Эколого-геохимическая оценка горнорудного района (на примере Садоно-Унальской котловины, республика Северная Осетия-Алания) (стр. 5 из 7)
Глава 4. Техногенные аномалии в почвах района.
По данным литохимических съемок 1989-1993 г.г. и мониторинговых исследований 1997 - 1999 г.г. в районе Унальского хвостохранилища в почвах выявлена комплексная аномалия техногенного происхождения. Пространственная структура аномалии определяется морфологией долин р.р. Ардон и Уналдон и имеет протяженность до 1,5 км при ширине 0,2-0,8 км. Для выявленныхореолов характерна комплексность состава, отсутствие продольно-поперечной зональности, совпадение центров с максимальными содержаниями рудных элементов и пространственная близость к источникам загрязнения, что, в целом, свидетельствует об их техногенном происхождении. Фоновые и минимально аномальные значения содержаний химических элементов при исследовании техногенного загрязнения почв были приняты на основе работ на геохимически чистых территориях в сходных ландшафтах Северо-Осетинского заказника в верховьях р. Майрамдон.
По результатам спектрального анализа почв района Унальского хвостохранилища выявлено наличие высоких концентраций свинца, цинка, меди и серебра, обнаружены единичные пробы с аномальными содержаниями кадмия, олова, висмута, ртути и мышьяка, превышающими минимально аномальные концентрации для почв. Наиболее высокие содержания, как в среднем по ореолам (Сср.), так и максимальные (Смах), характерны для свинца, цинка и серебра. В результате анализа моноэлементных карт масштаба 1:20000 выделены два основных участка загрязнения почв, объединенных в плане по долине р. Уналдон - на террасах р. Ардон (нижняя) и на правобережье р. Уналдон (верхняя). Верхняя аномалия приурочена к сочленению верхних террас р. Ардон и долины р. Уналдон. Нижняя аномалия вытянута на 1 и 2-ой надпойменных террасах р. Ардон. С южного и западного ее краев по селу проходят дороги: к базе МГУ вдоль р. Ардон и вверх по долине р. Уналдон к месторождениям Джими, Холст и др., по которой перевозят руду. Основные характеристики геохимических аномалий приведены в табл. 5.
За период с 1989 по 1999 г.г. средние содержания в контурах обеих аномалий снизились по свинцу, что обусловлено начавшимся в 1989 году принудительным поливом хвостохранилища; выросли по цинку (поскольку помимо хвостохранилища существенным источником поступления Zn являются арыки); и практически не изменились по меди и серебру. Удельная продуктивность (количество металла), рассчитанная через площадную продуктивность (P, м2%) с учетом изменения содержаний на глубину 0.2 м по данным 1993 г. составила 150 т Zn, 32 т Pb, 16 т Cu и 0,07 т Ag. Необходимо учесть, что поскольку в 1989 г. часть участка верхней аномалии не была покрыта съемкой, в 1993 году площадь съемки на этом участке была наращена, что нашло отражение в существенном увеличении удельных продуктивностей на верхнем участке. В этой связи изменения площади загрязнения за период 1989 - 93 г.г. оценивались по нижней аномалии. Они выразились в увеличении площади техногенных аномалий меди с содержаниями, превышающими Смин.ан. (в тыс. м2, с 513 до 750), сохранении площади аномального поля свинца (470) и уменьшении цинка (583 - 428) и серебра (434 - 327).
| Таблица 5. Содержания (мг/кг) и удельные продуктивности (т/0,2 м) рудных элементов в почвах района. (1 - верхняя аномалия, 2 - нижняя аномалия) | |||||||||||
| Год | Сф | Смин. ан. | Cмакс. | Сан.ср. | Кс(ср.) | q, т/0,2 м | |||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | 1 | 2 | ||||
| Zn | 89 | 100 | 252 | 2000 | 3000 | 892 | 640 | 8,9 | 6,4 | 17 | 87 |
| 93 | 80 | 210 | 5000 | 2500 | 1158 | 725 | 14,5 | 9,1 | 72 | 84 | |
| 99 | 96 | 202 | 2500 | 3000 | 1250 | 1025 | 13 | 11 | - | ||
| Pb | 89 | 45 | 102 | 1000 | 1500 | 425 | 323 | 9,4 | 7,2 | 7 | 27 |
| 93 | 37 | 99 | 500 | 500 | 198 | 182 | 5,4 | 4,9 | 10 | 22 | |
| 99 | 43 | 92 | 400 | 650 | 205 | 233 | 4,8 | 5,4 | - | ||
| Сu | 89 | 27 | 57 | 120 | 120 | 80 | 74 | 3,0 | 2,9 | 2 | 8 |
| 93 | 28 | 49 | 120 | 150 | 67 | 68 | 2,4 | 2,4 | 4 | 12 | |
| 99 | 30 | 53 | 150 | 100 | 91 | 68 | 3,0 | 2,3 | - | ||
| Ag | 89 | 0,06 | 0,16 | 2 | 2 | 0,65 | 0,50 | 11 | 8,3 | 0,01 | 0,07 |
| 93 | 0,08 | 0,23 | 1,5 | 1,0 | 0,55 | 0,49 | 6,9 | 6,1 | 0,02 | 0,05 | |
| 99 | 0,10 | 0,18 | 1,2 | 1,5 | 0,59 | 0,56 | 6 | 5,6 | - | ||
В целом, с 1989 по 1993 г.г. аномалии цинка на обоих участках стали более контрастными: при общем уменьшении площади нижней аномалии площадь с превышением над фоном в 2,5 раза осталась прежней, а площадь аномалии с С>5ћCмин.ан. увеличилась в 2 раза. На верхнем участке при увеличении общей площади почти в 3 раза, площади с 2,5 и 5-тикратным превышением над фоном увеличились почти в 4 раза (3,7 и 3,8 раз соответственно). На обоих участках появились площади с 10-тикратным превышением над минимально аномальным значением: 15 и 13 тыс. м2 на верхней и нижней соответственно. По меди, при почти двукратном увеличении площади и общем снижении среднеаномальных значений, контрастность также возросла: появились участки с превышением над минимально аномальным в 2,5 раза. Для свинца, при общем увеличении площади, контрастность аномалий существенно снизилась: площадь нижней аномалии с С>2,5ћCмин.ан. снизилась почти в 3 раза, а общая площадь с мин.ан. уменьшилась на порядок. Аналогично снизилась и контрастность аномалий серебра. На нижнем участке площадь по уровням снижается в: 1,3 - 2,8 - 7 раз.
Концентрации цинка в нижней аномалии всегда в 1,2-1,5 раза ниже, чем в верхней. По меди существенных отличий между аномалиями нет. Концентрации свинца в 1989 г. были выше на верхней аномалии, но за 10-тилетний период обстановка поменялась на противоположную: к 1997-99 году уже нижний участок характеризуется более высокими концентрациями. Концентрации серебра за этот период также выросли на нижней аномалии, но не превысили концентрации на верхней.
Аномалии в почвах характеризуются комплексностью состава: основной вклад в загрязнение помимо Zn и Pb вносят: Ag>Cu>Cd>Bi>As. Общая площадь аномалий с Zc больше допустимого (>16) с 1989 по 1993 г.г. практически не изменилась, площадь с опасным уровнем загрязнения уменьшилась в 1,5 раза, а с высоко опасным - в 2,6 раза. Тем не менее площадь в 17 тыс. м2 должна быть охарактеризована, как территория с чрезвычайной экологической обстановкой (рис. 4, табл. 6). Максимальные значения Zсв 1989 году достигали 149. К 1993 году это значение снизилось до 139, и по данным 1997-99 г.г. этот уровень загрязнения сохраняется.
| Таблица 6. Площади загрязнения территории района Унальского хвостохранилища по суммарному показателю загрязнения, тыс. м2. | ||||
| Год | S с Zс>8 | S с Zс>16 | S с Zс>32 | S с Zс>64 |
| допустимый | умеренно опасный | опасный | высоко опасный | |
| 1989 | 621 | 373 | 210 | 44 |
| 1993 | 665 | 363 | 143 | 17 |
Изучение распределения валовых содержаний основных рудных элементов района по вертикальному разрезу почвенных профилей показало стабильное, иногда достаточно резкое, падение абсолютных содержаний Pb и Zn с глубиной, что подтверждает техногенную природу выявленных аномалий. Максимальные концентрации тяжелых металлов приурочены к верхним горизонтам почвенного разреза. Отсутствие корреляции между содержаниями ТМ и органического углерода так же позволяет говорить, что высокие содержания ТМ в верхнем горизонте почв связаны не с аккумуляцией гумуса, а с техногенным воздействием. Этот факт распространяется не только на валовые концентрации, но и на подвижные формы. Наибольшее проникновение загрязнения на глубину отмечено для шурфов в районе моста через р. Ардон: 150 мг/кг по свинцу и 575 мг/кг по цинку на глубине 0,75 м. А также в районе моста через р. Уналдон (дорога к базе МГУ) и на участке верхней аномалии. При этом, если в 1990 году, на всей площади аномалии в долине р. Уналдон (при общем падении валовых содержаний Pb и Zn с глубиной) содержания Pb падали до значений
ПДК, в 1993 году на всю глубину опробования содержания Pb > ПДК. Содержания Zn в 1990 г. только в двух шурфах, пройденных в максимумах нижней аномалии, не опускались ниже ОДК на всю глубину опробования, а в 1993 г. - в половине всех пройденных шурфов [Нормативные , 1994]. Таким образом, данные по распределению Pb и Zn по почвенным горизонтам в 1993 г. и 1994 г. свидетельствуют об общем росте мощности загрязненного слоя по сравнению с 1989 г., что видно по увеличению аномальных площадей на глубинах >0.25 м.Изучение содержаний ПФ в вертикальном разрезе почвенного профиля показало не только тенденцию падения абсолютных содержаний с глубиной, но и в целом уменьшение доли ПФ в нижней части профиля.
Полученные данные по формам нахождения металлов отражают отличия в поведении металлов, обусловленные в том числе различными источниками поступления, что выражается большей степенью извлечения цинка: с нерастворимыми силикатами или труднорастворимыми первичными минералами связано 3,9 % цинка и 13,2 % свинца (рис. 5). В основном цинк и свинец связаны с окисленными формами: окиси, гидроокиси, сульфаты, карбонаты (условно объединенными на диаграмме, как карбонаты) - 37,5% и 44,2%. Существенная доля цинка (
7,5%, для свинца - 0,6%), находится в сорбированной форме, что вероятно связано с одним из основных источников его поступления: с водой в виде растворенных форм.