Добыча полезных ископаемых является одним из наиболее катастрофичных воздействий хозяйственной деятельности человека на таежные экосистемы, в результате которого практически полностью уничтожаются естественные сообщества, изменяется рельеф, водный режим рядом расположенных территорий, образуются новые, не свойственные территории субстраты.
Наш таежный городок Абаза тесно связан с деятельностью горнорудного предприятия «Абаканский рудник». Мы решили исследовать экологическое воздействие отвалов на природную среду г. Абаза.
Вложение | Размер |
---|---|
Исследовательская работа учащегося | 953.12 КБ |
Муниципальное общеобразовательное учреждение «Абазинская средняя общеобразовательная школа № 50»
Секция Загрязнение сред обитания
Анализ комплексного экологического воздействия отвалов добычи и обогащения железной руды на примере железорудного предприятия «Абаканский рудник»
Выполнила:
ученица 11 «Б» класса Шевердук Алена Андреевна
Научный руководитель:
учитель биологии высшей квалификационной категории
Кирилюк Ольга Степановна
olga_kirilyuk08@mail.ru
Абаза 2016
Содержание:
Введение
Выводы по результатам исследования____________________________15
Общий вывод_____________________________________________________23
Заключение_________________________________________________________24
Использованная литература___________________________________________26
Приложение________________________________________________________27
Введение
Основной составляющей пространства обитания человека служит земная поверхность - поверхность литосферы. Литосфера является источником всех минеральных ресурсов, одним из основных объектов антропогенной деятельности. Главной ценностью является почвенный слой литосферы. Используя недра для добычи полезных ископаемых, следует заботиться о рекультивации нарушенных производством земель.
Добыча полезных ископаемых является одним из наиболее катастрофичных воздействий хозяйственной деятельности человека на таежные экосистемы, в результате которого практически полностью уничтожаются естественные сообщества, изменяется рельеф, водный режим рядом расположенных территорий, образуются новые, не свойственные территории субстраты.
Наш таежный городок Абаза тесно связан с деятельностью горнорудного предприятия «Абаканский рудник». На руднике работает большая часть жителей Абазы. Сейчас рудник переживает нелегкие для себя времена, существует опасение закрытия нашего градообразуюшего предприятия.
20 миллионов тонн. Примерно столько весит гора щебня, бросающая тень на самый отдаленный от центра Хакасии город. Абаза давно привыкла к такому соседству (отвалам более пятидесяти лет).
Актуальность темы: Для существования человека необходимо использование природных ресурсов. Человек, являясь частью природы, потребляет многие из ее ресурсов. Само существование человека зависит от существования природы, поэтому так важно беречь и охранять природу.
Цель работы: Исследование комплексного экологического воздействия отвалов на природную среду г. Абаза.
Для достижения целей были поставлены следующие задачи:
Объект исследования: Отходы производства при добыче железной руды.
Предмет: Влияние отвалов на естественные ландшафты.
Гипотеза: Отходы железорудного предприятия оказывают негативное воздействие на окружающую природную среду.
Новизна работы: Впервые проведен сравнительный анализ комплексного воздействия отходов добычи и обогащения железной руды на природную среду г. Абазы, исследован процесс первичной сукцессии на отвалах.
Практическая значимость работы: Материалы исследований могут использоваться при изучении школьного курса географии, экологии нашей местности, при проведении школьных мероприятий по охране окружающей среды и природных ресурсов.
1. Горнорудное предприятие – Абаканский рудник
Абаканское железорудное месторождение — железорудное месторождение в Хакасии, вблизи города Абаза. Расположено в северо-восточных отрогах Западного Саяна, на юго-восточном крыле Хансынской антиклинали[1]. Известно с 1856 года и названо уральскими мастерами «Абаканская благодать». После открытия разработка руд велась периодически.
В 1947—1959 годах построено предприятие по добыче и обогащению руд — Абаканское рудоуправление.
С 1956 года месторождение разрабатывалось открытым способом (до глубины 140 м), с 1962 года — подземным (шахта глубиной 400 м).
Здесь содержится: магнетит, актинолит, хлорит, кальцит, андезит и кобальтосодержащий пирит (см. Приложение № 3).
Разведанные запасы руды со средним содержанием железа 41,7 — 43,4% с примесью цинка и серы составляют 140 миллионов тонн. Среднегодовая добыча 2,4 миллионов тонн (1981). Промышленный продукт содержит около 47,5% железа.
[2]Месторождение вскрыто 5 вертикальными стволами и этажными квершлагами. Система разработки — этажное принудительное обрушение с отбойкой руды на вертикальное компенсационное пространство в зажатой среде. Высота этажа 60-80 м. Извлечение руды 85%. Годовая добыча руды 2,4 млн. т (1981). Производительность подземного рабочего 21,1 т в смену (см. Приложение № 1, 2).
Руда обогащается двухстадийной сухой магнитной сепарацией. Промышленный продукт (с содержанием Fe 47,5%) направляется для дальнейшего обогащения на обогатительно-агломерационную фабрику в г. Абаза. Промышленные центры — г. Абаза и связанные с ним железной дорогой г. Абакан (170 км) и г. Новокузнецк (360 км). Основной потребитель руды — Кузнецкий металлургический комбинат.
[3]Попутные компоненты в рудах
Отходы обогащения Абазинской ДОФ используются как стройматериалы ограниченно для собственных нужд рудника.
[4]К настоящему моменту на руднике складировано более 16,6 млн. тонн отходов
и ежегодно в дальнейшем предусматривается складирование по 1,1-1,2 млн.тонн.
Необходимые исследования физико-механических свойств отходов обогащения, на предмет использования их как стройматериалы, проводились неоднократно, в том числе: Новосибирским филиалом института "Гипротранскарьер" ГУЛ МПС СССР, Омским филиалом СоюзДОРНММ и др. Результаты положительные:
- отходы отвечают всем требованиям ГОСТ 7392-55 "Щебень из естественного камня для балластного слоя железнодорожного пути";
- отходы отвечают требованиям РОСТ 8267-64, ГОСТ 842463, ГОСТ 9128-59 и относятся к материалу 1 класса (СНиП1-Д, 2-62).
- щебень пригоден для приготовления асфальтобетона и цементного бетона марок "500"- "100" (из заключений указанных институтов).
Физико-механические свойства отходов обогащения:
Гранулометрический состав - представлен смесью фракций 70-3 мм, пылевидные частицы составляют 1%.
Объёмный вес - 2,84 т/м3.
Реализация отходов на сторону не производится из-за отсутствия возможности планирования и получения железнодорожных вагонов под погрузку отходов, хотя потребители имеются.
Обогащением руды называется операция, увеличивающая содержание железа или снижающая содержание вредных примесей в руде. Обогащение железных руд осуществляют с целью получения кондиционных концентратов и продуктов для металлургической промышленности и других производств.
Сырьем для железорудных концентратов являются магнетитовые, гематитовые, гематитомагнетитовые и в меньшей мере бурожелезняковые и сидеритовые руды. Наиболее широко распространенную группу руд представляют магнетитовые кварциты. Основным рудным минералом в них является магнетит Fe3O4 и в незначительных содержаниях присутствуют гематит, мартит Fе2О3 и сидерит FeCO3. Пустая порода представлена кварцем SiO2.
Основным методом обогащения магнетитовых руд является магнитная сепарация, а в ряде переделов применяют промывку, отсадку и флотацию. При содержании в исходной руде 34,9 % железа получают конечный концентрат с содержанием более 65 % и хвосты с содержанием менее 12 % железа. Извлечение железа в концентраты из руды составляет 81,0 %.
Объемы отходов составляют 40 – 60% от объема обогащаемого материала. Хвостохранилища занимают огромные площади, подтапливают прилегающие территории, загрязняют подземные воды.
[5]Отходы ДОФ ООО «Абаканский рудник», складируемые на Южный отвал по состоянию на 01.11.2015 г составляют 19465095 т. Фракции отходов 0-80 мм со средним содержанием Fe общ. 10-15 %. (см. Приложение № 4)
Ежегодно мировая промышленность извлекает из недр Земли около 10 миллиардов тонн твердых веществ, 70% которых впоследствии становятся отходами при производстве промышленной продукции. Под отвалы и хвосты отчуждаются огромные площади с ценными землями, твердые отходы засоряют водный и воздушный бассейны.
Направления возможного использования отходов добычи и обогащения железных руд
[6]Большой интерес как источник благородных металлов представляют хвосты обогащения руд цветных и редких металлов. Уровни накопления золота здесь сопоставимы с отходами переработки руд собственно золоторудных месторождений.
Значительны запасы золота в хвостах обогащения железных руд. Запасы золота в хвостах сухой магнитной сепарации Абаканского рудника составляют около 20 т. Отходы обогащения железистых кварцитов повсеместно содержат золото в количестве 0,5–0,6 г/т. Ресурсы его, учитывая огромные объемы хвостохранилищ, могут составить сотни тонн (Беневольский, 1995 г., Шелехов и др., 1999 г.).
В частности, в переработку методом кучного выщелачивания стали активно вовлекаться отходы горного производства с содержанием металла 0,8–1,5 г/т. В России к решению этой проблемы подошли несколько позже, хотя в переработку по традиционным схемам обогащенные золотом породы отвального комплекса вовлекались давно. В Сибири такие отвалы переработаны на Саралинском, Артемовском и Коммунаровском рудниках. В настоящее время активно осваивается отвальный комплекс ООО «Соврудник».
Результат исследования: 1. Отвалы (хвостохранилище) востребованы для строительных работ, в частности предприятие «Абаканский рудник» поставляет щебень на строительные нужды различных предприятий, но в небольшом объеме. 2. В настоящее время отвалы не увеличиваются, на поверхность порода в промышленных объемах (как было раньше) из шахты не поступает. Технологию изменили, так как щебня очень много, продать его нет возможности. Отвалы перестали отсыпать с 2007 года, пустую породу высыпают в карьер, сбрасывая в воронку обрушения. Также большую часть отходов оставляют в земных глубинах - засыпают образовавшиеся в земле пустоты.
Многие антропогенные процессы носят деструктивный характер и не только изменяют структуру естественного ландшафта, но и обуславливают возникновение новых гидрогеологических условий, активизацию эндогенных геологических процессов, нарушение природных экосистем, что ведет к нарушению экологических равновесий в экосистемах и вызывают экологическую дестабилизацию ландшафтов. В таких ландшафтах снижаются возможности экосистем к саморегуляции и восстановлению.
Район является сейсмоопасным. [7]Сейсмичность района Абаканского месторождения составляет 7 баллов. Горные породы железнорудного месторождения, разрабатываемые подземным способом, характеризуются как удароопасные. Результаты ряда исследований, показывают, что даже слабые сейсмические толчки при определённом сочетании условий могут способствовать возникновению критических ситуаций. Когда речь идёт о подземных горных работах, складах взрывчатых веществ, экологические последствия такого рода катастроф не требуют комментариев. Проблемы провоцирования сейсмичности имеют место и на Абаканском месторождении.
Горнопромышленный ландшафт нашей местности характеризуется уничтожением природного ландшафта, на месте которого возникли шахта, карьер, отвалы, отходы первичного обогащения руд, транспортные магистрали и т.д. Отрицательное влияние отвалов заключается в том, что они занимают полезную площадь, которая могла бы как - либо использоваться.
2.2 Воздействие горного производства на биосферу
[8]Для всех способов разработки месторождений характерно воздействие на биосферу, затрагивающее практически все её элементы: водный и воздушный бассейны, землю, недра, растительный и животный мир.
Это воздействие может быть как непосредственным (прямым), так и косвенным, являющимся следствием первого. Размеры косвенного воздействия значительно превышают прямого воздействия и, как правило, в зону распространения косвенного воздействия попадает не только элемент биосферы, подвергающийся непосредственному воздействию, но и другие элементы.
В процессе горного производства образуются и быстро увеличиваются пространства, нарушенные горными выработками, отвалами пород и отходов переработки и представляющие собой бесплодные поверхности, отрицательное влияние которых распространяется на окружающие территории.
3. Комплексное исследование хвостов на отвале «Южный»
Огромные территории по площади занимают отходы Абазинской дробильно - обогатительной фабрики, вскрышные породы железорудного производства (хвосты).
Место отбора пробы: промышленная площадка, южный отвал отходов ДОФ
Наименование отхода: Хвосты сухой магнитной сепарации
Таблица 1. Пересчет содержания компонентов химического состава в ионной форме на их содержание в %.
№ п/п | Наименование компонентов химического состава | Результаты анализа | Примечание | ||
Ионная форма мг/кг | В виде окисла, мг/кг | Содержание компонента в % | |||
Компонентный состав отхода Хвосты сухой магнитной сепарации | |||||
1 | Азот аммонийный | < 20 | - | - | |
2 | Алюминий | 16254 | 30668 | 3,0668 | |
3 | Железо | 55136 | 78766 | 7,8766 | |
4 | Калий | 242 | 292 | 0,0292 | |
5 | Кальций | 769 | 1083 | 0,1083 | |
6 | Кремний | 401284 | 853796 | 85,3796 | Расчетный |
7 | Магний | 8356 | 13927 | 1,3927 | |
8 | Марганец | 362 | 470 | 0,0470 | |
9 | Натрий | 4053 | 5477 | 0,5477 | |
10 | Хром | < 100 | - | - | |
11 | Хлорид-ион | 43 | - | 0,0043 | |
12 | Цинк | 62 | 78 | 0,0078 | |
13 | Нефтепродукты | < 50 | - | - | |
14 | Влажность, % массовой доли | 1,54 | - | 1,54 | |
Итого | 100 |
Процедура отбора, пробоподготовки и выполнения биотестирования проведены согласно методики (ПНД Ф Т 14.1:2:4. 12-06, Т 1:2.3:3.9-06; ПНД Ф Т 14.1:2:4.10-2004, Т 16.1:2.3:3.7-2004).
Характеристика условий биотестирования в начале и при завершении биотестирования в пределах оптимальных значений, установленных в методиках.
Таблица 2. Результаты биотестирования пробы
Тест - объект | Результаты биотестирования | Методика (шифр НД) | |||
Время биотестирования | рН водной вытяжки, ед.рН | Отклонение численности/оптической плотности тест-объекта в испытуемой пробе от контроля (в %) | Безвредная кратность разбавления (БКР) | ||
Daphnia Magna Straus | 05.02.2014 08.30 07.02.2014 08.30 | 7,5 ±0,2 | 0,0 | БКР=1,0 Расчетный метод на основе экспериментальных данных | ПНД Ф Т 14.1:2:4. 12-06, Т 1:2.3:3.9-06 |
Chlorella Vulgaris Beiger | 06.02.2014 11.00 07.02.2014 09.00 | 17,1 | БКР=1,0 Расчетный метод на основе экспериментальных данных | ПНД Ф Т 14.1:2:4.10-2004, Т 16.1:2.3:3.7-2004 |
Заключение к протоколу биотестирования: Проведено биотестирование водной вытяжки из отхода «Хвосты сухой магнитной сепарации».
Таблица 3. Отнесение к классу опасности для окружающей среды
Наименование заказчика | ООО «Абаканский рудник» |
Наименование пробы | Хвосты сухой магнитной сепарации |
Место отбора пробы | Отвалы вскрышных работ, склад ДОФ |
Руководящий документ отнесения пробы отхода к классу опасности | «Критерии отнесения опасных отходов к классам опасности для окружающей природной среды» от 15.06.2001 г. |
Подтверждение отнесения пробы отхода к классу опасности экспериментальным методом | Исследуемая водная вытяжка не оказывает острое токсическое действие на тест – объекты Daphnia Magna Straus и Chlorella Vulgaris Beiger, БКР =1,0, следовательно, данный вид отходов может быть отнесен к пятому классу опасности для окружающей среды. |
3.3 Заключение о соответствии государственным санитарно – эпидемиологическим требованиям результатов лабораторных исследований:
При проведении санитарно – эпидемиологической экспертизы установлено: Удельная активность естественных радионуклидов составляет 33, 5 Бк/кг, в соответствии с требованиями СанПиН. Исследованный материал (щебень) по показателям радиационной безопасности относится к 1 классу (удельная активность радионуклидов до 370 Бк/кг).
3.4 Воздействие отходов переработки полезных ископаемых на водоемы
В связи с осушением месторождений и сбросом дренажных и сточных вод (отходов переработки полезных ископаемых) в поверхностные водоёмы и водотоки резко изменяются гидрогеологические и гидрологические условия в районе месторождения, ухудшается качество подземных и поверхностных вод.
[10]В Абазе можно водить наглядно-показательные экологические экскурсии о воздействии человека на реки. Здесь за полвека хозяйственной деятельности почти уничтожили три реки: Рудная Киня (в некоторых источниках она упоминается как Первая), Средняя Киня и Дальняя Киня. Вполне возможно, что по этой причине в общероссийском реестре рек нет этих водных источников. Нет упоминаний об этих реках и в «Энциклопедии Республики Хакасия». В буквальном смысле на русле этих рек в 50-60-е годы прошлого века построили промплощадки рудника, ТЭЦ, леспромхоза, лесокомбината, нефтебазы, перевалочной базы асбеста. Сегодня даже в Абазе мало кто помнит о существовании этих рек. Под рудными, шлаковыми, древесными отходами окрестных рек не видно.
Реки время от времени напоминают о себе в период половодья. Происходят ежегодные весенние подтопления, а иногда реки показывают свой норов: вырываются потоком из-под отвалов, размывают автодорожное полотно, устремляясь к мосту. Год назад река вновь показала характер и силу, размыв железнодорожное полотно около нефтебазы.
Таблица 4.
№ п/п | Определяемый компонент | Един. измерения | ПДК рыб/ПДК гигиенич. | Результаты | |||||
р. Дальняя Киня | р. Средняя Киня | ||||||||
выше отвала | ниже отвала | выше отвала | ниже отвала | ||||||
1 | Взвешенные вещества | мг/дм³ | 0,25/0,75 к фону | н/о | н/о | н/о | н/о | ||
2 | Кобальт | -//- | 0,01/ | н/о | н/о | н/о | н/о | ||
3 | Хлориды | -//- | 300/350 | 1,5 | 1,5 | 1,3 | 1,3 | ||
4 | Сульфаты | -//- | 100/500 | 6,0 | 6,0 | 4,5 | 4,5 | ||
5 | Медь | -//- | 0,001/1,0 | н/о | н/о | н/о | н/о | ||
6 | Железо | -//- | 0,1/0,3 | н/о | н/о | н/о | н/о | ||
7 | рН | -//- | 6,5-8,5 | 7,2 | 7,2 | 7,2 | 7,2 | ||
8 | Растворенный кислород | -//- | Не менее 4 мг/ дм³ | 10,2 | 10,3 | 10,2 | 10,2 |
Заключение: Превышений ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения в фоновом створе нет. Согласно проведенных исследований отвал «Южный» не оказывает влияния на реки Дальняя Киня и Средняя Киня.
Анализ проб подземной и сточной воды
Место отбора проб:
1. Сброс шахтных вод
2. Наблюдательная скважина района отвала «Южный».
Процедура пробоподготовки согласно ГОСТ.
Определялись компоненты химического состава: Взвешенные вещества, биохимическое и химическое потребление кислорода, кислород растворенный, азот аммонийный, нитритный азот, нитратный азот, сульфат-ион, хлорид – ион, железо, жесткость воды, кальций, магний, фторид-ион, нефтепродукты, металлы в растворенной форме (кадмий, никель, свинец, ртуть, хром), фенолы, барий, сурьма.
Результаты анализа: содержание данных веществ в пределах нормы.
Атмосфера загрязняется пылегазовыми организованными и неорганизованными выбросами и выделениями различных источников, в том числе горных выработок, отвалов, перерабатывающих цехов и фабрик. В результате комплексного воздействия на указанные элементы биосферы существенно ухудшаются условия произрастания растений, обитания животных, жизни человека.
[12]Анализ проб атмосферного воздуха
Место отбора проб: Санитарно – защитная зона (СЗЗ) отвала «Южный».
Таблица 5. Результаты анализа
№ пробы | Наименование параметров загрязняющих веществ | Температура воздуха, ° С | Скорость ветра, м/с | Направление ветра | Влажность, % | Атмосферное давление, мм.рт.ст | Концентрация, мг/м³ | ПДК * мг/м³ | Методика (шифр НД) |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Точка № 1- СЗЗ отвала «Южный» 100 м от отвала с подветренной стороны | |||||||||
Параметры воздушного потока | 31 | 1,8 | СВ | 29 | 720 | РД 52.04.186-89 | |||
Пыль (с содержанием SiO² 20-70%) | < 0,05 | 0,3 | Газоанализатор ГАНК-4 |
*Предельно допустимая концентрация (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Величина ПДК максимальная разовая (Гигиенические нормативы – ГН 2.1.6.1338-03).
Результат: Содержание SiO² в пыли находится в пределах нормы.
Недра, являясь объектом и операционным базисом горного производства, подвергаются наибольшему воздействию. Так как недра относятся к элементам биосферы, не обладающим способностью к естественному возобновлению в обозримом будущем, охрана их должна предусматривать обеспечение научно обоснованной и экономически оправданной полноты и комплексности использования.
Пробы были взяты в двух точках на границах отвала «Южный». Глубина отбора проб: 0 – 20 см.
Таблица 6. Анализ проб почвы.
Наименование компонентов химического состава | Ед.измерения | Результаты анализа | |
Проба 1 | Проба 2 | ||
Медь | мг/кг | 8,6±2,6 | 6,0±1,8 |
Никель | мг/кг | 6,7±2,0 | 5,4±1,6 |
Свинец | мг/кг | 2,5±0,7 | 2,1±0,6 |
Цинк | мг/кг | 29±9 | 21± 6 |
Нефтепродукты | мг/кг | < 5 | < 5 |
Водородный показатель рН | мг/кг | 6,94±0,10 | 7,39±0,10 |
Примечание: металлы (подвижная форма) |
В результате исследований установлено, что содержание микроэлементов группы тяжелых металлов в исследованных образцах почвы было существенно ниже предельно допустимых концентраций (таблица). Так содержание Pb, который при попадании в организм человека через цепи питания способен вызывать тяжелые последствия, в исследуемых образцах содержание колебалось от 2,1 мг/кг в пробе № 2 до 2,5 мг/кг в пробе № 1, при норме 32 мг/кг.
Медь (повышает клеточную проницаемость, нарушает метаболизм) в исследуемых образцах содержание колебалось от 6,0 мг/кг в пробе № 2 до 8,6 мг/кг в пробе №1, при норме 33 мг/кг.
Никель (малотоксичен, обладает мутагенным действием) в исследуемых образцах содержание колебалось от 5, 4 мг/кг в пробе № 2 до 6,7 мг/кг в пробе №1, при норме 20 мг/кг.
Цинк (недостаток или избыток вызывают отклонения в развитии) в исследуемых образцах содержание колебалось от 21 мг/кг в пробе № 2 до 29 мг/кг в пробе №1, при норме 55 мг/кг.
Выводы по результатам исследования в районе отвала «Южный»:
4.Первичная сукцессия и способы рекультивации отвалов
4. 1 Проект реконструкции объектов Абаканского рудника с целью поддержания мощности по отвалам
Рекультивация земель - это комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и хозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды в соответствии с интересами общества. Любое строительство, добыча полезных ископаемых, геологоразведка и т.п. не могут начинаться, пока не будет разработан проект рекультивации нарушенного почвенного покрова. Наше горнорудное предприятие также имеет «Проект реконструкции объектов АР с целью поддержания мощности по отвалам». Таким образом, рекультивация земель - одна из эффективных мер в решении вопросов рационального использования земельных ресурсов и проблемы охраны природы в целом.
Земли отвалов подлежат рекультивации с целью сдачи арендованных земель и уменьшения воздействия на окружающую среду.
[13]Рекультивации на Абаканском руднике вне зависимости от размещения новой промплощадки подлежат:
Дополнительно к вышеуказанным объектам, в варианте новой промплощадки в долине реки Средняя Киня, рекультивации подлежит отвал пустых пород, располагаемый в верховьях р.Средняя Киня новой промплощадки.
В варианте размещения промплощадки в долине реки Рудная Киня образование пустых пород предполагается в отработанный карьер, попадающий в зону обрушения горных пород от отработки месторождения подземным способом, проведение рекультивационных работ на площадях, попадающих в зону обрушения, нецелесообразно до окончания отработки месторождения (см. Приложение № 5).
4.2.Естественное лесовозобновление - результат первичной сукцессии
Важнейшими факторами, определяющими развитие растительности на начальных стадиях зарастания карьеров и отвалов в таежной зоне, являются размер нарушенной территории, рельеф, свойства субстрата, а также вид и интенсивность антропогенного влияния.
На ранних стадиях развития растительных сообществ карьеров и отвалов достаточно серьезную роль в формировании их состава играют заносные виды. В дальнейшем их число и обилие уменьшается и во всех изученных сообществах возрастает доля лесных видов.
На более поздних стадиях ведущим фактором формирования растительности на нарушенных территориях становится древесный ярус, определяющий как состав, так и обилие видов напочвенного покрова.
Проведя наблюдение за процессами зарастания отвалов в черте города Абазы, можно отметить: несмотря на насущную потребность в предотвращении негативного воздействия нарушенных земель на окружающую среду целенаправленной рекультивации отвалов не наблюдается. Происходит первичная сукцессия, естественное саморазвитие экосистемы.
Естественное зарастание нарушенных земель может рассматриваться как дополнительный фактор для биологической рекультивации. Такой подход возможен в лесной зоне, где основное направление рекультивации - это восстановление лесов, существовавших до проведения горных работ. По словам старожилов Абазы на месте складирования отходов раньше был сосновый бор, протекала река, где ловили рыбу, располагались картофельные поля. И сейчас рядом с отвалами растет сосновый лес.
Обследованием отвалов хвостов нами установлено, что повсеместно происходит естественное, без вмешательства человека, поселение древесных и кустарниковых видов. Из древесных видов «пионером» заселения во всех случаях выступают береза и сосна. Из кустарников наиболее многочисленны ивы (в основном ива козья и серая), изредка - рябина. На отвалах, сложенных из рыхлых покровных суглинков, самосев этих видов появляется относительно быстро, на 2-3 год после отсыпки отвалов. На отвалах из глубинных горных пород, представленных каменистыми фракциями песчаников, алевролитов, аргиллитов, появление самосева древесных и кустарниковых видов происходит после частичного разложения камней и образования мелкозема: этот процесс растягивается на несколько лет, обычно на 3-5, а иногда и больше. На крутых откосах отвалов появление самосева также затруднено из-за осыпания грунта и эрозионного смыва. И все же, несмотря на неблагоприятные почвенные условия, на многих отвалах к 20-и годам после их отсыпки образуются березовые и сосновые молодняки разной густоты с кустарниковым и травянистым подлеском.
Количество подроста этих пород зависит от близости старых плодоносящих деревьев, более обильный самосев появляется на границе отвалов в ненарушенной лесной территории (см. Приложение № 6).
Птицы разносят семена такой ценной плодово-ягодной культуры как облепиха. В наших естественных лесах облепиха не произрастает, но рядом с автодорогой Абаза – Абакан можно наблюдать значительные плантации этого кустарника, и на отвалах, благодаря «деятельности» птиц, также появляются эти кустарники. Такие «посеянные» птицами кусты облепихи встречаются практически на всех отвалах, где только есть мелкоземная фракция горных пород и сохраняются запасы влаги. Площадь облепишников естественным образом (разнос семян птицами и порослеобразование) увеличивается из года в год.
Естественное лесовозобновление спонтанно заполняет пустые экологические ниши, причем именно теми видами, которые наиболее приспособлены к данным условиям и произрастают в рядом расположенных лесных сообществах.
Для оценки степени восстановления экологических функций территории мы сравнивали видовой состав естественно возобновившихся лесов с видовым составом существовавших здесь до ведения горных работ лесов. Сравнение можно проводить с близко расположенными лесами. В качестве примера приведем результаты описания по четырем участкам с различным естественным возобновлением, зависящим от давности отсыпки хвостов.
Выделенные нами участки № 1, 2 имеют южное направление, участок № 3 – юго-западное, участок № 4 расположен на северо – западе.
Участок № 1 (рядом с ТЭЦ), отвал сложен из гетерогенной смеси вскрышных пород, высота откоса до 10-15 м, «возраст» отвала 10 лет. Наблюдается только редкий травяной покров, наблюдается древесная растительность. Для полного восстановления до хвойного леса потребуется около 120 лет (см. Приложение № 7).
Участок № 2 представлен 20-летним транспортным отвалом, рельеф бугристый с перепадом высот до 2-5 м. Древостой редкий – невысокие березки, травы. Средняя высота деревьев 6 м. Видовой состав бедный. На этом участке потребуется около 110 лет до образования краснолесья (см. Приложение № 8) .
Участок № 3, на отвале возрастом 25-30 лет, сложенном в основном из щебня, но на выровненных, защищенных поверхностях имеющий слой почвенного покрова, образовались скопления березы и сосны в возрасте 10-12 лет. Средняя высота деревьев 13-15 м. Видовой состав обеднен, по сравнению с исходной лесной экосистемой, потребуется в среднем 80 лет для того, чтобы пришел к норме (см. Приложение № 9).
Нами был выделен участок № 4, где лесовозобновление выражено наиболее полно. Косогор имеет северо – западное направление, хорошо защищен от ветровой и водной эрозии, почва влажная, рядом расположен участок смешанного леса. Почти весь отвал покрыт хорошо развитым древостоем (сосна обыкновенная, береза бородавчатая (высота деревьев 20-22 м., возраст деревьев примерно 25лет), кустарники, травы. Через несколько десятков лет этот участок полностью восстановится (см. Приложение № 10).
Выводы по главе:
Общие выводы по исследовательской работе:
Заключение
Анализ проблемы взаимодействия горного производства и окружающей среды, позволил выявить закономерности этого взаимодействия и наметить основные пути решения проблемы в будущем:
Освоение экологических знаний способствует бережному отношению к природе, сохранению ее и меньшему количеству ответных ударов с ее стороны по человечеству.
Мы выражаем благодарность за помощь в работе директору Абаканского рудника ООО «Руда Хакасии» Матыленко Д.Ю., начальнику лаборатории охраны окружающей среды, промышленной санитарии и химического анализа Абаканского рудника Федоровой А.А.
Список литературы:
Приложение № 1.
Отвал «Южный»
Участок №1
Участок №2
Участок №1
Участок №4
Участок №2
Участок №3
Участок №4
Приложение № 2.
Система этажно-принудительного обрушения с отбойкой руды на компенсационное пространство
На схеме:
1 — откаточная выработка;
2 — выработка для виброустановок;
3 — воронки выпуска руды;
4 — буровые выработки подсечного горизонта;
5 — буровые выработки верхнего горизонта;
6 — буровые выработки для образования компенсационного пространства;
7 — пучки взрывных скважин для обрушения целиков;
8 — вентиляционные выработки;
9 — отбитая руда;
10 — обрушенные залегающие породы;
11 — скважины для отбойки руды в камере;
12 — отрезная щель;
13 — скважины для обрушения потолочины;
Приложение № 3.
Наименование горных пород Абаканского месторождения
Приложение № 4.
Химический состав хвостов СМС ДОФ Абаканского рудника
Элементы соединения | Хвосты СМС (мелкие 0 – 20мм) | Хвосты СМС (общие 0 – 80 мм) |
SiO2 Al2O3 CaO MgO Fe FeO Fe2O3 ППП TiO2 V2O5 MnO P/P2O5 Cr2O3 S Ni/NiO Co/CoO Cu/CuO As BaO K2O Na2O Au Ag | 40,4 12,3 6,1 5,7 16,4 11,6 10,6 9,4 0,52 0,024 0,015 0,095/0,22 0,02 2,35 0,019/0,024 0,03/0,038 0,075/0,093 0,20 0,014 0,96 1,6 0,20 г/т 5 г/т | 42,7 13,3 7,7 6,2 14,1 10,8 8,1 9,6 0,56 0,025 0,018 0,085/0,19 0,02 2,25 0,015/0,019 0,026/0,034 0,11/0,13 0,19 0,013 1,13 1,81 0,16 г/т 2,96 г/т |
Приложение №5
Выдержки из проекта реконструкции объектов АР с целью поддержания мощности по отвалам
Отвал «Южный»
[14]«Основными объектами, подлежащими восстановлению для целевого использования в народном хозяйстве, являются отвалы. Однако рекультивационные работы особенно на отвалах пустых пород при подземной разработке месторождений, усложняются из-за их непригодности по химическим свойствам.
На отвалах скальных пород обычно предусматривается лесохозяйственное или строительное направление рекультивации.
Технический этап рекультивации при лесохозяйственном направлении должен обеспечить создание рекультивационного слоя из потенциально – плодородных пород (из – за отсутствия запасов плодородных земель), являющихся лесопригодными. На техническом этапе рекультивации на площади, предназначенной под облесение, должны быть обеспечены условия для проведения лесокультурных работ – посадки и последующего ухода механизированным способом. Все это отражается на сроках рекультивации нарушенных площадей, а также ведет к значительным затратам на их восстановление.
Восстановление отвальных площадей из скальных пород, даже при лесохозяйственном направлении рекультивации, имеет свои характерные особенности:
Технология восстановления земель, нарушенных отвалами, включает в себя выполнение ряда последовательных операций: планировка рекультивируемой поверхности, снятие плодородного (потенциально плодородного) слоя почвы, погрузки и транспортировки почвы на рекультивируемую поверхность, формирование нарушенной поверхности под биологический этап рекультивации, вторичная планировка рекультивируемой поверхности.
В соответствии со сложившимися местными условиями, основными направлениями восстановления нарушенных земель при подземном способе отработки месторождения могут быть лесохозяйственное и строительное (из-за отсутствия свободных площадей для строительства промышленных объектов) направления рекультивации.
Под строительное направление рекультивируются отвал пород в долине р.Рудная Киня и частично отвал отходов ДОФ в районе ст. Южная. Большую часть заскладированных отходов предполагается реализовать как строительный материал.
В связи с содержанием кобальта в отходах ДОФ, последние складируются в специальный отвал в долине реки Дальняя Киня до разработки технологии, позволяющей экономически целесообразное его извлечение, необходимость разработки отвала отходов ДОФ в перспективе не позволяет рекультивировать отвал по целевому назначению (лесохозяйственному).
С целью ликвидации отрицательного воздействия на окружающую среду отвала отходов (до его разработки) настоящим проектом предусматривается нанесение на поверхность отвала потенциально – плодородного слоя, внесение минеральных удобрений и посев травы.
Отвалы пустых пород в долине рек Рудная Киня и Средняя Киня настоящим проектом предусматривается рекультивировать под лесохозяйственное направление.
Определены объемы работ по проведению горнотехнической и биологической рекультивации.
Горнотехнический этап рекультивации.
В соответствии с техническими условиями на рекультивацию горнотехнического этапа в объемах работ предусматривается:
Для отвала отходов ДОФ, располагаемого в долине р. Дальняя Киня, проектом предусматривается нанесение потенциально – плодородного грунта слоем 0, 2м с посевом многолетних трав (например, донника белого и желтого, мятлика лугового и костра безостого) 10 кг на 1 га, внесением удобрений и с устройством земляного вала высотой 0,5 м на бровке отвала. Частично размываясь, грунт будет распространяться на поверхность откосов и создавать благоприятные условия для их самозарастания.
Для проведения рекультивации предусмотрено использование автодорог, оставшихся после проведения горных работ.
Биологический этап рекультивации
Проектом предусматривается создание на территории отвалов пород лесного массива из сосны, которая надежно закрепит поверхность отвалов от ветровой и водной эрозии, оздоровит ландшафтную обстановку. Сосна обыкновенная является главной породой для облесения земель». Сосна устойчива против морозов. К почвенным условиям сосна нетребовательна. Сосна обыкновенная выносит не только сухость почв, но мирится также и с сухостью воздуха. Сосна обыкновенная — одна из лучших мелиоративных пород для закрепления песков, укрепления горных склонов и борьбы с оврагами, для создания полезащитных полос, устройства живых придорожных полос, для облесения пустырей и сухих горных склонов
Приложение № 6. Более обильный самосев появляется на границе отвалов в ненарушенной лесной территории
Приложение № 7, 8
Участок № 1 Участок № 2
Приложение № 9, 10
Участок№3 Участок№4
[1]Крятов Б. М. Абаканское месторождение // Большая российская энциклопедия
[3]Выписка из отчета по строительным материалам от 18.11 2015 г
[4] Приведенные данные устарели.
[5]Справка 000 «Абаканский рудник» от 18.11.2015 г
[6]В .А. Макаров — профессор Сибирского федерального университета, доктор геолого-минералогических наук
Опубликовано в журнале «Золото и технологии» № 3(13)/август 2011 г.
[7]Влияние добычи железной руды на эндогенные геологические процессы и изменение естественного ландшафта
Т.А. Саулова, О.О. Шляхова ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»
[8]http://www.newecologist.ru/ecologs-4900-1.html
[9]Документы: Федеральной службы по надзору в сфере природопользования.
[10]http://abakan.bezformata.ru/
[11]Начальник ЛООС. ПС и ХА Федорова А.А.
[12]Документы: Федеральной службы по надзору в сфере природопользования.
[13]Выдержки из проекта реконструкции объектов АР с целью поддержания мощности по отвалам.
[14]Выдержки из проекта реконструкции объектов АР с целью поддержания мощности по отвалам.
Рисуем "Ночь в лесу"
Аэродинамика и воздушный шарик
Как нарисовать зайчика
"Портрет". Н.В. Гоголь
Сказка "12 месяцев". История и современность