AN ASSESSMENT OF PUBLIC HEALTH RISK ASSOCIATED WITH HABITAT CONTAMINATION BY TIN ORE PROCESSING WASTES IN THE SOUTH OF THE FAR EAST

В соответствии с современными представлениями экологический риск – это оценка вероятности негативных изменений окружающей среды на всех уровнях, вызванных техногенным воздействием. Деятельность предприятий по переработке олова на юге Дальнего Востока, а именно Солнечного ГОКа (горно-обогатительного комбината) негативно влияет не только на состояние компонентов биосферы, но и характеризуется накоплением загрязняющих веществ на поверхностных слоях почвы. Следствием этого является ухудшение состояния окружающей среды, нарушение разнообразия биоты, ухудшение состояния гидросферы и атмосферы, разрушение зон отдыха в близлежащих населенных пунктах, что влияет на здоровье населения горняцкого поселка, приводит к снижению качества жизни. Продуктивные земли исключаются из биологического цикла, происходит высыхание и загрязнение поверхностных и подземных вод. Существует острая необходимость комплексного мониторинга для выявления, наблюдения, прогноза и оценки воздействия техногенных объектов с целью последующей выработки мероприятий, направленных на снижение негативных последствий, вызванных многолетней горнопромышленной деятельностью, устранения накопленного вреда окружающей среде. Одним из современных и наиболее информативным в данных условиях является спутниковый сервис мониторинга растительности «Вега». Работа проводится с помощью комплекса научных методов включающих дистанционный мониторинг по спутниковым снимкам, а также структурный анализ для выявления причин возникающих изменений. Для оценки воздействия на растительность автором использовался нормализованный индекс растительности (NDVI). Четких закономерностей или устойчивой динамики развития фитоценозов не отмечается. Автор подчеркивает, что без антропогенного вмешательства, а именно – проведения рекультивационных мероприятий, этот процесс может длиться десятилетиями

В связи с этим, целью исследования является оценка реального уровня опасности отходов для объектов окружающей среды и здоровья человека с целью обеспечения экологической и социальной безопасности.

Исходя из этой цели, были определены следующие задачи:

1) анализ, обобщение и систематизация литературных данных по вышеуказанной проблеме;

2) оценка влияния отходов переработки полезных ископаемых как источников опасности на объекты окружающей среды и здоровье человека;

3) разработка мероприятий по снижению загрязнения окружающей среды.

Методологической основой послужила теория академика В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере и основные положения программы изучения техногенных биогеоценозов Б. П. Колесниковой и Л. В. Моториной

Исследования проводились на территории Солнечного горно-обогатительного комбината (ГОКа). Объекты складирования отходов – хвостохранилища являются источником интенсивного загрязнения экосистемы из-за высокого содержания в них тяжелых металлов и мышьяка

Анализ минерального состава отходов – «хвостов» свидетельствует о том, что максимальное количество приходится на содержание силикатных пород (93%), сульфидные минералы составляют 4,5 – 4,6%. Химический состав отходов представлен соединениями олова, меди, цинка, свинца, мышьяка, серы, висмута, ванадия, индия, серебра, кадмия, кобальта, никеля, хрома, ванадия, молибдена и вольфрама.

Рисунок 1 - Хвостохранилище ЦОФ Солнечного ГОКа

DOI:10.23670/IRJ.2023.134.126.1

Осушенные хвостохранилища начинают «пылить»

[4]

, генерировать подвижные ионные формы в гидросферу и почвы. Отходы обогащения, оказавшись на поверхности, начинают активно окисляться, эродировать, вступать в химические реакции с компонентами окружающей среды, образовывать новые гипергенные и техногенные минеральные формы

[5]

. В результате длительного, непрерывного протекания этих процессов в окружающую среду в значительных количествах выделяются вредные для всего живого газы SO2 и H2S

[6]

,

[10]

, а в поровых водах образуются серная кислота и катионы тяжёлых металлов, изменяющие кислотно-основной и окислительно-восстановительный режимы вод и оказывающие воздействие на компоненты биосферы.

Возможные химические процессы, протекающие в лежалых песках отходов оловорудного сырья хвостохранилища ЦОФ ОАО «Солнечный ГОК»:

CuFeS2(халькопирит) + 4O2 = CuSO4 + FeSO4

CuFeS2(халькопирит)+ 2Н2SO4 (водн.) = CuSO4(водн.) +FeSO4(водн.) + 2Н2S(г)

4Cu2FeSnS4(станнин)+ 3SO2(г) + 2H2O(ж) = 8Cu2+ (водн.)+4Fe3+(водн.)+ 4SnO2 (тв.)+16 SO42-(водн.) +4H+-(водн.)

Минералы песков хвостохранилищ являются не только реагентами, но также сорбентами и катализаторами, поэтому реакции на их поверхности имеют уже другую энергетику протекания. Интенсификация процессов их окисления, гидролиза и гипергенеза обусловлена ещё и тем, что отходы рудоносных пород находятся в измельченном состоянии, что обеспечивает возможность активного взаимодействия со всеми сферами окружающей среды. При разрушении сульфиды довольно легко переходят в многочисленные сульфаты, оксиды, фосфатные и другие формы

Множество различных газов и тяжелых металлов выходит из корпуса этого техногенного объекта в его поверхность, о чем свидетельствует изучение снежного покрова в зимне-весенний период. Элементы канцерогенной (кадмий и никель) и не канцерогенной природы (медь, свинец, кобальт, хром, сурьма и др.) содержатся в его водорастворимой фракции. Ореолы и потоки загрязняющих веществ распространяются с помощью естественных миграционных механизмов. Можно судить не только о влиянии загрязняющих веществ на экосистемы, но и оценить риск для здоровья населения, вызванный общим содержанием загрязнений атмосферного воздуха, которые накапливаются в снежном покрове, в границах влияния отходов.

Высокая степень накопления тяжелых металлов была выявлена не только в почвах, донных отложениях, но и в растительности. Например, содержание тяжелых металлов в хвои и ветвях ели Аянской в 3 – 49 раз превышает таковое на фоновых территориях. В поймах, подверженных поверхностному или межпочвенному воздействию подземных вод, как правило, происходит более интенсивное поглощение железа и свинца растениями. В иле и дренажных водах было обнаружено большое количество практически всех тяжелых металлов (свинец, медь, хром, кобальт, никель и другие), превышающее фоновые значения.

Расчеты коэффициента опасности (HQ) показали, что максимальное значение было характерно для взвешенных частиц (HQ=47,3) и меди (HQ =20,5), несколько меньшее – для марганца и диоксида серы (3,9 и 1,3 соответственно). Наибольшее значение суммарных показателей опасности обнаружено для группы веществ, влияющих на органы дыхания (взвешенные частицы, диоксид серы, медь, хром (HI = 69,97)). На втором месте по опасности воздействия материалы, влияющие на нервную систему: соединения свинца, марганца и кобальта (HI =4,62). Основным загрязнителем атмосферы является пыль от отходов, накопившихся в хвостохранилищах. Установлено, что такие заболевания, как фарингит, конъюнктивит, бронхит, бронхиальная астма, нарушение дыхательной функции наиболее часты в горняцком поселке из-за увеличения загрязнения воздуха взвешенными частицами и другими загрязняющими веществами. Воздействие тяжелых металлов, таких как свинец, медь, хром, кобальт, никель способствует изменению репродуктивной, нервной, сердечно-сосудистой, иммунной и эндокринной систем.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что состояние окружающей среды в границах закрытого оловорудного предприятия Солнечный ГОК оценивается как критическое.

Анализ заболеваемости в границах влияния хвостохранилища ЦОФ Солнечного ГОКа позволил сделать следующие выводы: уровень детской заболеваемости практически по всем заболеваниям в исследуемых регионах за период исследования значительно превышает уровень взрослого населения. Суммарный показатель опасности принимает наибольшее значение для болезней органов дыхания (НI = 69,97). Очевидно, это связано с развитием горнодобывающей промышленности, созданием горных техногенных систем и гипергенных процессов в них, которые активизируют выход токсичных элементов тяжелых металлов в природные компоненты и их поступление в организм человека.

Улучшение состояния сложившейся ситуации в границах влияния закрытого оловорудного предприятия возможно при формировании центра экологического мониторинга в районе исследования, основной задачей которого является обеспечение комплексного подхода к контролю содержания токсичных элементов в компонентах биосферы; организация эффективной, современной системы сбора, обработки, передачи результатов и прогноза мониторинга. Созданы новые методы, направленные на обеспечение экологической безопасности отходов переработки минерального сырья, новизна которых подтверждена патентом