Оценка влияния отходов переработки оловорудногосырья на окружающую среду и здоровье населения в бассейне р. амур (на примере оао солнечный гок)
На правах рукописи
РАСТАНИНА НАТАЛЬЯ КОНСТАНТИНОВНА ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ОТХОДОВ ПЕРЕРАБОТКИ ОЛОВОРУДНОГОСЫРЬЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ В БАССЕЙНЕ Р. АМУР (на примере ОАО «Солнечный ГОК») 03.00.16-Экология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
MOCKBA-2010
Работа выполнена в лаборатории экологических проблем освоения минеральных ресурсов Института горного дела ДВО РАН и на кафедре «Химия» Тихоокеанского государственного университета Научный доктор биологических наук, профессор Крупская Людмила руководитель Тимофеевна Официальные оппоненты доктор биологических наук, профессор Горюнова Светлана Васильевна (Московский городской педагогический университет) доктор биологических наук, профессор Черных Наталья Анатольевна (Российский университет дружбы народов) Ведущая организация Институт водных и экологических проблем ДВО РАН
Защита состоится «6» апреля 2010 г. в 14 часов 00 минут на заседании:
диссертационного совета Д. 212.203.17 при Российском университете дружбы народов по адресу: 115093, г. Москва, Подольское шоссе 8/5, Экологически:
факультет, ауд.
С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке РУДН по адресу:
117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6;
с авторефератом - на сайте УНИ РУДН: http//www.rad.pfu.edu.ru
Автореферат разослан «6» марта 2010 года
Ученый секретарь диссертационного совета, Д. 212. 203. 17, доктор биологических наук, профессор В.И. Чернышов
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Человечество, по образному выражению академика В.И.
Вернадского превратилось в мощную геологическую силу, (1922), трансформирующую окружающую среду и преобразующую ландшафты. Освоение месторождений полезных ископаемых приводит к интенсивному загрязнению компонентов природной среды. Природные системы подвергаются воздействию горных предприятий посредством физико-механического нарушения почвенно растительного покрова и химического загрязнения экосистем. Особую опасность представляют пылегазовые выбросы горных предприятий и горнопромышленные отходы обогащения ("хвосты"), способствующие деградации природных систем, а также возникновению экологически обусловленных заболеваний населения горняцких поселков. Поэтому необходим разумный компромисс между охраной природы и поддержанием биоразнообразия, с одной стороны, и человеческой деятельностью – с другой, что неизбежно приведет к определенным изменениям технологий природопользования. Известно, что показателем качества среды обитания служит здоровье человека. Многочисленными исследованиями, проведенными как в нашей стране, так и за рубежом, установлено, что детское население более чувствительно к влиянию неблагоприятных факторов окружающей среды (Даутов,1990;
Bearer,1995;
Metzger,1995;
Кутепов и др.,1999). Практически во всех регионах России с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха взвешенными частицами, диоксидами серы и тяжелыми металлами наблюдается широкое распространение хронических форм патологии у детей, которые более остро, чем взрослые, реагируют на негативные изменения состояния природных систем. Что касается отечественного и мирового опыта комплексной оценки влияния отходов переработки минерального сырья на окружающую среду и состояние здоровья населения для целей охраны и рационального природопользования, то он, к сожалению, крайне незначителен и разрознен. Слабо изучены вопросы воздействия горного техногенеза на заболеваемость населения, проживающего в экологически неблагополучных регионах России, обусловленных негативным воздействием отходов горного предприятия. К ним относится «Солнечный ГОК», из-за финансовых трудностей прекративший свое существование, где бесконтрольным осталось хвостохранилище и накопившееся в нем отходы оловорудного сырья, в количестве более 16 млн. м. Между тем, именно комплексная экологическая оценка состояния окружающей среды может и должна быть положена в основу природоохранной политики. Однако отсутствие информации о масштабах и характере ее загрязнения при переработке минерального сырья и методов оценки его воздействия на организм человека, препятствует разработке эффективных мер, обеспечивающих благоприятную среду обитания.
Таким образом, несомненна актуальность исследований, направленных на обоснование проблемы комплексной оценки объектов окружающей среды и уровня заболеваемости населения.
Цель исследования состояла в оценке влияния отходов переработки оловорудного сырья на окружающую среду и здоровье населения горняцкого поселка Солнечный Хабаровского края для обеспечения их экологической и социальной безопасности. Исходя из цели исследования, определены следующие задачи: 1. Проанализировать, обобщить и систематизировать литературные данные по проблеме загрязнения отходами объектов окружающей среды и их влияния на здоровье населения при освоении минерального сырья;
2. Оценить современное состояние хвостохранилища ЦОФ «Солнечного ГОКа» как источника загрязнения среды обитания токсичными элементами;
3. Выявить закономерности техногенного загрязнения отходами переработки оловорудного сырья компонентов окружающей среды и изучить их влияние на изменение медико-экологической ситуации в районе исследований;
4. Разработать рекомендации по снижению негативного влияния хвостохранилища на среду обитания и здоровье человека.
Объекты исследования – отходы, снежный покров, почвогрунты, пыль, донные отложения, биота, здоровье человека.
Предмет исследования – совокупность и структура связей между организмами и окружающей средой.
Научная новизна работы. Впервые дана комплексная оценка негативного воздействия отходов хвостохранилища ЦОФ Солнечного ГОКа на объекты окружающей среды и здоровье населения горняцкого поселка. Изучены закономерности техногенного загрязнения компонентов природной среды и его роль в формировании эколого-обусловленных заболеваний. Получены новые данные об экологическом состоянии окружающей среды на основе рассчитанных коэффициентов опасности (HG) и индекса опасности (HI) для загрязняющих веществ (диоксид серы и тяжелые металлы). Выявлены закономерности роста числа и структуры заболеваемости от уровня техногенного загрязнения окружающей среды. Установлена связь между уровнем загрязнения канцерогенными веществами среды обитания и возникновением злокачественных новообразований (ЗНО).
Впервые приведены данные о распространенности ЗНО на территории Солнечного района Хабаровского края, в том числе пгт. Солнечный. В результате сравнительного анализа степени загрязнения исследуемой территории с данными других регионов России и зарубежья подтверждено, что существует прямая зависимость между качеством компонентов среды обитания и состоянием здоровья жителей горняцкого поселка. Корреляционный анализ позволил выявить тесную корреляционную связь между загрязнением воздушного бассейна и уровнем заболеваемости населения. С целью прогнозирования состояния здоровья в районе исследования предложено использовать линейное уравнение ( = а + bt).
Практическая значимость работы. Практическая значимость заключается в обосновании проблемы создания благоприятной среды обитания в условиях горного производства для проживания населения в горняцком поселке, экологической безопасности хранения токсичных отходов, рационального природопользования при освоении твердых полезных ископаемых. Результаты диссертационной работы использованы при выполнении «Программы комплексных экспедиционных исследований природной среды в бассейне р. Амур» (2004 – 2008 гг.), в разделе «Трансформация почвенно-растительного покрова под воздействием горного производства в бассейне р. Амур». Материалы и выводы, полученные автором, являются научной основой для создания стратегии и тактики улучшения экологической ситуации в горняцком поселке Солнечный. Они могут найти применение при организации системы горно - экологического и социально экологического мониторинга состояния окружающей среды и здоровья населения.
Даны предложения по снижению негативного влияния хвостохранилища на экосистемы и здоровье человека. Результаты исследования применяются в учебном процессе (Тихоокеанский государственный университет) при изучении следующих дисциплин: «Экология», «Горное дело и окружающая среда».
Защищаемые положения. 1. Выявленные закономерности техногенного загрязнения отходами переработки оловорудного сырья объектов окружающей среды свидетельствуют о высоком уровне экологической опасности их влияния на компоненты биосферы и развитии эколого - обусловленных заболеваний, отрицательный эффект которых сказывается в большей мере на патологии органов дыхания, нервной системы, пищеварения, а также злокачественных новообразований (ЗНО);
2. Комплексная экологическая оценка воздействия отходов обогащения на компоненты окружающей среды и здоровье населения позволила выявить степень их загрязнения и оценить канцерогенное или неканцерогенное влияние техногенного объекта на состояние здоровья, а также разработать природоохранные мероприятия и профилактические рекомендации для населения горняцкого поселка Солнечный.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и получили положительную оценку на X Международной экологической конференции студентов и молодых ученых «Экологическая безопасность как ключевой фактор устойчивого развития», Москва, МГГУ, 2006;
Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Молодые исследователи – регионам», Вологда, 2008;
Научных симпозиумах «Инженерная защита окружающей среды», «Неделя Горняка-2006», «Неделя Горняка-2008», «Неделя Горняка-2009», «Неделя Горняка 2010», Москва;
II и III Международных научных конференциях «Проблемы комплексного освоения георесурсов», Хабаровск, 2007 г. и 2009 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 научных работ, в том числе 4 в журналах, рекомендованных перечнем ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы составляет 120 стр., из которых таблиц 23, рисунков 61. Список литературы насчитывает 295 названий, в том числе 47 - на иностранном языке, приложений 8.
Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю, д.б.н., профессору, заслуженному экологу РФ Крупской Л.Т., зав.
лабораторией ИТиГ ДВО РАН, к.г.-м.н. Бердникову Н.В., а также сотрудникам лаборатории экологических проблем освоения минеральных ресурсов Института горного дела ДВО РАН и кафедры «Химия» Тихоокеанского государственного университета за содействие и поддержку при выполнении диссертационной работы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность темы исследования, изложена основная цель, поставлены задачи, показаны научная новизна и практическая значимость работы и описана структура диссертации.
Глава 1. ИЗУЧЕННОСТЬ ПРОБЛЕМЫ В главе проанализированы имеющиеся сведения по проблеме загрязнения отходами переработки минерального сырья объектов окружающей среды и его влияния на здоровье населения. Выполнен аналитический обзор публикаций, характеризующих воздействие техногенных факторов на окружающую среду и здоровье человека. Учеными выявлена тенденция ухудшения экологической ситуации в различных регионах России, в том числе при освоении минерального сырья (Ивашов, 1991, 1996;
Галченко, 1998, 2000, 2003;
Головко и др., 2000;
Папичев, 2004;
Козлов, 2004, 2005;
Черных, 2003, 2006;
Христофорова, 2005;
Горюнова, 2006 и др.).
Рассмотрена социально-правовая основа охраны окружающей среды и обоснована постановка проблемы. Установлено, что на современном этапе не исследованы закономерности миграции токсичных химических элементов в компонентах окружающей среды в зоне влияния хвостохранилища, а также его роль в формировании эколого-обусловленных заболеваний населения в горняцких поселках.
Слабо изученными оказались актуальные в Дальневосточном регионе, в том числе Хабаровском крае, вопросы комплексной оценки влияния отходов обогащения на окружающую среду и состояния здоровье населения горняцких поселков Приамурья.
Глава 2. РАЙОН РАБОТ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследования проводились с 2005 по 2009 гг. в зоне влияния хвостохранилища Центральной обогатительной фабрики (ЦОФ) ОАО «Солнечный ГОК» на территории Солнечного района. Район расположен в центральной части Хабаровского края (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 - Карта района исследования (Хабаровский край, Солнечный район) Климат исследуемого района носит мусонно - континентальный характер.
Среднегодовая температура - 1,0 o С, максимальная температура воздуха в июле до +34 o С, минимальная (в январе) - 42 o С. Суммарное годовое количество осадков за период с 2005 по 2009 гг. составляет 680-785 мм. Преобладают ветры юго-восточного направления – летом и северо-западного – зимой при скорости ветра от 0 до 4-6 м/с.
Годовое количество штилей – 10%. Средняя продолжительность безморозного периода - 137 дней (Петров и др., 2000). Особенности природно-климатических условий способствуют рассеиванию токсичной пыли с поверхности хвостохранилища из-за сильных ветров. Климат района создает условия для хорошего дренажа пород и сильного плоскостного смыва, особенно в период таяния снегов и летом в период муссонных дождей, что обусловливает миграцию загрязняющих веществ в объектах окружающей среды. В зимнее время химические элементы накапливаются на поверхности снежного покрова. Мерзлота содействует прекращению миграционных процессов в почвах (максимальная глубина сезонного промерзания грунта 294 мм).
Сочетание климатических особенностей и горно-долинного рельефа способствует активному загрязнению атмосферного воздуха и вторичному, за счет вымывания осадками загрязняющих веществ, гидросети, почвы и растительности данного района.
Солнечный район принадлежит к Дальневосточной таежно-лесной области буролесных грубогумусовых, пойменно-аллювиальных, иловато-торфянисто-глеевых и болотно-торфяных почв (Добровольский, Урусевская, 1984;
Махинова, 2000;
Ивлев и др., 2005). Освоение месторождений полезных ископаемых в Приамурье повлекло за собой нарушение почвенного покрова на значительной территории региона и формирование специфических техногенно-нарушенных площадей. Техногенные почвы не дифференцированы по генетическим горизонтам. Естественное зарастание нарушенных горными работами земель не удовлетворительно (Крупская, 1992 и др.).
Согласно схеме геоботанического районирования Дальнего Востока, исследуемый район находится на границе Бореальной и Восточно-Азиатской ботанических областей, Амуро-Сахалинской и Маньчжурской провинций, Нижнеамурского и Уссурийско-Амурского флористических районов (Колесников, 1963). По характеру распространения и видовому составу растительности выделены три зоны: зона высокогорной растительности, лесная зона, зона болотно-луговой растительности.
Лесная растительность занимает около 78% площади. В районе хвостохранилища ЦОФ Солнечного ГОКа преобладают лиственничники брусничниковые и багульниковые, ельники. Здесь широко распространены тополь душистый, чозения, дубы, ольха пушистая (Шлотгауэр, 1990). Водотоками, оказывающими преобладающее влияние на гидрологические характеристики хвостохранилища, являются реки Холдоми и Правая Силинка, длина которых составляет соответственно 16,8 и 12,3 км. До начала проведения горных работ и строительства хвостохранилища по рыбо-хозяйственному значению река Силинка была отнесена к высшей категории. В настоящее время вся ихтиофауна и животное население в процессе освоения оловорудного месторождения практически уничтожены. Несомненно, неблагоприятные природно-климатические особенности района исследования способствуют интенсивному загрязнению компонентов природной среды.
В зоне влияния хвостохранилища отбирались образцы отходов горного производства, снежного покрова, почвогрунтов, растительности, токсичной пыли, сточных вод, биологического материала. Для изучения геохимических особенностей поверхностного слоя хвостохранилища (до глубины 0,2 м), в разных частях хвостохранилища отбирались и анализировались пробы отходов обогащения. Отбор техногенных почвогрунтов проводился с разных глубин (0-10 см и 10-20 см) с учетом розы ветров (ГОСТ 17.4.01-83, ГОСТ 17.4.4.02-84. Степень влияния пылевого разноса на почвенный покров оценивалась путем заложения геохимического профиля через долину р. Силинка, ниже по течению, на расстоянии (по прямой) – более 10 км от хвостохранилища. Рассчитаны показатели экологического состояния природных сред:
коэффициент концентрации, Кс, и суммарный показатель загрязнения, Zc (по Черных и др., 2003). Фоновые характеристики изучались в районе озера Амут, расположенного на расстоянии более 30 км северо-восточнее хвостохранилища ОАО «Солнечный ГОК». Отобранные образцы готовились по единой методике, подвергались кислотному разложению в микроволновом поле и анализировались методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на ISP-MS ELASN DRC II PerkinElmer. Подвижные формы Zn, Pb, Cu, Mn определялись атомно-абсорбционной спектрофотомерией на AAs-30. Всего проанализировано 733 пробы на 4560 элемент-определений.
Снежный покров (СП) изучался по методу В.Н. Василенко (1985). Концентрация тяжелых металлов, взвешенных веществ в атмосферном воздухе определялась по методикам, изложенным в РД 52.04.186-89 и ГОСТ 17.2.4.02-81 «Охрана природы.
Атмосфера. Общие требования к методом определения загрязняющих веществ». Во время отбора проб на содержание загрязняющих веществ учитывалось направление и скорость ветра, давление, температура воздуха, состояние атмосферы. Пробы анализировались на содержание тяжелых металлов в лаборатории ИТиГ ДВО РАН.
Проводилось геоботаническое описание, собран гербарий, изучалось видовое разнообразие растительности, отбирались преобладающие виды растений для исследований накопления в них токсичных металлов (по ГОСТ 27262-87). Выявлялись растения-биоиндикаторы. Исследования свидетельствуют о том, что в пойме рек Силинки и ее правого притока Холдоми встречаются тополево-чозениевые леса, местами - лиственные леса со значительной примесью представителей маньчжурской флоры: ясеня маньчжурского (Fraxinus mandshurica), клена желтого (Acer ukurunduense), маакии Амурской (Maachia amurensis), ильма горного (Ulmus japonica), элеутерококка (Eleutherococcus senticosus), лещины маньчжурской (Corylus mandshurica) и др.
Использовались биологические методы (тест-системы «Ростовой тест», «Стерильность пыльцы» и микробиологические показатели). Оценка отклика биоты на негативное воздействие отходов проводилась с помощью тест-системы «Стерильность пыльцы». Для этого были собраны в сухую погоду созревшие соцветия растений биоиндикаторов (кипрей узколистный, анафалис жемчужный, ромашка непахучая).
Извлеченная из пыльников пыльца, окрашенная йодным раствором по Грамму, размещалась на предметном стекле. Фертильные зерна окрашивались в фиолетовые тона разной интенсивности, стерильные или совсем не окрашивались, или окрашивались фрагментарно на 20-30%, приобретая слабый, практически прозрачный тон. Стерильность пыльцевых зерен определялась по формуле (Горовая и др., 2007).
Микроорганизмы, использующие органические формы азота, выявлялись на мясопептидном агаре (МПА). Бактерии и актиномицеты, способные использовать минеральные формы азота, выделялись на крахмально-аммиачном агаре (ККА).
Олигонитрофильные микроорганизмы, мелкие, слизистые, бесцветные колонии, учитывались на среде Эшби. Микроскопические грибы обнаруживались на сусло агаре. Учет численности почвенных микроорганизмов проводился прямыми методами по С.Н.Виноградскому (Звягинцев, 1978;
Летунова и др., 1978).
Биологический материал (волосы детей до 14 лет) отбирался по методике, утвержденной начальником управления организации медицинской помощи населению А.И. Вялковым (Приказ МЗ РФ № 289 часть 4 от 05.10.1998). Для проведения анализа использовалась прядь прикорневых волос длиной 3-5 см с затылочной части головы, массой пробы от 0,1 до 0,3 г.
Статистические данные Государственной медицинской статистики по Солнечному району, в том числе горняцкого поселка Солнечный, проанализированы за период с 1997 по 2008 годы.
Анализ медико-экологической ситуации осуществлялся по методике С.А. Куролап, Н.П. Мамчик, О.В. Клепиков (2006). Неканцерогенный риск для населения горняцкого поселка Солнечный количественно рассчитывался на основе определения коэффициента опасности (HQ) по формуле, предложенной С.А. Куролап и др.:
HQ=AC/RfC, (1) где: HQ-коэффициент опасности;
AC-средняя концентрация, мг/дм ;
RfC - референтная (безопасная) концентрация (нормативная величина, в данном случае ПДК для соответствующего вещества).
Индекс опасности (HI) с учетом однонаправленности воздействия веществ на органы человека рассчитывался по формуле:
HI=HQ1+HQ2+HQn, (2) где: n – число веществ;
HQ1…n – коэффициенты опасности для отдельных компонентов смеси воздействующих веществ.
Исследования заболеваемости жителей горняцкого посёлка Солнечного проводились по двум терапевтическим участкам, расположенным на разном расстоянии от источника загрязнения: ближе к территории хвостохранилища ОАО "Солнечный ГОК" находится первый участок, улица Геологов (в 3 – 4 км). Второй участок, улица Ленина, - на северо-западной границе поселка, в 5 – 6 км от техногенного объекта.
Полученные количественные показатели обрабатывались математически с помощью прикладных программ на персональном компьютере, в основе которых лежат методы вариационной статистики, с поиском корреляционных связей. Выполнен корреляционный анализ между показателями заболеваемости населения и уровнем загрязнения атмосферного воздуха.
m1 / n1 m2 / n Т= m1 + m2 m1 + m 1 n1 n2 n1 + n (3) С целью прогнозирования уровня заболеваемости автором предложено использовать линейное уравнение ( = а + bt). Кроме того, рассмотрена аппроксимация относительной частоты заболевания с помощью квадратичного и экспоненциального уравнений регрессии ( = а + bexp(t – 2001);
= a + b( t – 2001) + c( t – 2001) соответственно.
Работа выполнена в текстовом редакторе MS Word. Все результаты исследований были обработаны в программе MS Excel. Рисунки и карта обрабатывались с помощью программ Photoshop, MS Office Picture Manager, Paint, MS Visio. Иллюстративный материал готовился с использованием программы MS Power Point.
Глава 3. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ХВОСТОХРАНИЛИЩА ЦОФ ОАО «СОЛНЕЧНЫЙ ГОК» КАК ИСТОЧНИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ ОБИТАНИЯ Земли, общей площадью 54,4 га, на которых расположено хвостохранилище, изъяты из Гослесфонда. Оно построено без учета розы ветров по проекту института Гипроникель и введено в действие в 1969 г. Это намывной, косогорного типа, объект, предназначенный для складирования отходов рудообогащения центральной обогатительной фабрики (отвальных «хвостов»). Приуроченное к правому борту долины р. Холдоми, хвостохранилище расположено на отметках (абсолютной высоте) 286-302 м, 6,5 км юго-западнее места слияния р. Холдоми и Силинка. На противоположном борту долины, на более высоких отметках, находится п. Солнечный.
Несмотря на это, шлейф продуктов пылящей поверхности осушенного хвостохранилища накрывает населенный пункт (особенно в весеннее-летне-осеннее время).
При оценке отходов переработки оловорудного сырья, как потенциального источника техногенного загрязнения природных систем, учитывался их минеральный и вещественный состав. Главными минералами являются: касситерит, арсенопирит, халькопирит, галенит, пирит, второстепенными – вольфрамит, станнин. Химический состав отходов представлен оловом, медью, цинком, свинцом, мышьяком, серой, кадмием, кобальтом, никелем, хромом и др. Исследованиями установлено очень высокое содержание сульфидной серы, общий объем которой в хвостохранилище составляет 21 тыс. тонн, при среднем ее содержании 2,16 %. Характерная геохимическая особенность «хвостов» - это высокие концентрации в них токсичных химических элементов: меди (4461,8 г/т), мышьяка (2421 г/т), свинца (1475,8 г/т) и др.
Содержание Zn в шламовых водах превышает фоновые в 8-1000 раз, Cu - 2-260, Cd - 20-1000, Fe -1400, Mn - 800-4800. В дренажных водах концентрация Zn намного выше фоновых, в 15-350 раз, Cu - 100-150, Pb -89, Cd - 4400, Fe - 6-10390, Mn - 250-300.
К числу токсичных элементов, выносимых за пределы техногенной системы, относятся: Cu, Zn, Pb, Cd, Fe, Mn, As, Sb др. Учитывая геохимические и минералогические особенности отходов, а также длительность и изменяющиеся условия их хранения (влажные, закрытые сверху водой – на начальных этапах и сухие, открытые для ветровой эрозии – в настоящее время), разнос пылевых и газовых выбросов, фактическое содержание сульфидов, мышьяка, сурьмы, меди, свинца, ртути (превышение от нескольких сотен до десятков раз), можно утверждать, что отходы являются мощным негативным фактором интенсивного воздействия на окружающую среду.
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ХВОСТОХРАНИЛИЩА ОАО «СОЛНЕЧНЫЙ ГОК» НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Изучены закономерности техногенного загрязнения компонентов окружающей среды тяжелыми металлами в цепи: отходы переработки оловорудного сырья снежный покров (СП) – почвогрунты – растения. Дана комплексная оценка степени влияния отходов на объекты окружающей среды.
4.1. Состояние воздушного бассейна в зоне влияния хвостохранилища.
Из тела техногенного объекта выделяется к его поверхности значительное количество различных газов и тяжелых металлов (мг\кг) (Fe - 17600, Zn - 1357,5;
Hg 1.95;
Pb - 160,21;
Mn - 514,3;
Cu - 286,0). Образующиеся ореолы и потоки загрязняющих веществ распространяются природными миграционными механизмами.
Для изучения влияния сульфидной серы на компоненты природной среды выполнена газовая съемка по секущим профилям, которая свидетельствует о том, что максимальная ее концентрация составила 96 ПДК. Средняя величина на всей территории хвостохранилища превышала норму в 47 раз. Концентрация аэрозолей оказалась выше фоновой в 80 раз. Отмечался повышенный уровень сероводорода ( ПДК). Загрязнение воздушного бассейна здесь можно отнести к экстремально высокому уровню загрязнения (ЭВЗ). Кратность превышения максимальных концентраций загрязняющих веществ относительно фонового содержания колебалась от 16 до 80 раз. Наибольшее количество канцерогенных элементов, содержащихся в пыли (таблица 4.1), обнаружено в 2008 г. в районе колодцев, прудка и пляжа хвостохранилища, а также в поселке Солнечный.
Таблица 4.1 - Содержание канцерогенных элементов в пыли в период с 2004 по 2008 гг.
в зоне влияния хвостохранилища ОАО «Солнечный ГОК» (горняцкий поселок Солнечный) Содержание токсичных элементов в пыли, мг/кг Годы As Cr Sb 2004 22,82 24,51 4, 2005 49,56 26,71 7, 2006 89,51 34,01 12, 2007 101,25 63,98 23, 2008 114,00 93,26 32, Полученные результаты позволили утверждать, что загрязнение воздушного бассейна отходами обогащения в поселке Солнечный по токсичной пыли, тяжелым металлам, и аэрозолям сульфат-ионов относится к экстремально высокому уровню.
Хвостохранилище является опасным источником загрязнения атмосферного воздуха летом, особенно при ветрах южного, юго-восточного и юго-западного направлений, когда аэрогенный поток направлен в сторону поселка Солнечный.
4.2. Снежный покров (СП), как индикатор техногенного загрязнения.
Средневзвешенные показатели концентраций тяжелых металлов (ТМ) в СП (мг/дм3) за зимние сезоны 2004-2007 гг. оказались следующими (рисунок 4.1, 4.2): Cu – 0,051;
Pb – 0,001;
Cd – 0,002;
Mn – 0,034;
Ni – 0,001;
Co – 0,002;
Cr – 0,001;
Sb – 0,003.
Суммарная концентрация токсичных металлов в СП составила 0,095 мг/дм3 (рис. 4.1 и 4.2.). Общее поступление водорастворимой фазы ТМ в СП выражается величиной 9,595 мг/м2 сезон - (Cu – 54%, Mn – 36%, Sb – 3%, Co, Cd – по 2%, Pb, Ni, Cr – по 1%) и на территорию хвостохранилища поступает до 11 кг. Здесь накопление в СП за зимний сезон (в среднем) составило: растворимых минеральных веществ – 912,2 кг, в том числе NH4+ – 24,4 кг, SO42- – 298,6 кг, NO3- – 21,4 кг;
органических (по ПО) – 267,1 кг и взвешенных веществ – 117,0 т. В СП обнаружено превышение ПДКвр. по величине ионов аммония, мышьяка, меди и марганцу, другим тяжелым металлам (растворимая форма).
Рисунок 4.1 - Содержание тяжелых металлов в Рисунок 4.2 - Содержание тяжелых металлов в снежном покрове зоны влияния снежном покрове зоны влияния хвостохранилища ЦОФ ОАО «Солнечный хвостохранилища ЦОФ ОАО «Солнечный ГОК», мг/дм3, февраль, 2007 г. ГОК», мг/дм3, апрель, 2007 г.
4.3. Исследования почвенно-растительного покрова в зоне влияния хвостохранилища ОАО «Солнечный ГОК».
Хвостохранилище оказывает отрицательное воздействие на компоненты окружающей среды. В связи с этим высокие концентрации валовых форм тяжелых металлов обнаружены в почвах, донных отложениях и растительности, превышающие фоновые содержания и ПДК в несколько раз (от 2 до 16). Установлено превышение ПДК в почвах и растительности для мышьяка, хрома, марганца, меди, цинка, свинца, кобальта, сурьмы, олова и др. Почвенный покров является депонентом техногенного загрязнения. Почвы медленно реагируют на изменения в окружающей среде, однако фиксируют и аккумулируют токсичные химические элементы. Несомненно, почвы, развитые на оловосодержащих породах, отличаются значительным содержанием в минеральной части олова (Ивашов, 1991, 1996 и др.), а также мышьяка, ртути, свинца, меди, цинка и др. (рисунок 4.3, 4.4). Исследования свидетельствуют о том, что подвижные формы вышеперечисленных элементов мигрируют по цепи почва – растительность - человек и могут провоцировать различные заболевания у местного населения (Растанина и др., 2008).
В зоне влияния хвостохранилища зафиксировано накопление растениями таких токсикантов, как: свинец (до 35 мг/кг), медь (26 мг/кг), цинк (200 мг/кг) и др. (рисунок 4.5). Интенсивное поглощение растениями Pb и Cu фиксируется на территории поймы р. Холдоми, испытывающей поверхностное или внутрипочвенное воздействие подотвальных вод. Выявлено, что техногенное накопление ряда металлов (Pb, Zn, Cu, Cd, Fe, Mn) происходит в листьях и корнях растений.
As Hg Центр 0-10;
Центр 10- Центр 0-10;
Центр 10- 2, 2500, 1, 2000, 1500,00 1, 1000, Т2. 10-20 Т5. 0-10 фон;
Т5. 10-20 фон Т2. 0-10;
Т2. 10- Т5. 0-10 фон;
Т5. 10-20 фон Т2. 0-10;
0, 500, 0, 0, Т4. 0-10;
Т4. 10-20 Т3. 10- Т3.0-10;
Т4. 0-10;
Т4. 10-20 Т3. 10- Т3.0-10;
As 0-10 As 10-20 Hg 0-10 Hg 10- Рисунок 4.4 – Содержание Hg (мг/кг) в Рисунок 4.3 - Содержание As (мг/кг) в почвогрунтах зоны влияния почвогрунтах зоны влияния хвостохранилища ЦОФ ОАО «Солнечный хвостохранилища ЦОФ ОАО «Солнечный ГОК», (профиль 1) ГОК», (профиль 1) Установлено, что высшая растительность аккумулирует ТМ (Zn, Pb, Cd), в количествах, превышающих регионально-фоновые значения от 2-5 до 10-30 раз. В почвенно - растительном покрове зоны влияния хвостохранилища возникли локальные очаги с повышенными концентрациями таких элементов, как: свинец, кадмий, кобальт, сурьма, висмут, ртуть, олово, ванадий, мышьяк, имеющие техногенное происхождение.
Обнаружено нарушение нормальных циклов развития растений, даже полное выпадение фенофаз в зоне влияния хвостохранилища. Отмечена задержка начала фазы вегетации уже при минимальном загрязнении у брусники, багульника на 25 - 38 дней.
Лишайниковая флора полностью исчезает на сильно загрязненных техногенных площадях (до 7 км).
Рисунок 4.5 - Содержание токсичных химических элементов в растительности в зоне влияния хвостохранилища ЦОФ ОАО «Солнечный ГОК» (Профиль 1) С увеличением содержания в почвогрунтах тяжелых металлов подавляется развитие микроорганизмов (актиномицетов и микроскопических грибов).
Бактериальный комплекс находится в угнетенном состоянии. Структура и функционирование микробоценозов нарушены. Установлено, что следствием горного техногенеза является ухудшение физиологического состояния живых организмов (биоты, микрофлоры), что приводит к изменению генетического статуса популяции в целом. Наиболее чувствительными процессами, на которые оказывает влияние техногенное загрязнение среды, является репродуктивная деятельность и продолжительность жизни растений. Это выражается в увеличении стерильности пыльцевых зерен (до 22 %) (таблица 4.2). Биоиндикация экологической напряженности по стерильности пыльцы позволила выявить три зоны техногенного воздействия (1 – очень сильная степень, 2 – сильная и 3 – умеренная).
Таблица 4. 2 - Биоиндикация экологической напряженности по стерильности пыльцы растений – биоиндикаторов в зоне влияния хвостохранилища Название горного Название Количество Стерильность Зона предприятия, растений - исследованных пыльцы, % воздействия место отбора биоиндикаторов клеток, шт.
растений 1 2 3 4 Хвостохранилище кипрей узколистный 500 18,0±0,52 ОАО «Солнечный анафалис жемчужный 500 19,8±0,54 ГОК», на расстоянии ромашка непахучая 500 21,5±0,53 до 7 км Хвостохранилище ромашка непахучая 500 10,5±3,06 ОАО «Солнечный анафалис жемчужный 500 9,6±0,76 ГОК», на расстоянии кипрей узколистный 500 7,9±0,54 до 14 км Хвостохранилище анафалис жемчужный 500 4,4±0,32 ОАО «Солнечный кипрей узколистный 500 5,2±0,27 ГОК», на расстоянии осот полевой 500 5,2±0,87 до 20 км Контроль, фон ромашка непахучая Эталонная 500 0,2±0, (Амут), на расстоянии анафалис жемчужный 500 0,3±0, более 30 км кипрей узколистный 500 0,3±0, При проведении анализа характера изменения растительного покрова в связи с негативным воздействием источников загрязнения были использованы коэффициенты сходства видового состава растительности Чекановского-Съеренсена (Песенко, 1982).
Рассматривалось сходство растительности парных точек, равноудаленных от источника загрязнения (хвостохранилища Солнечного ГОКа), в долинах рек Силинки и Холдоми.
Результаты исследования показали, что в долине р. Силинка в направлении от верховьев вниз по течению коэффициент сходства повышается. В районе п. Солнечный (в средней части бассейна) он испытывает значительные колебания, имея общую тенденцию к уменьшению с удалением от хвостохранилища, и лишь в приустьевой части он повышается снова. В бассейне притока р. Силинка – р. Холдоми распределение коэффициента сходства тоже неоднозначно. Общая закономерность выражается в повышении коэффициента сходства в приустьевых частях долин.
Проведенный анализ содержания подвижных форм тяжелых металлов в почвах зоны влияния хвостохранилища ОАО «Солнечный ГОК» позволил выявить корреляционную зависимость между их концентрацией в почвенном покрове и цитогенетическими изменениями в клетках растений-биоиндикаторов (тест-системы «Стерильность пыльцы») (рисунок 4.6 – 4.8) с учетом уровня техногенного загрязнения.
Стерильность пыльцы зависит от показателя загрязнения почв подвижными формами ТМ: с повышением степени загрязнения почв повышается стерильность пыльцы.
Таким образом, влияние отходов переработки оловорудного сырья способствует техногенному загрязнению почвенно-растительного покрова, подрывая его восстановительный потенциал и появлению катастрофических ситуаций, одной из которых является высокая заболеваемость в районе исследования.
Рисунок 4.6 - Зависимость уровня Рисунок 4.7 - Зависимость уровня стерильности пыльцы от показателя стерильности пыльцы от показателя загрязнения почв ТМ в подвижной загрязнения почв ТМ в подвижной форме для техногенной зоны форме для техногенной зоны Рисунок 4.8 - Зависимость уровня стерильности пыльцы от показателя загрязнения почв ТМ в подвижной форме для техногенной зоны Глава 5. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ НАСЕЛЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ ГОРНЯЦКОГО ПОСЕЛКА СОЛНЕЧНЫЙ) Известно, что негативное влияние на здоровье населения оказывает техногенное загрязнение объектов окружающей среды. Поэтому были проанализированы отходы переработки оловорудного сырья, как источник загрязнения, снежный покров, атмосферный воздух, пыль, почвогрунты, биота и состояние здоровья населения горняцкого поселка Солнечный. Оно проживает в условиях постоянного превышения нормативных показателей загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Результатом действия на него является ответная реакция в виде появления физиологических сдвигов и развития эколого-обусловленных заболеваний. Особого внимания требует детское население, поскольку дети наиболее уязвимы и чувствительны к действию химических агентов вообще. Именно у детей раньше всего формируются соответствующие заболевания и проявления (пятнистость эмали зубов, кариес, аллергозы, хронические пневмонии). Хроническое действие атмосферных загрязнителей (пыли, взвешенных частиц и газообразных ЗВ) способствует изменениям в иммунной системе организма, формированию предрасположенности к развитию заболеваний дыхательной системы (ОРВИ, бронхиальной астмы, бронхита, фарингита, изменению функций внешнего дыхания) (Растанина и др., 2008). Воздействие повышенных концентраций тяжелых металлов (Pb, Mn, Cu, Cr, Co, Ni, Cd) приводит к изменению репродуктивной, нервной, сердечно-сосудистой, иммунной и эндокринной систем. Выполненные расчеты показали, что особенно высокими коэффициентами опасности (HQ1) обладают взвешенные вещества (HQ=47,3), медь (HQ=20,5), марганец (HQ=3,9) и диоксид серы (HQ=1,3) (таблица 5.1).
Таблица 5.1 - Коэффициенты опасности неканцерогенных загрязняющих веществ при длительном их воздействии Загрязняющие Концентрация Коэффициент Критические органы, системы вещества средняя (мг/дм) опасности (HQ) Взвешенные частицы Органы дыхания 7,1 47, Диоксид серы Органы дыхания 0,006 1, Свинец ЦНС, кроветворная система 0,0028 0, Марганец ЦНС 0,038 3, Медь Органы дыхания 0,0205 20, Хром Легкие 0,0017 0, Кобальт ЦНС 0,0025 0, При анализе суммарных индексов опасности для веществ, действующих на одни и те же системы и органы, наиболее высокое их значение обнаружено для группы веществ, влияющих на органы дыхания: взвешенные частицы, диоксид серы, медь, хром (HI=69,97). На втором месте по риску воздействия находятся вещества, влияющие на нервную систему: свинец, марганец и кобальт (HI=4,62). По среднемноголетним статистическим показателям заболеваемости населения п. Солнечный, первое место приходится на болезни органов дыхания (58,6%), второе - болезни органов пищеварения (9%), третье – системы кровообращения (6,8%). Доля злокачественных новообразований не высокая (1,2%). Несомненно, отходы хвостохранилища ЦОФ Солнечного ГОКа, являясь источником загрязнения окружающей среды, в частности атмосферного воздуха пылью, содержащей повышенные концентрации тяжелых металлов (Pb, Mn, Cu, Cr, Co, Ni, Cd), способствуют ухудшению здоровья населения, особенно высокому уровню заболеваемости органов дыхания, в том числе детей. Исследования показали, что изменения состояния здоровья детского населения, проживающего на экологически неблагополучных территориях, выражаются, прежде всего, в увеличении числа часто болеющих детей (ЧБД) и детей с хроническими заболеваниями, в росте заболеваемости органов дыхания и органов чувств, в изменении иммунного статуса ребенка.
Использование критерия среднемноголетнего уровня позволило оценить состояние здоровья детей до 14 лет в связи с загрязнением атмосферного воздуха взвешенными частицами. Динамика распространенности заболеваний детей астмой и астматическим статусом, атопическим дерматитом свидетельствует о том, что в 1997 году данный показатель составлял 4,0 на 1000 человек, а в 2007 г. – 9,2. Обнаружен прирост заболеваемости более чем в 2 раза. В этот период зафиксировано превышение среднемноголетнего уровня в 1,5 раза. С 2002 года среди них отмечалась стойкая тенденция роста заболеваемости астмой, а в 2006 году выявлено превышение среднемноголетнего уровня в 2,0 раза. Возможно, это связано с осушением хвостохранилища в 2001 году, что породило мощную дополнительную экологическую проблему – пылевой разнос токсичных веществ с его поверхности. Увеличение количества больных детей астмой и астматическим статусом за аналогичный период составляет 3,8 раза, хроническим фарингитом, а также синуситом и ринитом - 10,7 раза по сравнению с 1997 годом. Большое значение при индикации экологического состояния территории имеют онкологические заболевания. Хотя в структуре заболеваемости населения исследуемого района онкологические заболевания по количеству случаев имеют невысокий процент, но их наличие свидетельствует о присутствии неблагоприятных факторов в районе исследования (например, канцерогенных элементов - As, Cr, Sb). Большой удельный вес в структуре заболеваемости болезней органов пищеварения указывает на неблагоприятное экологическое состояние различных сред обитания: загрязненные атмосферный воздух, почвы и биоты, что подтверждается данными их химического состава (Растанина и др., 2008, 2009) и высоким суммарным показателем загрязнения (до 140). Проведенные исследования заболеваемости жителей горняцкого посёлка Солнечного по двум терапевтическим участкам (рисунок 5.1) (участок №1- улица Геологов, участок № 2 - улица Ленина) позволили выявить закономерность, свидетельствующую о том, что по некоторым классам болезней установлена связь между увеличением содержания в воздушном бассейне токсичных элементов As, Sb, Cr, обладающих канцерогенной активностью, и ростом заболеваемости.
Рисунок 5.1 – Карта-схема расположения терапевтических участков и точек отбора проб Результаты проведенного анализа данных заболеваемости населения горняцкого поселка Солнечный, обусловленных неблагоприятным воздействием техногенных факторов, свидетельствуют о достоверных различиях в уровнях заболеваемости населения (таблица 5.2).
Таблица 5.2 - Достоверность различий заболеваемости населения, проживающего в зоне влияния хвостохранилища ЦОФ ОАО «Солнечный ГОК» Трасч. Т расч. Трасч. Достоверность различий Наименование 1 участок 2 участок п. Солнечный Т таб.=1, Болезни нервной системы 0,08 0,92 0,82 -- Болезни кожи 0,54 1,33 0,63 -+ Болезни органов пищеварения 0,63 1,48 0,40 -+ Новообразования 1,33 2,14 2,59 +++ Болезни органов дыхания 0,98 3,84 2,59 -++ Анализ расчетных показателей за период наблюдения с 1997 г. по 2008 г.
позволил выявить для болезней нервной системы отсутствие существенного различия в средней относительной частоте заболеваемости населения между терапевтическими участками № 1 и № 2 и в целом в горняцком поселке Солнечный (Трасч.=0,92Ттаб.=1,28 при р = 0,9). Однако, существует достоверное различие средней относительной частоты заболеваний органов дыхания (Трасч.
1уч.=3,84Ттаб.=1,28), пищеварения (Трасч.=1,48 Ттаб.=1,28 при р = 0,9) и новообразований (Трасч.1уч.=2,14Ттаб.=1,28 при р = 0,9), а также заболеваний кожи и подкожной клетчатки (Т расч.1уч.=1,33 Ттаб.=1,28 при р = 0,9). Особенно значимая разница установлена между уровнем заболеваний органов дыхания и онкологических заболеваний на первом участке и в целом в поселке Солнечный (Трасч. 1уч.=3,84 Т расч. 1уч.=2,14 Ттаб.=1,28 при р = 0,9). Показатели, полученные для первого и второго участка, значительно отличаются только по одному виду нозологии (Т расч.
1уч.=2,14 Трасч. 2уч.=1,33 при р = 0,9) –новообразованиям. На втором участке относительная частота заболеваемости органов дыхания выше, чем в среднем по поселку (Трасч. 2уч. =2,59Ттаб.=1.28 при р = 0,9). Выполненный корреляционный анализ между показателями заболеваемости населения поселка Солнечный и степенью загрязнения атмосферного воздуха свидетельствует о том, что выявлена высокая зависимость уровня онкологических заболеваний от содержания мышьяка, хрома, сурьмы (R=0,91;
R=0,93;
R=0,94 соответственно) в окружающей среде (рисунок 5.2).
Рисунок 5.2 - Зависимость онкологической заболеваемости от уровня загрязнения воздушного бассейна в зоне влияния хвостохранилища ЦОФ ОАО «Солнечный ГОК» Канцерогенность этих элементов доказана МИАС. Кроме того, для второго участка обнаружена тесная корреляционная связь между загрязнением атмосферного воздуха токсичными элементами (Cr и Sb) и болезнями нервной системы (R=0,93;
R=0,90). Таким образом, наблюдается тесная корреляционная связь между загрязнением атмосферного воздуха и уровнем заболеваемости в п. Солнечный, который в патогенезе имеют экологически обусловленную зависимость. Данные подтверждены результатами анализа биологического материала (волосы детей п. Солнечный до 14 лет) (таблица 5.3), свидетельствующими о высоком уровне содержания токсичных элементов в нем, по сравнению с другими регионами России и СНГ. Содержание меди, цинка и др. ТМ здесь оказалось выше в 1,5 и более раз, чем в Нечерноземье, Центральном Черноземье, Крыму. Предложенное автором с целью прогнозирования изменения заболеваемости по годам линейное уравнение ( = а + bt) позволило сделать вывод об увеличении заболеваемости населения в поселке Солнечный в 2009 и 2010 годах. Для оценки соответствия полученного уравнения данным наблюдения для каждого уравнения вычислялся индекс детерминации R2 (таблица 5.4).
Таблица 5.3 - Содержание некоторых химических элементов в биологическом материале (волосах детей (в мкг/г)), проживающих в различных регионах СНГ (Гудков, Багрянцев, Кузнецов, 2005 и др.) и горняцком поселке Солнечный Регионы Сr Pb Cd Cu Zn Fe As Sn Sb Hg П. Солнечный 4,16 0,17 15,17 197,83 2,77 454,65 0,20 1,00 0,09 1, Нечерноземье 3,58 0,19 11,0 132,8 - - - - - Центральное 7,24 0,38 10,1 131,5 - - - - - Черноземье Закавказский 4,0 0,15 10,1 121,4 - - - - - (горнодолинный) Закавказский 4,8 0,35 10,5 155,7 - - - - - (горный) Крым 4,8 0,3 14,1 147 - - - - - Среднее 4,4 0,24 11,1 135 - - - - - по регионам Таблица 5.4 - Линейные уравнения регрессии для относительных частот заболеваний, наблюдаемых с 2004 г по 2008 г.
Индекс Прогноз Наименование Уравнения Детерминации, R2 на 2009 г = 0,0259 + 0,00745(t - 2003) Терапевтический участок 1 0,849 0, = 0,0236 + 0.00647(t – 2003) Терапевтический участок 2 0,893 0, = 0,0284 + 0.00366(t – 2003) п. Солнечный в целом 0,601 0, При линейном характере изменения относительных частот заболевания на первом участке каждый год будут регистрироваться в среднем 25 новых онкологических больных, на втором – 22, в целом по горняцкому поселку Солнечный – 53 человека (рисунок 5.3, 5.4).
Реакция человека на негативные изменения среды обитания проявляется в форме различных эколого - обусловленных заболеваний. Полученные данные свидетельствуют о том, что существует зависимость между качеством компонентов окружающей среды и ростом заболеваемости в районе исследования.
Рисунок 5.3 - Изменение относительной Рисунок 5.4 - Изменение относительной частоты ЗНО при линейном уравнении частоты ЗНО при линейном уравнении регрессии для населения 1-го регрессии для населения 2-го терапевтического участка терапевтического участка Математическая обработка статистических данных в населённых пунктах Солнечного района (рисунок 5.5, 5.6) показала, что самый высокий уровень заболеваемости органов дыхания, нервной системы и органов чувств, а также онкологических заболеваний обнаружен в поселке Солнечный, а самый низкий - в поселке Горин.
Рисунок 5.5 - Изменение относительной частоты заболеваний органов дыхания за период с 1998-2008 гг. по населенным пунктам:
- Солнечный, - Горный, х - Березовый, – Горин Рисунок 5.6 - Изменение относительной частоты заболевания по онкологии за период с 1998-2008 г.г. по населенным пунктам:
-Солнечный, х - Березовый, -Горный, – Горин Таким образом, по комплексу всех показателей, в том числе биологических, в зоне влияния хвостохранилища фиксируется весьма сложная «катастрофическая» и «неудовлетворительная» экологическая ситуация, особенно по общему токсико мутагенному фону (тест «Стерильность пыльцы»), что представляет опасность не только для человека, но и биоты.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СНИЖЕНИЮ НЕГАТИВНОГО ВЛИЯНИЯ ХВОСТОХРАНИЛИЩА НА ОБЪЕКТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ Для обеспечения экологической и социальной безопасности отходов хвостохранилища ЦОФ «Солнечного ГОКа» разработаны следующие природоохранные мероприятия: Комплексное использование минерального сырья;
1. 2.
Совершенствование технологии добычи и переработки полезных ископаемых;
3.
Рекультивация нарушенных горными работами земель, в т.ч. поверхности хвостохранилища;
4. Организация горно-экологического мониторинга изменения сред обитания в зоне влияния горного объекта и здоровья человека;
5. Совершенствование законодательной базы;
6. Оздоровление населения горняцких поселков с целью профилактики экологически обусловленных заболеваний (использование сорбентов природного происхождения «Полифепан», «Литовит», «Феокарпин», «Ламифорен»), реабилитация во время пребывания в санатории с использованием термовоздействий и физических нагрузок;
7. Разработка Программы экологической безопасности районов освоения недр в Хабаровском крае с учетом зонирования территорий.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 1. Высокое содержание ТМ в отходах переработки оловорудного сырья обуславливает загрязнение и поступление их в объекты окружающей среды.
Недостаточная изученность характера загрязнения компонентов биосферы и его воздействия на здоровье населения в зоне влияния хвостохранилища ОАО «Солнечный ГОК», прекратившего свое существование из-за финансовых трудностей, сдерживает разработку рекомендаций по улучшению экологических условий проживания в горняцком поселке Солнечный. Осушение техногенного объекта в 2001г. обусловило дополнительную экологическую проблему – пылевой разнос токсичных загрязняющих веществ;
2. Газовая съемка показала, что наибольшее количество токсичной пыли, содержащей тяжелые металлы (Pb, Mn, Cu, Cr, Co, Ni, Cd), обнаружено в районе колодцев, прудка и пляжа хвостохранилища и в горняцком поселке Солнечный.
Максимальная концентрация сульфидной серы составила 96 ПДК. Содержание аэрозолей оказалось выше фоновой в 80 раз. Загрязнение воздушного бассейна здесь можно отнести к экстремально высокому уровню загрязнения (ЭВЗ);
3. В снежном покрове (СП) за зимний сезон в среднем накоплено растворимых минеральных веществ – 912,2 кг и взвешенных веществ – 117,0 т. В СП обнаружено превышение ПДКвр. ионов аммония, мышьяка, меди и марганцу, другим тяжелым металлам (растворимая форма);
4. Высокие концентрации тяжелых металлов обнаружены не только в почвах, но и растительности, превышающие фоновые содержания и ПДК в несколько раз (от 2 до 16) Установлено превышение ПДК в почвах и растительности для мышьяка, марганца, меди, цинка, свинца, сурьмы, олова и др. Суммарный коэффициент загрязнения в районе дач составляет 140;
5. Обнаружено увеличение стерильности пыльцевых зерен (до 22 %). Выявлена корреляционная зависимость между содержанием подвижных форм тяжелых металлов в почвенном покрове и цитогенетическими изменениями в клетках растений-биоиндикаторов (тест-система «Стерильность пыльцы»). Судя по составу микрофлоры, структура и функционирование микробоценозов нарушены;
6. При анализе суммарных индексов опасности для веществ, действующих на одни и те же системы и органы, наиболее высокое значение обнаружено для группы веществ, влияющих на органы дыхания человека: взвешенные частицы, диоксид серы, медь, хром (HI=69,97). На втором месте по риску воздействия находятся вещества, влияющие на нервную систему (свинец, марганец и кобальт, HI= 4,62), онкологические заболевания, аллергические реакции. Полученные данные свидетельствуют о том, что существует прямая зависимость между качеством компонентов среды обитания, экологическими условиями проживания в горняцком поселке и ростом заболеваемости в районе исследования;
7. Сравнение данных по заболеваемости населения и качеству атмосферного воздуха показывает, что между ними наблюдается тесная корреляционная связь, которые в патогенезе имеют экологически обусловленную зависимость. Она высокая для населения первого и второго терапевтических участков по уровню онкологических заболеваний. Кроме того, для второго участка обнаружена тесная корреляционная связь между концентрацией токсичных элементов в воздухе (Cr и Sb) и болезнями нервной системы (R=0,93;
R=0,90 соответственно). Установлено между ними достоверное различие средней относительной частоты заболеваний органов дыхания (Трасч. 1уч.=3,84Ттаб.=1,28), пищеварения (Трасч.=1,48 Ттаб.=1,28 при р = 0,9) и новообразований (Трасч.1уч.=2,14Ттаб.=1,28 при р = 0,9), а также заболеваний кожи и подкожной клетчатки (Трасч.1уч.=1,33 Ттаб.=1,28 при р = 0,9);
8. Содержание меди, цинка и др. токсикантов в биологическом материале (волосы детей п. Солнечный до 14 детей) оказалось выше в 1,5 и более раз, чем в Нечерноземье, Центральном Черноземье, Крыму.
Список работ, опубликованных по теме диссертации 1. Крупская Л.Т., Растанина Н.К. Оценка риска для здоровья населения, связанного с загрязнением атмосферного воздуха в районе Солнечного ГОКа //Горный информационно аналитический бюллетень, 2007. ОВ «Дальний Восток», 2007. № 15. - С.318-323.
2. Растанина Н.К., Крупская Л.Т. О роли экологических факторов в изучении здоровья населения горняцких поселков на юге Дальнего Востока //Экология и промышленность России (декабрь), 2008. - С.56-57.
3. Растанина Н.К., Ли В.С., Дербенцева А.М. К вопросу о роли экологических факторов в исследовании здоровья населения горняцких поселков //Горный информационно аналитический бюллетень, 2009. № 7. – С. 268 – 273.
4. Грехнев Н.И., Крупская Л.Т., Липина Л.Н., Растанина Н.К., Новороцкая А.Г. Общая концепция и принципы выделения зон экологических рисков от предприятий минерально сырьевого комплекса в Дальневосточном регионе //Горный информационно-аналитический бюллетень. ОВ «Дальний Восток», 2009. № 5. – С. 209 – 216.
5. Озарян Ю.А., Растанина Н.К. Некоторые аспекты обеспечения безопасности хвостохранилища с токсичными отходами (на примере ЦОФ Солнечного ГОКа). //Материалы Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Молодые исследователи регионам». Вологда, 2008. Том 1. - С.228-230.
Растанина Наталья Константиновна (Россия) «Оценка влияния отходов переработки оловорудного сырья на окружающую среду и здоровье населения в бассейне р. Амур (на примере ОАО «Солнечный ГОК»)» В диссертационной работе дана комплексная оценка негативного воздействия отходов переработки оловорудного сырья ЦОФ Солнечного ГОКа на объекты окружающей среды и здоровье населения горняцкого поселка. Изучены закономерности техногенного загрязнения компонентов природной среды и его роль в формировании эколого-обусловленных заболеваний. Выполнен корреляционный анализ между показателями заболеваемости населения и уровнем загрязнения атмосферного воздуха. На основе линейного уравнения составлен прогноз состояния здоровья населения в районе исследования.
Материалы и выводы, полученные автором, являются научной основой для создания стратегии и тактики улучшения экологической ситуации в горняцком поселке Солнечный. Они могут быть использованы при формировании системы горно-экологического и социально-экологического мониторинга состояния окружающей среды и здоровья населения. Даны предложения по снижению негативного влияния отходов переработки оловорудного сырья на объекты окружающей среды и здоровье человека.
Rastanina Natalia Konstantinovna (Russia) «Tin ore processing wastes impact assessment on environment and population health in the river Amur basin (in terms of “Solnechni GOK” Plc)» In the dissertation a complex assessment is given of the “Solnechni GOK” tin ore central processing plant wastes negative impact on the environment objects and population health in the miners settlement. Regularities have been investigated of environment components pollution and its role in ecologically-conditioned diseases. Correlation analysis has been carried out with respect to population sickness rate indices and air pollution level. Based on a linear equation the forecast has been made of the population health in the investigated area.
Materials and conclusions formulated by the author comprise a scientific base for creating the strategy and tactics of ecologic situation improvement in the Solnechni miners settlement. These materials may be used during mining-ecologic and socio-ecologic system organization for the environment and population health monitoring. Proposals have been made concerning reduction of tin ore processing wastes negative impact on environment objects and human health.
Подписано в печать –03.10. Форма 6084/ Тираж 100 экз. усл. печ. л. 1,50. Заказ….
Rastanina Natalia Konstantinovna Типография Издательства РУДН 117923, ГСП-1, г. Москва, ул. Оржоникидзе, д.