Исследователи изучили экологические последствия добычи полезных ископаемых
25 октября 2024 г.
Ученые Института геологии и минералогии имени В. С. Соболева СО РАН исследовали почвы в районе золотодобычи в Республике Хакасия. Были выявлены высокие концентрации мышьяка, ртути и других токсичных элементов. Исследование показало актуальность проблемы загрязнения почв в горнодобывающих районах и необходимость комплексного подхода к ее решению.
Извлечение полезных ископаемых сопровождается нарушением ландшафта, уничтожением растительности, применением химических реагентов, складированием остаточных продуктов переработки с последующим их пылением и растворением под действием атмосферных факторов. Формируются крупные зоны с высоким уровнем накопленного экологического ущерба.
В России в 30–50-х годах XX века широко развивалась горнодобывающая промышленность. На территориях, где активно велись разработки, формировались населенные пункты. Местные жители проживали, и в большей части, проживают по сей день на территориях, находящихся в непосредственной близости с техногенным источником загрязнения. Работы по оценке рисков для здоровья людей на подобных территориях немногочисленны.
Исследования проводились в районе поселков Приисковый и Орджоникидзевский, расположенных в Кузнецком Алатау (Республика Хакасия). Горнопромышленные отходы складировали неподалеку от поселка Приисковый, в результате сформировалось хвостохранилище – место приема и хранения отходов обогащения полезных ископаемых.
Ученые исследовали распределение в почвах потенциально токсичных элементов: железа (Fe), никеля (Ni), меди (Cu), цинка (Zn), мышьяка (As), хрома (Cr), свинца (Pb), молибдена (Mo) и ртути (Hg). Также была проведена оценка риска для здоровья человека.
«Почему была выбрана эта территория? Можно выделить несколько аспектов. Во-первых, почвы представляют собой важный компонент окружающей среды, качество которых влияет на безопасность источников пищи людей. Во-вторых, почвы – это великолепный аккумулятор разнообразных веществ, включая такие поллютанты как тяжелые металлы. Негативное воздействие (токсичность, канцерогенность) микроэлементов на живые организмы может происходит при превышении определенной концентрации элемента. В-третьих, исследуемая территория располагается в пределах Алтае-Саянской складчатой области, где известно наличие различных типов месторождений и выделяются зоны, относящиеся к ртутным провинциям. Сам участок исследования формирует золоторудный узел. Таким образом, выбранный участок представляет собой комбинацию двух факторов влияния на экосистему – влияние зоны рудной минерализации и техногенной составляющей, хвостохранилища. Мы впервые для подобных объектов провели оценку риска для здоровья человека от почв, затронутых горнодобывающей деятельностью», – комментирует старший научный сотрудник ИГМ СО РАН к.г.-м.н. Ирина Николаевна Мягкая.
Для экологической оценки почв в России применяют нормативы, известные как предельно и оценочно допустимые концентрации. Однако не для всех элементов, обладающих потенциальной токсичностью, существуют эти нормативы. Кроме того, не учитывается их совместное воздействие и токсичность. В связи с этим ученые подбирали способы оценки влияния потенциально токсичных элементов на окружающую среду и человека.
В зарубежных работах активно используются различные экогеохимические индексы для определения риска компонент окружающей среды (почв, донных отложений, воды и других). Их можно разделить на три группы. Первая – индивидуальные, то есть рассчитываемые на основе содержания отдельного элемента в компоненте экосистемы. Вторая – комплексные индексы, которые рассчитываются как многоэлементные, то есть отражают суммарный вклад нескольких поллютантов. Обе группы классифицируются по нескольким степеням загрязнения и в каждой существуют индексы, учитывающие токсичность исследуемых элементов. Третья группа индексов направлена только на оценку непосредственного влияния на человека при вдыхании, проглатывании и взаимодействии с кожей. Последняя группа индексов позволяет устанавливать возможные риски канцерогенного и не канцерогенного плана с учетом возраста, гендера и типа контакта с элементами. Несмотря на большие плюсы использования индексов, существует ограничение набора элементов, для которых возможны расчеты индексов.
Ученые ИГМ СО РАН из каждой группы выбрали несколько видов индексов, с целью комплексного подхода для точной оценки и минимизации ограничений, связанных с набором элементов. Исследовались: локальный фоновый участок (почвы в местах, где разработка месторождения не велась), техногенный участок (хвостохранилище) и территория вблизи него и в пределах зоны рудной минерализации.
«Мы выявили, что почвы фонового участка характеризуются наименьшими содержаниями по сравнению с остальными областями опробования. Очень сильно выделяются отложения на территории хвостохранилища высокими содержаниями цинка, молибдена и особенно мышьяка и ртути. Содержания мышьяка и ртути оказывают наибольшее воздействие на почвы повсеместно, что отражается значениями индекса потенциального экологического риска Eri, которые варьируют от умеренного до значительного экологического риска. Степень загрязнения под действием других элементов не превышает умеренного уровня. Загрязнение As и Hg по всей территории подтверждено индексом геоаккумуляции Igeo (от умеренного до сильного загрязнения). Значения индекс загрязнения PI и коэффициент загрязнения CF отражают более широкий ряд элементов, содержания которых влияют негативно на почвы, с преобладанием As и Hg (Fe < Mo < Cr < Ni < Cu < Cu < Zn < Pb < Hg < As). Хром оказывает негативное воздействие на почвы повсеместно, основываясь на PI и низком пороговом значении ПДК элемента. Установлены возможные риски неканцерогенного характера от почв на детей за счет железа (на всех участках) и мышьяка (на участках, затронутых хвостохранилищем и зоной рудной минерализации), несмотря на загрязнение почв другими элементами. Основная составляющая неканцерогенного влияния этих элементов связана с периоральным попаданием поллютнатов. Содержания мышьяка повышают вероятность канцерогенного риска для взрослых и детей при контакте с отложениями в районе поселка Приисковый и территории хвостохранилища», – заключает Ирина Николаевна.
Ученые рекомендуют проинформировать местное население о возможных рисках для здоровья и включить участок в список территорий, требующих особого внимания. Необходимо провести рекультивацию и ограничить доступ к загрязненным участкам, организовать мониторинг экологического состояния жилых районов и туристических объектов и провести дополнительные исследования форм нахождения элементов в почвах для определения их мобильности и биодоступности.
Источник: ИГМ СО РАН.
Метки: СО РАН, добывающая промышленность, экология, ИГМ СО РАН, почвы