойме р .

Биллях и нижних частях пологих склонов доходит до 40,1 (Легостаева, Сав- % винов, 2002). Почвы характеризуются низкой устойчивостью к химическому загрязнению, которая обусловлена их высокой сорбционной способностью, связанной с грубоперегнойным характером гумуса и пропитанностью органикой всего почвенного профиля, преобладанием илистой фракции, высокой влажностью почв и слабокислым характером рН. Авторами отмечается локальное химическое загрязнение почв промышленной площадки и территории вокруг до 500 м вниз по течению ручья .

Наибольшее негативное воздействие открытая разработка россыпных месторождений на севере Якутии оказывает на поверхностные водные объекты, что объясняется как техногенным фактором, так и природными особенностями региона .

Ледовый комплекс четвертичных отложений Яно-Омолойского междуречья, где многие годы ГОКом «Куларзолото» добывалось россыпное золото, характеризуется высокой льдистостью с относительно большой мощностью до 30–35 м (Григорьев, Зобачев, 1991). Подземные льды на данной территории представлены в основном повторно-жильными льдами, глубина залегания которых варьирует от 0,5 до 2,5 от поверхности. Разрушение м почвенно-растительного слоя при горных работах является решающим фактором развития различных форм термоэрозионных процессов в данных условиях. Попятная термоэрозия по жильным льдам от колеи гусеничного транспорта вблизи руслоотводных канав развивается с огромной скоростью, составляющей до 1–2 м в сутки (Григорьев, Зобачев, 1991) .

Россыпные месторождения в междуречье обычно располагаются вблизи тальвегов ручьев или в нижних частях террасоувалов. При их освоении на бортах карьеров и различных выработок (руслоотводных канав, траншей и т.д.) обнажаются высокольдистые мерзлые породы. В результате развития термоденудационных процессов в летнее время бровки откосов отступают со скоростью от 3 до 30 в год, что обусловлено вытаим ванием жильных и текстурообразующих льдов, составляющих от 60 до 90 объема всей породы (Григорьев, Зобачев, 1991). Подобный процесс характерен и для отвалов льдонасыщенных пород, где наряду с выполаживанием откосов происходит просадка поверхности до 5 м в год .

Приведенные явления термоэрозионных и термоденудационных процессов способствуют попаданию огромной массы тонких взвесей в гидросеть и во много раз увеличивают площадь негативного воздействия горного производства на природную среду. При этом твердый сток за счет «техногенных» взвесей 2 увеличивается по сравнению с природным фоном на 1–3 порядка (Григорьев, Зобачев, 1991) .

В связи с использованием значительных объемов воды для технических целей, поступлением загрязненных вод с промплощадок естественная мутность водотоков ниже отрабатываемых месторождений увеличивается на несколько порядков. По результатам комплексных экологических исследований 1991–1992 гг .

района деятельности Депутатского ГОКа (Цыганков, 1994; Саввинов и др., 2000) установлено, что в сезон промывки песков в притоки р. Хрома, а в конечном счете и в саму реку, сбрасывалось около 12 г/л взвешенных веществ. В состав сбросов (результаты рентгенофазовых анализов Института геологических наук СО РАН) входят кварц, полевые шпаты, гидрослюда, каолинит, монтмориллонит и другие минералы. Загрязнение воды в реке и в связанных с ней озерах негативно отразилось на составе гидробионтов в них, разрушило кормовую базу рыбных ресурсов, привело к сокращению нерестовых участков, ухудшению условий развития оплодотворенной икры, газового режима водоемов. В результате за 15 лет деятельности ГОКа в р .

Хрома из известных 14 видов рыб исчезли 4 (гольян, речная минога, щука и хариус), промысловый лов ценных видов (сиг, чир) практически прекратился (Цыганков, 1994; Саввинов и др., 2000;

Соломонов, 2002), и водоем высшей категории был выведен из рыбохозяйственного фонда .

В связи с тем, что содержание повторно-жильных льдов характерно для всей территории зоны тундры и лесотундры (например, на северных предгорьях хребта Кулар ПЖЛ составляют 71 объема всей породы, на Яно-Индигирской низменности % увеличиваются до 76 %), можно экстраполировать описанную картину техногенного воздействия и на территории разработок россыпных месторождений по бассейну р. Индигирка .

Таким образом, разработки оловоносных россыпных месторождений в лесотундровой зоне за сравнительно небольшой срок привели к значительной деградации экосистем и образованию локальных природно-техногенных экосистемных комплексов. Основной особенностью природно-техногенных экосистемных комплексов на севере Якутии при разработке россыпных месторождений является бурное развитие термоэрозионных явлений и разрушение почвенно-растительного слоя на всех стадиях горного производства. Наиболее серьезные изменения происходят в составе водных объектов, в почвенно-растительном покрове, требуют решения вопросы минимизации термоэрозионных процессов, связанные с наличием ледяных жил в бортах горных выработок, карьеров, и рекультивации отвалов пустых пород .

 Россыпные месторождения Южной Якутии. Разработка россыпных месторождений золота здесь ведется с 20-х годов прошлого столетия (см. гл .

1) .

В настоящее время в связи с исчерпанием запасов россыпей основной объем добычи перешел на рудные месторождения. На территории Алданского района отрабатывается месторождение погребенной россыпи р. Бол .

Куранах, и несколько более мелких россыпей разрабатываются в Нерюнгринском районе .

При подготовке дражного полигона работы по вскрытию россыпи осуществляются бульдозерами. Основной объем работ выполняется по талым торфам с естественной оттайкой или рыхлением. Обычно вскрытие опережает дражные разработки на 2–3 года, что позволяет лучше осушить торфа — это оправданно как с технологической, так и с экологической стороны, поскольку удаление на большой площади верхнего слоя наносных отложений, сложенных тонко- и мелкозернистыми породами, значительно уменьшает засоренность воды полигона взвешенными дисперсными частицами. В результате при работе драги сокращаются ее простои, повышается извлечение металла и уменьшаются промстоки .

Торфа складируются на оба борта полигона в виде отвалов высотой до 15 м (рис .

3.2, см. цв. вкл.) .

Используется параллельная система бульдозерной вскрыши с устройством пологого выезда по всей длине вскрываемого полигона. Выемка пород вскрыши и их перемещение осуществляются параллельными заездами перпендикулярно оси полигона .

Затопление вскрышных участков производится путем сооружения водоподъемных дамб, возводимых поперек участка и примыкающих к вскрышным отвалам. Этот способ вскрытия облегчает последующее осветление сточных вод, так как образующиеся у плотин водоемы используются как пруды-водоотстойники .

В узких долинах рек шириной до 200–300 м драга движется вдоль русла, а вскрыша торфов производится на борта. В широких долинах шириной 300–800 драга передвигается попем речными ходами .

В результате разработок россыпей в Центрально-Алданском промышленном районе по руслам рек Орто-Сала, Селигдар, Бол .

Куранах сформировался вполне определенный антропогенный рельеф с полным уничтожением и разубоживанием естественного почвенно-растительного покрова в пределах разрабатываемых месторождений (Гончаров, 1987). Площади дражных полигонов и раздельных разработок оцениваются примерно в 45–50 2. Днища долин рек Селигдар — Бол .

км Куранах в пре-  делах этой территории изменены при разработке россыпей драгами на 79,1 %. Долина рек Дэлбэ, Слиглэлиир нарушена отработками россыпных месторождений на 27,7 (Природнотехногенные экосистемы…, 2006) .

В принципиальном виде общая картина нарушенных долинных ландшафтов представляет собой сочетание участков с относительно неизмененным рельефом и участков с новообразованным техногенным рельефом. В долинном ландшафтном комплексе наименее нарушенными являются склоновые и водораздельные ландшафтные фации. Наиболее низкие гипсометрически уровни днища долин в пределах контуров с кондиционными содержаниями золота почти полностью «перепаханы»

дражными ходами. Между дугообразными выкладками галечнообломочного материала от промытой горной массы остаются заполненные водой «пазухи», различные технологические перемычки, целики и т.д. Весной «пазухи» пополняются паводковыми водами с заносимым биогенным материалом. Как правило, эти остаточные локальные водоемы сообщаются многочисленными скважинными и трещинными водопроницаемыми стоковыми системами с подземными и русловыми водами, т.е. находятся в активном гидродинамическом водообмене с прежним руслом реки, трансформированным дражными разработками .

Галечные отвалы представляют собой наиболее крупные фракционные отходы обогатительного цикла, применяемого на драгах и на других гидромеханических промывочных устройствах, обычно используемых при добыче золота из россыпей. Характерной технологической и экологической особенностью разработок россыпных месторождений является тот факт, что преобладающая часть дисперсно-обломочного материала речных долин не удаляется за пределы своего первичного геологического местонахождения, а лишь сепарируется на гранулометрические фракции, оставаясь практически на месте своего прежнего залегания .

Это весьма существенная особенность горно-добычного процесса при разработке россыпей. Горное производство при добыче золота из россыпей и в экономическом смысле, и в силу своей технологической специфичности заинтересовано в перемещении перерабатываемой горной массы («песков», «торфов» и др.) на минимально возможное расстояние. За пределы разрабатываемого геологического блока с запасами золота (горного полигона) удаляется лишь некоторое количество взвешенных частиц (мельче 0,1–0,01 мм) и глинистого материала, не успевающего осесть до сброса отработанных вод в основную гидросеть. Различные технологические усовершенствования (использование оборотного водоснабжения, отстойников-осветлителей) могут очищать сбрасываемые в речную сеть воды до уровня, не превышающего естественную мутность водотоков в моменты обычных паводков .

Бортовые и присклоновые участки речных долин несут следы техногенных нарушений несколько иного рода. Чаще всего они служат местами для выкладки отвалов «торфов» (если приходится «подвскрывать» разрабатываемый участок россыпи), для прокладки временных технологических путей, линий электроснабжения и т.д .

Таким образом, нарушения горно-долинных ландшафтов при разработке россыпей в экологическом отношении не сопровождаются привнесением в нарушаемые экосистемы инородного геологического материала либо удалением из них компонентов, имеющих жизненно важное биогеохимическое значение для дальнейшего существования экосистем. Из экосистем частично удаляется лишь взвешенно-мутьевая составляющая аллювия, а остальной обломочный материал лишь «перелопачивается», т.е .

пофракционно сепарируется практически на месте своего первичного геологического залегания .

На дражных разработках образуются такие элементы техногенного рельефа, как дражные отвалы и выемки («пазухи»), их комплексы и системы (рис .

3.3, см. цв. вкл.). Они относятся к прямым нарушениям природной среды и соизмеримы с такими элементами естественного рельефа, как террасы, ложбины стока, мелкие распадки (Рекомендации…, 2001) .

Количественно техногенный рельеф характеризует степень прямого нарушения, определяемую глубиной залегания продуктивного пласта песков (карьерные разработки) или высотой отвалов. Площадь прямых нарушений равна площади участка разработки россыпи с прилегающими участками отвалообразования .

Речные долины представляют собой сложную парагенетическую систему ландшафта, состоящую из речного русла, поймы, надпойменных террас и коренных склонов. Разнородность структурных частей долинно-речной системы предопределяет разнообразие ее ландшафтных комплексов. Повышенной биологической продуктивностью среди них отличается пойма. Вместе с тем в данных долинах при дражном способе разработки сильно изменились пойменные и надпойменные комплексы. Здесь наибольшему преобразованию подверглись (Рекомендации…, 2001):

1) почвенно-растительный покров — полностью уничтожен;

2) мезо- и микрорельеф — изменен в значительной степени;

3) поверхностные отложения — удалены или перемещены .

 Разработки россыпей дражным способом коренным образом изменяют мерзлотно-гидрогеологическую обстановку речных долин. Уничтожение почвенно-растительного покрова приводит к активной инфильтрации атмосферных осадков. В редких случаях на участках отвалов с многолетнемерзлыми породами происходит формирование техногенных таликовых зон. Значительная высота отвалов и их крутизна способствуют смыву мелкоземных фракций во время снеготаяния и летних дождей, что осложняет регенерацию почвенного и растительного покрова на техногенных ландшафтах (Рекомендации…, 2001) .

При разработке россыпных месторождений с использованием дражной технологии почва как компонент биогеоценоза в техногенных ландшафтах отсутствует, несмотря на давность разработок (43–56 лет и более) (Тарабукина, 1996). Необходимо отметить, что почвы долинных комплексов наиболее уязвимы при техногенном воздействии по сравнению с водораздельными, что обусловлено преобладанием суглинистых почв, относительно большей льдистостью. Нарушение почвенного покрова здесь носит характер катастрофической сукцессии, и почвы как генетические образования разрушаются полностью. Главная особенность отработанных дражных полигонов — отсутствие или незначительное содержание мелкоземного субстрата (0,1–11,0 %) .

Бедность мелкоземных фракций элементами питания (гумуса — 0,02–0,5 азота — 0,04–0,08 %, %), значительная высота отвалов, своеобразный жесткий гидротермический режим создают определенные трудности для поселения растений на дражных ландшафтах (Природно-техногенные экосистемы…, 2006) .

В техногенных ландшафтах после дражных разработок значительно изменяется геохимический состав пород. Отмечается комплексное загрязнение пород отвалов токсичными элементами, фиксируется стронций, отсутствующий в ненарушенных почвах. В мелкоземных субстратах отвалов отмечаются концентрации свинца, цинка, превышающие ПДК в 3 раза, никеля, титана — в 1,5 раза (табл. 3.2) .

Вокруг дражных отвалов образуется ореол рассеяния химических элементов. И как следствие, в ненарушенных почвах, прилегающих к району золотодобычи территорий, обнаружены значительные концентрации мышьяка, титана, ванадия, цинка, превышающие их фоновые показатели (Тарабукина, 1996) .

При отсутствии рекультивационных работ отвалы, образованные после дражной добычи золота, на долгие годы остаются «голыми», ухудшая экологическую обстановку и на смежных территориях. Так, нами установлено (Миронова и др., 2010б), что в почве капустного поля в пос. Хатыстыр (в пределах 20 км  Т а б л и ц а 3.2 Содержание тяжелых металлов в почвах и мелкоземе пород отвалов (мг/кг абсолютно сухой почвы) Глубина, см Ti V Cr Mn Co Ni Cu Zn Sr Pb

–  –  –

 На дражных отвалах Южной Якутии в зависимости от состава вскрышных пород заселение единичных сорных растений (иван-чай, марь, полынь, пижма, осот и др.) наблюдается уже с первых лет после нарушения, причем пионерные виды и группировки быстро сменяются более устойчивыми сообществами лугового типа. По старым руслам рек на 40-летних отвалах произрастают сообщества кустарников из чозении, ивы, тополя (Природно-техногенные экосистемы…, 2006) .

Исследования месторождений золота Алданского района показали, что процесс самозарастания дражных отвалов идет намного быстрее, чем на севере и востоке Якутии. Установлена следующая закономерность, представленная в виде табл .

3.3. При этом интенсивность зарастания зависит от содержания мелкозема в составе слагающих отвал пород, их химических показателей .

3.3. Образование ПТЭСК при разработке рудных месторождений

В Якутии разрабатываемые в настоящее время рудные минеральные ресурсы представлены месторождениями золота, олова и алмазов (кимберлитовые трубки) .

Освоение крупных золоторудных месторождений «Кучус», «Нежданинское» требует огромных затрат из-за отсутствия инфраструктуры, геоэкологических сложностей залегания, геохимического состава руд и вмещающих пород. На месторождении «Нежданинское» проводилась отработка небольшого блока подземным способом, однако в связи с нерентабельностью и из-за вышеназванных сложностей добыча руды прекращена. Основная нагрузка на экосистемы при развертывании горных работ на данных месторождениях будет связана с геохимическим загрязнением прилегающих территорий и водотоков различными микроэлементами, в том числе высокотоксичными мышьяком, таллием и т.д .

Добыча оловорудных месторождений «Западная» и «Тиряхтях» осуществлялась подземным способом, который отличается незначительным воздействием на экосистемы. Техногенные преобразования ландшафтов при этом ограничиваются пределами горного отвода и выражаются обустройством промышленной площадки (размещение административно-бытового комбината и обслуживающих рудник сооружений, отвалов пустых пород, прокладка дорог, инженерных сетей и т.д.). Выбросы в атмосферу вредных веществ осуществляются через вентиляционные выработки (штольня или ствол). Интенсивность и объем выбро- сов в десятки и сотни раз меньше по сравнению с открытыми 0 разработками. Объем пустых пород, выдаваемых через транспортные горные выработки, зависит от применяемой системы разработки, от необходимости прохождения полевых горно-подготовительных и горно-капитальных выработок и от возможности их применения для закладки выработанного пространства .

Территории, занимаемые под отвалы пустых пород при подземных разработках, занимают значительно меньшие площади, чем при открытом способе добычи .

В Южной Якутии в течение десятков лет отрабатываются месторождения золота на Куранахском рудном поле в пределах водораздельной части рек Бол. Куранах, Селигдар, Якокит (Алданский улус Республики Саха (Якутия)), которое относится к территории Центрально-Алданского золотоносного района (рис .

3.4, см. цв. вкл.) .

Рудное поле состоит из 12 относительно обособленных золоторудных месторождений и рудопроявлений, сосредоточенных на территории площадью около 213 2 (Природно-техногенные км экосистемы…, 2006). Месторождения существенно различаются по размерам продуктивных тел, средним содержаниям и запасам золота. В настоящее время АК «Алданзолото» располагает 10 лицензионными участками (табл. 3.4), площади которых существенно различаются (примерно на порядок от минимального до максимального) .

Месторождения характеризуются в целом однообразным составом руд и вмещающих пород. Руды являют собой горную массу, состоящую из песчано-глинистого материала, смешанного с обломками вмещающих пород и первичных руд, и являются продуктом переработки древней коры выветривания, которая представлена обычно не- Т а б л и ц а 3.4 сколькими литологически- Лицензионные участки и месторождения ми разностями, включаю- рудного золота АК «Алданзолото»

щими глину и обломочные Номер фракции в виде песка, щеб- лицен- Площадь, Месторождение км 2 ня, глыб минерализованных зионного участка песчаников, известняков и 1 Северное 11,7 метасоматитов. ГрубооблоПорфировое 5,2 мочный материал состав- 3 Центральное 11,7 ляет от 28 до 63 глиниЯкокутское 11,5 5 Боковое 8,3 стый — от 30 до 48 % .

6 Первухинское, Южное 10,0 Достаточно условно выделя- 7 Канавное 13,2 ют три литологические раз- 8 Дэлбэ, Короткое 7,6 ности рудного материала. 9 Дорожное 4,2 10 Новое 0,9 Глинисто-песчаные породы содержат обломочные В с е г о… 84,3  фракции в количестве 60–65 и характерны для большинства % рудных тел месторождений «Центральное», «Северное», «Боковое», «Новое», «Канавное», «Дорожное», «Дэлбэ», «Якокутское» .

Рудные тела, содержащие глины до 45–50 %, характерны для месторождений «Северное», «Канавное». На участках месторождений «Боковое», «Северное» и «Якокутское» содержание глины в рудных телах составляет 50–60 %. Руды сложены кварцем (47– 73 %), глинистыми минералами (гидрослюдами и каолинитом) — 14–35 %, гидроксидами железа (гидрогетит, гидрогематит) — 10– 38 %, карбонатами (кальцит) — до 3 % .

Присутствие значительного количества глинисто-илистого материала оказывает отрицательное влияние на процессы рудоподготовки и гидрометаллургической переработки руды. Повышенная влажность (11–16 %) и высокая вязкость рудной массы делают практически невозможными операции складирования и бункерования, осложняют процессы дробления, транспортировки руд и обезвоживания пульп .

Руды являются шламистыми. Содержание «илов» (материала крупностью 0,045 мм) составляет от 23 до 45 %. Золото в основном связано с этими мелкими классами (от 42 до 73 %). В целом же качественный состав руд Куранахского рудного поля, крупность и фазовый состав золота являются благоприятными для процесса цианирования как в условиях ЗИФ, так и при кучном выщелачивании .

В настоящее время в пределах рудного поля накопилось свыше 65 рудных и вскрышных отвалов, последние из которых также обычно металлоносны, хотя и с пониженными содержаниями золота. Большая часть территории КРП представляет собой нарушенную горными работами поверхность с многочисленными карьерами, уступами, подъездными путями и т.п .

(рис .

3.5, см. цв. вкл.), которые занимают 32,5 территории % Якокит-Селигдарского междуречья и оцениваются примерно в 25,9 2, что составляет 1,5 км % территории и 3 % зоны производственной деятельности комбината. Здесь образованы многоярусные выемки глубиной до 45 и отвалы высотой до 15 что м м, сопоставимо со средними амплитудами рельефа в центральной части района, составляющими примерно 100 м .

Открытая разработка месторождений КРП существенно нарушает естественные ландшафты, изменяя сложившиеся экологические условия среды и превращая их в особый природно-техногенный ландшафт, а затем и в природно-техногенную систему .

Техногенные земли не только преобразуются в малопригодные для хозяйственного применения земли, но и ухудшают санитарно-гигиенические условия жизни человека, создавая неприглядный вид окружающей среды и являясь в большинстве случаев источниками вторичного загрязнения природных объектов .

При этом наибольшей техногенной трансформации подвергнуты экосистемы водораздельных ландшафтов и привершинных склонов, где распространены следующие формы техногенного рельефа (Миронова и др., 2010б):

1 — выработанное пространство (карьеры, траншеи, ка- навы);

2 — отвальные площади (внутренние и внешние отвалы, гидроотвалы, хвостохранилища);

3 — земельные участки под промышленными объектами (здания, дороги и т.д.) .

В результате разработок в районе коренным образом изменилась мерзлотно-гидрогеологическая обстановка. В условиях распространения многолетнемерзлых пород образование техногенных ландшафтов сопровождается развитием криогенных процессов — термокарста, солифлюкции, пучения и др. В некоторых случаях на участках отвалов с многолетнемерзлыми породами наблюдается формирование техногенных таликовых зон .

Значительные изменения произошли в речной сети в горах и замкнутых водоемах в понижениях рельефа. В пределах горных отводов в местах естественных русел ручьев и рек появились промышленные стоки. В результате нарушается вся экосистема .

Отвалы рудных месторождений представляют собой горную массу, состоящую из песчано-глинистого материала, смешанно- го с обломками вмещающих пород, где отмечается незначительное содержание гумуса — 0,1 подвижных оснований — 4,6– %, 6,0 мг-экв/100 г (Природно-техногенные экосистемы…, 2006) .

По результатам наших исследований (Миронова и др., 2010б) и данным В.Г .

Тарабукиной (1996), на отвалах месторождения «Северное» в результате экзогенной переработки материала отмечается снижение количества крупных камней. По результатам исследований 2006 г. по истечении 10 лет после первых наблюдений в слое 0–10 см количество камней диаметром больше 10 мм уменьшилось на 16,5 %, в слое 10–20 см — на 5,6 % (табл .

3.5) .

При раздроблении крупных камней соответственно увеличилось содержание мелких фракций. Так, в слое 0–10 см содержание гравия, песка и мелкозема выше, чем в 1996 на 8,9 и г., 0,2 В результате данного процесса в мелкоземном субстрате % .

отвала отмечается тенденция накопления питательных элементов. Так, в слоях 0–10 и 10–20 см количество гумуса составило соответственно 1,95 и 1,43 % .

На месторождении «Порфирное» отвалы пустых пород представляют собой холмистые и седловинные формы техногенного  Т а б л и ц а 3.5 Скелетность пород отвала месторождения «Порфирное» КРП, % Диаметр фракций, мм Крупный Глубина, см Камни, Хрящ мел- Гравий, Мелкозем, и средний 10 кий, 5–3 песок, 3–1 хрящ, 10–5

–  –  –

м и углом откоса до 50°. Высокие холмы рельефа высотой 20–25 отвалов террасированы. По данным структурного анализа на отвале отмечается большое содержание крупных камней и одновременно незначительное количество мелкого материала .

В верхнем 10-сантиметровом слое на долю камней диаметром больше 10 мм приходится 70,1–83,5 мелкозема от 2,5 до % 4,5 (табл .

% 3.5). Вследствие чего незначительное содержание мелкоземного субстрата в породах отвала и в основном песчаный гранулометрический состав создают некоторые трудности для поселения растений, особенно на пионерной стадии регенерации биоты на отвалах, и предопределяют низкое первоначальное содержание питательных веществ .

В мелкоземах отвалов в слое 0–5 см гумуса содержится 0,1– 0,8 валового азота 0,02–0,04 %, что в 10–20 раз меньше, чем %, в верхних горизонтах лесных почв (табл .

3.6). Породы отвалов мало обеспечены подвижным фосфором и подвижным калием (Миронова и др., 2010б). Породы отвалов по реакции среды можно разделить на нейтральные, слабокислые, слабощелочные, щелочные, и они мало обеспечены подвижным фосфором и калием, характеризуются низким содержанием обменных оснований. Сумма поглощенных оснований равна 2,4–8,0 мг-экв/100 г почвы, что более чем в 3–4 раза меньше, чем в ненарушенных почвах (Тарабукина, 1996). В обменных основаниях преобладает водород. Мелкозем отвала характеризуется слабощелочной реакцией среды .

В техногенном субстрате отвалов разработки золота содержание мышьяка, свинца в 9 раз, ртути в 2 раза, меди в 6 раз, ванадия в 50 раз выше установленных норм ПДК. В результате ветровой эрозии горные породы отвалов являются источниками загрязнения токсичными элементами почвенного покрова и вне зоны производства горных разработок. На прилегающих к техногенно преобразованным ландшафтам территориях на склонах  средней крутизны, крутых склоТ а б л и ц а 3.6 <

–  –  –

10,77 8,97

–  –  –

0,04 0,07 0,07

–  –  –

2,44 2,02 2,45 1,63

–  –  –

2,44 1,04 0,85 1,51

–  –  –

6,0 3,8 3,9

–  –  –

2,2 7,8

–  –  –

1,88 1,43

–  –  –

0,04 0,02 0,02 0,03

–  –  –

0,29 0,83 0,10 0,14

–  –  –

7,9 7,9

–  –  –

0–10 0–10

–  –  –

тарники появляются в первые годы из сохраненных семян, затем исчезают, не выдержав конкуренции, и только через 30– 40 лет формируют отдельные заросли на понижениях (Природно-техногенные экосистемы…, 2006) .

По данным маршрутных геоботанических исследований, 40–50 территории КРП подвергались непланомерной рубке и % поэтому в настоящее время представлены вторичными (производными) после рубок и пожаров лесными сообществами (березняки с осиной и ольховники лиственничные). Судя по сукцессионному процессу восстановления лесов на рубках и гарях, можно предположить, что основу лесных сообществ составляют молодняки 20–50-летнего возраста .

На техногенных ландшафтах флора состоит из 27 семейств, 96 родов и 122 видов, т.е. 14 от общего списка естественной % флоры региона. Таким образом, видовой состав нарушенных земель в 7 раз меньше, чем естественных (Миронова, 2000) .

Руды с карьеров КРП перевозятся большегрузными авто- самосвалами для переработки в Куранахскую золотоизвлека- тельную фабрику, где обогащение руды производится по тра- диционным технологиям (дробление, флотация, цианирование, улавливание ионо-обменными смолами) с транспортировкой хвостовых продуктов по пульповоду в специальные хвостохранилища (рис .

3.6, см. цв. вкл.) .

Хвостохранилища Куранахской ЗИФ занимают площадь 9,5 2. Старые хвостохранилища расположены в долине р .

км Бол .

Куранах в непосредственной близости от промышленной площадки Нижнекуранахской золотоизвлекательной фабрики, новое хвостохранилище занимает нижнюю часть долины руч .

Латышский (ниже устья руч .

Свадьбалах). Эти зоны представляют собой площадки, отгороженные от гидросети плотинами и отводными каналами поверхностных водотоков. Воздействие хвостохранилищ на гидросферу на территории ЦАР проявляется в изменении гидродинамических и геохимических условий подземных вод зоны аэрации, поверхностных вод рек и водоемов, а также нижнекембрийского водоносного комплекса, где отражаются суммирующие последствия техногенного воздействия на гидросферу. Установлено, что инфильтрация воды из ложа хвостохранилища вызывает куполообразное повышение уровня подземных вод на данном участке (Природно-техногенные экосистемы…, 2006) .

По данным С.Ю .

Артамоновой (2000), в пробах воды, отобранных из скважин вблизи хвостохранилища, отмечается повышенное содержание ряда элементов: железа, фосфатов, бария, ртути и цианидов, концентрация которых превышает ПДК (0,035 мг/л) от 2 до 7 раз, железа — до 13 раз (ПДК 0,3 мг/л),  ртути — в 30–45 раз (ПДК 0,5 мкг/л). В скважинах, расположенных в 2,5 км от хвостохранилища, содержание цианидов заметно снижается, а железа и ртути падает до уровня ПДК. Это указывает на достаточно быстрое удаление их из растворенной фазы при фильтрации воды через горные породы .

Достаточно быстрое снижение концентраций цианидов в потоке подземных вод вниз по течению от хвостохранилищ объясняется тем, что цианидам при их высокой токсичности свойственны такие качества, как неустойчивость в естественных геохимических условиях, способность образовывать малорастворимые, менее токсичные и нетоксичные соединения (Артамонова, 2000) .

При дальнейшем расширении горных работ на КРП и вероятном увеличении глубины карьеров и отрабатываемых площадей, а также вскрытии более глубоких горизонтов рудных тел, возможно, некоторое перераспределение местных геохимических ореолов и потоков рассеяния за счет снеготаяния, миграции химических элементов и соединений с грунтовыми водами, не исключая и попадания их в поверхностные водотоки (Природно-техногенные экосистемы…, 2006) .

По мнению специалистов по мерзлотоведению, на общем фоне островного характера распространения многолетнемерзлых пород и его тенденции к деградации локальная динамика температурного режима верхних горизонтов рудного поля и морфологические особенности «пятен» мерзлых и талых пород (массивов с отрицательными и положительными температурами в вертикальном разрезе) будут определяться микрорельефом горно-промышленных полигонов, размещением карьеров, отвалов, экспозицией стенок и откосов, составом пород и многими другими факторами (Природно-техногенные экосистемы…, 2006) .

Весьма вероятной представляется активизация следующих криогенных и гидрогеологических процессов:

— увеличение мощности слоя сезонного протаивания на участках снятия растительного покрова или удаления навалов горной массы, служивших тепловым экраном;

— увеличение мощности слоя сезонного промерзания на указанных участках;

— развитие процессов деформации поверхности и в массиве горных пород в связи с нарушением их первичного температурного режима (появление пучений, просадок, нарушение устойчивости откосов и стенок карьеров и т.д.);

— перераспределение локального поверхностного стока с образованием грунтовых наледей, обводнением карьеров, подтоплением сооружений и нарушением их устойчивости;

 — усиление деструкции вскрытых горных пород за счет криогенного («морозного») выветривания и активизации процессов перехода в жидкую фазу химических элементов из рудного вещества (Природно-техногенные экосистемы…, 2006) .

Все указанные явления и процессы будут иметь локальный характер, масштабы и интенсивность их проявления будут зависеть от конкретного сочетания инженерно-геологических и горно-технических параметров в том или ином пункте или на участке проведения тех или иных работ .

Намечаемые работы по развитию Куранахского золотодобывающего комплекса могут оказать более заметное влияние на гидрогеологическую обстановку в районе КРП и прилегающих территорий. Главная гидрогеологическая особенность территории определяется ее расположением в пределах области питания подземных вод нижнекембрийского водоносного комплекса, имеющего региональное распространение и залегающего первым от дневной поверхности. Эта особенность, а также использование подземных вод комплекса для питьевого водоснабжения в ряде крупных населенных пунктов (поселки Нижний и Верхний Куранах, Якокит) обусловливают необходимость повышенного внимания при реализации проекта к вопросам локализации и предотвращения возможных утечек циансодержащих технологических и сточных вод. Рудные залежи занимают в местном рельефе наиболее высокое гипсометрическое положение, поэтому их вскрытие горными работами увеличивает общую «скважинность» земной поверхности на территории рудного поля. Увеличится вероятность поступления поверхностных вод в подземные водоносные горизонты, особенно учитывая трещиноватость и закарстованность горных пород, вмещающих рудные залежи (Природно-техногенные экосистемы…, 2006) .

Таким образом, территория Куранахского рудного поля, находясь в течение многих десятилетий в самом центре наиболее богатой рудно-россыпной золотоносной области — ЦентральноАлданской, испытывала длительное смешанное антропо-техногенное воздействие и в настоящее время представляет из себя природно-техногенную экосистему, в которой практически не сохранилось первоначальных (исходных) элементов природной среды, кроме наиболее крупных орографических сооружений, основных форм рельефа, контуров гидросети, отдельных лесных массивов .

В табл .

3.7 приведены данные по изменениям ландшафта, которые произошли на территории Куранахского рудного поля и его окрестностей, а на рис .

3.7 (см. цв. вкл.) показаны изменения нарушенных хозяйственной деятельностью ландшафтов и  Т а б л и ц а 3.7

Площади природных ландшафтов, нарушенных антропогенным и техногенным воздействием на Якокит-Селигдарском междуречье (по данным:

Оценка изменения…, 1997) Водосборные бассейны Днища долин притоков рек Селигдар рек Селигдар и Якокит Виды воздействий и Якокит S, км 2 S, км 2 % %

–  –  –

связанных с ней антропогенных последствий (пожары, вырубки леса и т.д.) при освоении Якокит-Селигдарского междуречья с 1975 по 2009 г .

Геоэкологический анализ вышеприведенных материалов показывает, что освоение крупного золотоносного рудного поля при современном уровне развития добывающей и перерабатывающей технологий и техники не обеспечивает экологическую стабильность территории на значительной площади, что требует разработки природовосстанавливающих мероприятий, рекомендаций по экологически нормированному недропользованию .

На территории Центрально-Алданского района кроме КРП, россыпных месторождений по рекам Бол. Куранах, Селигдар, Орто-Сала, Турук разрабатываются с использованием метода кучного выщелачивания рудные месторождения золота «Межсопочное», «Самолазовское», «Нижнеякокитское», ведутся инженерно-изыскательские работы и проектирование освоения урановых руд Эльконского горста. По территории района проходят Амуро-Якутская автомагистраль и железная дорога Беркакит — Томмот — Якутск, проложен нефтепровод Восточная Сибирь — Тихий океан .

Совершенно очевидно, что при такой техногенной нагрузке размер площадей, занятых природно-техногенными экосистемными комплексами, перейдет от локального масштаба к региональному .

3.4. Геоэкологические особенности ПТЭСК при освоении кимберлитовых трубок Алмазодобывающий комплекс (АДК) занимает значительную площадь Западной Якутии и ведет добычу и переработку алмазного сырья с 50-х годов прошлого века. Исследованиями (Экология бассейна…, 1992; Экология реки…, 1993; Шадрина и др., 2003; Саввинов, Шумилов, 2005; Ягнышев и др., 2005; Бурцева, 2006; Ландшафтно-геохимические особенности…, 2006; Саввинов, 2007; и др.) установлены значительные трансформации экосистем как в пределах непосредственно примыкающих к горным отводам, так и на отдаленных территориях .

Как отмечено в работе Е.И .

Бурцевой (2006), в развитии алмазодобывающей промышленности Якутии можно выделить периоды становления (1955–1969), развития (1970–1989) и современный (с 1990-х гг.). При этом первые два периода характеризуются экстенсивным типом освоения месторождений, высокими темпами наращивания производственных мощностей без учета экологических и социальных проблем. В эти периоды допускались прямые сбросы в речную сеть загрязненных самыми разнообразными экологически опасными веществами отходов производства, затопление ложа водохранилища без ее подготовки при строительстве первой очереди каскада Вилюйской ГЭС, применение повсеместно открытого способа разработки без адаптации его основных параметров, природоохранных мероприятий к геоэкологическим особенностям территории. Только к концу второго периода развития АДК Якутии, в связи с резким выражением крайнего недовольства населения Вилюйского региона республики повышением уровня заболеваемости, научной общественности удалось организовать комплексные медикоэкологические исследования по бассейну р .

Вилюй (Экология бассейна…, 1992; Экология реки…, 1993) .

Третий период и особенно его современный этап отличается в первую очередь тем, что в связи с переходом на рыночные формы хозяйствования перетерпели значительные структурноправовые изменения как сам АДК, так и его подразделения .

Во-вторых, в настоящее время на крупных кимберлитовых трубках «Интернациональная», «Мир», «Удачная», «Айхал», где добывалась основная масса алмазов, в связи с исчерпанием запасов для открытой добычи перешли на подземный способ отработки нижележащих горизонтов. Данный переход вместе с уменьшением объемов переработки горной массы намного снижает прямое воздействие на природную среду региона. В-третьих, современный период развития АДК связан с перестройкой общероссийского подхода к экологическим последствиям природопользования: пришло понимание необходимости развития более щадящих технологий во всех направлениях производства, и в первую очередь при недропользовании .

За 50 с лишним лет разработки кимберлитовых трубок в Западной Якутии добыто 673,7 млн руды, и за это время, как т 50 отмечают некоторые авторы, АДК прошел путь от активного воздействия на экосистемы, когда решались первоочередные задачи поиска месторождений, способов добычи и переработки, до планомерного внедрения мероприятий, направленных на снижение влияния техногенных факторов на состояние природной среды (Мартынова, 2011; Поздняков, Вольперт, 2008) .

Из всех выявленных до настоящего времени в пределах Сибирской платформы около 1000 кимберлитовых тел (Колганов и др., 2008) в Якутии полностью отработаны открытым способом трубки им. ХХIII съезда КПСС, «Новинка», «Геофизическая», «Дачная», «Сытыканская», разрабатываются трубки «Юбилейная», «Комсомольская», «Нюрбинская», «Зарница». Частично отработаны открытым способом и перешли на подземный способ добычи на трубках «Мир», «Айхал», «Удачный» (Колганов, Акишев, 2011) .

Открытая разработка алмазных трубок неизбежно сопровождается образованием природно-техногенных комплексов на обширной площади, что наглядно видно по данным табл .

3.8, демонстрирующей последствия работы предприятий АК «АЛРОСА»

на территории некоторых районов Якутии .

Основные добывающие мощности компании (ГОКи «Мирнинский», «Удачный», «Айхальский» и «Нюрбинский») расположены в пределах Мирнинского и Нюрбинского районов, где территория деятельности АДК в настоящее время представляет собой техногенные ландшафты, которые относятся к категории сильноосвоенных и на которых наблюдается самый широкий комплекс видов воздействий, свойственных площадям горнопромышленного производства .

Основными видами нарушения почвенно-растительного покрова в районах разработки кимберлитовых трубок являются земельные насыпи (промплощадки, отвалы, автодороги), земляные выемки (карьеры, нагорные и руслоотводные канавы и др.),

–  –  –

5 обводненные территории (отстойники, пруды-накопители) и разрушение почвенно-растительного покрова в местах возведения различных инженерных коммуникаций .

При этом значительная часть нарушенных земель связана с горными работами. Например, общая площадь нарушенных земель при разработке трубки «Мир» на 01.01.2002 (с 2001 г .

г .

начаты работы по консервации карьера (Колганов, Акишев, 2011)) составила 976,8 га (Миронова и др., 2003). В их структуре подавляющую долю занимают хвостохранилища (36 %), отвалы пустых пород (19 %) и рудные карьеры (9 %) (Поздняков, Вольперт, 2008) .

До 66 вредных выбросов в атмосферный воздух из 2025 % стационарных источников выделений загрязняющих веществ наблюдается по горно-обогатительным комбинатам АК «АЛРОСА»

(Тренева и др., 2011а, б) .

Разработка большинства крупных трубок производится в непосредственной близости от населенных пунктов, что негативно отражается на геоэкологическом состоянии последних. Так, в Государственном докладе «О состоянии окружающей природной среды РС (Я) в 1998 году» отмечается, что г .

Мирный входит в пятерку городов России с наибольшим загрязнением воздуха сероводородом, концентрация которого в воздухе выше в 3 раза среднероссийского уровня. Повышенное содержание сероводорода было связано с работой карьера «Мир» .

Основу выбросов составляют твердые частицы (пыль), окись углерода и серный ангидрид. Существенный вклад в образование выбросов вносят отвалы горных пород (Иванов и др., 2007) .

Отвалы Мирнинского ГОКа представляют собой техногенм с углом откосов до 60°. Располоные горы высотой до 60–100 жены они в непосредственной близости от карьеров «Мир», «Интернациональная» и самого г. Мирный .

В работе (Исследование…, 1986) отмечается, что по содержанию пылевидных фракций, способных переходить во взвешенное состояние при ветрах выше 0,5 м/с, отвалы Мирнинского ГОКа являются наиболее неблагоприятными объектами для атмосферы. Из опасных по санитарно-токсикологическому фактору в составе пылевидных фракций присутствуют окись Si, легкорастворимые формы микроэлементов Sr, Zn. Отмечается, что концентрация пыли в 50 от подножия отвалов в 3,5–6 раз м выше фоновых показателей. Количество пыли, сдуваемой только с горизонтальной поверхности отвалов в единицу времени (интенсивность пылевыделения), составляет: для отвала № — 1 176,50 г/с; № — 44,40; № — 44,21; № — 1,85; № — 8,42;

2 3 4 5 № 6 — 11,14; № 7 — 35,03 г/с .

52 Факт загрязнения городской среды через атмосферные выбросы с отвалов подтверждается и биоиндикационными исследованиями (Шадрина, Степанова, 2008; Шадрина и др., 2012) .

Таким образом, все отвалы горно-обогатительных комбинатов компании являются постоянно действующими источниками загрязнения атмосферного воздуха пылевидными частицами, содержащими различные химические вещества, в том числе опасные для окружающей природной среды .

С точки зрения геохимии природных ландшафтов вновь сформированные техногенные системы (отвалы пустых пород, хвостохранилища, различные горные выработки и т.д.) резко контрастируют с прилегающими и являются аномальными (Елпатьевский, Луценко, 2000). Загрязнение почв и растительности при этом происходит вследствие ветрового переноса мельчайших частиц, содержащих различные микроэлементы (Цыганков, 1994;

Галченко, 2000). Масштабы воздействия, его геохимическая специфика определяются параметрами отвалов, минералогическим составом пород, временем существования литоаккумуляций как объектов зоны гипергенеза. Необходимо отметить, что мерзлый массив характеризуется повышенной пылеобразующей способностью (Бурштейн, Курочкин, 1965) .

Загрязняющие вещества, попавшие в атмосферу, могут перемещаться воздушными потоками на значительные расстояния .

При этом во время переноса между компонентами примесей, водяными парами происходят различные химические и фотохимические реакции, в результате которых образуются соединения, отрицательно влияющие и в малых концентрациях на почвенный и растительный покров, животный мир. Исследования (Крючков, 1987) показывают, что даже при соблюдении современных санитарных норм содержания загрязняющих веществ в воздухе особенно чувствительные к загрязнению организмы деградируют .

Оседающие частицы, накапливаясь в почвенном покрове, создают аномальные концентрации микроэлементов, которые могут негативно влиять на почвенно-растительный покров данной территории. Превышение фоновых содержаний химических веществ в элементах экосистем должно рассматриваться как серьезное предупреждение об экологически неблагоприятных последствиях для окружающей среды .

Наши исследования геохимического состава твердой и жидкой фазы снежного покрова вокруг алмазных трубок «Юби- лейная», «Сытыканская» показали, что прилегающая к место- рождениям территория в радиусе до 3 км загрязняется гидрокарбонатными ионами и ионами кальция, а также такими микроэлементами, как хром, никель, титан, медь, свинец (Экология…, 1993) .

5 Горно-обогатительные комбинаты компании являются крупными водопользователями, которые зачастую не обеспечивают экологически допустимые уровни содержания различных примесей в жидких отходах. Так, проведенный экологический аудит констатирует, что Мирнинский ГОК является проблемным предприятием в части водопользования, допускающим систематические превышения объема и концентрации сброса загрязняющих веществ .

Для водных экосистем техногенное воздействие выражено не только и не столько в механическом загрязнении природных вод, а прежде всего в химическом процессе изменения их состава в результате техногенного пресса .

Анализ работ, посвященных исследованиям особенностей геохимического состава, свойств, способов утилизации и захоронения подземных дренажных рассолов, которые широко распространены в районах разработки кимберлитовых трубок (Вигандт, 1994; Зуев, 1994; Климовский, Готовцев, 1994; Алексеев и др., 2011а, б; Готовцев, 2011; Дроздов, 2011; Письменный и др., 2011; Трофимова, Бахтеев, 2012; и др.), позволяет отметить, что максимальную опасность для экосистем в целом и для водной среды в частности представляют промышленные воды, рассматриваемые как отходы горнодобывающего производства и генетически связанные с агрессивными высокоминерализованными водами в карьерах и подземных выработках. Прямой сброс данных отходов в речную сеть, который допускался на первых этапах освоения алмазной провинции Якутии, приводил к серьезным негативным изменениям химического состава вод рек, что вызвало их обеднение в отношении гидробиологических объектов и ихтиофауны (Экология бассейна…, 1992; Экология реки…, 1993). До определенного периода отработки карьеров в зависимости от объемов водопритока применялась система откачки дренажных вод в поверхностные накопители. Однако с углублением горных работ и повышением водопритоков накопители постепенно превратились в источники потенциального экологического риска в связи с содержанием в воде таких элементов-токсикантов, как литий, стронций, барий, фтор, сера, сероводород, тяжелые металлы (Ягнышев и др., 2005), и угрозой прорыва плотин и попадания большого объема минерализованных вод в притоки рек Вилюй и Марха .

В настоящее время предприятиями АК «АЛРОСА» разработаны и применяются два способа утилизации минерализованных вод — обратная закачка в водоносные горизонты (трубка «Мир») и захоронение стоков в мерзлые толщи пород (трубки «Удачная», «Комсомольская», «Юбилейная»). Второй считается 5 наиболее прогрессивным способом с точки зрения экологии .

Тем не менее для условий трубки «Интернациональная» проблема удаления сточных вод, содержащих нефть, полностью не решена. Нефть ухудшает водоприемную способность скважин и из-за необходимости постоянных чисток снижается эффективность системы обратной закачки, что требует поиска новых подмерзлотных структур вблизи рудника (Дроздов, 2011; Письменный и др., 2011) .

Исследования районов разработок кимберлитовых трубок в последние годы (Миронова, 2000; Ягнышев и др., 2005; Саввинов, 2007; Поисеева, 2011; Миронова, Иванов, 2011б; Иванов, Шумилов, 2011; Вольперт и др., 2012; Шадрина и др., 2012; и др.) выявили ареалы геохимического загрязнения, изменения режимов и свойств почв, аккумуляцию в них химических элементов .

Авторами отмечены угнетенность жизненного состояния древостоя, подлеска и подроста, существенные изменения видового состава и структуры травостоя, выпадение наиболее чувствительных видов растительности. В зависимости от степени преобразованности техногенные ландшафты вокруг промышленных объектов алмазодобывающих предприятий подразделены на микро-, мезо- и макроантропогенные участки (Вольперт и др., 2012) .

Подчеркивается, что на макроантропогенных участках трансформированные экосистемы даже при варианте рекультивации или самозарастания растительностью не смогут восстановиться в обозримое время до состояния хотя бы близкого к природному .

Таким образом, природно-техногенные экосистемные комплексы, образующиеся при разработке алмазных трубок, характеризуются не только особо сложными горно-техническими условиями проведения добычных работ, но и специфическими геоэкологическими параметрами, существенно усугубляющими факторы отрицательного воздействия на окружающую среду и затрудняющими проведение мероприятий по ее охране. К таким факторам можно отнести необходимость утилизации большого количества попутных высокоминерализованных вод, значительный валовой и удельный объем перерабатываемой горной массы, приходящийся на единицу массы полезного ископаемого, высокая степень ее подверженности выветриванию, что ведет к быстрой деструкции породного вещества на дневной поверхности и попаданию токсичных элементов в атмосферу, гидросеть и на поверхность прилегающих территорий. Данные факторы затрудняют рекультивацию нарушенных ландшафтов, отвалов пустых пород, крайне замедляют естественные процессы самоочищения и восстановления преобразованных экосистем (Иванов, Шумилов, 2011) .

55

3.5. Природно-техногенные экосистемные комплексы, образующиеся при разработке угольных месторождений Интенсивная добыча угля в Якутии сосредоточена на юге республики, где на базе Южно-Якутского угольного бассейна разрабатываются открытым способом крупнейшее в России месторождение «Нерюнгринское» и ряд более мелких месторождений, подземным способом отрабатывается месторождение «Денисовское» и начинается освоение одного из самых крупных в мире месторождений каменного угля «Эльгинского» .

На примере данных объектов можно сопоставить в первом приближении особенности развития природно-техногенных экосистемных комплексов при открытом и подземном способах разработки и на разных стадиях развития горных работ (Эльгинское — начальная стадия; Нерюнгринское — стадия полного развития горных работ) .

Нерюнгринское месторождение угля разрабатывается более 35 лет и за это время превратилось не только в крупное горное предприятие, но и в мощный источник выбросов в атмосферу, промышленных отходов в виде отвалов горных пород, для размещения которых отведена огромная площадь (рис .

3.8, см. цв .

вкл.) .

На территории Нерюнгринского района расположены около 80 предприятий, деятельность которых связана с выбросами в атмосферу. Основными источниками загрязнения воздуха различными веществами являются объекты угольной промышленности, теплоэнергетики, старательские артели и железнодорожный и автомобильный транспорт .

По данным Нерюнгринской инспекции Министерства охраны природы РС (Я), наиболее крупными источниками выбросов являются Нерюнгринский угольный разрез, обогатительная фабрика, Нерюнгринская и Чульманская ГРЭС, разрез «Эрэл», ООО «Нирунган» и вагонное депо с реактивной установкой для очистки вагонов на железнодорожной станции Беркакит. По населенным пунктам наибольшее количество выбросов приходится на пос .

Серебряный бор, что явилось результатом работы Нерюнгринской ГРЭС .

В угольном разрезе выбросы связаны с производством буровзрывных работ, экскавацией и транспортированием горной массы и угля, образованием отвалов. При этом взрывные работы служат источником залповых выбросов огромного количества пылегазовой смеси, которая поднимается на значительную высоту, подхватывается воздушным потоком и распространяется по розе ветров на дальние расстояния. В табл .

3.9 приводятся 5 Т а б л и ц а 3.9 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу разреза «Нерюнгринский»

Код Фактический Наименование вещества вещества выброс, т/год

–  –  –

5 Микроколичественное содержание их во взвешенном веществе компенсируется макроколичеством выбросов .

Отдельные исследования (Ларин и др., 1999) показывают, что в выбросах ТЭС и ГРЭС могут содержаться полициклические ароматические углеводороды, канцерогенная опасность которых не вызывает сомнений. К сожалению, в нашей республике комплексные онкогигиенические и онкоэпидемиологические исследования не проводятся .

Снижение выбросов твердых частиц говорит об улучшении эффективности очистки, однако газовые составляющие остаются практически на одном уровне .

Техногенные нагрузки на природную среду вокруг промышленных предприятий зависят от многих факторов. Наибольшее значение имеют объемы выбросов в атмосферный воздух и сбросов в поверхностные и подземные воды веществ, загрязняющих окружающую среду, площадь непосредственного механического разрушения почвенно-растительного покрова в районе расположения предприятия, продолжительность техногенной нагрузки, природные условия (климатические, географические особенности, рельеф местности и т.д.) .

Атмосферный воздух является одним из основных переносчиков загрязняющих веществ на значительные расстояния от источника их выделения. При открытой разработке угольных месторождений многие технологические процессы характеризуются значительным пыле- и газообразованием. Уровень загрязнения атмосферы карьера зависит от множества факторов, к которым можно отнести пылеобразующую способность угольных пластов и вмещающих горных пород, технологии ведения горных работ, применяемую технику, ее оснащенность средствами пылеподавления, схемы проветривания, проводимые на карьере мероприятия по обеспечению нормальных санитарно-гигиенических условий труда, природные особенности района расположения карьера. Для условий Якутии характерно то, что под воздействием низких температур горные породы становятся более хрупкими, т.е. повышается их пылеобразующая способность при разрушении .

При экологических исследованиях загрязнений природной среды продуктами атмосферного переноса в качестве депонирующей среды для поллютантов используют снежный покров прилегающей к промышленным предприятиям территории .

Снежный покров фиксирует суммарную пылегазовую нагрузку на ландшафт, которая проецируется в течение довольно длительного периода (с октября по апрель). Химический состав снега формируется за счет поступления твердых осадков техногенной пыли и поглощения газов, аэрозолей и, таким образом, с успехом используется при оценке химического и геохимического состава атмосферных выбросов. Исследования загрязнения снежного покрова позволяют определять мощность выбросов предприятий и их вещественный состав, вовлекаемые в дальний и локальный перенос загрязнители. Анализ полученных данных дает возможность оценить уровень загрязнения атмосферы, техногенной нагрузки на местность и масштаб распространения загрязняющих веществ по территории расположения объекта .

Методики пробоотбора, анализа состава снежного покрова в литературе описаны достаточно подробно (Василенко и др., 1985;

Макаров и др., 1990; Экогеохимия…, 1993; Эколого-химический мониторинг…, 1995) .

При планировании исследований переноса загрязняющих окружающую среду веществ с целью наиболее рационального размещения схемы отбора проб были проведены картографическое изучение рельефа и анализ космоснимков снежного покрова района расположения Нерюнгринского угольного карьера .

В частности, космоснимки отчетливо показывают юго-восточное направление шлейфа загрязнения. Участки отборов проб были расположены на открытых, пологих местах с расчетом наиболее полного охвата всего спектра загрязнения снежного покрова, выделяемого по контрастности космоснимков. Отбор проб снега производился в конце марта. Пробы отбирали на всю глубину залегания снега с ненарушенных поверхностей методом «конверта» (из пяти колонок с площади в 10–15 2 помещали в один м полиэтиленовый пакет общую навеску). Пробы взвешивали и растапливали в режиме медленного таяния при комнатной температуре. Оттаявшую снеговую воду пропускали через бумажный фильтр (синяя лента), затем твердый осадок на фильтре и жидкую фазу направляли на анализы химического и микроэлементного состава. Полученные результаты сопоставлялись с вещественным составом углей месторождения и пород вскрыши .

При исследованиях учитывались следующие особенности снежного покрова:

— снежный покров является промежуточным звеном, передающим загрязнители при весенней оттайке в водные и наземные объекты;

— на уровень загрязнения снежного покрова оказывает влияние его пространственная изменчивость в зависимости от рельефа и лесистости местности, климатических колебаний (роза ветров, метелевый перенос, продолжительность оттепели и т.п.) .

Анализ применяемой технологии ведения горных работ, проектных материалов показывает, что основными источниками пылеобразования на разрезе «Нерюнгринский» являются буровзрывные, выемочно-погрузочные, разгрузочные, транспортные 5 работы, а также ветровая эрозия — сдувание пыли с обнаженных площадей отвалов, угольных и породных уступов, поверхности угольных складов. При этом на долю взрывных работ приходится до 40–50 всей выделяемой газопылевой смеси, % 20–25 % пыли образуется при погрузке отбитой горной массы и 25–40 % — при транспортировке угля и породы по внутрикарьерным дорогам (Цыганков, 1994) .

При проведении взрывных работ в атмосферу выделяются вредные газы с содержанием оксида углерода и оксидов азота .

В состав вредных газов, выделяющихся при работе машин и механизмов с дизельными двигателями, входят оксид углерода, оксиды азота, углеводороды, сажа .

По данным А.В. Цыганкова (1994), при массовых взрывах по разрыхлению породы и угля на карьере образуется пылегазовое млн 3, с концентрацией пыли 0,135– облако объемом до 15–20 м 3, которое выбрасывается на высоту до 1700 0,217 кг/м м (рис .

3.9, см. цв. вкл.). При определенных условиях подхваченные воздушным потоком мелкодиспергированные продукты взрыва распространяются на значительные расстояния вокруг карьера .

Анализ микрокомпонентного состава углей Нерюнгринского месторождения показывает их сильную деформированность тектоническими процессами. Пласты угля подвержены многократному смерзанию и оттаиванию и, как следствие, отличаются исключительной хрупкостью и легкой дробимостью (Осодоев, 1987). В золе углей месторождения наиболее высокие концентрации относительно кларка осадочных пород наблюдаются у цинка, кобальта, галлия, марганца, фосфора, железа, меди, кальция (Макаров и др., 1990) .

Исследования микроэлементного состава снежного покрова в районе расположения карьера позволили выделить четыре зоны пылевой и геохимической нагрузки на ландшафт (рис .

3.10, см. цв. вкл.). В первой зоне (с повышенной техногенной нагрузкой) снежный покров отличается максимальным содержанием твердой фракции (табл .

3.11). Здесь оседает 85,8 % всей выделяющейся из карьера техногенной пыли. По сравнению с фоновыми показателями резко возрастает содержание в твердой и жидкой фазах снега кобальта, никеля, меди, свинца, титана, магния, фосфора. Повышенная пылевая нагрузка прослеживается в ракм, площадь зоны составляет около 95 2 .

диусе в среднем 3–8 км Основная масса пылегазовой составляющей наблюдается в юговосточном направлении от карьера и обогатительной фабрики в районе расположения старого города, дачных участков .

Далее по мере удаления от карьера уровень пылевой нагрузки резко снижается, однако влияние производственной деятельности на загрязнение снежного покрова прослеживается на расТ а б л и ц а 3.11 Геохимический состав снежного покрова в зоне воздействия Нерюнгринского угольного разреза Среднее содержание элементов, мг/кг Определяемые среды и выделяемые зоны загрязнения Co Ni Cu Pb Zn Ga Mo Ti Mn Ba B P Ca Fe Mg

–  –  –

 стоянии до 80–100 км. Общая площадь измененной по сравнению с фоновыми показателями территории составляет 1200–1500 2 .

км В ее пределах выделяются зоны с повышенной, средней и слабой техногенной пылевой нагрузкой. Геохимические показатели по четвертой зоне, приведенные в табл .

3.11, практически совпадают с региональными фоновыми данными снежного покрова Южной Якутии (Макаров и др., 1990) .

Необходимо отметить, что на загрязнение снежного покрова местности определенное влияние оказывают и другие источники выбросов в атмосферный воздух. Например, Нерюнгринская ГРЭС, по данным статистической отчетности, ежегодно выбрасывает в атмосферу в среднем до 10 тыс. т загрязняющих веществ, что в 5–6 раз больше, чем выбросы карьера .

В табл .

3.12 и 3.13 отражены результаты исследований снежного покрова вокруг шахты «Денисовская» .

Анализ содержания микроэлементов в твердой фазе снежного покрова показывает, что наиболее загрязнена территория вблизи действующей шахты, где наблюдается превышение над фоновым содержанием Ni в 2,7, Cu от 1,4 до 2,4, Zn от 7,5 до 15, Mn от 4,5 до 6,3 и Ti от 9,4 до 13,2 раза. Однако уже на расстоянии до 4–5 км от шахты уровень загрязнения резко снижается и элементный состав снежного покрова в основном соответствует фоновым показателям (табл. 3.13). На геохимический состав снежного покрова лицензионного участка оказывает влияние и федеральная автотрасса Амуро-Якутской магистрали с круглогодичным относительно интенсивным движением .

В Южной Якутии в настоящее время ведется интенсивное строительство угольного комплекса для освоения крупнейшего Эльгинского угольного месторождения с запасами в 2,7 млрд т угля. Планируемый объем производства — 30 млн т коксующегося угля в год. Эльгинский угольный комплекс (ЭУК) будет

–  –  –

1 6,58 0,20 3,42 0,31 0,82 13,42 2 6,45 — 0,87 — 0,03 0,08 3 6,38 0,11 1,75 0,26 0,98 7,32 4 6,49 0,12 2,04 0,24 1,10 9,76 5 6,49 — 0,97 0,25 0,71 6,10

–  –  –

1 10 0,5 0,2 2,5 1 0,5 5 15 50 2,5 2,5 30 0,5 0,5 5 0,5 2 10 0,5 0,2 2,5 1 0,5 5 15 50 2,5 2,5 5 0,5 0,5 5 0,5 3 10 0,5 0,2 2,5 1 0,5 10 15 50 2,5 2,5 10 0,5 0,5 5 0,5 4 10 1 0,7 2,5 1 0,5 10 15 50 2,5 2,5 10 0,5 0,5 5 0,5 включать разрез, обогатительную фабрику, ТЭС, объекты производственной инфраструктуры, вахтовый поселок, аэропорт (Ходатайство…, 2008) .

Эльгинский угленосный район расположен в Токинской впадине, которая вытянута в запад-северо-западном направлении на 150 км при ширине 50 км (Железняк, Любомиров, 2000) .

В геологическом строении района выделяются осадочные отложения юрского и мелового возраста, общая мощность которых оценивается в 1920–2180 Результатами сейсмотектонических м .

исследований (Козьмин и др., 2000), выполненных в районе расположения Эльгинского месторождения каменных углей за последние 50 лет, установлена высокая сейсмическая опасность района, где интенсивность возможных землетрясений может достигать 8–9 баллов .

Многолетнемерзлые горные породы занимают более 90 % площади Токинской впадины. Выше 950–1000 м ММП имеют сплошное распространение, и наиболее мощные мерзлые толщи (как правило, 100–200 и более) встречаются на возвышенных (более м 1200 ) водораздельных пространствах (Железняк, Любомиров, м 2000). Авторы утверждают, что техногенные нарушения на данной территории резко меняют естественную динамику мерзлотных процессов, приводя за сравнительно короткое время к глубоким изменениям мерзлотных условий. Отрицательное воздействие на устойчивость различных инженерных сооружений здесь могут оказать широко развитые склоновые процессы — осыпи, обвально-осыпные и оползневые явления, движения каменных курумов, усиленные морозным трещинообразованием и выветриванием .

В отношении линейных сооружений, особенно транспортных линий, негативную роль может сыграть и распространение наледей  и полыней, наибольшее число которых приурочено к интервалу изменения базисов эрозии речных долин района .

По расчетным данным, приведенным в проектных материалах, общая масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух, по ЭУК составит 807 172,8 т/год, в том числе твердых — 10 606,8 т/год, жидких и газообразных — 796 479,6 т/год .

В составе выбросов значительное место занимают углеводоро- ды без летучих органических соединений (778 388,1 т/год), ок- сид азота (в пересчете на NO2) (9850,0 т/год), оксид углерода (7240,2 т/год) .

Таким образом, по сравнению с Нерюнгринским угольным разрезом при разработке Эльгинского месторождения ожидается более масштабное воздействие на природные комплексы. Уже на начальном этапе освоения аэрофото- и телесъемкой, полевыми исследованиями (Макаров и др., 1996; Шац, 1997) установлено, что, несмотря на относительно слабое техногенное воздействие (формирование локальной селитебной зоны, горно-разведочные работы) загрязнение затронуло все природные среды. Так, был выявлен значительный снос рыхлых материалов в водотоки, в результате которого произошло активное загрязнение левых притоков р .

Укикит. В речных водах сформировались аномалии широкого комплекса макро- и микроэлементов (Макаров и др., 1996) .

При этом протяженность техногенных гидрогеохимических аномалий, связанных с горно-геологическими работами и разработкой угля, невелика и не превышала 1–2 км в верховьях рек Эльга и Укикит. Вместе с тем аномалии, образованные бытовыми стоками пос .

Эльга, которые попадают в бассейн р. Ундыткан, фиксировались на удалении до 10 км от поселка .

В пылевых выпадениях из атмосферы вблизи угольного карьера концентрации Cu, Mn, Cd превышали фоновые в десятки и сотни раз .

Комплексное воздействие на природную среду на данной стадии особенно отчетливо прослеживается в трансформации растительного покрова, практически все ярусы которого были подвержены частичному или множественному нарушению (Макаров и др., 1996) .

На основе полученных материалов авторы (Макаров и др., 1996; Шац, 1997) приходят к выводу, что при открытой разработке угольного месторождения Эльгинское и применении технологий, аналогичных используемым, например, на Нерюнгринском разрезе, площадь зоны техногенного воздействия составит n 2. При этом в зоне интенсивного техногенного давлекм 100 ния окажутся не только левые притоки р .

Мулам, но и западная и северо-западная части акватории уникального озера Большое Токко, зеркало воды которого имеет отметки около 900 над м  уровнем моря. При разработке месторождения, расположенного на уровне 950–1200 м, значительная часть выбросов в атмосферный воздух и сбросов в поверхностные воды может оказаться в зоне водосборного бассейна озера .

К подобному прогнозу приходит и автор настоящей работы с коллегами в результате оценки геохимического загрязнения атмосферы и водных объектов при освоении Эльгинского месторождения (Иванов и др., 1996) .

–  –  –

бопроводами многих речных систем и их прокладкой по малонаселенной территории с почти полным бездорожьем, что в аварийных ситуациях может быть серьезным препятствием для выполнения оперативных мероприятий по их устранению, ликвидации пожаров и т.д .

 Добыча и транспортировка нефти относятся к видам хозяйственной деятельности, представляющим собой повышенную опасность для населения и окружающей среды (Губайдуллин, 2003). Техногенное загрязнение природной среды нефтяными углеводородами, которые обладают высокими токсикологическими и канцерогенными свойствами, является одним из самых масштабных на Земле. Воздействие на окружающую среду предприятий нефтедобывающей отрасли осуществляется в следующих направлениях (Мазур и др., 1996):

— изъятие земельных ресурсов для строительства объектов нефтедобычи, нарушения и загрязнения земель;

— выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, сбросы в поверхностные и подземные воды, а также на подстилающую поверхность;

— извлечение с нефтью высокоминерализованных попутных вод;

— захоронение отходов бурения;

— аварийные разливы нефти .

Особую опасность представляют разливы нефти при техногенных авариях и пожары, случающиеся как на самих месторождениях, так и во время транспортных операций. Основными причинами аварийных ситуаций являются прорыв трубопроводов из-за коррозии металла (90,5 %), наезд строительной техники, технологические и строительные дефекты. Особенно значителен ущерб северным экосистемам, период восстановления которых может длиться десятки лет .

Опасное воздействие на природную среду проявляется на всех стадиях освоения нефтяных месторождений: поиски и разведка, бурение эксплуатационных скважин, обустройство и разработка нефтяных месторождений, ликвидация скважин и оборудования после окончания эксплуатации месторождения (Губайдуллин, 2003). Для каждого этапа работ характерны свои источники загрязнения окружающей среды. Различна и степень воздействия на ее компоненты. Так, в ходе изыскательских работ главными источниками воздействия являются автотранспорт и экспедиционные отряды. В период строительства основными источниками нагрузки на окружающую среду являются транспорт и изъятие строительных материалов. При эксплуатации сооружений наибольший ущерб может быть вследствие ава- рий — разливов нефтепродуктов и пожаров. Демонтаж оборудования и ликвидация промышленных объектов приводит к образованию большого количества различных отходов, вывоз и утилизация которых представляет собой непростую задачу .

Практически на всех стадиях освоения нефтяных месторождений происходит воздействие на недра, почвенно-растительный  покров, атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды .

Характер и интенсивность воздействия нефтедобычи на все компоненты природной среды зависят от многих факторов и определяются как количеством и токсичностью загрязняющих веществ, попадающих в природную среду, так и особенностями экосистемы, в первую очередь ее устойчивостью к техногенному воздействию (Захаров и др., 1998; Губайдуллин, 2003) .

Разработка нефтегазовых месторождений связана с выделением значительных объемов подземных вод с различным геохимическим составом. Попадание данных вод на поверхность или в природные водотоки вызывает их загрязнение, негативное изменение естественного состояния. Промстоки предприятий нефтегазодобычи, как правило, содержат в своем составе как различные макрокомпоненты (Cl–, Mg2+, Ca2+, SO4 ), так и тяжелые металлы (Fe, Cu, Zn, Hg, Pb и др.) в повышенных концентрациях, определенное количество нефтепродуктов, состоящих из легкоподвижных, тяжелых малоподвижных и водорастворимых компонентов (Дроздов, 2011). Закачка при процессе добычи в эксплуатационные скважины технических жидкостей разного состава осложняет состав пластовых вод .

Необходимо отметить, что возможными причинами аварий на объектах нефтегазопромыслов могут быть землетрясения, вероятность проявления которых в условиях Южной Якутии весьма значительна. Для Олекмо-Становой сейсмической зоны, в пределах которой расположены основные месторождения нефти и газа Якутии, проявления 7-бального землетрясения следует ожидать через 9 лет, 8-бального — через 30 лет, 9-бального — через 80 лет и 10-бального — через 250 лет (Алексеев, Козьмин, 2005) .

Специалисты отмечают, что трасса нефтепровода ВСТО в пределах территории Якутии проходит преимущественно по малоосвоенной, сравнительно малоизученной горно-таежной местности, где наиболее опасными геологическими процессами являются карст, оползни, солифлюкция, пучение, термокарст, наледи, разломные зоны с повышенной трещиноватостью горных пород (Петров и др., 2006) .

По масштабам негативного воздействия на растительность и почвогрунты нефтетрубопроводы стоят наряду с автодорогами на первом месте среди линейных объектов. При сооружении трубопроводов по всей ширине трассы полностью уничтожается древостой и живой напочвенный покров, а грунты перемешиваются на большую глубину. Глубокое разрушение почвогрунтов приводит к повреждению корней опушечных деревьев, их отпаду и дополнительному захламлению опушек. Использование некачественных труб, несвоевременная их замена, отсутствие надежной антикоррозийной защиты приводят к образованию свищей и аварийным порывам трубопроводов, частота возникновения которых нарастает по мере старения труб. При этом прилегающие к трубопроводам территории загрязняются нефтью и минерализованными водами (Захаров и др., 1998) .

Огромный экологический риск связан с авариями на нефтепроводах, сопровождающимися разливами нефтепродуктов на рельеф или в поверхностные водотоки. Аварийные ситуации как форма выражения техногенеза обладают исключительно высоким экологическим риском с возможными далеко идущими негативными последствиями (Мазур и др., 1996) .

Аварийные разливы нефти за сравнительно короткое время эксплуатации нефтепровода ВСТО уже имели место .

3.7. Типизация объектов недропользования Якутии по формам и масштабам воздействия на географическую среду Вышеприведенный материал показывает, что масштаб, формы воздействия на природную среду при освоении месторождений зависят от стадии развития горных работ, от вовлечения в отработку составляющих частей геологических образований (участок, месторождение или россыпное или рудное поле, зона или узел, провинция) .

При этом если отдельный горнодобывающий комплекс занимает локальную площадку отработки какого-либо участка месторождения, то предприятие (например, горно-обогатительный комбинат) может включать несколько добычных участков, обогатительный комплекс, площади для размещения отходов (отвалы пустых пород, хвостохранилища и т.д.), которые вовлечены для освоения месторождения или всего минерального узла или провинции .

В качестве примера можно привести разработанную нами карту антропогенной измененности Южно-Угуйской золотоносной зоны (Горохов и др., 2012), которая включает несколько рудных месторождений и находится в труднодоступном районе на значительном расстоянии от населенных пунктов в пределах восточной части Олекмо-Чарского нагорья. Горные работы здесь начались в 2000 с отработки месторождения «Таборное» с применением г .

кучного выщелачивания. В настоящее время в пределах зоны одновременно разрабатываются открытым способом два месторождения. Добытая руда автотранспортом отгружается в отдельные обогатительные комплексы, которые находятся в непосредственной близости от карьеров. Обогатительные комплексы включают в  себя золотоизвлекательную фабрику, в которой размещается оборудование для извлечения золота, приготовления выщелачивающих и обезвреживающих растворов, буферные, аварийные и пожарные емкости с гидроизолированными основаниями и рудные штабели, оборудованные на гидроизолированном основании .

Ландшафтная структура данного района представлена сочетанием высотно-поясных и интрозональных горно-тундровых, подгольцовых, горно-редколесных и горно-долинных ПТК. Морфологическая структура состоит из плоскогорно-привершинного, горно-склонового и горно-долинного типов местности. Карта (рис .

3.11) составлена на основе принципа неравнозначности компонентов ландшафта, сформулированного Н.А .

Солнцевым (2001), методики, изложенной в работе (Пучкин, 2007), испольПринципиальная схема геоэкологической Ранг объекта Ориентировочная Объект размерность, км 2 (порядок)

–  –  –

Рудник «Интернациональный», карьеры «Мир», От локального на участках разАйхал» работок до местного негативШахта «Денисовская», карьер «Нерюнгрин- ного воздействия при длительский», участок открытых горных работ, ной эксплуатации. Изменения промплощадка рудника рельефа на отдельных участТаборное, Кючюское, Рябиновое (рудное золо- ках, гидрохимических, гидрото), Интернациональное, Удачное, Айхал биологических свойств малых (кимберлитовые трубки), Эбэлэх, Молодо, водотоков, нарушения естестГорное (россыпные алмазоносные), Эльгин- венных русел малых рек, почское, Нерюнгринское, Кангаласское (уголь), венно-растительного покрова, Талаканское, Тас-Юряхское, Иреляхское (уг- образование геохимической аномалии, снижение биологилеводороды) ческой продуктивности на отдельных участках Куранахское, Лебединское золоторудные, Ма- От локального на территории лоботуобинское, Накынское, Далдынское освоения до регионального декимберлитовые поля прессивного воздействия при Учугейская, Южно-Угуйская золотоносные, длительном недропользоваАдыча-Тарынская сурьмяная, Эльконская нии .

Изменения рельефа на значиурановоносная зоны тельных площадях, гидрохиЦентрально-Алданский, Верхне-Тимптонский мических, гидробиологических золотоносный, Северо-Янский, Яно-Ады- свойств основных водотоков, чанский, Верхне-Индигирский, Южно-Вер- нарушения естественных русел хоянский оловоносный, Южно-Алданский и малых рек, почвенно-растиЧаро-Токкинский железорудные районы тельного покрова, образование Якутская алмазоносная, Алданская железоруд- геохимической аномалии, заная провинции, Яно-Индигирская оловонос- кисление геосистем, снижение ная металлогеническая область, Ленский, биологической продуктивноЗыряновский, Южно-Якутский угольные сти экосистем бассейны, Вилюйская, Непско-Ботуобинская и Предпатомская нефтегазоносные области  Рис .

3.11. Карта антропогенной измененности Южно-Угуйской золотоносной зоны .

1 порядок ранжирования принят эксплуатационный участок, рудник, шахта, карьер, полигон. Всего выделены в зависимости от занимаемых площадей размещения, масштабов, форм и характера воздействия на географическую среду шесть рангов объектов недропользования .

Проведенные исследования показывают, что при недропользовании происходит трансформация исходных экосистемных комплексов с самого начала освоения отдельного участка месторождения, и в зависимости от масштабности вовлечения объектов минеральных ресурсов, их видов, геоэкологических условий преобразования могут занять локально-очаговую (местную) или региональную форму .

Локальная трансформация экосистем характерна при освоении объектов I и II порядка (горный участок, месторождение), более глубокие, региональные преобразования природной среды происходят при недропользовании на уровне от рудных или россыпных полей, горно-промышленных, рудно-промышленных зон до минерально-ресурсных провинций, каменноугольных бассейнов, нефтегазоносных областей (объекты недропользования от III до VI порядка) .

2 ГЛАВА 4

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ

НЕКОТОРЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

ПРИ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИИ В УСЛОВИЯХ ЯКУТИИ

Результаты проведенных исследований, охарактеризованные в предшествующих главах, рассматриваются нами как общая методологическая и геоэкологическая основа для последующей разработки более конкретных эколого-географических и технологических решений при размещении объектов недропользования и осуществлении добычных работ .

В частности, систематизированы наиболее существенные особенности экосистем региона и требования, которые необходимо учитывать при недропользовании (табл. 4.1). Выявлено, например, что наиболее актуальными условиями экологически безопасного ведения горных работ наряду с совершенствованием технологии добычи полезных ископаемых являются вопросы снижения пылевых выбросов и разработка основ нормируемого Т а б л и ц а 4.1 Основные условия минимизации воздействий на экосистемы криолитозоны Элемент Особенности Требования, которые необходимо экосистем экосистем Якутии учитывать при недропользовании

–  –  –

недропользования и рекультивации нарушенных земель с учетом природных особенностей криолитозоны .

Проведенные нами работы по инвентаризации отходов производства горных предприятий Якутии (Дахашкин, Иванов, 2003; Дахашкин и др., 2004; Иванов и др., 2007; Назарова, Иванов, 2010) позволили установить, что наиболее объемными, занимающими значительные площади отходами являются пустые породы, которые складируются в отвалы. И если такие отходы, как металлолом, отработанные шины автотранспорта, люминесцентные лампы, отходы различных масел и т.д., можно утилизировать на месте или вывести в специализированные предприятия, то единственным на сегодняшний день способом снижения негативного влияния отвалов пустых пород остается их рекультивация. Однако проведенный нами анализ показал, что в условиях Севера не все методы и способы по рекультивации отвалов пустых пород могут быть применены с должной эффективностью .

4.1. Экологическое оздоровление производственной зоны при горных работах по пылевому фактору Как изложено в предыдущих главах, добыча полезных ископаемых, в том числе разработка угольных месторождений, сопровождается загрязнением атмосферного воздуха, пылегазовыделениями при проведении большинства технологических операций. При этом уровень пылевыделения зависит от многих факторов, основными из которых являются пылеобразующая способность угольных пластов и вмещающих горных пород, микроклимат в районе ведения работ (температура и влажность воздуха, скорость движения воздушного потока), способ разработки месторождения (открытая или подземная добыча), технология ведения горных работ, применяемая техника, ее оснащение пылеулавливающими и пылеподавляющими устройствами, принятая схема проветривания горных выработок, эффективность мероприятий в борьбе с пылью и т.д .

Исследованиями (Дядькин, 1965; Кудряшов, 1976) установлено, что пылеобразующая способность горных пород при прочих равных условиях зависит от их температуры, что предопределяет высокий уровень пылевыделения во время горных работ на Севере .

Как отмечается в работе (Угольная база…, 1999), пыль угольных пластов большинства месторождений Северо-Востока России взрывоопасна. Взрывоопасность угольной пыли зависит от выхода летучих веществ, дисперсности пыли, содержания в ней золы и влаги, скорости и влажности воздуха в выработках, содержания метана в шахтной атмосфере и др .

В петрографическом составе углей преобладает витринит, для которого характерна очень высокая степень трещиноватости вплоть до пылеобразного состояния. Содержание свободного SiO2 во вмещающих породах некоторых месторождений (Кангаласское, Сангарское, Джебарики-Хайское, Омсукчанский угольный бассейн, Анадырское) превышает допустимую норму по силикозоопасности в 3–4 раза. В элементном составе взвешенной угольной пыли обнаруживаются в значительных количествах микрокомпоненты, которые имеют наивысший класс опасности для окружающей среды и человека (бериллий, ванадий, хром, барий, свинец и т.д.) и обладают токсичными, канцерогенными, мутагенными свойствами, способны к накоплению в элементах среды и внедрению в круговорот веществ (Чебаненко, Майсюк, 1999). В отдельных исследованиях (Ларин и др., 1999) отмечается, что открытая добыча создает условия для накопления в атмосфере выбросов автотранспорта, в том числе полициклических ароматических углеводородов, канцерогенная опасность которых не вызывает сомнений .

Таким образом, загрязнение рабочих мест и атмосферы в целом пылегазовыми выбросами при разработке угольных месторождений негативно отражается на здоровье работающих и на состоянии природной среды .

Открытая разработка месторождений полезных ископаемых характеризуется значительным пылеобразованием во всех технологических циклах. При открытой разработке угля 40–50 % пыли образуется при взрывных работах, 20–25 выделяется % при погрузке отбитой горной массы и 25–40 % при транспортировке по внутрикарьерным дорогам. От 5–15 (при транспортировке) до 70–75 % (массовые взрывы) пыли выносится за пределы карьера. Дополнительное загрязнение атмосферы происходит при переходе во взвешенное состояние пыли, ранее осевшей на поверхность внутрикарьерного пространства, отвалов горных пород, и пыли, образующейся при физической, тепловой эрозии обнаженных уступов породных и угольных отвалов (Осодоев, 1987) .

Как было отмечено в гл. пылегазовое облако, образуемое 3, при массовых взрывах в карьере, подхваченное воздушным потоком, может распространиться на значительные расстояния от источника выделения, попутно загрязняя оседающими мелкодиспергированными продуктами взрыва прилегающую к карьеру территорию .

При подземной разработке углей в условиях криолитозоны многолетними исследованиями (Куренчанин, 1974; Осодоев, 1975; Чемезов, 1984; Иванов, 1990б) установлено, что запыленность воздуха при работе высокопроизводительных выемочных комбайнов в 4 раза превышает этот показатель при проходке выработок комбайнами и в 6–10 раз при других операциях (табл .

4.2). Приведенные данные показывают зависимость запыленности от сезонных изменений параметров поступающего в шахту воздуха (температуры, влажности). Зимой в выработках северных шахт преобладают испарительные процессы, поэтому запыленность выше, чем летом, для которого характерны конденсационные процессы (Дядькин, 1965) .

 Т а б л и ц а 4.2 Запыленность воздуха на угольных шахтах Якутии и Магаданской области, мг/м3 Зимой Летом Технологический процесс Максималь- Средняя Максималь- Средний но разовая за процесс но разовая за процесс

–  –  –

МПа; q — расход воды через форсунку, л/мин; t возд — температура пылевоздушного потока, °С .

Полученная формула позволяет оценить как воздействие отдельных физических факторов, так и совместное влияние температуры, расхода, давления воды при определенной температуре воздуха на эффективность пылеподавления при гидрообеспыливании .

Проведенные нами шахтные исследования фильтрационных свойств угольных пластов (Иванов и др., 1993а, б) позволили определить их характеристики по увлажняемости и параметры предварительного увлажнения для минимизации пылеобразования при отбойке угля горными комбайнами. Так, для пластов шахты «Сангарская» сделаны следующие выводы:

— по средней эффективной пористости угольные пласты «Сложный», «Юбилейный», «Сапропелевый» относятся к увлажняемым. Эффективная пористость колеблется от 0,97 до 9,2 %;

— по среднему коэффициенту фильтрации пласт «Сложный»

характеризуется как трудноувлажняемый. Равномерное увлажнение пласта затруднительно в связи с наличием 3–5 породных прослоев, фильтрация воды через которые в 6–7 раз меньше, чем по углю;

— состояние пород кровли в переходных и подмерзлотных зонах, в которых ведутся горные работы, характеризуется склонностью к нарушениям. При увлажнении угля возможны осложнения в управлении кровлей из-за ее ослабления, образования трещин и куполов. В связи с этим применение предварительного увлажнения должно быть оценено с точки зрения устойчивости кровли и обеспечения безопасности работ .

На основе анализов применяемых в шахтах Севера средств гидрообеспыливания, лабораторных и шахтных экспериментов по выбору эффективных параметров факела орошения нами разработан многоструйный ороситель с регулируемым расходом и самоочищением шахтной воды от механических взвесей (рис .

4.3), конструкция которого обеспечивает (Чемезов и др., 1982; Иванов и др., 1988, 1990):

создание плотного факела орошения мелкодиспергированной жидкости;

возможность регулирования расхода жидкости;

устранение засорения сопла оросителя взвешенными частицами, содержащимися в шахтной воде .

Конструктивные особенности оросителя защищены авторскими свидетельствами на изобретение (Ороситель, 1984, 1986) .

По результатам шахтных испытаний ороситель успешно внедрен на шахтах Якутии «Сангарская», «Джебарики-Хая» и Магаданской области «Кадыкчанская» для снижения запыленности воздуха при работе очистных и проходческих комбайнов .

Геоэкологический эффект от использования многоструйных оросителей заключается в значительном снижении образуюРис .

4.3. Многоструйный ороситель .

1 — штуцер для подвода воды; 2 — корпус оросителя; 3 — диск; 4 — завихрители; 5 — цилиндр; 6 — камера для сбора примесей; 7 — пробка; 8 — регулировочная гайка; 9 — пружина для возврата диска; 10 — крышка оросителя .

щейся при работе угольных комбайнов первоначальной пыли .

При этом достигается нормализация рабочей зоны в очистном или проходческом забое по пылевому фактору, улучшается пылевая обстановка во всех последующих по схеме вентиляции шахты горных выработках, что снижает вероятность заболевания горнорабочих различными пневмокониозами, устраняет опасность возникновения взрывов пылегазовой смеси и приводит к минимизации вредных выбросов шахты в атмосферный воздух .

Результаты исследований по снижению пылеобразования использованы для разработки рекомендаций по комплексному обеспыливанию угольных шахт Северо-Востока страны (Временное руководство…, 1986), которые были приняты для внедрения производственными объединениями «Якутуголь» .

4.2. Мероприятия по рекультивации нарушенных земель при недропользовании

Вопросы о восстановлении нарушенных территорий ставились еще 100–150 лет назад в Европе, Англии, Америке. После Второй мировой войны эта проблема охватила многие регионы и страны и превратилась в целое направление — рекультивация земель (Моторина, Забелина, 1968). Рекультивацию земель в СССР начали проводить в угольной промышленности с 1956 г., железорудной и горно-химической — с 1958 г., в цветной металлургии и промышленности строительных материалов — в 60-е гг. (Эскин, 1975) .

В законодательном порядке восстановление земель, нарушенных открытыми горными работами, начали регламентировать с начала 70-х годов с утверждением «Основ земельного законодательства Союза ССР и союзных республик» и ряда ведомственных постановлений (Зубченко, Сулин, 1980). В настоящее время в России действуют восемь ГОСТов по рекультивации, разработанные еще в 1983–1985 гг., только некоторые из них дополнены в 2002–2003 гг. Вопросы рекультивации рассмотрены во всех основных правовых документах (законах, кодексах и т.д.). Кроме того, по проведению рекультивации имеется много различных документов, инструкций и руководств, которых не всегда придерживаются при восстановительных работах на отработанных землях (Временное руководство…, 1980; Методические указания…, 1984; Руководящий документ…, 1987; Временная инструкция…, 1990; Заудальский, Козлов…, 1998; и др.) .

Анализ материалов позволяет констатировать, что во многих из них не приводятся нормативные показатели, которые необходимо соблюдать во время проведения рекультивационных работ при недропользовании в условиях Севера. В основу многих из данных документов положен принцип восстановления нарушенных земель до состояния, позволяющего вновь вовлечь эти территории в хозяйственное использование. Однако при этом не учитываются ни специфика технологического процесса разработки месторождений полезных ископаемых, ни физико-географические особенности территорий, а сами нормы недостаточно научно обоснованы (Зубченко, Сулин, 1980) .

Организация работ, технологические схемы при различных вариантах рекультивации нарушенных территорий, рекомендуемая техника при проведении технического этапа рекультивации в условиях Северо-Востока рассмотрены во многих работах (Зубченко, Сулин…, 1980; Временная инструкция…, 1990; Заудальский, Козлов, 1998). Тем не менее в Якутии рекультивационные работы до сих пор не получили широкого применения. Так, объемы проведенных работ по рекультивации крупными недропользователями составляют всего 10–15 от общей площади % нарушенных земель и в основном выполняются в виде технического этапа рекультивации по планировке поверхностей отвалов (табл .

4.4, 4.5) .

Добычей угля на территории РС (Я) занимаются 18 юридических лиц, эксплуатирующих 16 горных объектов (3 шахты и 13 разрезов). Суммарная производственная мощность всех действующих предприятий в 2008 г. составила 13 млн т. При этом за 5 Т а б л и ц а 4.4 Площади нарушенных, отработанных и рекультивированных земель по АК «АЛРОСА» (Государственный доклад…, 2010) Площадь, га Земли 2008 г. 2009 г. 2010 г .

–  –  –

2009 нарушено земель 29,63 г .

га, рекультивировано — 8,6 га .

В 2008 работы по рекультивации не проводились (Государстг .

венный доклад…, 2010) .

Биологический этап рекультивации в большинстве случаев не проводится, и нарушенные земли оставляются на «самоизлечение». Процесс самозарастания растительностью поверхности и откосов отвалов длительный и занимает продолжительное время в зависимости от многих факторов, таких как климатические показатели, положение в рельефе, литология отложений, увлажнение субстрата, тип и степень нарушений территории и др .

Например, в работах (Левит, Пикалова, 1980; Баталов и др., 1989) отмечается, что в условиях благоприятного климата и при  наличии источников семян в окружающих сообществах процесс самозарастания происходит достаточно интенсивно, и тем не менее только к 10–15-му году сукцессии поверхность субстрата может быть уже покрыта практически сплошным дерном трав и даже разреженным пологом деревьев и кустарников .

При суровом, резко континентальном климате Якутии, особенно в ее северных районах, процесс самозарастания нарушенных земель может занять еще более длительный период вре- мени .

Сопоставляя сведения о рекультивации, взятые из различных документов, а также оценивая общее состояние рекультивационных работ в Якутии, приходим к следующим выводам .

1. Рекультивационные и природовосстановительные работы находятся в неудовлетворительном состоянии. Рекультивация участков рудных месторождений за все годы их эксплуатации не проводилась. В лучшем случае руководством горных предприятий согласовывался лишь вопрос об отводе нарушенных земель «под самозарастание», т.е. они оставлялись в первозданно-техногенном виде, изобилуют обрывами, вертикальными стенками бортов карьеров, остатками брошенного оборудования и т.д .

2. На россыпных месторождениях проводится только горнотехническая рекультивация в виде планировки площадей или «противоэрозионная» присыпка отвалов более грубообломочным материалом для предотвращения их размыва паводковыми во- дами .

3. Приводимые в разных отчетных документах цифры подчас противоречивы, эффективность природоохранных мероприятий, в том числе рекультивационных работ, не оценивается, из-за чего лесо- и землеустроительные организации, а также сельскохозяйственные предприятия воздерживаются от приема на свой баланс (в свой фонд) «рекультивированных» земель .

Проблема биологической рекультивации в Якутии находится только на стадии опытных исследований. Так, лабораторией охраны природы института «Якутниипроалмаз» в 80-х годах проводились посевы многолетних трав с применением различных доз минеральных удобрений и с насыпкой плодородного слоя разной толщины (Лебедева, Лонкунова, 1990) на отвалах карьера «Мир» НПО «Якуталмаз». Первые результаты данных опытов показали перспективность создания кормовых угодий при внесении плодородного слоя до 20–40 см на поверхность породных отвалов и определенных доз минеральных удобрений .

Институтом ВНИИ-1 в 80-х годах аналогичные работы проводились на дражных отвалах Южной Якутии (Кузьмин, 1985;

 Петрова, 1994). Опыты показали реальные возможности использования рекультивированных земель в сельскохозяйственном производстве в условиях криолитозоны. Экспериментально доказаны необходимость и рентабельность биологической рекультивации речных долин и возможность создания на отработанных дражных полигонах (Алдан, Средняя Колыма) пахотных угодий для овощных и кормовых культур (Техногенные экосистемы, 1985). Подобные работы велись Институтом биологии ЯНЦ СО РАН на Кангаласском разрезе (г .

Якутск) и в Южной Якутии (Петрова, 1996). Однако дальнейшее развитие эти работы не получили из-за сравнительной дороговизны проведения биологической рекультивации в промышленных масштабах .

Сотрудниками Института прикладной экологии Севера АН РС (Я) в Мирнинском и Алданском улусах с 1984 г. ведутся работы по изучению процессов самозарастания отвалов, исследованию водно-физических и химических свойств пород, динамики процессов почвообразования, подбору ассортиментов кустарников и многолетних трав, возможности озеленения откосов отвалов пустых пород (Тарабукина, 1996; Миронова, 1996) .

По долине р. Селигдар в 1994 г. были заложены участки, на которых проведены опыты по ускорению самозарастания отвалов путем применения различных доз минеральных удобрений (Миронова, 2000). Предварительные результаты показали, что удобрения помогают быстрому закреплению трав на техногенном субстрате и выявили эффективность применения оптимальной дозы (до 100 кг/га) азотных удобрений на «молодых» (отсыпанных сравнительно недавно) отвалах .

При решении вопроса рекультивации определенной площади нарушенных земель необходимо в первую очередь изучить рекультивационный потенциал данной территории, главными показателями которого считаются состояние техногенной поверхности, характеристика подстилающих грунтов и степень самозарастания нарушенного участка .

Дополнительно изучаются геоэкологические особенности района расположения участка (климатическая зона, преобладающая роза ветров, возможность развития термоэрозионных процессов, удаленность от населенных пунктов и т.д.), пригодность грунтов (на отвалах, хвостохранилище, промплощадке и т.д.) для биологической рекультивации по их агрофизическим свойствам и химическому составу. На естественных, окружающих нарушенные земли участках изучается ботанический состав растительности и оценивается возможность залета семян растений до участков рекультивации .

 Накопленный материал используется при выборе направления рекультивации и соответственно при планировании технического и биологического этапов работ .

Как показал анализ геоэкологических и горно-технических условий разработки россыпных алмазных месторождений (гл .

2 и 3), многие из них отрабатываются в отдаленных, труднодоступных, глухих местах. Для таких районов трудно сейчас ставить задачу повсеместной активной биологической рекультивации, и в практике нарушенные земли в этих условиях оставляются для естественного зарастания. Однако в случаях, когда карьеры или отвалы угрожают массированным загрязнением окружающей среды, гибелью флоры и фауны на больших территориях, необходимы меры по консервации нарушенной поверхности. Рекультивационные работы в таких случаях принимают природоохранную направленность .

При разработке россыпных месторождений в арктической лесотундре происходят значительные изменения рельефа, связанные с изменением геокриологических условий днищ речных долин. В результате активной эрозии русловых и пойменных техногенных комплексов резко повышается содержание взвешенных частиц в водотоках. Высокая мутность и зарегулирование стока техногенными водоемами обусловливают устойчивую тенденцию повышения температуры поверхностных вод в 1,3– 1,5 раза и увеличение стока на 5–10 дней (Замощ, 1987) .

Многочисленные отводы русел реки приводят к формированию техногенных таликовых зон, а трансформация рельефа поверхности, уничтожение почвенно-растительного покрова, дезинтеграция пород по гранулометрическому составу определяют изменения внешнего и внутригрунтового тепломассообмена, коэффициентов фильтрации и мощности слоя сезонного протаивания. Перечисленные явления определяют увеличение тепловой нагрузки на мерзлые породы днищ долин, в связи с чем их ° температура увеличивается на 3–5 С (Замощ, Папернов, 1987) .

Для успешного, эффективного проведения технической рекультивации и создания условий самозарастания растительности необходимо изучение особенностей природно-техногенных комплексов, образовавшихся в процессе разработки месторождений .

В табл .

4.6 нами сведены результаты анализа ПТЭСК при отработке россыпей алмазов Якутии .

Основной целью природоохранной рекультивации нарушенных земель является максимальное снижение изменения рельефа местности и повторного загрязнения поверхностных вод путем минимизации эрозионных процессов, характерных для  Т а б л и ц а 4.6 Результаты анализа горно-технических условий проведения рекультивационных мероприятий при разработке месторождения «Биллях»

Факторы, благоприят- Виды нарушений рельефа Факторы, осложняющие проведествующие самозарастанию местности ние рекультивации нарушенных территорий Горные выработки, от- 1. Развитие термокарстовой Отвалы вскрышных повалы вскрышных по- эрозии поверхности из-за род (торфов) представрод (торфов), галеч- наличия линз льда, мощ- ляют собой переменые и валунные отва- ность которых доходит до шанную массу из оргалы, гидроотвалы, 7 м и залегающих с глуби- ники с льдистыми поилоотстойники отхо- ны 0,1 м. родами аллювиального дов обогащения пес- 2. Острый дефицит потенци- покрытия месторождеков, выемки, воронки ально плодородных пород ния, которые при сообрушения, канавы, из-за минимальной мощно- ответствующих условитраншеи, плотины, сти почвенно-растительно- ях могут быть благодамбы и перемычки и го покрова природно-тер- приятны для зарастатехногенные водоемы риториального комплекса ния растительностью

Основной вывод:

необходимость использования средств и способов противоэрозионной защиты, качественно отличных от мероприятий и технических решений, разработанных для зоны распространения талых пород

Задачи для решения:

— изменение стока через эрозионные формы;

— сохранение механических и теплофизических свойств поверхностей грунтов;

— изменение морфологии эрозионных форм рельефа путем моделирования ус- — тойчивых структурных элементов (Восстановление…, 2000) условий залегания большинства россыпных месторождений северной Якутии .

Технические решения по уменьшению активности процессов эрозии и термоэрозии должны обеспечить выполнение следующих задач (Восстановление…, 2000):

— изменение стока через эрозионные формы;

— сохранение механических и теплофизических свойств поверхностей грунтов;

— изменение морфологии эрозионных форм рельефа путем моделирования устойчивых структурных элементов .

При прокладке трубопроводов в условиях северных тундр для снижения глубины протаивания грунта и борьбы с нежелательными криогенными процессами рекомендуется применение различных теплоизоляционных покрытий из естественных и искусственных материалов (Временное руководство…, 1980). Из теплоизоляционных покрытий естественного происхождения могут быть использованы настил из кустарника, бревенчатый или дощатый настил с прокладками из мха или без них. При этом подчеркивается, что бревенчатый настил снижает глубину сезонного протаивания на нарушенных участках тундры примерно вдвое .

0 Для локальных, наиболее криогенно уязвимых участков перспективными с точки зрения технологии применения считаются высокопористые полистироловые материалы: пенопласты и полимерные пены .

При заложении различных водонаправляющих канав (руслоотводные, нагорные, дренажные, водоотводящие и т.д.) для соблюдения неразмывающей скорости водного потока намечают трассу канавы на топографическом плане горных работ, по которой определяют длину канавы, по справочникам подбирают коэффициенты заложения откоса канавы в зависимости от типа грунтов и определяют допустимую неразмывающую скорость потока в канаве. Соответствие заданных параметров канавы горно-геологическим условиям проверяются по формулам, приведенным в работе (Инструкция…, 1989) .

vn Q 0, 25, (4.5) i v 2 1 + m m

–  –  –

Для условий арктических низменностей предлагается замена руслоотводных канав трубами или лотками из синтетических материалов .

В качестве одного из вариантов защитного экрана, позволяющего минимизировать влияние положительных температур на боковую поверхность полигона, нами предлагается (Иванов  и др., 2004) направленное обрушение верхней покрывающей части борта без сильной деформации почвенно-растительного слоя. При этом опустившийся и образовавший наклонную поверхность слой с почвенно-растительным покровом служит надежным изолятором температурного воздействия на борта выработок, что позволяет избежать развития нежелательных эро- зионных процессов .

Для успешного осуществления приведенного способа создания защитного экрана необходимы следующие мероприятия .

По бортам полигона в местах наиболее подвергаемых термоэрозии в начале наступления холодного периода года выполняется дополнительный объем буровзрывных работ по приведенной на рис .

4.4 схеме .

Параметры БВР устанавливаются расчетными или экспериментальными методами. Необходимо рассчитать так, чтобы верхний слой земли полностью закрыл боковую поверхность полигона без видимых трещин и обрывов мохово-растительного слоя. Обрушившийся слой необходимо предохранять от механического воздействия. При появлении в верхней части борта полигона разрыва необходимо его заполнить сухой породой, утрамбовать для исключения попадания в весенний период талых вод. Угол образовавшегося откоса должен быть максимально близким к углу естественного откоса. Выброшенный в результате взрывных работ навал породы в нижней части препятствует влиянию на борт выработки оттаивающего слоя и накапливающейся в выработке воды .

Проведением серии опытных взрывов и исследованиями теплофизических критериев можно установить необходимые параметры теплоизоляционного слоя с применением естественного растительного покрова .

Теплоизоляционный слой можно создать путем использования различных отходов обогащения, например крупнообломочного галечника, мелкодисперсных пород (эфеля), тонкого песка Рис .

4.4. Схема образования термоизоляционного слоя обрушением верхнего слоя .

а — борт выработки до взрыва; б — после взрыва; 1 — почвенно-растительный покров; 2 — льдистая порода; 3 — шпуры для взрывания; 4 — навал породы после взрыва .

2 или илов. При этом размещение пород производится с использованием бульдозера и стакерного конвейера. На открытый борт полигона стакером укладывается слой крупнообломочных пород с таким расчетом, чтобы придать наклон максимально приближенный к углу естественного откоса. Затем наносится слой из мелкодисперсных материалов для ускорения самозарастания бортов (Божедонов, 2003). Для минимизации затрат на последующую техническую рекультивацию нарушенных территорий при выборе места размещения отвалов вскрыши предпочтение необходимо отдавать вариантам складирования торфов на борта с открывающимися жилами льда. В этом случае при последующей оттайке ледяной жилы на борту полигона происходит ее самоизоляция торфами. Борт полигона постепенно выполаживается до угла естественного откоса .

Другой вариант создания изолирующего слоя, предлагавшийся сотрудниками ИГДС СО РАН для условий Куларского ГОКа, заключается в использовании сетки-рабицы в качестве основы для торможения смывающихся частиц на борту выработки. Задержавшийся в ячейках сетки грунт способствует минимизации развития термоэрозии и служит основой для дальнейшего покрытия бортов выработки растительным слоем .

Все предлагаемые варианты создания теплоизолирующего слоя для минимизации развития эрозионных процессов необходимо испытать в производственных условиях для отработки параметров, выбора необходимого оборудования и получения максимального эффекта .

При обеспечении условий исключения эрозионных процессов в пределах природно-техногенных комплексов, образованных при разработке россыпных месторождений, развивается быстрое самозарастание растительностью нарушенных поверхностей .

Данный вывод подтверждается исследованиями геофизических особенностей нарушенных земель северо-востока Якутии и Магаданской области (Замощ, Папернов, 1987), где благоприятный водный режим способствует успешному самозарастанию растительности на подножиях и бортах отвалов .

Кроме того, на подготовленных площадках, где исключается развитие термоэрозионных процессов, эффективность биологического этапа рекультивации значительно повышается. Это подтверждается результатами успешных опытов сотрудников Научно-исследовательского института прикладной экологии Севера СВФУ на полигонах россыпных месторождений алмазов в северной Якутии (Миронова и др., 2004) .

Во многих районах недропользования в Якутии отмечается острый дефицит потенциально плодородного слоя (ППС), пригодного для целей проведения биологического этапа рекульти- вации. В данных условиях нами предлагаются различные ва- рианты замены ППС нетрадиционными материалами или искусственно подготавливаемыми субстратами .

Наиболее удачный вариант замены ППС произведен на отвале № Мирнинского ГОКа. Нами был предложен способ 6 применения в качестве ППС мелкозема из отвалов вскрыши, расположенного вблизи россыпного месторождения (Миронова, Иванов, 2009, 2011а). Мелкозем отсыпался автосамосвалами в минимальном объеме, достаточном для покрытия откоса отвала слоем в 10–20 на верхней части отвала. Далее проводились см оформление мелких террас на отсыпанной части и посев семян местной флоры, внесение минеральных удобрений по всей площади склона отвала. В результате последующего воздействия талых вод и атмосферных осадков мелкозем распределился более или менее равномерно по склону отвала, на котором через 3–5 лет произошло зарастание растительностью с проективным покрытием более 30–40 % .

Способ отличается минимальными затратами на подготовку откоса отвала под биологическую рекультивацию, не требует обязательного ухода (регулярный полив, подсеивание) и применения специальной техники (Патент № 2462854) .

При остром дефиците ППС и отсутствии других его заменителей необходимо подготовить субстрат из других материалов .

Нами исследовалась возможность применения смеси из песка, опилок и в качестве вяжущего и минерального удобрения осадка канализационных очистных сооружений (КОС), предварительно выдержанного в специальных отстойниках. Проведенные на отвалах Айхальского ГОКа ОАО «АЛРОСА» эксперименты показали, что оптимальные пропорции субстрата необходимо определять опытным путем. Для условий Айхальского ГОКа наиболее удачным оказался вариант смеси в пропорции: пе- сок — 40 %, опилки — 35 % и осадки КОС — 25 %. При посеве семян местной флоры на участке с нанесенным субстратом уже на второй год проективное покрытие составляло 15–25 % .

Данные предложения использованы при разработке проектов рекультивации некоторых объектов АК «АЛРОСА» и приняты для внедрения подразделениями компании .

Исследованиями (Миронова, Иванов, 2001, 2005, 2011б; Миронова и др., 2007, 2009, 2010а) по выбору наиболее экономичного и эффективного способа подготовки поверхности отвала угольного разреза «Нерюнгринский» к биологическому этапу рекультивации, проведенными в течение ряда лет, установлено, что в процессе отработки месторождения естественная залесенная поверхность горной возвышенности с абсолютными отметками от 820 до 960 нарушена и продолжает нарушаться горм ными и отвальными работами .

Внешний отвал «Западный» находится на западном эксплуатационном участке, отсыпан 1–2 ярусами и состоит из множества платообразных куполов, образующих общую поверхность с внутренними отвалами. Высоты отвалов достигают 60–100 с м откосами с углом уклона в 33–37° .

При выявлении рекультивационного потенциала выбранного для биологической рекультивации участка особую важность приобретает изучение минералогического состава, водно-физических, химических и особенно агрохимических свойств уложенных в отвал пород, так как по их показателям в соответствии с ГОСТ 17.5.1.03-86 все породы делятся по пригодности к биологической рекультивации на следующие группы:

I — пригодные — плодородные и потенциально плодородные породы (рН 5,5–8,3; содержание фракции более 0,001 — 10–20 % и более 0,01 мм — 20–45 %);

II — малопригодные — песчаные и глинистые кислые породы (по физическим свойствам: рН 3,5–9,0; содержание фракции более 0,001 — 0–10 % и 30–40 % и более 0,01 мм — 0–20 % и 45–75 %; по химическим свойствам: рН 3,5–9,0; содержание фракции более 0,001 — 10–20 % и более 0,01 мм — 20–45 %);

III — непригодные — сульфидсодержащие и сильно засоленные тяжелые глины, скальные породы, конгломераты (рН 3,5–9,0; содержание фракции различного механического соста- ва — более 75 %) .

Изучение вскрышных пород Сибири позволило сделать два весьма важных для практики и теории оптимизации техногенных экосистем вывода (Трофимов, Рагим-заде, 1985):

1) все вскрышные породы осадочного происхождения, прошедшие в отдаленные геологические эпохи через стадии почвенного развития, сохраняют в своей «памяти» признаки плодородия, т.е. в их валовом химическом составе обнаруживаются элементы-биогены, аккумулированные биотой былых экосистем;

2) большая часть вскрышных пород месторождений полезных ископаемых Сибири в отличие от европейской части и Урала не содержит в своем составе токсичных для высших растений элементов и соединений, что в значительной степени облегчает проведение работ по оптимизации техногенных экосистем, в том числе при рекультивации .

Вмещающие вскрышные породы разреза «Нерюнгринский»

представлены в основном крупно-, средне- и мелкозернистыми 5 песчаниками кварц-полевошпатового состава, в незначительном количестве алевролитами, аргиллитами, гравелитами и конгломератами высокой литификации .

Для пород данного отвала характерны скелетность и каменистость до 91 %. Объемная масса в слое 0–10 см на отвале г/см3, т.е. близка к объемной массе для варьирует от 1,38 до 1,53 естественных песчаных почв .

По величине рН (5,7–8,4) породы пригодны и вполне пригодны для биологической рекультивации. Обеспеченность пород подвижными формами фосфора низкая и очень низкая, а обменным калием — от низкой до высокой степени (32,3– 51,3 мг-экв/100 По составу компонентов водных вытяжек и г) .

сумм токсичных воднорастворимых солей по данным ГГГП «Южякутгеология» породы отвала не токсичны .

Исследования самозарастания отвала показали, что восстановительный процесс находится на начальной стадии развития .

Между крупными галечниками встречаются единичные экземпляры ив, чозении, ольхи высотой до 25 см, а также подрост сосны, лиственницы с высотой от 5 до 1 и диаметром до см м 2 см. Здесь на площадке 10 м насчитывается от 1 до 5 кустарников и древесных растений. Из травянистых растений чаще встречаются единичные экземпляры или микрогруппировки мари, скерды, осота, одуванчика. Злаки представлены овсяницей сибирской .

На откосах восточной экспозиции появляется подрост сосны, ивы, березы, а также разнотравье в примеси с мелкими овсяницево-пырейными группировками. На более пологих откосах вышеуказанные виды дополняются экземплярами ольхи и чозении, лиственницы, шиповника, кедрового стланика, малины и тополя. Высота их достигает 0,3–2 Зарастание идет интенм .

сивнее в местах, где в грунтах присутствует мелкий уголь .

Следует отметить приуроченность некоторых видов растений к определенным местообитаниям. Так, иван-чай узколистный растет по подветренным откосам отвалов, в понижениях, где создаются условия для закрепления и прорастания летучих семян. Ивы произрастают в более увлажненных местах (низины, выемки). Известно, что луговые виды растений (злаки, бобовые) показывают повышение плодородия техногенных грунтов .

Таким образом, установлено, что техногенные грунты отведенного для рекультивации участка отвала «Западный» по степени плодородия соответствуют потенциально плодородным и малоплодородным грунтам (ГОСТ 17.4.3.02-85 и СТ СЭВ 4471-84) .

Благодаря близости окружающего леса, при соответствующей подготовке поверхности участка и искусственном ускорении  процесса зарастания возможно успешное произрастание кустарниково-древесных видов .

По требованиям технического этапа рекультивации откосы должны быть окончательно сформированы, устойчивы к оползневым явлениям и осыпям, защищены от ветровой и водной эрозии. На участке отвала «Западный» эти требования достигнуты, поверхность стабилизирована и выровнена без нанесения плодородного слоя .

На выделенном под рекультивацию участке рекомендуется предусмотреть следующие мероприятия:

— разрыхление уплотненного грунта и оформление микрорельефа перед посевом или посадкой растений;

— создание на поверхности условий для свободного прохода техники .

Варианты способов и приемов проведения работ технической рекультивации представлены в табл. 4.7 .

При этом технология подготовки выделенных участков для посева и посадки растений при различных вариантах включала следующие мероприятия .

Вариант1. Дискование поверхности отвала производится бульдозером с прицепным оборудованием в направлении перпендикулярном направлению господствующих ветров .

На обработанную поверхность наносится слой пород с отвала обогатительной фабрики .

При данном варианте обрабатывается вся площадь. Минеральные удобрения вносятся выбранным разбрасывателем .

Вариант2. Создание благоприятных микроклиматических условий для развития корневых систем растений проводится путем нарезки клином бульдозера борозд через 3 м и рыхления грунта на глубину 20–30 см .

В целях избежания переуплотнения поверхности чистовая планировка должна проводиться машинами с низким удельным давлением на грунт. Ряды (валы) формируют перпендикулярно направлениям господствующих ветров .

–  –  –

 Высота рядов (валов) составляет 0,2–0,3 длина зависит от м, длины рекультивируемого участка .

Минеральные удобрения вносятся выбранным разбрасыва- телем .

Вариант3. Посадочные траншеи формируются треугольного сечения бульдозером с косоустановленным отвалом с расчетом образования вала пород с одной стороны .

Укладка пород с отвала обогащения производится бульдозером или скрепером .

При транспортировании автосамосвалами хвосты предварительно разгружаются в виде параллельных валов, вдоль них формируют бульдозером посадочные траншеи, которые потом заполняются. Гребни или сеть валиков пород между траншеями предотвращают выдувание семян, позволяют аккумулировать влагу для растений, в зимнее время увеличивается мощность снежного покрова, что смягчает морозное воздействие на верхний слой грунтов и растительный покров в траншеях .

Ширина площадки между траншеями составляет в среднем м, угол перекоса можно принять равным 30°, при этом необходимый объем укладываемых в траншеи пород с отвала обогатительной фабрики будет определяться по формуле (Элькин, Рязанов, 1983) S K h 10 000 m3 /da, V= As + A p h2 где S — удельная вместимость траншеи, м3, S = ;

2 sin cos — угол перекоса лемеха бульдозера, град; К — коэффициент з заполнения траншеи в длину (0,8–0,9); А — ширина траншеи т h по поверхности, м, A s = ; А — ширина площадки п sin cos между траншеями, 3–5 м .

Расчеты показывают, что формирование посадочных траншей позволяет сократить объем необходимых для рекультивации потенциально плодородных грунтов в 5–7 раз, чем при создании сплошного покрывающего слоя, и составляет в среднем 400–500 3/га .

м Для свободного прохода техники необходимо оставить со- ответствующее пространство между валами и по периметру участка .

Внесение минеральных или органических удобрений необходимо для восстановления плодородия техногенных почв и создания растительного покрова. Оптимальная доза удобрений составляет 100–200 кг/га .

 В грунт также рекомендуется внести биологически активные органические препараты или фракции из хвостовых пульп фабрики .

Перечень необходимого для технической рекультивации оборудования и объем выполняемых работ в расчете на 1 обрага батываемой поверхности при различных вариантах приведены в табл .

4.8 .

Результаты данных исследований использованы при подготовке участка под биологическую рекультивацию отвала «Западный» разреза «Нерюнгринский» ОАО ХК «Якутуголь». Посадка саженцев и посев семян местных видов разнотравья на данном участке проведены успешно .

Проведенными исследованиями установлено, что в отношении как воздействия на экосистемы, затрагиваемые недропользованием, так и оздоровления производственной среды, повышения безопасности горных работ крайне актуальными являются вопросы снижения вредных выбросов, в первую очередь минимизация образования пыли при различных технологических операциях. Наиболее объемными, занимающими значительные площади отходами являются пустые породы, которые складируются в отвалы, и единственным на сегодняшний день способом снижения негативного влияния отвалов пустых пород на прилегающую территорию остается их рекультивация .

На основе проведенного автором анализа способов и средств снижения запыленности воздуха на угольных карьерах (Иванов, 2007б) и обобщения результатов собственных исследований для карьеров Якутии рекомендуется комплекс мероприятий по снижению пылеобразования при различных технологических циклах горных работ. Выбор тех или иных способов и средств снижения пылеобразования зависит от горно-эксплуатационных и геоэкологических условий районов освоения. По результатам проведенных автором в течение многих лет теоретических, лабораторных и шахтных экспериментальных исследований взаимодействия орошающей жидкости с угольной пылью, кинетики смачивания водой мерзлой угольной пыли научно обоснована и практически реализована возможность использования градиента отрицательных и положительных температур для повышения эффективности пылеподавления. Разработаны и внедрены высокоэффективные средства снижения запыленности воздуха при работе угольных комбайнов, конструкции которых защищены авторскими свидетельствами на изобретения (авторские свидетельства) .

Основной целью природоохранной рекультивации нарушенных земель является максимальное снижение изменения рельеТ а б л и ц а 4.8 <

–  –  –

20 ГЛАВА 5

КОНЦЕПЦИЯ ЭКОЛОГО-НОРМАТИВНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ

В УСЛОВИЯХ КРИОЛИТОЗОНЫ

В общей системе природоохранной деятельности, осуществляемой сегодня с большей или меньшей эффективностью и на разной законодательной, нормативно-правовой и методической базе всеми наиболее развитыми государствами мира, включая Российскую Федерацию, особое место занимает теоретическая и научно-методическая разработка экологического нормирования в сфере природопользования .

Идеи и концепции экологического нормирования в качестве одного из направлений природоохранной деятельности имеют свою довольно длительную предысторию как в России, так и в других странах .

Развитие эколого-нормативных подходов к природопользованию, т.е. своеобразная эволюция теоретических и методических представлений о сущности экологического нормирования и различных аспектов его практической реализации, рассматривалось ранее в целом ряде публикаций отечественных и зарубежных ученых (Строганов, 1981, 1983; Гончарук, Сидоренко, 1986; Трешоу, 1988; Александрова, 1990; Реймерс, 1990; Степанов, 1990;

Израэль, Абакумов, 1991; Абакумов, 1992; Безель и др., 1992;

Коптюг, 1992; Морозов, 1992; Биогеохимические основы…, 1993;

Исаченко, 1993; Воробейчик и др., 1994; Опекунов и др., 2000;

Опекунов, 2001; Пешков и др., 2001; Шитиков и др., 2003; Дмитриев, Фрумин, 2004; Зыков и др., 2005; Шумилов и др., 2008;

Розенберг, 2012; и др.; Ruhling, Tyler, 1973; Freedman, Hutchinson, 1980), а также в некоторых работах автора (Иванов и др., 2001;

Шумилов и др., 2001; Иванов, Миронова, 2004; и др.) .

Анализ проблемы регулирования природопользования в целом показывает, что вся эволюция человеческого общества свидетельствует о постепенном накоплении определенных экологических знаний не только о природных ресурсах, потребляемых для поддержания жизнедеятельности, но и о необходимости их экономного расходования, что в современном значении можно ассоциировать с понятием «экологическое нормирование». Начиная с первобытно-общинного строя людьми в разных формах «нормировались» охота, рыболовство, использование лесных и пастбищных угодий, ограничивалось посещение отдельных ландшафтных урочищ (своего рода «особо охраняемых территорий») и т.п .

В качестве первого письменного природоохранного документа известен (Беллер, 1988) знаменитый Кодекс вавилонского царя Хаммурапи (1792–1750 до н .

гг .

э.), ограничивавший чрезмерную вырубку лесов. В Древнем Китае (1122 г. до н .

э.) также был принят декрет о сохранении лесов, а у древних монголов задолго до правления Чингисхана (1155–1227 гг.) существовал целый кодекс обычаев для сбережения травяного покрова степей. Древние инки под страхом смерти запрещали посещение Гуановых островов во время гнездования там птиц .

Природоохранная деятельность на Руси тоже имеет свою историю развития еще со времен Ярослава Мудрого, который в XI ввел ограничения на добычу бобров, соболей и лебедей в .

(Беллер, 1988). Государственная воля в управлении природопользованием явно проявилась в указе Ивана Грозного о запретной для охоты Подмосковной зоне. При царствовании Алексея Михайловича (середина XVII в.) было издано 67 царских указов, регламентировавших сроки и районы охоты, определяющих пошлины за добычу зверей, наказания за браконьерство (Шумилов и др., 2008) .

С развитием общества экологические проблемы становятся многообразнее. В растущих городах острой проблемой стали отходы, которыми заполнялись реки, каналы, пруды и т.д .

В России Петром I были изданы указы об утилизации текстильных отходов, о запрете свалки мусора в Неву и Москву-реку. В те же годы впервые были очищены Чистые пруды в Москве, которые до этого именовались Погаными, введены запреты на вырубку лесов в долинах рек, созданы заповедные лесные массивы и положено начало лесовозобновлению. Петром I в 1701 г .

был издан указ об охране лесов по берегам рек, в 1703 г. — Закон о заповедных лесах, растущих по берегам рек. Это не только диктовалось хозяйственными нуждами, но и отражало осознание экологического значения лесов (Чемезов, 1997; Зыков и др., 2005; Шумилов и др., 2008). Экологические проблемы вышли за рамки бытовых, локальных и градосферных и стали приобретать значение общецивилизационных (Шумилов и др., 2001; Иванов, 2003). В ХХ все более отчетливым стало понимание нев .

обходимости международного сотрудничества в области охраны природы, объединения усилий многих стран в поисках наиболее рационального, экологически приемлемого использования биологических и минеральных ресурсов, регулирования объемов выбросов в атмосферный воздух, сбросов в поверхностные воды, обращения с отходами производства и потребления, разработки системы особо охраняемых территорий и т.д .

Воробейчик с соавт. (1994) считают, что начало целенаправленной широкомасштабной деятельности по стандартизации и нормированию в области охраны окружающей среды было заложено в первой половине 70-х гг. прошлого века, когда началось формирование структур управления природопользованием в развитых государствах мира. К началу 80-х гг. ХХ уже более в .

100 государств имели специализированные природоохранные органы, стали зарождаться общественные внутри- и межгосударственные природозащитные организации и движения. Стало понятно, что для практической реализации принципов устойчивого развития необходимо наряду с технологическими достижениями совершенствовать формы управления экономикой на основе разработки государственной системы экологического законодательства. Экологическое нормирование получило признание как ключевая проблема в формировании экологической безопасности (Розенберг, 2012) .

Становление собственно эколого-нормативных подходов в отечественной хозяйственной практике правомерно соотносить с личностью Н.А .

Семашко — первого народного комиссара здравоохранения СССР, который в своей монографии «Основы социальной гигиены» (1922 дал начало новой науке на стыке г.) санитарии и экологии — социальной гигиены. Именно в русле социальной гигиены стало в дальнейшем формироваться санитарно-гигиеническое направление экологического нормирования (Шумилов и др., 2008). Результаты исследований в данной области позволили в 1930 постановлением Совнаркома СССР г .

ввести первые 12 предельно допустимых концентраций вредных химических веществ в воздухе рабочей зоны, что можно считать началом экологического нормирования как такового .

Параллельно с санитарно-гигиеническим направлением уже в предвоенные годы закладывались элементы экологического нормирования на экосистемном и организменном уровнях, что нашло отражение при разработке ПДК для рыбохозяйственных водоемов с целью ограничения вредного воздействия на водные организмы. При таком подходе объектом защиты становился уже не столько сам человек, сколько природная среда. ПДК для рыбохозяйственных водоемов прежде всего устанавливается для водных объектов по сохранению и воспроизводству ценных видов рыб, обладающих высокой чувствительностью к недостатку кислорода. Так как условия, приемлемые для промысловых рыб, 20 как правило, благоприятны и для всего биоценоза, можно считать, что введение рыбохозяйственных ПДК является определенным шагом к экологическому нормированию (Шитиков и др., 2003) .

Как отмечает А.Ю. Опекунов (2014), 1920–1930-е гг. стали периодом становления санитарно-гигиенического и производственно-ресурсного направлений экологического нормирования, и в этот же период закладывались основы экосистемного подхода к охране природы, направленного на защиту природно-территориальных комплексов (ландшафтов) от воздействия хозяйственной деятельности человека .

В настоящее время разработаны ПДК для более 1000 химических веществ в водной среде, более 250 — в воздушной среде, более 30 — в почве, имеются нормативы для физических и иных факторов, возникающих в окружающей среде под влиянием деятельности людей (Шумилов и др., 2001). Кроме того, для атмосферного воздуха установлены ориентировочные безопасные уровни воздействия более чем для 400 веществ (Зыков и др., 2005), разработаны нормативы ПДК некоторых веществ для древесной растительности (Морозов, 1992) .

На основе ПДК для атмосферного воздуха и водной среды были разработаны методики расчетов предельно допустимых выбросов и предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ, используемых для установления годовых лимитов по определенным веществам для предприятий. Кроме того, и в других нормативных документах (СНиП, ГОСТ, СанПиН и др.) за основу нормируемых показателей загрязнения природных объектов берутся те же ПДК .

При сравнении величин принятых в разных странах ПДК для поверхностных вод обнаруживаются существенные различия. Отношения максимальных значений ПДК к минимальным показателям варьируют от 56 (для мышьяка) до 160 (для меди), что объясняется различием методических подходов к их установлению (Дмитриев, Фрумин, 2004) .

Вместе с тем широкое использование ПДК для нормирования выбросов химических веществ в атмосферный воздух, сбросов в водные объекты, загрязнений почвенного покрова не могло полностью решить проблему создания экологичных технологий, внедрения высокоэффективных природоохранных мероприятий. Это связано с тем, что нормирование на основе санитарно-гигиенических ПДК направлено прежде всего на защиту здоровья человека, на предохранение от поступления в его организм вредных веществ в опасных для жизни концентрациях (Экологическое нормирование…, 1992; Биогеохимические основы…, 1993; Воробейчик и др., 1994; Иванов и др., 2001; Концепция…, 2001; Опекунов, 2001; Шумилов и др., 2001; Шитиков и др., 2003; Дмитриев, Фрумин, 2004; Иванов, Миронова, 2004;

Иванов, 2007б; Шумилов и др., 2008; Розенберг, 2012; и др.) .

Основные критические замечания в адрес применения системы ПДК для целей экологического нормирования можно свести к следующему .

Прежде всего, как справедливо отмечают Е.Л .

Воробейчик с соавт. (1994, с .

49), «существующая у нас в стране практика регламентации природопользования не объединена в единую систему. Отсутствует единый кадастр норм и свод методик экологического нормирования. Справочники и вспомогательная литература, содержащие те или иные нормы, не содержат указаний об использованных процедурах нормирования, поэтому невозможно оценить обоснованность и надежность норм. Распространение получило вненаучное ведомственное “нормотворчество”, а государственная экологическая экспертиза ведомственных норм обычно не проводится» .

При разработке теоретических основ санитарно-гигиенического нормирования за наиболее чувствительный компонент биоты был принят человек (Воробейчик и др., 1994). Однако практика показывает, что многие биологические виды чувствительнее к ряду токсикантов, чем человек, и, таким образом, принцип «Защищен человек — защищены и экосистемы», вообще говоря, неверен (Розенберг, 2012) .

Крупным недостатком существующей в России эколого-нормативной базы является то, что наряду с ее чрезвычайной раздробленностью основные ее нормы и стандарты не дифференцированы по природным зонам и условиям природопользования, т.е. не соотнесены с состоянием и особенностями самой природной среды .

При разработке и применении системы ПДК не учтены возможности накопления, миграции химических веществ, их форм нахождения в природных средах, что также зависит от многочисленных особенностей биологических объектов и экосистем, подвергаемых нагрузке .

Главным же принципиальным недостатком было то, что вся эколого-нормативная база страны создавалась «под производство», т.е. для обеспечения благоприятных условий деятельности природопользователя. О состоянии экосистем вспоминали лишь после возникновения тех или иных кризисных и катастрофических ситуаций (Шумилов и др., 2001) .

Многие авторы подчеркивают, что экологическое нормирование антропогенного воздействия на природу представляет собой одну из самых важных экологических задач и в то же время задачу весьма сложную и мало разработанную (Экологическое нормирование…, 1992). При этом экологическое нормирование относят наряду с биоиндикацией антропогенного воздействия, экологической диагностикой состояния экосистем, экотоксикологией, экологической экспертизой, экологическим мониторингом и прогнозированием, экологической инженерией и системотехникой к одному из основных направлений междисциплинарного комплекса, именуемого прикладной экологией (Воробейчик и др., 1994). По мнению данных авторов, при более узком толковании этих понятий их можно выстроить в зависимости от соподчиненности в иерархический ряд. На первых ступенях находятся экотоксикология, с помощью которой анализируются механизмы токсического действия поллютантов в реальных природных условиях, и биоиндикация, которая рассматривает реакцию (т.е. внешние проявления механизмов) биосистем на стрессоры. Данные экотоксикологии и биоиндикации рассматриваются в рамках экодиагностики, когда происходит интерпретация антропогенных изменений экосистем. Далее наступает очередь экологического нормирования, которое является пользователем данных предыдущих ступеней. Основная задача нормирования — получение экологических нормативов путем сопоставления результатов экодиагностических исследований с величинами антропогенной нагрузки на экосистемы и параметрами технологических циклов производства. Информация по экологическому нормированию должна быть использована следующими «пользователями» — экологической экспертизой, прогнозированием, инженерией (Воробейчик и др., 1994) .

Таким образом, экологическое нормирование должно базироваться на знании свойств экосистемы и оценке ее возможного отклика на антропогенное воздействие (Снакин и др., 1992) .

Оценку состояния экосистемы необходимо производить с применением наиболее общих, интегральных показателей, характеризующих ее функционирование и происходящие в ней изменения. Нужный набор параметров состояния природного комплекса выбирается в соответствии с уровнем рассмотрения проблемы и решения хозяйственных вопросов. Например, проблемы нормирования при сельскохозяйственном производстве могут ограничиться почвенным уровнем, проблемы отдельных предприятий — уровнем урочища, комплексные проблемы региона решаются на уровне ландшафта (Биогеохимические основы…, 1993) .

Реакция природных систем даже на одну и ту же нагрузку может быть совершенно различной в зависимости от многих 20 факторов (физико-географических, климатических, сезонных и т.д.), что обусловливает обязательную дифференциацию нормирования воздействия на экосистемы (Экологическое нормирование…, 1992; Биогеохимические основы…, 1993; Воробейчик и др., 1994; Концепция…, 2001; Опекунов, 2001; Шумилов и др., 2001; Шитиков и др., 2003; Дмитриев, Фрумин, 2004; Шумилов и др., 2008; Розенберг, 2012; и др.) .

Необходимо отметить, что еще в 2001 Всероссийским г .

научно-исследовательским институтом охраны природы (ВНИИприроды) была разработана Концепция экологического нормирования в Российской Федерации (Концепция…, 2001) .

Однако затем наступила полоса реформирования всей природоохранной отрасли России, и проблемы экологического нормирования отошли на второй план. В настоящее время Министерством природных ресурсов и экологии Российской Федерации выработаны новые подходы к решению проблем эколого-нормативного характера. В частности, принят Федеральный закон «О внесении изменений в Федеральный закон “Об охране окружающей среды” и отдельные законодательные акты Российской Федерации» № 219-ФЗ от 21.07.2014), который предусматривает существенное изменение эколого-нормативной методологии в системе природопользования на основе применения наилучших доступных технологий, установления категории объектов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду, изменения порядка и размеров платежей за недропользование и др .

В новой редакции главы закона по нормированию в области охраны окружающей среды кроме традиционных нормативов допустимых выбросов, сбросов, лимитов на размещение отходов производства и потребления, физических воздействий и др. введены технологические (для объектов I категории) и технические нормативы, нормативы временно разрешенных выбросов и сбросов. Отдельные вновь вводимые статьи посвящены раскрытию понятий «Наилучшие доступные технологии», «Комплексное экологическое разрешение» для объектов I категории, «Декларация о воздействии на окружающую среду» для объектов II категории .

Вместе с тем для успешного внедрения в указанные сроки предусмотренных законом мероприятий необходимо проведение значительного объема научно-исследовательских, опытно-экспериментальных работ для разработки нормативных документов .

Необходимо отметить, что региональные климатические, географические особенности природопользования, различия реакции экосистем отдельных ландшафтных выделов на одни и те же антропогенные нагрузки не нашли должного отражения при разработке поправок к закону .

20 В контексте положений данного закона территорию Якутии правомерно рассматривать как естественный полигон для отработки и практического применения методологии экологического нормирования. Как показано в предыдущих главах настоящей работы, специфика геоэкологических условий Якутии, современное состояние природных комплексов в зонах техногенных нагрузок требуют совершенствования эколого-нормативных, технологических, организационных, административных и иных подходов к управлению рациональным использованием минеральных ресурсов .

Стоить отметить, что основными причинами негативной тенденции деградации экосистем при реализации в полном объеме предусматриваемых в Схеме 2020 мегапроектов являются неудовлетворительное состояние нормативно-правовой базы природопользования в целом, неэффективность природоохранных мероприятий в условиях криолитозоны, несовершенство применяемых технологий разработки месторождений минеральных ресурсов, недостаточная «экологичность» проектирования и др .

В данной ситуации необходима разработка концепции постепенного перехода на экологически сбалансированное природопользование на основе принципов экологического нормирования техногенной нагрузки на экосистемные комплексы осваиваемой территории отдельных регионов, например Якутии .

При обосновании такой концепции нами были учтены следующие принципиальные положения:

концепция должна опираться на теоретические положения и естественнонаучные представления, сложившиеся к настоящему времени в системе геологических, географических и биологических наук, а также в прикладной экологии, характеризующих ту часть биосферы, в которой осуществляется хозяйственная и иная деятельность человека и под влиянием которой экологическая среда трансформируется в иное состояние по сравнению с исходным;

концепция должна предусматривать главным образом те методические подходы и конкретные решения, которые могут быть доступны и реализованы с учетом современного экономического положения в Российской Федерации и ее отдельных субъектах, например Республики Саха (Якутия), а также достигнутых технологий природопользования и методов контроля за состоянием окружающей среды;

развиваемая в данной работе концепция находится в законодательно-правовом поле Российской Федерации, охватывающем сферу природопользования, хозяйственной и иной деятельности и охраны окружающей среды. Вместе с тем концепция 20 отражает аспекты, требующие законодательно-правового разрешения на федеральном уровне в порядке законодательной инициативы со стороны Республики Саха (Якутия) или осуществимые на местном уровне с учетом региональных природных условий, а также социальных аспектов в соответствии с утвержденной Государственным собранием (Ил Тумэн) Республики Саха (Якутия) «Концепции развития природоохранного законодательства Республики Саха (Якутия)» (Постановление ГС РС (Я) № 1000-IV от 02.03.2011 г.) .

Основными принципами обосновываемой нами концепции эколого-нормативного недропользования являются (Шумилов и др., 2001):

1) презумпция недопущения дальнейшей деградации экологически неустойчивых северных экосистем под влиянием действующей в настоящее время хозяйственной системы и отдельных недропользователей;

2) регулирование воздействия на экосистемы вновь организуемых производств только на основе разработанных с учетом региональных особенностей экологических нормативов;

3) восстановление нарушенных экосистем или целенаправленное придание им общественно-полезных и социально значимых качеств (рекреационных, эстетических, утилитарных) .

Концепция эколого-нормативного недропользования исходит из признания следующих реально сложившихся в Российской

Федерации и перспективных направлений экологического нормирования:

санитарно-гигиеническое нормирование (предельно допустимые концентрации вредных веществ), объектами которого являются питьевая вода, продукты питания человека, вода, воздух, почва в пределах населенных пунктов, рабочих зон и рабочих мест, воздух в производственных зданиях и площадках, рыбохозяйственные водоемы и водоемы для рекреационных целей;

производственно-ресурсное нормирование, включающее экологизацию технологических процессов предприятий, переход на методологию наилучших доступных технологий для объектов I категории, нормирование вредных выбросов и сбросов (на уровне предельно допустимых объемов), отходов производства и потребления (лимиты на размещение);

экосистемное нормирование, направленное на сохранение нормальных условий для дальнейшего функционирования и развития природных комплексов осваиваемых территорий (нормативы допустимой антропогенной нагрузки) .

Развитие трех данных направлений и их практическое внедрение возможно при условии дифференцированного подхода с 20 учетом региональных геоэкологических особенностей природопользования (в частности, недропользования в условиях Якутии). В этом отношении Якутия обладает уникальным набором экосистемных комплексов, сохранившихся как в естественном состоянии, так и в виде антропогенно преобразованных в разной степени экосистем. Это обусловлено, как показано в предыдущих главах, геологической, геоморфологической и природноклиматической разнообразностью территории региона, разделением ее на относительно обособленные природно-территориальные горно-долинные, долинно-равнинные, приозерные выделы, подлежащие специальному учету и целенаправленной охране как реликты и эталоны естественного состояния природной среды и сравнительно быстрым развитием на территории республики ресурсодобывающих производств .

Региональное экологическое нормирование в области охраны окружающей среды в нашем понимании представляет собой процесс проведения целого ряда мероприятий в определенной последовательности:

— научно-методическая процедура сбора и интерпретации экологической информации о состоянии экосистемы и характере хозяйственной деятельности в пределах перспективных к освоению территорий;

— районирование данной территории по геоэкологическим параметрам с выделением ландшафтных районов, для которых необходимо обоснование установления нормативов качества окружающей среды, пересмотра существующих санитарно-гигиенических и природно-ресурсных нормативов, видов и групп растений и животных, используемых как индикаторы качества природной среды;

— внесение в законодательные структуры научно и экономически обоснованных санитарно-гигиенических, природно-ресурсных и экосистемных нормативов, их утверждение и разработка механизмов применения на практике;

— научно-исследовательские, научно-методические и при- родоохранные меры (включая законодательные), направленные на минимизацию техногенной нагрузки на природные комплексы, на достижение нормативов качества окружающей среды и на обеспечение нормального функционирования экосистем, испытывающих воздействие хозяйственной деятельности чело- века;

— постоянный и детальный контроль за соблюдением установленных экологических нормативов для каждого природопользователя с привлечением как государственных служб, так и общественности;

2 — совершенствование параметров нормирования по мере накопления информации, ухудшения состояния экосистем, ужесточения требований населения и государственных структур, развития технических и технологических возможностей измерений, выявления изменений в экосистемах и т.д .

В необходимых случаях возможно проведение «экологических консилиумов», т.е. экологических экспертиз высококвалифицированными специалистами и учеными-экологами и обоснование необходимости пересмотра экологических нормативов для конкретной эколого-производственной ситуации .

Основными условиями получения положительного эффекта от внедрения разрабатываемых экологических норм должны быть:

— в территориальном отношении — строгое ограничение всей хозяйственной деятельности тем земельным отводом, который выделен недропользователю государственными службами и за экологическое состояние которого он несет всю полноту ответственности по существующим законам;

— в природоохранном отношении — отсутствие за пределами выделенного недропользователю участка каких-либо признаков деградации экосистемы от производства, даже если оно действует в пределах существующих нормативов;

— в экономическом отношении — наличие экономического или общественно полезного эффекта от природопользования в стоимостном измерении, определяемого как превышение цены получаемой продукции или иных значимых критериев над ущербом природной среде, нанесенным при использовании природного ресурса .

Перечисленные выше направления экологического нормирования в общем случае реализуются по следующей схеме .

1. Накопление исходной информации о состоянии окружающей среды в пределах того или иного объекта различного ранга — от региона или поселения до конкретного природно-территориального комплекса .

Основная исходная информация составляется отдельно для существующих, действующих в настоящее время объектов и для перспективных видов деятельности или вновь создаваемых объектов недропользования путем проведения целенаправленных комплексных геоэкологических исследований .

По действующим в настоящее время объектам исходная информация должна содержать материалы по состоянию природной среды в пределах земельного отвода и на прилегающих к нему участках, по технологическим параметрам производства, применяемой технике и природоохранной деятельности, по объемам выбросов, сбросов загрязняющих веществ и отходов производства и потребления .

Исходную информацию могут предоставить также органы государственного мониторинга, санитарно-эпидемиологического надзора, общественность, научные учреждения. Одним из основных условий создания банка экологических данных является организация комплексных геоэкологических исследований состояния природных комплексов по специально разработанной программе, которые должны быть проведены с опережением освоения данной территории. Накапливаемые материалы должны охватывать весьма широкий спектр сведений о современном состоянии экосистем, о негативном воздействии на окружающую среду или об отдельных опасных параметрах в состоянии ее компонентов — от загрязнения атмосферного воздуха, водных и наземных экосистем до хищнической рубки лесных массивов, истребления отдельных видов животных и т.п .

2. Следующий этап — анализ поступающей информации, сопоставление полученных данных по состоянию природной среды с фоновыми показателями и существующими нормативами, выявление причин негативных воздействий на окружающую среду и выработка мер, устраняющих отрицательные воздействия, разработка и введение норм и регламентов, обеспечивающих экологическое благополучие .

3. Дальнейшие действия сводятся к узаконению разработанных мер и контролю за их соблюдением .

Разработка проблемы и практические шаги по ее решению необходимо осуществлять на четырех уровнях: федеральном, региональном, субрегиональном, локальном (Шумилов и др., 2001) .

На федеральном уровне должны быть научно обоснованы нормы техногенного воздействия на экосистемы Севера в целом .

Особый эколого-социальный статус Севера должен быть закреплен законодательно и учитывать все специфические особенности этой природно-климатической зоны России и условия природопользования, поддержания экологической безопасности в ее пределах. На данном уровне должны быть приняты нормативные документы (государственные стандарты в области охраны окружающей среды, перечень видов деятельности, подлежащих лицензированию, области применения наилучших доступных технологий, критерии отнесения объектов к категориям по негативному воздействию на окружающую среду и др.), обязательные к соблюдению на всей территории и акватории в границах Российской Федерации, в зоне шельфа и исключительной экономической зоне государства .

2 На региональном уровне необходимо провести исследования состояния природных комплексов, потенциальных производительных возможностей региона, т.е. недровых, лесных, гидроэнергетических, аграрных, человеческих и других ресурсов, с целью удовлетворения потребностей региона и страны в целом для дальнейшего социально-экономического развития общества .

Далее оцениваются возможности современных природоохранных технологий, мероприятий по экологическому нормированию для сохранения биоразнообразия природных комплексов региона, их способности к самовосстановлению .

На основе таких сопоставлений разрабатывается геоэкологическое районирование территории с выделением ландшафтных областей (субрегиональных уровней) (например, см. рис. 1.6), для которых обосновываются условия по оптимизации хозяйственной структуры в их пределах и региональные экологические нормативы, другие необходимые для обеспечения экологической безопасности мероприятия .

На субрегиональном уровне экологическое нормирование должно включать следующие основные этапы:

— районирование территории по природно-климатическим, ландшафтным, географо-экономическим или иным показателям, которые учитывают различия отдельных зон (горных, равнинных, прибрежно-морских, речных бассейнов) по их экологическому потенциалу;

— количественная оценка ресурсных возможностей выделенных субрегиональных экосистем, оценка и прогноз их устойчивости к различным видам и допустимым масштабам хозяйственной деятельности;

— разработка субрегиональных экологических нормативов (например, нормативы предельно допустимых концентраций химических веществ, биологические индикаторы качества окружающей среды и др.);

— разработка рекомендаций территориальным органам, главам улусных администраций и различных природоохранных инспекций по наиболее рациональной системе природопользования на данной территории и допустимым пределам изъятия тех или иных ресурсов при разных видах техногенных воздействий .

На локальном уровне экологическое нормирование включает:

— комплексную оценку состояния экосистем, нарушенных деятельностью того или иного производства или совокупной хозяйственной нагрузкой на данную территорию (например, карта антропогенной измененности на рис .

3.11);

— составление экологического регламента для данной экосистемы, в котором перечисляются меры по ограничению производственной деятельности, ее допустимым пределам и видам, а также мероприятия по восстановлению природной среды на нарушенных территориях;

— разработку локальных экологических нормативов (нормативы допустимых выбросов и сбросов, лимиты размещения отходов, нормативы допустимой антропогенной нагрузки и др.), обязательных к соблюдению в границах отдельных особо выделенных территорий и акваторий или на территории деятельности отдельных производственных объектов .

Основой реализации предлагаемой эколого-нормативной концепции недропользования в Якутии являются опережающие освоение перспективных территорий комплексные геоэкологические исследования, разработка и внедрение в производство способов и средств минимизации выделений вредных веществ, пыли, проявлений термоэрозии, рекультивации нарушенных земель, учитывающих и использующих геоэкологические особенности криолитозоны .

25

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведенные в настоящей работе результаты наших многолетних исследований по рассматриваемой проблематике позволяют заключить следующее .

1. Недропользование на северных территориях России развивалось в два этапа. Начальный этап был связан с расширением границ русского государства. Он продолжался вплоть до 20–30 гг. ХХ в. и характеризовался преобладанием традиционных аборигенных форм хозяйственной деятельности. За этот период были заложены основы изучения природных условий и геологического строения северных земель, технологии добычи и переработки полезных ископаемых для суровых природно-климатических условий, накоплен значительный материал о месторождениях многих минеральных ресурсов на Севере, начаты разработки наиболее ценных из них .

На современном этапе развития недропользование на Российском Севере играет доминирующую роль в экономическом блоке страны и ее регионов. С другой стороны, масштабные и разнообразные формы недропользования в пределах российского сегмента криолитозоны ведут к значительной трансформации экосистем, подвергаемых техногенному воздействию .

На основе изучения специфических природно-климатических, геологических и техногенных факторов недропользования в условиях криолитозоны, опыта районирования территории республики нами приведены геоэкологическая типизация экосистемных комплексов Якутии, преобразуемых при недропользовании, и принципиальная схема геоэкологической типизации видов минеральных ресурсов как объектов недропользования региона, позволяющие соотносить преобразование природных комплексов под воздействием на них процессов и факторов недропользования, анализировать возникающие последствия .

2. В качестве основных географических факторов, определяющих воздействие недропользования на природный комплекс, приняты климатические (среднегодовые температурные показатели января и июля) и мерзлотные (характеристика мерзлой толщи, льдистость пород, наличие таликов, наледей) показатели .

Геологическими и горно-техническими факторами, оказывающими значительное влияние на выбор способа и систем разработки и на геоэкологические последствия недропользования, служат глубина залегания, форма продуктивных тел, газо-, нефтепроявления в горных выработках, пылеобразования при технологических операциях, распределение и содержание полезного компонента, геохимические особенности районов расположения месторождений минеральных ресурсов, наличие водоносных горизонтов. Как технологические факторы воздействия на геосистемы при недропользовании отмечены способ и системы разработки месторождений, которые определяют выбор применяемой техники, масштаб и сроки освоения. Установлено, что совокупное воздействие выявленных факторов на состояние геосистем криолитозоны приводит к их существенной трансформации .

3. При недропользовании в результате значительного всестороннего воздействия на природную среду неизбежно происходит трансформация исходных природных комплексов и их преобразование. Новообразованные комплексы в работе названы природно-техногенными экосистемными комплексами. Они включают как природные, так и техногенные элементы, взаиморасположение которых, преобладание одной части над другой зависят от исходных природно-географических условий территории, масштабов и длительности техногенного воздействия, вида месторождения (россыпное, рудное или другое), применяемой технологии добычи и обогащения .

Трансформация природных комплексов при разработке месторождений минерального сырья происходит в несколько стадий. Приведена принципиальная схема геоэкологической типизации объектов недропользования Якутии, которая дает возможность оценки геоэкологических последствий недропользования. Установлено, что масштаб, формы воздействия на природную среду при освоении месторождений зависят от этапов развития горных работ, от вовлечения в отработку составляющих частей геологических образований (участок, месторождение или россыпное либо рудное поле, зона или узел, провинция) .

4. Выявлено, что одним из актуальных вопросов геоэкологического оздоровления производственной среды, повышения безопасности горных работ является снижение вредных выбросов, в первую очередь минимизация образования пыли при различных технологических операциях. Научно обоснована и практически реализована возможность использования градиента отрицательных и положительных температур для повышения 2 эффективности пылеподавления, рекомендуется комплекс мероприятий по снижению пылеобразования при различных технологических циклах открытых и подземных горных работ с применением высокоэффективных средств снижения запыленности воздуха, конструкции которых защищены авторскими свидетельствами на изобретения .

В работе предложены способы минимизации влияния положительных температур на боковую поверхность полигона, представленного сильнольдистыми породами, различные варианты подготовки поверхности и склонов отвалов горных пород к биологическому этапу рекультивации .

5. Территория Якутии предлагается как естественный полигон для отработки и практического применения методологии экологического нормирования, которая в нашем понимании представляет собой процесс разработки, внедрения в практику и дальнейшего совершенствования целого комплекса научно обоснованных природоохранных и законодательных мероприятий, реализуемых в определенной последовательности. Основными принципами обосновываемой нами концепции эколого-нормативного недропользования являются:

— презумпция необходимости недопущения дальнейшей деградации экологически неустойчивых северных экосистем под влиянием действующей в настоящее время хозяйственной системы и отдельных недропользователей;

— регулирование воздействия на экосистемы вновь организуемых производств только на основе разработанных с учетом региональных особенностей экологических нормативов;

— восстановление нарушенных экосистем или целенаправленное придание им общественно-полезных и социально значимых качеств (рекреационных, эстетических, утилитарных) .

Основой реализации предлагаемой эколого-нормативной концепции недропользования в Якутии являются опережающие освоение перспективных территорий комплексные геоэкологические исследования, научное обоснование и практическое использование региональных экосистемных нормативов, разработка и внедрение в производство способов и средств минимизации выделений вредных веществ, пыли, проявлений термоэрозии, рекультивации нарушенных земель, учитывающих и использующих геоэкологические особенности криолитозоны .

2

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

–  –  –

2



Pages:     | 1 ||



Похожие работы:

«Охрана традиционных знаний: проекты статей Rev. 2 (23 сентября 2016 г.) ПРЕАМБУЛА/ВВЕДЕНИЕ Признание ценности (i) признание [целостного] [специфического] характера традиционных знаний и их [непреходящей] ценности, включая их социальную, духовную, [экономическую], интеллектуальную, научную, экологическую...»

«УДК 574.52(58): 575.17 МОНИТОРИНГ ГИДРОХИМИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГОРНЫХ РЕК И ОЗЕР ЮЖНОГО КАЗАХСТАНА ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ АККЛИМАТИЗИРОВАННОЙ РАДУЖНОЙ ФОРЕЛИ Мынба...»

«СОСТАВИТЕЛИ: Г.М.Броновицкая, заведующий кафедрой анатомии учреждения образования "Белорусский государственный университет физической культуры", кандидат медицинских наук, доцент; Л.А.Лойко, доцент кафедры анатомии учреждения образования "Белорусский государственный университет физической ку...»

«Молекулярные механизмы мышечного сокращения Николай Борисович Гусев План • Ультраструктура сократительного аппарата • Структура миозина II • Упаковка миозина в филаменты • Некоторые минорные белки миозинового филамента...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ БЕЛОРУСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра общей экологии и методики преподавания биологии Денисова Александра Сергеевна ОПТИМИЗАЦИЯ ПОДРАЩИВАНИЯ ЛИЧИНОК ВЕСЛОНОСА В УСЛОВИЯХ ИНКУБАЦИОННОГО ЦЕХА СПУ "ИЗОБЕЛИНО" Дипломная ра...»

«ОСНОВНАЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРА по направлению 06.03.01 Биология профиль Общая биология Б. 1.13.3 Модуль Зоологический . Основы протистологии Приложение 1 Типовые задания для проведения процедур оценивания резуль...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Институт электронног...»

«"ПРИНЯТО" На заседании Ученого совета ФИЦ Биотехнологии РАН Протокол № 1 от "28" июля 2015 г. ФОНДЫ ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ИЗБРАННЫЕ ГЛАВЫ БИОХИМИИ Направление подготовки: 06.06.01 Биологические науки Уровень образования: высшее образование подг...»

«Вестник Белорусско-Российского университета. 2010. № 2(27) _ Белорусско-Российского университета ТРАНСПОРТ МАШИНОСТРОЕНИЕ. МЕТАЛЛУРГИЯ СТРОИТЕЛЬСТВО. АРХИТЕКТУРА ПРИБОРОСТРОЕНИЕ ОХРАНА ТРУДА. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. ГЕОЭКОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА Научно-методический журнал Издается с ок...»

«СОДЕРЖАНИЕ 1. Пояснительная записка..3 2. Содержание программы..8 3. Тематический план..16 4. Литература..22..24 5. Приложение 1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА В наше время проблемы экологического воспитания вышли на первый план, потому что стало очевидно, что порой...»

«СОСКОВ ЮРИЙ ДМИТРИЕВИЧ УДК 582.657.2:582.001.4:581.9:576.1(100) РОД CALLIGONUM L. — ЖУЗГУН (систематика, география, эволюция) (03.00.05 — ботаника) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук ЛЕНИНГРАД Работа...»

«Фармацевтический рынок РОССИИ Выпуск: ноябрь 2014 розничный аудит фармацевтического рынка РФ – ноябрь 2014 события фармацевтического рынка – декабрь 2014 Информация основана на данных розничного аудита фармацевтического рынка РФ...»

«УДК 821.161.1-312.9 ББК 84(2Рос=Рус)6-44 К68 Иллюстрация на переплете С. Дудина Коростышевская, Татьяна Георгиевна.К68 Белладонна / Татьяна Коростышевская. — Москва : Издательство "Э", 2018. — 384 с. — (Клуб веселых чародеек). ISBN 978-5-04-090405-1 Белладонна, вторая ненаслед...»

«ГБУЗ "ТОКБ им. В.Д. Бабенко" Иммунитетсамозащита организма. Иммунитет – это система биологических механизмов самозащиты организма, с помощью которых он распознает и уничтожает все чужеродное (генетически отличающееся от него), если оно проникает в организм или возникает в нем. С помощью этих мех...»

«Об авторе Себастьян Рашка – аспирант докторантуры в Мичиганском университете, США, занимающийся разработкой новых вычислительных методов в области вычислительной биологии . Веб-сайтом Analytics Vidhya (https://www.analyticsvidhya.com/) сообщества увлеченных профессионалов в области науки о данных отмечен первым местом с...»

«Тропониновый комплекс сердцаУспехи биологической химии, т. 53, 2013, с. 149–194 человека. Структура и функции 149 ТРОПОНИНОВЫЙ КОМПЛЕКС СЕРДЦА ЧЕЛОВЕКА . СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ И. А. КАТРУХА 8 2013 г. Кафедра биохимии биологического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, Москва I. Введени...»

«УДК 577.21 + 579.25. 579.22; 577.213 ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ СОЗДАНИЯ ШТАММОВ-ПРОДУЦЕНТОВ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Н.П. Максимова, Е.А. Храмцова, И.Н. Феклистова, В.В . Лысак, О.В. Фомина, Ю.М. Кулешова, С.С. Жардец...»

«УТВЕРЖДАЮ И.о. директора ИПР В.С. Рукавишников "" 2016 г. БАЗОВАЯ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ СИСТЕМНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА ТЕРРИТОРИИ Направление ООП 21.04.02 "Землеустройство и кадастры" Профиль подготовки "Управление земельными ресурсами" Квалификация (степ...»

«Правительство Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский университет Высшая школа экономики Факультет коммуникации, медиа и дизайна Департамент медиа Программа дисциплины Научно-исследовательский семинар "Этика...»

«CAAF/09-WP/22 Международная организация гражданской авиации 9/10/09 РАБОЧИЙ ДОКУМЕНТ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО АВИАЦИИ И АЛЬТЕРНАТИВНЫМ ВИДАМ ТОПЛИВА Рио-де-Жанейро, Бразилия, 16–18 ноября 2009 года Пункт 4 повестки дня. Производство и инфраструктура ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АНАЛИЗА ЗАТРАТ-ВЫГОД ДЛЯ ИНВЕС...»

«Хе В. Х.ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ФАУНЫ ГРЫЗУНОВ КАВКАЗА Адрес статьи: www.gramota.net/materials/1/2008/5/58.html Статья опубликована в авторской редакции и отражает точку зрени...»

«УДК Болотников Г.А., к.с.-х.н., доцент кафедры коммерции и маркетинга Краснодарского филиала РГТЭУ МИНОРНЫЕ САХАРА – ВАЖНЫЙ ФАКТОР НОРМАЛЬНОГО ХОДА БИОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА MINOR SUGAR IMPORTANT FACTOR OF NORMAL BIOLOGICAL PROCESSES HUMAN BODY Аннотация: в статье пр...»

«Содержание Стр. Введение Глава 1. Определение МРОТ Глава 2. Сколько разных МРОТ должно быть? Глава 3. Кто должен устанавливать МРОТ? Глава 4. Кто должен получать МРОТ? Глава 5. Установление и пересмотр МРОТ Глава 6. Как добиться соблюдения МРОТ? Глава 7. Мониторин...»

«Памяти неизвестных героев века минувшего посвящается. Андреев Иван Тихонович Г. В. Фуфыгина (Смышляева) А. Н. Фуфыгин Составляя родословную фамилии СМЫШЛЯЕВЫХ (см. Кольский родословец №№ 1-3), много времени пришлось провести в музеях и архивах...»




 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.